PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT

PERUBAHAN SIFAT BAHAN

KARBOHIDRAT

Oleh :

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Pohon Industri

Singkong

Pohon Industri

Jagung

A. PERUBAHAN SIFAT PATI PASCA

PANEN / SEBELUM PENGOLAHAN

Perubahan Pati Praproses

• Bahan hasil pertanian dalam bentuk utuh melakukan respirasi (fisiologi pascapanen)

• Terjadi proses hidrolisis enzimatis dari pati menjadi maltodekstrin dan glukosa

• Glukosa dioksidasi menjadi energi, CO2 dan air • Perubahan proporsi pati dengan oligosakarida dan

glukosa menyebabkan perubahan tekstur bahan bila dimasak dan rasa menjadi lebih manis

• Pengendalian perubahan dapat ditekan dengan perlakuan pendinginan (paling ekonomis)

B. PERUBAHAN PATI SELAMA

PROSESING

Perubahan Pati Selama Proses

Pengolahan

• Swelling

• Gelatinisasi

• Cross link Starch

• Esterifikasi

• Hidrolisis

• Isomerisasi

• Oksidasi

• Karamelisasi

• Maillard

Starch granules

• If we look at a potato cell under the microscope ....we see the starch granules stained blue (by iodine), the cell wall and with difficulty the cell membrane • The cell wall is composed of

cellulose and offers some resistance to ‘break’

• The cytoplasm contains the dissolved sugars and salts - the fluids of the cells

Swelling (Mengembang)

• Terjadi pada saat akan memasak pati.

• Pati bila diberi air akan mengalami pengem-bangan volume.

• Kekuatan

pengembangan

tersebut akan semakin besar dengan

meningkatnya suhu larutan pati.

• Berbeda antar jenis pati.

Struktur sel pati yang mengalami pengembangan akibat penambahan air

Pengaruh peningkatan suhu terhadap ukuran granula pati, pada suhu tertentu (60o C) mengalami stasioner (tetap)

Gelatinisasi (kanji)

• Terjadi pada proses pemasakan larutan pati.

• Peristiwa rusaknya ikatan antarmolekul pada larutan pati dengan naiknya suhu, sehingga larutan pati mengalami gelatinisasi (kanji) dan viskositas menjadi tinggi (lebih kental).

• Pada keadaan tersebut ikatan samping H mengikat air dalam jumlah yang lebih banyak, struktur larutan pati menjadi lebih merata, dan berkurangnya daerah kristal. • Untuk pati dengan kandungan amilosa tinggi

(amilopektin rendah), sulit mengalami gelatinisasi pada suhu >100oC, dapat membentuk lapisan dan serat,

Cooked Potato Granules

• During MOIST cooking the starch granules absorb water and swell.

• The granules are now softer and more digestible.

• The cell walls soften too and the fork meets less resistance when it is pushed into potatoes which are adequately cooked. • Further cooking results in the starch granules BURSTING

-the long molecules of starch form a GEL with water.

• This is called GELATINISATION and occurs when starch (and flour) is used to thicken -sauces and custard.

Semakin tinggi suhu pemasakan akan menyebabkan peningkatan viskositas, akan tetapi pada suhu tertentu akan stasioner

Cross Link Starch (Pati ikat silang)

• Ikat silang antar rantai amilosa, sehingga viskositas

meningkat  untuk produksi lem dan pengental

Esterifikasi (ikat silang R-COO-R)

• Merupakan produk pati yang telah mengalami

esterifikasi antara gugus OH sehingga panjang rantai

pati dapat diatur,

• Sifat larutan patinya menjadi lebih tahan terhadap

panas; kemampuan hidrolisis rendah, stabil dalam pH

rendah, swelling dapat dihambat dalam air panas atau

mendidih.

• Produk pati ini banyak digunakan sebagai makanan

bayi, salad dressing, stabiliser dan pengental

.

Hidrolisis

• Terjadi akibat adanya pemberian asam/basa atau enzim

pada larutan pati, dalam industri gula pati.

• Apabila larutan pati dalam pH rendah dilakukan

pemanasan pada suhu tertentu dan tekanan tinggi akan

menyebabkan beberapa bagian pati terhidrolisis menjadi

rantai sedang (dektrin), dan rantai tunggal dekstrosa.

• Teknologi tersebut yang banyak digunakan dalam industri

bahan pemanis dari tepung tapioka.

• Selain dengan menggunakan beberapa enzim seperti

Isomerisasi

• Terjadi pada proses produksi gulasirup dari pati.

• Proses isomerisasi merupakan perubahan (konversi) dari

senyawa glukosa (dengan gugus fungsional aldosa)

menjadi fruktosa (gugus fungsional ketosa)

• Tingkat kemanisan fruktose meningkat 3 kali lipat

dibanding glukosa

• Perubahan dilakukan dengan menggunakan enzim

gukosa-isomerase.

• Teknik yang digunakan adalah imobilized enzim (enzim

diambil dari mikroba dan dijerap dalam matrik resin

• Larutan glukosa dilewatkan kolom yang berisi imobilized

enzim

Karamelisasi (Pencoklatan)

• Terjadi pada proses pengolahan aneka permen dan roti.

• Merupakan reaksi pembentukan warna coklat akibat pemanasan larutan gula, pH semakin rendah semakin tinggi warna coklat.

• Termasuk kategori pencoklatan non-enzimatis.

• Produk karamel banyak digunakan sebagai pewarna makanan dan

Maillard

• Pembentukan warna coklat akibat reaksi senyawa gula sederhana dengan adanya asam amino

• Semakin besar jika aw atau kadar air rendah, banyak pada produk kering yang digoreng.

• Contoh pencoklatan pada produk kerupuk yang digoreng agak

C. PERUBAHAN SELAMA

PENYIMPANAN

Perubahan Selama Penyimpanan

• Hidrasi (absorbsi) • Retrogradasi

• Fermentasi

• Perubahan aroma dan warna • Serangan kapang

• Serangan serangga dan rodensia

Hidrasi (absorbsi)

• Produk olahan bentuk tepung jika mengandung gula reduksi (glukosa) banyak, cenderung akan menyerap uap air selama penyimpanan sehingga kadar airnya meningkat.

• Dampak dari meningkatnya kadar air tepung, menyebabkan pembongkahan (agregasi) dan aw meningkat sehingga

kemungkinan ditumbuhi kapang tinggi.

• Produk tepung pati yang bagus jika glukosa rendah dan penyimpanan dengan wadah kedap udara.

Retrogradasi

• Terjadi pada produk roti yang disimpan dingin

• Retrogradasi berhubungan dengan jumlah cabang pada rantai pati,

• Pati yang kandungan amilopektin tinggi seperti jagung ketan tidak mengalami retrogradasi pada pendinginan/ pembekuan. • Pada peristiwa retrogradasi terjadi ikatan hidrogen antara

gugus OH pada pati tergelatinisasi selama pendinginan. • Air yang berada pada gel akan keluar dari struktur dan pati

Fermentasi

• Terjadi pada produk karbohidrat berbentuk larutan, terutama gula • Jika dalam penyimpanan tidak

rapat akan menyebabkan kontaminasi yeast, akan menyebabkan fermentasi • Pada fermentasi karbohidrat

sederhana akan diubah menjadi alkohol (etanol)

• Produk cair yang baik disimpan dalam wadah yang kedap,

Perubahan Aroma dan Warna

Perubahan Aroma :

• Terjadi pada penyimpanan tepung pati yang wadahnya tidak kedap dan waktu simpan terlalu lama

• Menyebabkan penyimpangan aroma (jawa=apek) nilai sensoris menurun

Perubahan Warna :

• Beberapa produk tepung yang mengandung senyawa tanin cenderung akan mengalami perubahan warna akibat oksidasi

Serangan Kapang

• Serangan kapang terjadi pada bahan pangan olahan yang kandungan airnya agak tinggi akibat proses

penyimpanan yang kurang baik.

• Kapang dapat menyebabkan perubahan warna pada produk tepung, dan beberapa menimbulkan racun bagi konsumen.

• Perlu aplikasi wadah yang kedap udara dan mem-perkecil kontaminan dari ruang proses pengolahan, dengan sanitasi yang baik.

Serangga Serangga dan Rodensia

• Serangga menyukai produk tepung karbohidrat kering • Rodensia menyukai semua

jenis produk olahan.

• Serangan menyebabkan kehilangan bahan (bobot) tetapi produk yang diserang tidak mengalami perubahan khemis

D. PRODUK OLAHAN &

TEKNOLOGI PROSESING

• Gula pasir

• Gula palma

• Tepung tapioka

• Tepung Mocaf

• Maltodekstrin

Diagram Alir Proses Pengolahan Gula Tebu

19/10/ 2 014 37 St arc hPorc es s ing /SU G/ 20 12

Stasiun Preparasi Stasiun Ekstraksi Stasiun Pemurnian

Stasiun Evaporasi Stasiun Kristalisasi

Tugas Terstruktur Mandiri

• Cari salah satu proses pengolahan bahan hasil

pertanian, yang melibatkan proses fisis, mekanis, khemis dan miktobiolosis-enzimatis.

• Tampilkan flow chart proses pengolahan secara lengkap, kondisi proses pengolahan optimalnya.

• Buat tabel matrik tahapan dan perubahan karakteristik bahan selama proses pengolahan.

• Lengkapi dengan neraca masa dan neraca energi bila memungkinkan.

Contoh : Sirup Glukosa

Tahapan Proses Perubahan Fisis Perubahan Mekanis Perubahan Khemis Perubahan Mikro-ensim Likuifikasi Sakarifikasi Filtrasi

Ion exchange Hilangnya

residu asam Evaporasi Isomerasi Dekolorisasi Hilangnya warna gelap Evaporasi