MATAKULIAH KIMIA PANGAN DAN HASIL PERTANIAN (TPP-2111)

(1)

BAHAN AJAR

MATAKULIAH

KIMIA PANGAN DAN HASIL PERTANIAN

(TPP-2111)

OLEH :

Prof. Dr. Ir. Djagal W. Marseno, M.Agr.

Prof. Dr. Ir. Umar Santoso, M.Sc.

JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2012

(2)

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Deskripsi Singkat dan Status Matakuliah

Mata Kuliah ini membahas sifat-sifat komponen dalam bahan hasil pertanian selama pasca panen, pengolahan sampai pemasaran. Isi pokok mata kuliah ini mencakup 4 pemahaman yaitu (a) pemahaman tentang komponen penyusun bahan hasil pertanian, (b) pemahaman terhadap reaksi-interaksi senyawa penyusun bahan hasil pertanian; (c) pemahaman terhadap hubungan sebab akibat yang ditimbulkan dari reaksi-reaksi senyawa penyusun bahan hasil pertanian selama pascapanen, pengolahan dan penyimpanan terhadap mutu dan keamanannya; (d). mampu menganalisis situasi internal maupun eksternal bahan pangan dan hasil pertanian selama pengolahan dan penyimpanan.

1.2. Kegunaan Matakuliah Bagi Mahasiswa

Mata kuliah ini bermanfaat bagi mahasiswa untuk : (a) Memahami sifat-sifat komponen dalam bahan hasil pertanian; (b) Mampu menjelaskan reaksi-interaksi yang terjadi pada komponen bahan hasil pertanian selama pasca panen, pengolahan dan penyimpanan; (c) Mampu menganalisis hubungan sebab-akibat yang terjadi antara reaksi komponen bahan dengan mutu bahan hasil pertanian; (d) Mampu menganalisis situasi internal bahan hasil pertanian dan menyesuaikannya dengan factor-faktor eksternal yang akan mempengaruhi mutunya; (e) Mampu menerapkan ilmu kimia pangan dan hasil pertanian dalam industri berbasis pangan dan hasil pertanian yang meliputi penanganan pascapanen, pengolahan, pengawetan dan diversifikasi pangan.

1.3. Tujuan Pembelajaran

Tujuan pembelajaran mata kuliah Kimia Pangan dan Hasil Pertanian (KPHP) adalah memberikan bekal salah satu kompetensi utama yang wajib dimiliki oleh lulusan sebagai seorang ahli dalam bidang ilmu dan teknologi pangan. Profil sebagai seorang ahli dalam bidang ilmu dan teknologi pangan (food scientist and food technologist) harus memiliki salah satu kompetensi utama yaitu dalam bidang kimia pangan (food chemistry). Elemen kompetensi yang akan diisi oleh matakuliah KPHP adalah penguasaan ilmu dan ketrampilan dalam kimia pangan dan hasil pertanian. Bahan kajian yang akan dipelajari oleh mahasiswa adalah tentang komponen air, karbohidrat, protein, enzim, lipida, vitamin dan mineral, food

additive, toxic substances, pigment dan flavor.

1.4. Susunan Bahan Ajar

Bahan kajian yang akan dipelajari oleh mahasiswa adalah tentang komponen air, karbohidrat, protein, enzim, lipida, vitamin dan mineral, food additive, toxic substances, pigment dan

flavor.

1.5. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar Lihat RKPM

(3)

BAB II. A I R

2.1. Diskripsi singkat

Bagian ini menjelaskan visi, misi dan tujuan pokok bahasan air; mengajarkan struktur molekul air dan es, sifat fungsional air, keberadaan air dalam bahan pangan, konsep aktivitas air (Water Activity, Aw), pengaruh aw terhadap reaksi yang terjadi dalam bahan pangan (oxidation of lipid, non-enzymatic browning, hydrolysis reaction, and enzyme activity), Teknik pengawetan bahan pangan dengan pengendalian Aw.

2.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur dan sifat fungsional molekul air; keberadaan air dalam bahan pangan; konsep aktivitas air terkait dengan keawetan bahan pangan; teknik mengawetkan bahan pangan dengan pengendalian aktivitas air.

2.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat fungsional air dalam membentuk pangan olahan maupun keawetan pangan.

2.4. Learning outcomes

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran air dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: (a) Kemampuan memahami struktur dan sifat fungsional air dalam bahan pangan dan selama pengolahan; (b) Kemampuan menjelaskan reaksi-interaksi yang terjadi akibat perubahan kadar air dalam bahan pangan dan hasil pertanian selama pascapanen, pengolahan dan penyimpanan; (c) Kemampuan menganalisis hubungan sebab-akibat yang terjadi antara komponen bahan pangan dan hasil pertanian terkait dengan perubahankadar air; (d) Kemampuan menganalisis situasi internal bahan pangan dan hasil pertanian dan menyesuaikannya dengan faktor-faktor eksternal terkait dengan kadar air; (e) Kemampuan menerapkan sifat fungsional dan keberadaan air terkait dengan pengawetan bahan pangan segar maupun olahan.

2.5. Materi Pembelajaran

a) Lihat Fotokopi buku Owen R. Fennema : Food Chemistry (1996), halaman 1 – 16. 2.6. Penutup

Tes formatif dan kunci tes formatif. (Lihat contoh soal) 2.7. Petunjuk penilaian dan umpan balik

(4)

BAB III. KARBOHIDRAT

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan karbohidrat; mengajarkan struktur kimia karbohidrat; klasifikasi karbohidrat, Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; reaksi-reaksi karbohidrat selama pengolahan (browning non-enzimatis : Reaksi Maillard dan Karamelisasi); Pengembangan produk modified polysaccharides (CMC, Cellulose acetate, etc).

3.2. Manfaat

Mahasiswa mengetahui dan memahami visi, misi dan tujuan pokok bahasan; struktur kimia karbohidrat; klasifikasi karbohidrat, Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; reaksi-reaksi karbohidrat selama pengolahan (browning non-enzimatis : Reaksi Maillard dan Karamelisasi); Pengembangan produk modified polysaccharides (CMC, Cellulose acetate, etc).

3.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat kimia dan fungsional karbohidrat selama pengolahan dan penyimpanan bahan pangan dan hasil pertanian.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran karbohidrat dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: struktur kimia karbohidrat; klasifikasi karbohidrat, Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; Sifat fungsional gula dan polisakarida dalam bahan hasil pertanian dan pengembangan produk pangan; reaksi-reaksi karbohidrat selama pengolahan (browning non-enzimatis : Reaksi Maillard dan Karamelisasi); Pengembangan produk modified polysaccharides (CMC, Cellulose acetate, etc).

a) Lihat Fotokopi buku Owen R. Fennema : Food Chemistry (1996), halaman 17 – 94. 3.6. Penutup

Tes formatif dan kunci tes formatif. Lihat contoh soal 3.7. Petunjuk penilaian dan umpan balik

(5)

BAB. IV. P R O T E I N

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan protein; Mendiskusikan Struktur dan klasifikasi asam amino dan protein; Sifat kimia dan fungsional protein dalam bahan pangan dan hasil pertanian; Perubahan kimia dan biokimia protein selama pengolahan dan penyimpanan (denaturation, coagulation, etc); Reaksi kimia protein dengan karbohidrat pada peristiwa browning non-enzimatis; Pengembangan produk berbasis protein (protein concentrate, delicious peptide).

4.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur dan sifat fungsional molekul protein; Struktur dan klasifikasi asam amino dan protein; Sifat kimia dan fungsional protein dalam bahan pangan dan hasil pertanian; Perubahan kimia dan biokimia protein selama pengolahan dan penyimpanan (denaturation, coagulation, etc); Reaksi kimia protein dengan karbohidrat pada peristiwa browning non-enzimatis; Pengembangan produk berbasis protein (protein concentrate, delicious peptide).

4.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman struktur kimia dan sifat fungsional protein selama pengolahan dan penyimpanan bahan pangan dan hasil pertanian.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran protein dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: Struktur dan klasifikasi asam amino dan protein; Sifat kimia dan fungsional protein dalam bahan pangan dan hasil pertanian; Perubahan kimia dan biokimia protein selama pengolahan dan penyimpanan (denaturation, coagulation, etc); Reaksi kimia protein dengan karbohidrat pada peristiwa browning non-enzimatis; Pengembangan produk berbasis protein (protein concentrate, delicious peptide).

a) Fotokopi buku Owen R. Fennema : Food Chemistry (1996), halaman 321 – 420.

4.6. Penutup

Tes formatif dan kunci tes formatif. Lihat contoh soal. 4.7. Petunjuk penilaian dan umpan balik

(6)

BAB V. E N Z I M

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan enzim; Mendiskusikan nomenklatur dan Klasifikasi enzyme; Pengaruh lingkungan terhadap aktivitas enzim; Kinetika dan penghambatan aktivitas enzim; Reaksi enzimatis yang terdapat pada bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan enzim dalam industri pangan.

5.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan nomenklatur dan Klasifikasi enzyme; Pengaruh lingkungan terhadap aktivitas enzim; Kinetika dan penghambatan aktivitas enzim; Reaksi enzimatis yang terdapat pada bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan enzim dalam industri pangan.

.

5.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman struktur kimia dan sifat fungsional selama pengolahan dan penyimpanan bahan pangan dan hasil pertanian dan aplikasi enzim dalam industri pangan.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran enzim dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: mendiskusikan nomenklatur dan Klasifikasi enzyme; Pengaruh lingkungan terhadap aktivitas enzim; Kinetika dan penghambatan aktivitas enzim; Reaksi enzimatis yang terdapat pada bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan enzim dalam industri pangan.

5.6. Penutup

(7)

BAB VI. L I P I D A

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan lipida; Mendiskusikan Struktur dan klasifikasi lipida; Sifat kimia dan fungsional lipida; Perubahan kimia dan biokimia lipid selama pengolahan dan penyimpanan (oxidation, hydrolysis, reversion and polymerization; Usaha-usaha untuk mempertahankan lipida selama pengolahan dan penyimpanan (antioxidant, enzyme); Pengembangan modified lipid (Hydrogenation and Interesterification). 6.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur dan sifat fungsional molekul lipida; Mengerti struktur dan klasifikasi lipida; Sifat kimia dan fungsional lipida; Perubahan kimia dan biokimia lipid selama pengolahan dan penyimpanan (oxidation, hydrolysis, reversion and polymerization; Usaha-usaha untuk mempertahankan lipida selama pengolahan dan penyimpanan (antioxidant, enzyme); Pengembangan modified lipid (Hydrogenation and Interesterification.

6.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat fungsional lipida dalam membentuk pangan olahan maupun keawetan pangan.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran lipida dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: Mengerti struktur dan klasifikasi lipida; Sifat kimia dan fungsional lipida; Perubahan kimia dan biokimia lipid selama pengolahan dan penyimpanan (oxidation, hydrolysis, reversion and polymerization; Usaha-usaha untuk mempertahankan lipida selama pengolahan dan penyimpanan (antioxidant, enzyme); Pengembangan modified lipid (Hydrogenation and Interesterification). 6.5. Materi Pembelajaran

6.6. Penutup

(8)

BAB VII. VITAMIN DAN MINERAL

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan vitamin dan mineral; Mendiskusikan Struktur dan klasifikasi vitamin dan mineral; Sifat kimia dan fungsional vitamin dan mineral; Recommended Daily Intake, enrichment, fortification dan restoration vitamin and mineral; Sebab-sebab umum hilangnya vitamin dan mineral selama pengolahan dan penyimpanan; Usaha-usaha untuk mempertahankan vitamin and mineral selama pengolahan dan penyimpanan.

7.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur dan sifat fungsional molekul vitamin dan mineral; Struktur dan klasifikasi vitamin dan mineral; Sifat kimia dan fungsional vitamin dan mineral; Recommended Daily Intake, enrichment, fortification dan restoration vitamin and mineral; Sebab-sebab umum hilangnya vitamin dan mineral selama pengolahan dan penyimpanan; Usaha-usaha untuk mempertahankan vitamin and mineral selama pengolahan dan penyimpanan.

7.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman struktur, sifat fungsional dan kerusakan vitamin dan mineral selama pengolahan dan penyimpanan.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran dan perubahan vitamin dan mineral dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: Sifat kimia dan fungsional vitamin dan mineral; Recommended Daily Intake, enrichment, fortification dan restoration vitamin and mineral; Sebab-sebab umum hilangnya vitamin dan mineral selama pengolahan dan penyimpanan; Usaha-usaha untuk mempertahankan vitamin and mineral selama pengolahan dan penyimpanan.

7.6. Penutup

Tes formatif dan kunci tes formatif. Lihat contoh soal . 7.7. Petunjuk penilaian dan umpan balik

(9)

BAB VIII. FOOD ADDITIVE

Bagian ini memaparkan Visi, misi dan tujuan pokok bahasan bahan tambahan makanan (Food additive); Klasifikasi dan peraturan penggunaan food additive; Sifat fungsional food additive; Aspek keamanan food additive.

8.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara food additive dan sifat fungsional bahan pangan olahan; klasifikasi dan peraturan penggunaan food additive; Sifat fungsional food additive; Aspek keamanan food additive.

8.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat fungsional food additive dalam membentuk pangan olahan maupun keawetan pangan. 8.4. Learning outcomes

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran food additive dalam bahan pangan dan hasil pertanian, meliputi: klasifikasi dan peraturan penggunaan food additive; Sifat fungsional food additive; Aspek keamanan food additive

8.6. Penutup

(10)

BAB IX. TOXIC SUBSTANCES AND CONTAMINANTS

Bagian ini memaparkan visi, misi dan tujuan pokok bahasan toxic substances and contaminants; Klasifikasi dan Definisi dalam Toxic Substances and contaminants; Evaluasi keamanan pangan dari toxic substances dan contaminants; Food toxicology and Public Health. 9.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara toxic substance dan kontaminan selama pengolahan dan penyimpanan; Klasifikasi dan Definisi dalam Toxic Substances and contaminants; Evaluasi keamanan pangan dari toxic substances dan contaminants; meminimalisir toxic substances dan contaminants selama pengolahan dan penyimpanan; Food toxicology and Public Health.

9.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat kimia toxic substances dan contaminants; teknik meminimalisir toxic substances and contaminants; Food toxicology and Public Health.

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami sifat kimia toxic substances dan contaminants; Klasifikasi dan Definisi dalam Toxic Substances and contaminants; Evaluasi keamanan pangan dari toxic substances dan contaminants; meminimalisir toxic substances dan contaminants selama pengolahan dan penyimpanan; Food toxicology and Public Health.

9.6. Penutup

(11)

BAB X. PIGMEN AND FLAVOR

Bagian ini memaparkan visi, misi dan tujuan pokok bahasan pigmen dan flavor; Klasifikasi dan Definisi pigmen dan flavor; Struktur dan distribusi natural pigments (chlorophyll, myoglobin, haemoglobin, flavonoid, anthocyanin, carrotenoid, and tannin); Sifat kimia dan fungsional pigmen dan flavor; Usaha untuk mempertahankan pigmen dalam bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan dan pengaturan synthetic pigment pada bahan pangan; Klasifikasi, sifat kimia dan response flavor (structure, perception, formation, deterioration and isolation of flavor); Pengembangan flavor selama biogenesis; Taste dan non-specific saporous sensations (taste substances, flavor enhancer, astringency, pungency, cooling sensation); Flavor alami dari vegetables, fruits, fats/oils, muscle, milk and spice (examples: citrus flavor, etc); Pengembangan flavour dalam bahan pangan dan hasil pertanian selama pengolahan dan penyimpanan; Pengembangan flavour menggunakan biotechnology; Seasonings.

10.2. Manfaat

Mahasiswa dapat menjelaskan keterkaitan antara struktur dan sifat fungsional pigmen dan flavor. Memahami klasifikasi dan Definisi pigmen dan flavor; Struktur dan distribusi natural pigments (chlorophyll, myoglobin, haemoglobin, flavonoid, anthocyanin, carrotenoid, and tannin); Sifat kimia dan fungsional pigmen dan flavor; Usaha untuk mempertahankan pigmen dalam bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan dan pengaturan synthetic pigment pada bahan pangan; Klasifikasi, sifat kimia dan response flavor (structure, perception, formation, deterioration and isolation of flavor); Pengembangan flavor selama biogenesis; Taste dan non-specific saporous sensations (taste substances, flavor enhancer, astringency, pungency, cooling sensation); Flavor alami dari vegetables, fruits, fats/oils, muscle, milk and spice (examples: citrus flavor, etc); Pengembangan flavour dalam bahan pangan dan hasil pertanian selama pengolahan dan penyimpanan; Pengembangan flavour menggunakan biotechnology; Seasonings.

10.3. Relevansi

Seorang ahli teknologi pangan (food technologist) perlu bekerja berdasarkan pemahaman sifat kimia dan fungsional pigmen dan flavor selama pengolahan dan penyimpanan bahan pangan dan hasil pertanian..

Pokok bahasan ini memberikan bekal kompetensi utama berupa ilmu dan ketrampilan dalam memahami peran pigmen dan flavor dalam bahan pangan dan hasil pertanian selama pengolahan dan penyimpanan, meliputi: Struktur dan distribusi natural pigments (chlorophyll, myoglobin, haemoglobin, flavonoid, anthocyanin, carrotenoid, and tannin); Sifat kimia dan fungsional pigmen dan flavor; Usaha untuk mempertahankan pigmen dalam bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan; Penggunaan dan pengaturan synthetic pigment pada bahan pangan; Klasifikasi, sifat kimia dan response flavor (structure, perception, formation, deterioration and isolation of flavor); Pengembangan flavor selama biogenesis; Taste dan non-specific saporous sensations (taste substances, flavor enhancer, astringency, pungency, cooling sensation); Flavor alami dari vegetables, fruits, fats/oils, muscle, milk and spice (examples: citrus flavor, etc); Pengembangan flavour dalam bahan pangan dan hasil pertanian selama pengolahan dan penyimpanan; Pengembangan flavour menggunakan biotechnology; Seasonings..

(12)

a) Fotokopi buku Owen R. Fennema : Food Chemistry (1996), halaman 651 – 722 dan 723- 766.

10.6. Penutup

Lihat RPKPS.