• Tidak ada hasil yang ditemukan

Isolasi dan karakterisasi sifat fisik, kimia, dan fungsional pati gayam (Inocarpus edulis Forst.)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Isolasi dan karakterisasi sifat fisik, kimia, dan fungsional pati gayam (Inocarpus edulis Forst.)"

Copied!
230
0
0

Teks penuh

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
(60)
(61)
(62)
(63)
(64)
(65)
(66)
(67)
(68)
(69)
(70)
(71)
(72)
(73)
(74)
(75)
(76)
(77)
(78)
(79)
(80)
(81)
(82)
(83)
(84)
(85)
(86)
(87)
(88)
(89)
(90)
(91)
(92)
(93)
(94)
(95)
(96)
(97)
(98)
(99)
(100)
(101)
(102)
(103)
(104)
(105)
(106)
(107)
(108)
(109)
(110)
(111)
(112)
(113)
(114)
(115)
(116)
(117)
(118)
(119)
(120)
(121)

ISOLASI DAN KARAKTERISASI

SIFAT FISIK, KIMIA,

DAN

FUNGSIONAL

PAT1 GAYAM

(Znocarpus edrrlis

Forst.)

OLEH:

INDAH EPRILIATI

PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(122)

ABSTRAK

INDAH EPRILIATI. Isolasi dan Karakterisasi Sifat Fisik, Kirnia, serta Fungsional Pati Gayam (Inocarpus edulis Forst.). Dibirnbing oleh PURWIYAThTO HARIYADI dan ANTON APRIYANTONO.

Informasi dasar mensenai biji gayam (Inocarpus edulis Forst.), salah satu jenis legurn dornestik, rnasih sangat sedikit, khususnya mengenai pati gayarn. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui karakteristik pati gayarn dalarn rangka pemanfaatan biji gayam.

Pengarnatan yang dilakukan rnencakup: (1) struktur anatomi buah gayarn serta sifat fisik dan kiniia biji gayam, (2) karakteristik fisik dan kirnia granula pati gayam, (3) karakteristik penibentukan pasta dan gel pati gayarn, serta (4) daya cerna pati gayarn. Cara isolasi pati gayarn dikembangkan dari cara isolasi pati jagung.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk rnengisolasi pati gayam diperlukan teknik penanganan tertentu karena (a) struktur buah gayarn tergolong dalam kategori subdrupaceous (rnesokarp menebal seperti ternpurung), (b) kotiledon biji gayarn tahan terhadap gaya tekan, dan (c) terjadi pencoklatan enzirnatis secara cepat. Hasil isolasi pati gayam sebesar 15,99% ( b h ) setara dengan 66,47% dari kandungan pati dalam biji gayam yang dianalisa dengan metoda hidrolisa asam (HCI 25%). Pati gayam rnengandung apparent amylose 52,70% (bk). Granula pati gayarn merniliki ukuran 2,5

-

25 pm dan variasi bentuk bulat sarnpai ireguler. Profil arnilograrn dari suspensi pati gayam dengan konsentrasi 10% (blv) yang diarnati dengan rnenggunakan Brabender amilograf menunjukkan bahwa suhu awal pernbentukan pasta sebesar 81°C. Viskositas pasta pati gayam yang dihasilkan stabil terhadap pernanasan sampai pada suhu 95°C dan dipertahankan tetap selarna 5 rnenit. Pendinginan pasta pati gayarn dari suhu 95°C sampai suhu 58"C, rneningkatkan viskositas pasta pati gayarn; dan pendinginan lebih lanjut sarnpai suhu 30°C menghasilkan gel. Gel pati gayarn tidak stabil terhadap siklus freezing (-16°C) thawing (30°C) karena tejadi retrogradasi permanen. Pengujian daya cerna pati gayam menunjukkan bahwa pati gayam tergolong dalarn kategori resistant starch

(RS) tipe 11. Pada penelitian ini RS sebesar 88,85% ( b h ) dari pati gayam. Berdasarkan sifat pasta dan gel pati gayam, daya cerna, daya pengembangan, tingkat amylose leaching, dan tingkat kelarutan pati gayam yang dipanaskan pada suhu 50°C sampai 95°C pati gayam memiliki karakteristik yang sesuai dengan karakteristik pati tinggi amilosa.

hrakteristik pati gayam yang penting dalam aplikasi pengolahan pangan meliputi kekukuhan gel, ketahanan granula terhadap pemanasan, serta daya cerna pati gayam.

(123)

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang be rjudul:

ISOLASI DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIK, KIMIA, SERTA FUNGSIONAL PAT1 GAYAM (Inocarpus edulis

Forst.)

Adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan teiah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

(124)

ISOLASI DAN KARAKTERISASI

SIFAT FISIK, KIMIA,

DAN

FUNGSIONAL

PAT1 GAYAM'(1nocarpus edulis

Fors

t.)

INDAH EPRILIATI

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pangan

PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(125)

Judul Tesis : Isolasi dan karakterisasi sifat fisik, kimia, dan fungsional pati gayam (Inocarpus edulis Forst.)

Nama : Indah Epriliati

NRP : 99217

Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing

Dr. 1f. ~ h d y a t n o Hariyadi, MSc. Ketua

/

Dr. Ir. Anton Aprivantono, MS Awgota

(126)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Blitar pada tanggal 13 April 1970 sebagai anak keenam dari pasangan

J.V.

Noersamsu Isbandi Prajitno dan H.M. Rijati Sri Harijati. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM, lulus pada tahun 1994. Pada tahun 1999, penulis mendapat kesempatan untuk mengikuti Program Magister Sains di Program Studi Ilmu Pangan pada Program Pascasarjana IPB. Beasiswa pendidikan Magister Sains diperoleh dari yayasan Widya Mandala Surabaya dan Asosiasi Perguruan Tinggi Katolik Indonesia (APTIK).
(127)

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas segala berkat dan anugerahnya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian berjudul Isolasi dan Karakterisasi Sifat Fisik, Kimia serta Fungsional Pati Gayam (Inocarpus edulis Forst.) dilaksanakan di dalam Laboratorium selama 9 bulan dan pengamatan di beberapa daerah di Jawa Timur untuk menyelami seluk beluk 'gayam' .sebelum dan selama penelitian berlangsung.

Penelitian ini mempakan penelitian awal. Suatu penelitian akan semakin sempurna ketika setiap insan dapat berpartisipasi dalam mengisi kekosongan informasi yang diperlukan. Oleh karena itu; penelitian mengenai gayam masih sangat - terbuka lebar untuk setiap insan yang berminat. Pengalaman yang diperoleh dari penelitian itu sendiri juga sangat berharga bagi perkembangan penulis. Non scholae set vitae di cimus (sekolah bukan hanya untuk ilmu semata tetapi untuk kehidupan).

Terimakasih.

(128)

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis menyampaikan rasa terimakasih yang mendalam dan penghargaan atas ke rja sama dan bantuan yang telah diterima dari berbagai pihak.

Bapak Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc. dan Bapak Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS. selaku pembimbing yang telah memberikan bekal yang sangat berharga bagi penulis.

Yayasan Widya Mandala Surabaya serta APTIK yang membiayai studi dan penelitian.

Prof. Dr. Robert Verpoorte yang telah memberikan gula standar untuk analisa HPLC dalam suatu kunjungan ke Widya Mandala Surabaya.

Bapak Dr. Ir. Ronny Noor Rahman, MSc dari Laboratorium Genetika dan Pemuliaan Ternak Fakultas Peternakan IPB untuk bantuan dokurnentasi scanning electron microscope;

Bapak Harto dari Laboratoriun Perpindahan Panas dan Massa, Jurusan Teknik Pertanian IPB; Bapak Taufik, Mbak Ari, Bapak Nurwanto, Bapak Karna, dan Bapak Yas dari Pusat Studi Pangan dan Gizi, PAU IPB; Bapak Dedi dan Bapak Endang dari AP4 IPB; Bapak Sobirin, Bapak Gatot, Bapak Sidik, Bapak Koko, dan Ibu Rubiyah dari Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian IPB; untuk

kesempatan ke rja lembur di saat diperlukan.

Ayah clan ibu; keluarga Kakak Rc. Indah Juli Artati-Darsono (Surabaya), Kakak J. Agus Mahargyanto (Probolinggo), Kakak A. Resep Tyas Artono (Bogor), Kakak Ch. Indah Wahyuwidayati-Ali (Mojokerto), Kakak C. Indah Sri Hartini-Purwito (Malang); Adik P. Agus Wismanto S. dan Adik Retno (Jakarta); keluarga Ibu Sus dan

Ibu Woto (Surabaya), serta Bapak Rus (Sidoarjo) untuk pengadaan gayam dan sarana

ekstra selarna penelitian.

Adik M. Matoetina, MSi dan Adik Netty Kusumawati, STP kolega penulis; sahabatku Daisy Irawan, STP; Adik Indria dan Christin, dan seluruh rekan-rekan IPN 99 serta segenap pihak yang penulis tidak dapat menyebutkan satu per satu.

(129)

DAFTAR IS1

Abstrak

Surat Pernyataan

-

Judul

Lem bar Pengesahan Riwayat Hidup Prakata

Ucapan Terimakasih Daftar Isi

D a h r Tabel Daftar Garn bar Daftar Lampiran PEKDAHULUAN

Latar Be-

Tnjuart Perretitian TENJAUAN

PUSTAKA

Botani Tanaman Gayam

Taksanorni tanaman gayam Morfologi tanaman gayam Kemotaksonorni Legume Pati

Mi

krostruktur keberadaan pat i Strulrtur p u l a pati

Kimia pati

Sifat fisiko-kirnia pati

Isdstsi Fati

Rendemen

isalasi

pati

Warna Pati

Ptx~cmktatan enzirnatis Pemklatan nonemimatis

Sifat

Fungsiond Pati

DayaCenraMi

METODOLOGf PElYELITIAN

Waktu dan Tempt
(130)

Alat

Metoda Penel itian Prosedur Kecia

HASlL D A S PE3IB.4HAS.kY Karakteristik Biologi Bij i Gayam Perubahan Visual Biji Gayam Komposisi Kimia Biji Gayam lsolasi Pati Gayam

Karakteristik Fisik Pati Gayam Karakteristik Kimia Pati Gayam Karakteristik Fungsional Pati Gayam

Perilaku pembentukan pasta Karakteristik gel pati gayam Sifat cerna pati gayam Prospek Aplikasi Pati Gayam PENUTUP

Kesimpulan Saran

(131)

DAFTAR TABEL

Kelebihan dan kekurangan berbagai metoda pengham- batan pencoklatan

Pembandingan S 0 2 / S 0 3 terhadap kitosan sebagai medium isolasi pati

Karakteristik polisakarida untuk industri pangan

Berbagai bentuk produk pangan dan sifat fungsional yang diperlukan

Perkernbangan pencoldatan biji gayam

Kornposisi kimia gayam dan legum lain per 100 g bahan kering

Sifat fisik pati gayam dan perbandingan wama dengan tepung gandum

Komposisi kimia pati gayam dibandingkan dengan pati lain

Karakteristi k pembentukan pasta pati gayam Kisaran suhu gelatinisasi berbagai jenis pati

Daya pengembangan, kelarutan, dan amylose lcaching

pati gayam

Daya pengembangan dan amylose leaching berbagai pati pada suhu 95°C

(132)
[image:132.599.75.496.58.760.2]

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Gambar2. Gambar 3.

Gambar 4.

Gambar 5. Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9.

Garnbar 10.

Gambar 1 1.

Gambar 1 2.

Gambar 13.

Gambar 14.

Gambar

L

5.

Gambar. 16.

Gambar

1.7..

Gambar

'9

Pohon g a y m

Mikrosmur sel parenkim penyimpanan dan lokasi pati Strukqur fraksi amilosa, amilopektin, serta orientasinya dalam granula

Struktur kristal pada granula pati Skerna pergerakan ekstraksi Skema prosedur u t b a isolasi pati

Skema pengukuran dimensi buah dan biji gayam Buah dan biji gayam

Anatomi buah gayam

Skerna prosedur isolasi pati gayarn yang dilakukan dalrn penelitian ini

Pembebasan ,-nula pati gayam selama proses isolasi

Profil amilogram berbagai jenis pati diukur dengan menggunakan rapid visco analyzer

Granula pati gayam setelah pemanasail dan pengadukan dengan menggunakan tnugne[ic srirrer setelah mencapai suhu 50,60,70,73, dan 95°C

Kekuatan gel pati gayam diukur dengan menggunakan

steven. LFRS texture analyzer Struktur mikro gel pati.gayam beku.

Hasil. peaguj

ian-hidrolisat

in.vitro selama 20. menit, 1.20.

menit; dm - di. atas 1.20- menit-

Granula- pati- gayam. tergelat&sasi. dan- tidak tergelati-

-

nisasi &lah pehakuan-enzim amilase
(133)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Morfologi &tm clan h a h gayarn 85

-

Lampiran 2. Hail percobam isoiasi pati gayam ctengan variasi me- 86

dium isolasi

Lampiran 3

-

Data peqpmatan dimeusi dantekstut buahdan biji 88 gayam

Lampiran 4. Kernunduran rnutu karena pencoWatan 90 Lampiran 5. Data kimia biji gayam

Lampiran 6. Data kimia pati gayam

Lampiran 7. Data perubahan

fi

sik dan kimia p t i gayam sehma 93 pemanasan

Lampiran 8. Data stabilitas gel pati gayam terhadap siklus freezing- 94

tl~uwing

(134)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pemanfaatan potensi famili Leguminosae sebagai bahan pangan masih sangat rendah, meskipun famili Leguminosae merupakan sumber nutrien penting untuk melengkapi defisiensi asam amino dan asam lemak esensial pada famili Graminae. Menurut Hoover dan Manuel (1995), terdapat 13.000 spesies anggota famili Leguminosae. Akan tetapi, baru 36 spesies dari famili Leguminosae yang dikaji dan dikembangkan untuk pangan (Food Science and Technology Abstract 1990 sampai dengan Maret 2000). Oleh karena itu akhir-akhir ini terdapat kecendemngan untuk meneliti le'gum yang belum diberdayakan atau masih under-exploited dan under- utilized, (Morrow 199 1; Viano et al. 1995; Marconi et al. 1997; Chau et al. 1998) untuk mengeksplorasi potensi penting legum.

Kawasan tropis, seperti Indonesia, merupakan habitat yang sangat baik untuk berbagai spesies legum. Akan tetapi di Indonesia, informasi dasar tentang sumber daya legum domestik sangat minim sehingga sumber daya legum yang tersedia itu belum menjadi komoditas yang berharga secara ekonomi dan nutrisional. Oleh karena itu diperlukan penelitian dasar agar dapat memahami karakteristik legum domestik sebagai salah satu informasi dasar dalam upaya menggali potensi legum domestik.

(135)

kepulauan Polynesia dan Malesia (Anonymous 1979; Heyne 1987; Hegnauer & Grayer-Barkmeijer 1993; Campin 1997). Inocarpus sp. tercatat sebagai salah satu dari 200 spesies famili Leguminosae yang potensial untuk memenuhi kebutuhan protein, tetapi masih memerlukan penelitian dan pengembangan yang besar (Anonymous 1979). Tanaman tersebut terutama banyak ditemukan di Pulau Fiji, Jawa, dan Tahiti (Allen & Allen 1981) juga di Sulawesi dan Kepulauan Maluku (Heyne 1987). Di Indonesia, Inocarpus sp. disebut dengan nama gayam atau gayang atau bosua (Heyne 1987).

Biji gayam telah lama dikonsumsi oleh masyarakat di daerah tertentu. Secara tradisional, masyarakat Indonesia mengolah biji gayam dengan cara merebus atau membembam (membenamkan) dalam abu panas (Heyne 1987). Biji gayam rebus bersifat "kering" (kt%&; Jawa), jika dikonsumsi bersifat mengenyangkan dan sangat digemari, tetapi sulit dicerna (Heyne 1987). Meskipun demikian, sampai saat ini masyarakat daerah tertentu di Indonesia masih memperdagangkan biji gayam rebus dan keripiknya di pasar tradisional mereka. Secara ekonomi, sifat biji gayam tersebut menguntungkan karena ada peluang untuk memanfaatkan biji gayam sebagai sumber serat makan seiring dengan peningkatan kesadaran konsumen akan kebutuhan serat makan atau sebagai sumber pati untuk kebutuhan industri. Sebaliknya, pembenahan efisiensi proses pengolahan biji gayam terhambat karena pengetahuan dasar mengenai biji gayam sangat minim.

(136)

karbohidrat yang rendah pada manusia (Shekib 1994; Yadav & Khetarpaul 1994; Periago et al. 1997; Garcia-Alonso et al. 1998), dan potensi pati legum untuk mengisi peran pati umbi/serealia termodifikasi secara kimia (Belitz & Grosch 1999). Namun demikian, sampai saat ini jenis karbohidrat biji gayam belum diketahui walaupun Eny (1998) melaporkan bahwa biji gayam mengandung karbohidrat 85,22 % (bk). Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengisolasi pati gayam dan mengkaji karakteristik fisik, kimia, dan hngsional pati gayam yang diperoleh. Pati menjadi prioritas dalam penelitian ini dengan pertimbangan: (a) pati merupakan komponen utama karbohidrat cadangan energi pada hampir semua tumbuhan, (b) pati dapat diaplikasikan secara luas di industri, serta (c) perubahan dan perilaku pati dalam proses pengolahan biji gayarn akan berguna untuk menjelaskan permasalahan yang timbul selama pengolahan biji gayam.

Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi dasar untuk pemanfaatan biji gayam.

Tujuan khusus penelitian ini adalah sebagai berikut.

(a) Menghimpun informasi dasar tentang struktur buah gayam; bentuk, ukuran, dan tekstur biji gayarn; komposisi kimia biji gayam; serta perubahan visual yang berkaitan dengan perubahan mutu biji gayam.

(b) Menentukan kandungan pati pada biji gayam.

(137)

TINJAUAN

PUSTAKA

Botani Tanrtmm Gayam

Allen

and

Men

(1981) mencatat Irwcmpus eddis sewtamman tmS,

bi-

asmya tab kddap

kelembbm

dan

kadar garam

thggi, serta

tumbuh

di

h h h

yang sangat subur p d a

-

k

(<500)

m

di

atas permukaan

hut.

S e b

di

Jawa, Sulawesi,

dan

Mahaktq tamman gayam juga dibudidayakm di

Kawamn

P

d

(Amnymwrrs 1979; Hegnauer & Grayer-Barkmeijer 1993). Dkamping untuk

tujuan

m d a p t l m biji, budidaya tamman g a y m juga

menghasilkan

b y u (Heyne 1987)
(138)

Taksonomi. Menurut Campin (1997) taksonomi tanaman gayam adalah: divisi : Angiospermae, Magnoliopsida

kelas : Dikotiledon, Magnoliidae sub-kelas : Rosiflorae

ordo : Fabales famili : Legurninosae genus : Dalbergiae

spesies : Inocarpus edulis Forst.

Taksonomi tanaman gayam bervariasi. Nama spesies bervariasi antara I.

fagifer atau 1 tugifr, sedangkan nama ordo bervariasi antara Fabales atau Sapindales (Campin 1997). Di Indonesia, nama daerah Inocarpus sp. menurut Heyne (1987) antara lain adalah gayam (Jawa, Sunda, Dayak, Bali), ghajam (Madura), bosualbenyek (Menado, Temate), atau gayang (Maluku).

Morfologi. Inocarpus mempunyai arti buah yang berserat (inos: serat; carpus: buah; Latin) mengacu pada permukaan biji yang memiliki penampakan bergaris-garis (Allen & Allen 198 1). Secara morfologis, tanaman gayam dapat dideskripsikan sebagai berikut (Allen & Allen 1981): berbatang tinggi (dapat mencapai 25

m),

bertajuk rimbun yang indah; berdaun sederhana, besar, utuh, oblong-lanceolate bertangkai pendek; berbunga dengan wama putih, kuning atau krem yang harum dan berukuran kecil, yang rata-rata tersusun dari 5 mahkota bunga; polong bertangkai pendek, berbentuk oblique-obovate, pipih, subdrupaceous, berbiji tunggal. Secara lebih rinci, morfologi daun dan buah gayam dapat dilihat pada Lampiran 1.

(139)

Kemotaksonomi Legume

Berdasarkan pada kemotaksonomi, potensi sumber daya Leguminosae untuk berbagai kebutuhan manusia sangat besar. Dalam kemotaksonorni (Hegnauer &

Grayer-Barkmeijer 1993), komponen utama farnili legum adalah sebagai berikut: (a) senyawa tunggal yang spesifik untuk setiap spesies: pinitol; asam lemak [asam

eikosanoat (Cmn), asam dokosanoat (Cz2:~), asam tetrakosanoat (C24:0)] pada spesies yang kaya rninyak; galaktomanan dari endosperma biji;

(b) senyawa spesifik legum yang sccara genetik dalam susunan takson (biogenetik) homogen: triterpenoid saponin; tanin;

(c) substansi dalam getah: senyawa yang mirip gum arabik; analog sesquiterpen terpentin; quinolizidin alkaloid

(d) flavonoid: chalcone; isoflavon; pterocarpan; rotenoid; antosianidin; pro- dan leukoantosianidin dan stilbene

(e) senyawa khas yang dikandung oleh spesies tertentu: antara lain antraquinon; pirolizidin alkaloid

Secara sederhana, legum juga dikelompokkan berdasarkan jenis nutrien dorninan yang dikandungnya; sebagai berikut:

(a) legum tinggi karbohidrat: chestnut, kacang koro (Jack bean); biji asam, Cajanus sp., Cicer sp., Phaseolus sp. dengan polisakarida utama meliputi pati, amiloid dan gum;

(b) legum tinggi protein: kedelai, lupin;

(140)

Karakteristik pati secara spesifik bergantuns pada surnber asalnya. Pati

merupakan komponen simpanan (storage) pada jaringan penyimpan tanaman. Berbeda dari komponen struh~ural, komponen simpanan tidak membentuk senyawa kompleks.

Mikrostru ktur keberadaan pati. Biji, batang, dan akar merupakan organ penyimpan pati yang umum ditemukan. Pati adalah energi cadangan penting bagi

twnbuhan, yang tertimbun di dalarn sel parenkirn. Gambar 2a menunjukkan struktur sel parenkim organ penyimpan. Komponen simpanan mengisi vakuola sel parenkim.

Ukuran vakuola terus bertambah, memenuhi seluruh ruang sel selama ontogeni jaringan penyimpan. Akibatnya jaringan penyimpan mempunyai sedikit air

dan

seolah tidak mempunyai vakuola (Aguilera & Stanley 1990).

Sel parenkim dibatasi oleh dinding sel yang memegang peran penting dalam

sistem transpor komponen sel. Substansi penyusun dinding sel berupa selulosa, hemiselulosa dan pektin. Sebagai komponen strukml, substansi dinding sel tahan

terhadap shear dan stress.

Di

ddam

sel parenkim, pati terdapat dalam bentuk granula yang cukup besar untuk dapat melalui dinding sel. Tetapi, antar sitoplasma sel parenkim tersebut dihubungkan oleh plasmodesmata yang akan menggantikan peran

dinding

sel yang tidak permiabel untuk makromolekul saat ekstraksi komponen makromolekul.
(141)
[image:141.591.42.536.76.770.2]

pkmodesmata

dan

membantu &lam pembebasan mahmoleku1 dari seI (Aguilera & Stanley 1990).

Gambar 2.

M h s t d h u

scl

parenldm penyimpan (a) dan

l o b i

pati

dalam

kotiledon navy

bmn

(b); S: pati, pm: m i r i b protein,

pb: badan

protein (Aguilera &

LilIford

1997)

Jika

W a n

n m g d m g lipid

dm

pmt&

pda

bijiajian,

bedua

(Aglmi & Stsnky 1990).

Kwqwnk

lipid

membmtuL

butir

miyak

yans

disebut

d'.

Tt-Gvrp&&

- . .- . .

-

-+&

i i pamuLean

mula

dmgan

matrilcs

& d a d

setisp

bahan

(142)

krgantung

psda

M a n

eralip.

Bentuk

pnula

dari

berbagdi sumber pati yang

telah

kimia p u l a pati

magandung

frafrsi

utma d o s a

dm

amilopektin

(Gambar

3A

dm

3B). Kaduanya rncnyusun Iapisan lamela yang btrsifit

kristalin

dm

amorf

daIam

susunan

d i a l

(Gambar

3D)

tehwbp hilum.

Siht

histalinitas dan

susunan d i d

lamela

rnengflasilh sifa

bi-refltngeeraca

jib

g m d a yang ti& ter-

(A)

amilosa

- ..

/&/-

-

. .

, ...

. .

,

.

:

.

-&. '# -

...

-bar

3. Struktta a m i h (A)

dan

amiIop&h (B) ser&i orimbshya Aalam

m u l a

(143)

Pengamatan stnrktur granula pati melalui defraksi sinar X menunjukkan

adanya susunan kristal yang spesifik pada setiap pati. Susunan kristal di dalam

granula pati diilustrasikan pada Gambar 4. Rantai molekul amilosa dan amilopektin di dalam g~anula berupa heliks ganda dan heliks tunggai (Klucinec & Thompson 1999) yang saling tejalin membentuk lamela granula amorf atau kristalin. Bagian

luar granula yang tidak hancur saat tergelatinisasi disebut dengan selubung granula

pati (Fannon ef al. 1993).

heliks ganda amilopektin: XXXXY:

campw-an heliks ganda amilosa & amilopektin: ; heliks berbentuk V dari amilosa & lipid: ;

lipid bebas:

-

; [image:143.594.76.534.248.753.2]

ernilosa bebas:

.-.-

Gambar 4. Strukur kristal pada granula pati (Belitz & Grosch 1999)

Selubung granula pati juga bervariasi untuk setiap sumber pati sehingga dapat

digunakan sebagai salah satu &a identifikasi (Obanni & BeMiller 1995). Sifat

(144)

Kimia pati Fraksi utama pati adalah arnilosa dan amilopektin. Keduanya merupakan homopolimer glukan. Granula pati juga masih mengandung mineral,

protein, dan lipid, meskipun dalam jumlah yang jauh lebih kecil. Namun demikian,

-

komponen minor tersebut sangat berpengaruh terhadap sifat fungsional pati yang

dihasillcan. Dilaporkan bahwa lipid dan protein yang membentuk kompleks di dalam

dan di permukaan granula menghasilkan variasi sifat fungsional (Hoover & Manuel 1995; Biliaderis 1990).

Fraksi arnilosa berbentuk rantai lurus dengan ikatan a-( 1 4 ) antar monomernya

serta sebagian kecil(0,3-0,5%) ikatan cabang a - D - ( 1 4 ) (BeMiller & Whistler 1996).

Berat molekul arnilosa berkisar 150-750 kDa (Belitz & Grosch 1999) atau sekitar lo6

(BeMiller &

Whistler

1996). CoupZing posisi aksial-equatorial ikatan a<l+4) menyebabkan m t a i terpilin membentuk hefiks dengan posisi gugus hidroksi (-OH) berada di bagian eksterior sehingga memberikan sifat hidrofilik. Koil heliks mampu mengabsorpsi iod menghasilkan warna biru gelap. Intensitas wama biru digunakan untuk mendcteksi struktur fiaksi pati secara kasar. Fraksi amilosa membentuk bagian

amorf granula

dan

menyebabkan ukuran granula cenderung besar (Gambar 3C-1).

Namun, arnilosa juga dapat membentuk bagian semikristalin dengan membentuk heliks

ganda dengan

rantai

cabang amilopektin (Gambar 4).

Perkdaan am~kpektin dari amilosa terletak pada pola percabangannya Fraksi amilopektin mempunyai struktur rantai dengan fiehemi titik percabangan 4-5%.

Rantai cabang bergenrmbol clan membentuk heliks ganda pada ujungnya. Karakter ini

-$

(145)

(Gambar 3C-2). Berat molekul amilopektin berkisar antara lo7 sampai 7 x lo8 (Belitz & Grosch 1999). Pola percabangan dan panjang rantai cabang amilopektin berperan besar dalarn mempertahankan molekul air dan peningkatan viskositas pasta (Jane et al. 1999).

Di sarnping amilosa dan amilopektin, ditemukan juga adanya fraksi intermediet (Ax), yang berpengaruh terhadap nilai cerna pati yang rendah. Pati ubi rarnbat dilaporkan mengandung Ax yang memiliki berat molekul rata-rata sebesar 5 x lo6 dengan struktur cabang moderat (Madhusudhan et al. 1996). Melalui pernisahan dengan kolom k r o r n a t ~ ~ , kandungan Ax legum dan-sereal lebih tinggi ( 4 5 % ) daripada

kandungan Ax umbi-umbian (=4,0%); semua fraksi Ax yang ditemukan tersebut menunjukkan sifat antara arnilosa dan amilopektin (Madhusudhan et al. 1996).

Sifat fisiko-kimia pati. Jalinan rantai amilosa dan amilopektin dalam granula pati tidak menyerap air dingin. Tetapi, saat berada dalam lingkungan berair dan dipanaskan, granula pati membesar akibat dari peregangan setiap lapisan lamela dan pembentukan ikatan kovalen gugus hidroksi (-OH) dari fraksi pati dengan mhlekul air yang menyusup di antara rantai karbon pati. Selama peregangan ini, fraksi amilosa dapat terbebaskan (leaching) keluar granula (BeMiller & Whistler 1996).

(146)

Kemampuan mengembang granula pati ditentukan oleh tipe struktur kristd granula, berat molekul (derajad polimerisasi glukan), dan pola percabangan amilopektin. Selarna pemanasan dalam air, peregangan larnela granula menyebabkan granula pati mengembang. Peregangan berawal dari penyerapan molelul air di dalam bagian amorf granula (Donald 2001). Selanjutnya bagian ini akan menginduksi pengembangan bagian kristalin p u l a sehingga kerangka molekul aklopektin pada titik percabangan dapat saling terpisah. Bangun molekul dari arnilopektin memungkinkan kemarnpuan untuk memeran~&p molekul air yang lebih besar daripada rantai linear yang membentuk heliks sehingga amilopektin mempunyai peran pada pengembangan granula pati yang lebih besar daripada amilosa. Karena itu, amilosa dianggap berlaku sebagai inhibitor pengembangan, terutama jika terdapat bersama lipid (Jane et al. 1999). Pengembangan granula pati akan mencapai maksimal pada suhu gelatinisasi sehingga dapat meningkatkan viskositas suspensi secara drastis. Pemanasan lebih lanjut di atas suhu akhir gelatinisasi akan menyebabkan dinding granula msak sehingga isi granula terbebaskan ke medium dan menghasilkan pasta (BeMiller & Wishtler 1996).

(147)

Pasta pati &pat membentuk gel jika dilakukan pendinginan Amilosa yang tercuci ke dalarn medium dispersi akan mernbentuk jaringan tiga dimensi yang bersifat kontinyu. Sebaliknya, molekul amilopektin berperan untuk mempertahankan molekul

air di dalarn gel. Jaringan gel merupakan bahan komposit (Eliasson & Larsson 1993).

Faktor yang mempengaruhi karakteristik fisik suspensi pati dan gelnya adalah konsentrasi pati, suhy pH dan shear yang diberikan, serta keberadaan komponen lain seperti gula, protein, lipida dan serat. Faktor konsentrasi pati menentukan jumlah air yang diperlukan untuk mengembangkan ukuran granula, faktor pH dapat menyebabkan p e n m - a n viskositas akibat dari hidrolisa

asam

pada molekul fiaksi pati, dan faktor shear dapat meningkatkan atau menurunkan viskositas tergantung pada rasio fraksi arnilosa dan amilopektin.

Isolasi Pati

Pada Gambar 5a disajikan ilustrasi proses ekstraksi pada bahan pangan dicirikan oleh fenomena di bawah ini (Aguilera & Stanley 1990):

(a) rnasdcnya pelarut ke &lam padatan (b) pelarutan danlatau pemecahan komponen (c) transportasi solut ke bagian luar rnatriks padatan

(d) migrasi solut yang terekstrak dari permukaan luar padatan ke larutan (e) pemisahan ekstrak

dari

padatan

Granula pati tidak larut dalam air dingin. Sedikit berbeda dari prosess ekstraksi, proses isolasi granula pati dapat berlangsung melalui pembebasan karena

(148)

kerusakan struktur sel dan/atau pergerakan menerobos plasmodesmata yang

membesar (Gambar 5b). Oleh karena itu, proses isolasi pati sekurang-kurangnya

terdiri dari tahapan: perusakan dinding sel, pelepasan granula ke dalam medium

dispersi; dan pemurnian yang meliputi tahapan sedimentasi granula dan pembilasan

(Gambar 6).

Pori kapiler .

&),

liquid

Difusi eksternal

i.

lipid j I F rninyak ! I *: i

/

a

terlarut 1 i

Prn*

I

B

protein

! terlarut 1

L-.. --- . --/ Dinding sel mata

sel awal

,

[image:148.599.77.479.193.731.2]

(a) ekstraksi (b) pembengkakan plasmodesmata

Gambar 5. Skerna pergerakan ekstrak (Aguilera & Stanley 1990)

Karena granula pati tidak larut di dalarn air dingin, maka keberhasilan isolasi pati memiliki titik kritis pada tahap pengecilan ukuran dan pengepresan. Pengecilan

. -7.-

(149)

Biji, umbi, batang ampas Penambahan medium

+

Sedimentasi

'7

Penyaringan-pembilasan & pengepresan

Pemisahan endapan

Limbah cair

[image:149.603.106.513.67.517.2]

---+

Gambar 6. Skema prosedur utama isolasi pati

.

i

Rendemen. Besarnya rendemen isolasi pati bergantung pada kemampuan medium untuk membasahi partikel dan memutuskan interaksi matriks sel dengan granula. Larutan 0,2 % SOz telah digunakan untuk tujuan tersebut pada industri pati jagung (Shandera & Jackson 1996; Belitz & Grosch 1999). Penggunaan medium

(150)

17

Karakteristik dinding sel dan matriks sel merupakan faktor penentu dalam ta-

hap perusakan jaringan untuk isolasi granula pati. Namun, perlu diupayakan agar

tingkat kerusakan fisik granula pati akibat tahap perusakan jaringan sekecil mungkin,

-

karena hal itu akan berpengaruh terhadap sifat fisiko-kimia dan h g s i o n a l pati yang

dihasilkan.

Ukuran granula penting diketahui untuk menentukan proses isolasi yang efisien. Granula halus berisiko besar untuk mengalami penyurnbatan saat disa"ng serta memerlukan ttraktu sedimentasi lebih lama daripada granula besar. Untuk skala produksi tertentu, sentrifugasi dapat mengatasi masalah lamanya waktu sediment&i ini. Disamping ukuran granula, frekuensi pencucian juga berpengaruh terhadap rede-

men pati. Rancangan bak sedimentasi berperan untuk menekan fiekuensi pencucian

dan mempermudah pemisahan cairan (Dziedzic & Kearsley 1995). Sistem hidrosi

-

klon merupakan pilihan terbaik karena momentum partikel (granula) meningkat aki-

bat aliran masuk cairan yang akan dipisahkan. Arus cairan juga membantu melepas-

kan bahan ikutan yang memiliki densitas lebih ringan daripada granula pati. Kemu-

dahan tersebut menyebabkan pencucian lebih efektif

dan

menurunkan fiekuensi pen-

cucian tanpa mengurangi kualitas sedimen granula pati.

Warna pati

Warna pati ditentukan oleh kualitas bahan asal dan reaksi pencoklatan yang berlangsung selama proses isolasi. Pencoklatan

dibedakan

atas reaksi enzimatis dan

nonenzimatis. Dalam produksi pati, kedua tipe pencoklatan itu mungkin te jadi.

(151)

18

Pencoklatan enzimatis. Berdasarkan pada tipe senyawa fenol dan enzim

polyphenot oxydase (PPO) bahan, mekanisme pencoklatan enzimatis dibedakan atas mekanisme reaksi yang dikatalisis oleh aktivitas enzim katekolase, kresolase, dan la-

-

kase (Lerch 1995). Enzim lakase mempunyai 3 inti tembaga (Cu) dan mampu meng- gunakan mdifenol sebagai substrat. Enzim katekolase dan kresolase menggunakan substrat pdifenol dan monofenol. Reaksi pencoklatan enzimatis memerlukan ke- beradaan oksigen dan fenoUpolifeno1, serta enzim secara bersarnaan. Laju ~eaksi pen- coklatan akan semakin tinggi jika suhu reaksi ditingkatkan (Lerch 1995).

Selarna siklus reaksi pencoklatan, enzim berubah bentuk secara berturut-turut adalah met, oksi dan deoksi karena adanya perubahan jumlah oksigen pada sisi aktif enzim (Lerch 1995). Prinsip mekanisme reaksi pencoklatan enzimatis adalah sebagai berikut: hidroksilasi

'pads

oquinon atau pada sistem yang mengandung odifenol berlebihan menghasilkan trifenoVtrihidroksi benzen. Selanjutnya trifenol berinteraksi dengan oquinon membentuk hidroksiquinon. Polimerisasi hidroksiquinon mengha- silkan polimer berwarna merah atau merah coklat dan berakhir sebagai melanin yang berwarna coklat. Sekali quinon terbentuk, maka reaksi yang semula tergantung pada oksigen dan enzim selanj utnya berlangsung spontan (Eskin 1990).
(152)

(a) memblokir reaktan untuk berlangsungnya reaksi pencoklatan enzimatis dengan merendam bahan di dalam medium aqueous.

(b) mendenaturasi protein enzim melalui pemanasan clan pengendalian pH isoelektrik (c) menambahkan senyawa yang dapat bereaksi secara reduksi-oksidasi dengan

gugus prostetis enzim

(d) menambahkan senyawa yang dapat bereaksi dengan fenollquinon

(e) Menambahkan inhibitor kompetitif seperti asam sinamat dan turunannya atau m- difenol.

Pencoklatan nonenzimatis. Reaksi pencoklatan nonenzimatis yang banyak terjadi pada bahan pangan adalah reaksi Maillard karena adanya pemanasan bahan pangan yang mengandung gugus karbonil bebas dan gugus amin. Pada prinsipnya reaksi Maillard didefinisikan sebagai semua reaksi yang melibatkan gugus karbonil bebas dengan gugus amin (Eskin, 1990). Reaksi Maillard maksimal terjadi pada pH basa, pernanasan tinggi, kadar air optimal dan adanya logam prekursor seperti besi (Fe) dan Cu. Prinsip mekanisme reaksi Maillard terdiri dari: reaksi karbonilamino, diikuti dengan penyusunan ulang AmadorikIeyns karena glukosamin yang terbentuk bersifat labil sehingga te rjadi penyusunan ulang untuk memperoleh bentuk yang lebih stabil melalui isomerisasi. Tahap akhir reaksi Maillard menghasilkan senyawa melanoidin yang berwarna coklat.

Penyusunan ulang Amadori berupa reaksi protonasi pada atom nitrogen (N) di

(153)

isomerasi dari ketosa ke bentuk aldosa (Eskin 1990). Keduanya belum menyurnbang-

kan pigrnen coklat.

Mekanisme reaksi pembentukan warna sangat beragam. Mekanisme utama pembentukan warna menurut Eskin (1990) mencakup:

(a) reaksi lebih lanjut dari senyawa amadori yang melibatkan kondensasi aldol dan reaksi polimerisasi,

(b) pembentukan radikal bebas dengan prekursor fragrned C2 gula (glioksaldehid) dan C3 (metilglioksal),

(c) pelepasan

asam

okso dari migrasi ikatan ganda C=N basa Schiff dan dilanjutkan dengan degradasi Stecker,

(d) substitusi kedua pada senyawa amadori sehingga terbentuk senyawa diketon amino; gula yang dibebaskan diubah menjadi 5-hidroksi metil furfural melalui dehidrasi.

Penghambatan terhadap reaksi Maillard dapat dilakukan dengan menghilang- kan faktor pemacu reaksi; yaitu gugus amin, gugus karbonil, pH basa, dan panas. Metoda penghambatan yang banyak digunakan adalah (Eskin 1990):

(a) menumdcan suhu sehingga memperpanjang fase lag reaksi

(154)

(c) menurunkan pH sistem agar gugus amin tidak berada dalam bentuk basanya, na- mun pH tersebut tidak menyebabkan hidrolisa polisakarida dan protein.

(d) memblokir oksigen untuk mencegah oksidasi lipida yang dapat menghasilkan

gugus aldehidketon

(e) menambahkan enzim ke dalam sistem untuk memfermentasikan gula

(f) menambahkan senyawa SOdS03.

Dibandingkan dengan larutan yang mengandung sulfur dalarn bentuk S02/S03

atau spesies okso-sulfur lain (SOS), polimer alami polikationik kitosan (N-asetil-2-

amino-24eoksi+-D-glukopiranosa) mempunyai keunggulan dalarn mengatasi pen-

coklatan enzimatis karena sifatnya nontoksik dan dapat didegradasi (Skj&k-Brzk et

al. 1989). Spagna (2000) melaporkan bahwa kitosan dalam bentuk serpih atau serbuk

bebas amin dan bentuk asam dari garam kitosonium mampu bersaing dengan SOS

dalam mengantisipasi pencoklatan anggur putih (white wine). Disamping itu, kitosan

juga bisa digunakan sebagai absorben untuk penjemihan sirup nanas (Noomhorm et

ul. 1998). Karena berbentuk polimer, kapasitas pengikatan kitosan terhadap protein

dan logam per satuan mol sangat besar (Bough & Landes 1976). Perbandingan sifat

berbagai metoda untuk mencegah pencoklatan tercantum dalarn Tabel 1.

Agar residu sulfit memenuhi batas keamanan pangan yang diizinkan, maka

penggunaan larutan SOS dalam pengolahan pangan maksimum adalah sebesar 200

ppm (Belitz & Grosch 1999) atau < 0,l M (Skjik-Bmk et al. 1989). Perbandingan sifat larutan SOS dengan larutan kitosan sebagai medium isolasi pati dapat dilihat

(155)

Tabel 2. Pembandingan sifat SOS terhadap kitosan sebagai medium isolasi pati Tabel 1. Kelebihan dan kekurangan berbagai metoda penghambatan pencoklatan

Metoda Blansing Penggunaan asam Penggunaan S02/S03 Penggunaan vitamin C Perendaman dalam air

Penggunaan basa

' ~ & a k - ~ m k el al. (1989)

2 ~ s k i n (1 990)

'~handera & Jackson (19%)

'~elitz & Grosch (1999)

'spagna et at. (2000)

Kelebihan

Kekurang -an

Sumber: Eskin (1990)

Kelebihan

dapat melarutkan gula & inak-ti- vasi PPO

Mampu mendenaturasi enzim

Paling efektic murah, mudah, mempertahankan vitamin C, mencegah pelunakan, meningkat-

kan pembebasan granula

Merupakan vitamin penting, tidak mengganggu flavor

KeLarangan

Pelunakan jaringan

Menghidrolisa polirner

Toksik, m e ~ ~ a k vitamin BI, pH ren- dab, off-flavor, korosi pada kaleng, memucatkan warna alarni

Memerlukan oksigen minimal untuk perlindungan jangka panjang & pH rendah

NaHS03

a Efektif dalam mengatasi pen- coklatan

b. Mampu mengatasi keterikatan granula dengan materi sel (matrik

c. BerfUngsi sebagai antisep&

a Adanya peningkatan kosen- trasi sulfit seiring dengan lama waktu perendarnan3 b. Mexusak vit. B~

c, M e n d a n pH medium

d Menimbulkan perubahan bau e. Toksii pada konsentrasi >

0,Ol

M~

Kitosan a Dapat didaur ulangs b. Mekanisme fisikS c. Tidak toksik'

d. Mernpunyai afinitas tinggi terhadap polifenolS

e. Mampu mengkelasi logam be- ratlradioaktif'

f Dapat didegradasil a Sebagai koagulan b. Tidak larut dalam air c. Perlu suasana asam d. Meninglcatkan viskositas

Mudah, rnurah Waktu perendaman yang terialu

I

lama menyebabkan fermentasi Marnpu melarutkan fen01 [image:155.601.67.531.99.741.2]
(156)

Sifat Fungsional Pati

Sifat fungsional bahan berpati oleh ahli pangan sering dilukiskan dengan

karakteristik sifat alir gel (Walstra 1996). Tabel 3 dan 4 menyajikan karakteristik

kuncilpenentu dan bentuk aplikasi polisarida dalam industri. Untuk membuat satu

produk dapat dipersyaratkan beberapa sifat fungsional sekaligus. Karakteristik ini

timbul dari perubahan fisiko-kimia granula pati selama proses pengolahan. Dengan

demikian, sifat fungsional pati dalam industri merupakan fungsi dari interaksi pat1

dengan -komponen air, lemak, atau bahan kimia lain di dalam campuran dan

perubahan-perubahan yang terjadi akibat dari perubahan suhu, waktu, gaya mekanik

dan aktivitas biokimia.

Fenomena penting yang mendasari pembentukan sifat fungsional pati adalah:

a. pembentukan jaringan fraksi amilosa, amilopektin, senyawa lain atau hasil

degradasinya di dalam medium di sekitamya (air, minyak, pelarut anorganik) dan

perubahannya selama proses pengolahan,

b. arsitektur struktur molekul fiaksi pati (Mua & Jackson 1995), orientasi gugus

fungsionalnya (-OH, substituen, jenis-jenis ikatan kimianya), dan jumlah gugus dalam molekul fraksi pati.

Karakteristik pati dideskripsikan dalam parameter titik glass transition yang

mencerminkan molecular mobility (Fennema 1996), viskositas, sifat gel,

hidrofobisitas/hidrofilisitas, ukuran granula, dan kekornpakan granulanya.

Karakteristik fungsional pati dari berbagai jenis legum dan serealia sangat spesifik

(157)

Tabel 3. Karakteristik polisakarida untuk industri pangan (Fennema 1996)

-

Pengental, koloid pelindung, memperbaiki tekstur,

hoe, dan mouth-feel pada salad dressing dan saus Karakteristik

Larutan jernih dan stabil, pseudo plastis atau

I

I

-

Humektan pada cake

I

Aplilcasi dalam Pangan

-

Mencegah pembentukan kristal dalam es krim dan produk beku

I

-

Pengikat air pada pudding

1

I

Larutan jernih, thermal gelling, surface active

-

Menurunkan penyerapan miniak dalam produk

yang digoreng

1

I

-

Penahan gas dalam adonan saat pemanggangan

I

-

Menahan air dan mengendalikan distribusi air dalam produk bakeri

-

Menyumbangkan creaminess

Larutan sangat kental, sangat pseudoplastis, penstabil suspensi, pengernulsi yang sangat baik, kompatibilitas dengan gararn sangat baik.

Larutan stabil, sangat kental,

opaque, pseudoplastis sedang

1

(Viskositas tidak

-

Pengikat air, pencegah kristalisasi air, memperbaiki

moufh+eI

-

Membantu es krim meleleh secara larnbat

dipengaruhi oleh suhu dan pH)

Pengetnulsi dan penstabil

-

Pengental

-

Penstabil dispersi, suspensi dan emulsi

-

Pencegah lcristalisasi sukrosa dalam konfeksineri,

I

1

-

Pelapis dalam permen

I

emulsi, kompatibilitas baik dengan kadar gula tinggi, viskositas sangat rendah pada konsentrasi yang tinggi

I

I

-

Untuk membuat serbuk flavor

I

-

Mengemulsikan dan mendistribusikan lemak dalarn konfeksioneri

-

Untuk membuat emuisi flavor minyak dalam air

.-

[image:157.605.76.511.46.759.2]
(158)
[image:158.599.72.513.59.737.2]

Tabel 4. Berbagai bentuk produk pangan dan sifat fungsional yang diperlukan

(Swinkels, Industrial Starch Chemistry, AVEBE)

Jaringan gel pendek, viskositas rendah, serta gel yang kukuh (firm) dapat Produk

Pudding, desserf, custard

Konfeksioneri

Dry soup dan canned soup

Dry sauce dan dressing

Snack

Meal products

diperoleh dari pengendalian derajad polimer @P) dan jumlah amilopektin polisakarida pati yang digunakan. Pembuatan sirup pati untuk produk konfeksioneri

dari modifikasi secara enzimatis merupakan salah satu upaya untuk mengendalikan

DP.

Sifat hidrofilik untuk produk rekonstitusi sangat sulit diperoleh jika hanya

mengandalkan granula pati alami tanaman. Modifikasi pati secara kimia untuk

mensubstitusi gugus -OH polisakarida melalui hidroksipropilasi, asetilasi atau pembentukan ikatan silang akan memperbaiki sifat fungsional pati dan meningkatkan ketahanan granula terhadap panas (BeMiller & Wistler 1996).

Sifat fungsional

Tekstur halus dan mempunyai jaringan gel pendek

sehingga mudah disendok

Viskositas rendah, membentuk gel kokoh setelah

didinginkan, dapat digunakan pada konsentrasi tinggi,

c e n d e ~ n g mengalami retrogradasi dan rnernbentuk gel

Dapat mengalami rekonstitusi dan membentuk sifat

menyerupai krim dalam air panas, suhu pembentukan

pasta rendah, tidak berbau yang mengganggu flavor

Dapat mengalami rekonstitusi dalam air panas,

penstabil emulsi minyak, tahan terhadap asam dan

gaya shear tinggi

Krispi

Pengikat air dalam emulsi, suhu gelatinisasi rendah

(159)

Untuk produk yang tidak memerlukan sifat adhesivitas, maka perlu diupayakan agar granula pati tidak terdisintegrasi dan terdegradasi menjadi fragmen -

dengan DP kecil. Pengetahuan mengenai titik transisi gelas polisakarida juga sangat penting untuk menghasilkan gel sesuai dengan yang dikehendaki. Untuk mendapatkan snack yang renyah (krispi) perlu mengenali secara tepat titik transisi gelas (glass transition) molekul polisakarida yang digunakan. Polisakarida yang mampu menghasilkan jaringan gel kukuh, tetapi memiliki ketahanan terhadap shear dan stress rendah, sehingga mudah patah setelah mengalami penurunan -kadar air, merupakan bahan yang cocok untuk membuat snack. Sifat renyah juga memerlukan polisakarida yang tidak bersifat higroskopis tinggi walaupun memiliki kadar air rendah. Suhu tempat transisi gelas berlangsung juga merupakan titik kendali suhu ruang penyimpan produk krispi karena perubahan suhu berarti pula kestabilan molekul polisakarida terhadap transisi gelas akan menurun (Fennema 1996).

Retrogradasi merupakan fenomena dalam gel pati &bat dari kecenderungan makromolekul dalam dispersi aqueous berasosiasi kembali. Karena selama pengolahan makromolekul tersebut dapat mengikat sejumlah air membentuk pastatgel homogen, maka retrogradasi menyebabkan pembebasan sejumlah air terjadi (sineresis). Suhu penyimpanan produk pangan berbasis pati berpengaruh nyata dalam stabilitas sifat fungsional bahan; yang berarti juga mempengaruhi umur simpan produk (Fennema 1996).

(160)

Dilaporkan bahwa retrogradasilstaling pada roti mengubah mobilitas molekul air di dalam sistem pangan sehingga menyebabkan perubahan distribusi molekul air di

-

dalarn produk (Ruan et al. 1996). Pada bagian nonkristalin roti, jumlah molekul air meningkat karena ketika berasosiasi kembali, rantai polisakarida melepaskan molekul air yang telah terperangkap saat gel terbentuk. Tetapi, ha1 yang sebaliknya dapat terjadi pada produk krispi yang kehilangan kerenyahan. Perubahan mobilitas molekul air tersebut ditentukan oleh interaksi molekul air dengan polisakarida dan interaksi air dengan komponen lain di dalam sistem pangan (Ruan et al. 1996).

Daya Cerna Pati

Sehubungan dengan teknologi pengolahan pangan untuk menghasilkan makanan fungsional, maka diperlukan pengujian sifat cerna produk pangan berbasis pati dalam rangka menentukan indeks glisemik. Produk pangan berbasis pati rawan bagi konsumen yang menderita diabetes melitus. Indeks glisernik dapat menjadi parameter bagi peningkatan kandungan glukosa darah manusia setelah mengonsumsi suatu produk.

(161)

Pengujian in vitro sering digunakan untuk penduga indeks glisemik dengan cukup valid (Periago et al. 1997; Xue et al. 1996). Pendugaan dilakukan dengan mengukur besamya pati yang dapat dicerna secara cepat (Rapid Digesfible Starclz, RDS) dan lambat (Slow Digestible Sfarclz, SDS), indeks laju cerna pati (Starch Digestible Rate Index, SDRI), clan besarnya guia yang dapat tersedia secara cepat setelah konsumsi (Rapid Available Glucose, RAG) (Periago et al. 1997). Semua parameter itu menjadi indikator respon metabolisme karbohidrat di dalarn sisten~ pencemaan manusia karena parameter tersebut ditetapkan berdasarkan pada waktu cema makanan di dalam usus halus. WASU cerna u n d menetaplan

RDS

adalah 20 menit dan untuk SDS 120 menit (Englyst et al. 1992). Persentase RDS terhadap total pati merupakan SDRI. Semua bagian pati yang tidak tercerna dalam w a h 120 menit disebut dengan resistant starch (RS). Hasil uji in vitro ini akan menjadi gambaran indeks glisemik suatu produk pangan; yaitu jika daya cerna pati tinggi, maka akan meningkatkan kandungan gula di dalam darah secara cepat.

Daya cerna yang rendah pada produk pangan dapat disebabkan oleh kornposisi kimia bahan pangan (Marconi et al. 1997; Garcia-Alonso 1998). Pada makanan yang banyak mengandung pati, terdapat 3 faktor utama penyebab daya cema rendah, yaitu:

(a) keberadaan RS (Englyst & Hudson 1996),

(b) kegagalan proses untuk mencapai gelatinisasi pati karena anatomi struktur mikro-

'

(162)

(c) teknik penanganan dan pengolahan yang memacu pembentukan RS (Marsono 1999; Tovar & Melito 1996).

Berdasar sifat intrinsik granula pati, RS dibedakan atas 3 tipe sebagai berikut (Curnrnings & Englyst 1995):

a. pati yang secara fisik tidak &pat diakses oleh aktivitas enzim arnilase berkaitan dengan mikro struktur keberadaan granula disebut sebagai RS tipe I

b. pati yang secara alami tahan terhadap aktivitas enzim amilase disebut sebagai RS

tipe I1

c. pati yang tidak &pat dicerna karena telah mengalami retrogradasi disebut sebagai RS tipe III

(163)

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan terutama di Laboratorium Kimia dan Biokimia,

Laboratorium Proses dan Rekayasa Pangan, Laboratorium Mikrobiologi, Pusat Studi

Pangan cian Gizi, IPB dan Laboratoriwn Pengolahan Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian,

IPB.

Waktu penelitian sekitar 9 bulan (November 2000-Agustus 2001) digunakan untuk pengamatan dalarn Laboratorium. Survei tentang tanaman gayarn dilakukan di

tempat pengarnbilan buah gayam sebelum dan selarna penelitian

Bahan

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini berupa buah gayam (Inocarpus edulis Forst.) yang diperoleh dari pernilik pohon gayarn dan penjual biji gayam di Kabupaten Probolinggo dan Kab. Sidoarjo, Jawa Timur. Bahan dijaga kesew-annya dalam ruang penyimpan dingin yang kering bersuhu 8OC di

Laboratorium Perpindahan Panas dan Energi Jurusan Teknik Pertanian, IPB.

Bahan

pmbantu meliputi: NaHS03 (pro analisa dan teknis); kitosan (berbentuk serpih, memiliki derajad asetilasi 2 85%, Sigma); akuades (PAU Ilmu Hayati, IPB, Bogor); enzim Porcine Pancreatic a-Amylase (PPA, EC 3.2.1.1,

-

f

Sigma), Amyloglucosidase (AMG, EC 3.2.1.3, Sigma); dan senyawa kimia kualitas . - - ' pro-analisa digunakan sebagai reagen dalam analisa kirnia.

(164)

Alat

Alat yang dipakai meliputi: chromameter (Minolta CR-200),

spektrofotometer W-Visible (Spectronic 20D+, USA), oven vakum

(VD

7-3,

Okagawa Seiki, Co., Ltd, Jepang) dan oven 9000 (Thermolyne Corporation, USA),

neraca analitik dengan kepekaan 0,l-lmg (Sartorius), mesin pemarut (GO-80S,

Jepang), mikroskop cahaya dilengkapi dengan kamera C-35- (Olympus, Jepang)

dan mikroskop elektron (SEM 5200 JEOL, Jepang), steven-LFRA texture analyser

(USA), shaker water bath (Versa bath model 236, Fisher Scientific, USA), pH meter model 4 10A (%on Research Corporation, USA), sentri fus ECC-entra 8R (International Equipment Company, USA), brabender amylograph (Jerman); hand

refractometer (Atago N-3E, Jepang); refrigerator (Sanyo SR-56W, Jepang); vernier

caliper (Tricle Brand, China); instron model 1140 (USA); keitt whiteness meter

electric laboratory C-100-3 (Jepang), kain saring dan alat pengempa hidrolis

digunakan sebagai alat bantu

Metoda Penelitian

Penelitian dilakukan secara bertahap.

1. Survei terhadap tanaman gayam dan dilanjutkan dengan pengamatan botani, morfologi, anatomi biji gayam.

2.

Pengkajian sifat biji gayam meliputi bentuk,

ukuran,

tekstur

dan

perubahan visual

6.r

yang berkaitan dengan mutu biji gayarn dilanjutkan dengan mempelajari pengar&

(165)

3. Percobaan isolasi pati dari biji gayam berdasar prinsip kerja isolasi pati jagung dengan variasi medium isolasi berupa akuades, larutan SOS dan larutan kitosan;

selanjutnya melakukan isolasi pati dengan metoda terbaik sebanyak 3 kali

-

ulangan.

4. Pengkajian sifat fisik, kimia, dan hgsional pati gayam dari ketiga ulangan isolasi untuk dikarakterisasi dengan cara membandingkan dengan hasil penelitian

pati komersial atau hasil penelitian pati dari jenis legum lainnya.

Prosedur Kerja

Pengamatan botani, morfologi, dan anatomi. Survei dilakukan dengan mendokumentasikan tanaman gayam, batang, daun, bunga dan buah. Selanjutnya hasil pengamatan dikonfirmasikan dengan Glossary for Horticultural crops (Soule

1985).

Ukuran. Dimensi buah dan biji gayarn diukur menggunakan kaliper pada arah aksial (a), dan 2

arah

lain (b dan c) yang membuat ketiga dimensi itu saling tegak

lurus (Gambar 7). Pengukuran ukuran menggunakan sampel sebanyak 10-25 buah.

Bentuk. Pengamatan bentuk buah dan biji gayam dilakukan secara visual. Pengukuran bentuk menggunakan sampel sebanyak 10-25 buah.

(166)
(167)

suhu ruang (30°C). Waktu pemaparan diukur 0, 10, 12, 14, 1 8, 22,26 dan 30 menit. Wama diarnati dengan chromameter (Minolta CR-200) pada kalibrasi putih porselin standar (Y= 94,lO; y= 0,32 1 1; dan x= 0,3 139). Perhitungan nilai L, a, b, dan

AE

mengikuti sistem Hunter (Ranggana 1986). Hasil pengukuran diinterpretasikan sebagai perbedaan relatif warna sampel terhadap standar. Konversi ke sistem Hunter dan perbedaan wama total (AE) dlhitung dengan persamaan:

Pengaruh larutan SOS dan kitosan terhadap biji gayam. Irisan biji gayarn direndam dalam larutan SOS, kitosan dan akuades segera setelah dikupas dan diiris. Wama sampel diamati dengan chromameter untuk mendapatkan waktu perendaman yang masih dapat mempertahankan warna awal. Pengukuran terhadap waktu perendaman juga dilakukan.

Isolasi pati. Metoda isolasi berikut ini telah dimodifikasi dari prosedur isolasi pati Gambar 6 yang menggunakan 3 variasi medium isolasi yaitu laiiitan SOS encer, larutan kitosan encer, clan akuades. Perbandingan hasil isolasi disajikan pada

Larnpiran 2a.

(168)

Endapan dicuci sarnpai jernih (3 kali) sebeium dikeringkan pada suhu 50°C yang

dilanjutkan dengan suhu 105°C selama 15 menit untuk mencapai kadar air pati sekitar 10%. Pati kering dihaluskan dengan blender dan diayak dengan ayakan 60 mesh untuk digunakan pada percobaan selanjutnya. Evaluasi terhadap keberhasilan isolasi didukung dengan pengamatan mikroskopik menggunakan SEM. Sampel SEM dipersiapkan melalui proses pengeringan beku.

Analisa proksimat biji. Kadar air ditentukan dengan metoda gravimetri (AOAC 1984). Sampel dipanaskan dalam cawan porselin pada suhu 105°C selama 3 jam. Kemudian didinginkan di dalam eksikator 15 menit dan ditimbang. Pemanasan diulangi selarna 30 menit dan dilakukan penimbangan untuk mencapai berat konstan. Selisih berat awal dan berat konstan merupakan air yang dikandung oleh bahan.

Analisa kandungan protein menggunakan metoda Kjeldahl dari AOAC dengan faktor konversi 6,25 (disadur Apriyantono et al. 1989). Bahan didestruksi dengan H2S04 pekat dengan katalis HgO sampai jernih. Selanjutnya didestilasi setelah bahan yang telah terdektrusi ditarnbah dengan larutan NaOH-Na2S203. Distilat ditampung dengan larutan asarn borat 0,02 N yang telah diberi indikator carnpuran metil merah dan metil biru. Campuran destilat dititrasi dengan HC10,02 N sampai terbentuk warna abu-abu.

(169)

Penetapan kadar lemak menerapkan metoda soxhlet dengan pelarut diethyl ether selama 3 jam (Ranggana 1986). Labu dioven sampai tercapai berat konstan. Sampel dibungkus dengan kertas saring dan dimasukka

Gambar

Gambar 1. Pohon gaym
Gambar 2. M h s t d h u  scl parenldm penyimpan (a) dan l o b i  pati dalam
Gambar 4. Strukur kristal pada granula pati (Belitz & Grosch 1999)
Gambar 5. Skerna pergerakan ekstrak (Aguilera & Stanley 1990)
+7

Referensi

Dokumen terkait

59 tahun 2001 tentang Tugas Pokok dan Fungsi BAPESITELDA, kedudukan BAPESITELDA Provinsi Jawa Barat adalah Lembaga Teknis Daerah yang mempunyai tugas pokok merumuskan

Menggunakan atau dengan rumus Dari Tabel keterlaksanaan pembelajaran diatas ada beberapa yang belum terlaksanakan guru tidak melaksanakan memberikan penguatan

Department of International Business Faculty of Business Administration, Department of Marketing and University of Economics in Bratislava, Faculty of Commerce, Departments of

Parameter dalam penelitian ini adalah kadar asam laktat, pH, kadar gula reduksi, kadar air dan organoleptik fruitghurt dari lapisan putih (mesocarp) kulit buah semangka (

Keputusan Direktur Pendidikan Madrasah Nomor : 1746 Tahun

too draw the image. But actually, the 3 rd special ray which had been drawn by the students can’t go continually. Basically, the students had been understood that of

Penelitian ini diharapkan dapat mengindentifikasi Drug Related Problems (DRPs) terkait penggunaan obat diuretik yang digunakan pada pasien 60 tahun ke atas dengan

Dengan kesadaran dari diri sendiri yang diimbangi dengan aksi nyata maka kita sudah turut ikut memperlambat terjadinya dampak pemanasan global agar bumi dapat diwariskan kepada