PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA PERENDAMAN GRITS

(1)

PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA

PERENDAMAN GRITS JAGUNG PUTIH VARIETAS

LOKAL (Zea mays L.) TERHADAP KARAKTERISTIK

FISIK, KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG YANG

DIHASILKAN

NUR AINI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2009

(2)

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pengaruh Fermentasi

Spontan Selama Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang

Dihasilkan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum

diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, April 2009

Nur Aini NRP. F261040021

(3)

ABSTRACT

NUR AINI. Effects of Spontaneous Fermentation During Soaking of Local

Variety of White Corn (Zea mays L.) on Physicals, Chemical and Functional

Characteristics of Its Flour. Under direction of PURWIYATNO HARIYADI,

TIEN R. MUCHTADI and NURI ANDARWULAN .

The uses of white corn in food industry in Indonesia are still limited. To explore the potential uses, evaluation of chemical physical, and functional properties of white corn flour is needed. The objective of this study was to evaluate chemical, physical and functional properties of white corn flour, and its changes as affected by spontaneous fermentation during soaking of white corn grits. Corn flour was prepared by soaking of white corn grits followed by drying and grinding. Soaking was done at closed pan and controlled temperature, to promote spontaneous fermentation. The resulted flour was fractionated using multiple sieve of 100 mesh (150 µm), 150 mesh (106 µm) and 200 mesh (75µm) and analyzed for its chemicals, physicals and functional characteristics. Fermentation process as long as 24 hr will reduce gelatinization temperature (Tg) of resulted flour from 82oC to 76.2oC; but finally Tg would increase (85.2oC) at 72 hr of fermentation. Fermentation process of corn grits do not affect its peak viscosity (in the range of 493 -560BU), but will increase only after fermentation of more than 48-60 hr (648 -573 BU); and further fermentation would reduce the peak viscosity (550 BU)similar to that of flour resulted from process without fermentation. Flour resulted from corn grits after fermentation process of 12 hr has breakdown viscosity of 0 BU. This suggests that heat stability of flour produced from corn grits after 12 hr fermentation is higher that that of control flour (breakdown viscosity of 68 BU). The breakdown viscosity was maintained relatively constant until fermentation process up to 60 hr; and finally decreases to -60 BU after 72 hr of fermentation. Measured as ratio of cold viscosity/hot viscosity after 15 minutes of stirring at constant temperature of 95oC (

15 Vpa

Vd ),

tendency of retrogradation was reduced by fermentation process for 48 hr (

15 Vpa

Vd =

1.87) as compared to that of control (

15 Vpa

Vd = 2.97). After 48 fermentation of corn

grits do not affect the tendency of retrogradation of the resulted flour; at which

15 Vpa

Vd remain at 2.14. Flour produced using fermentation process of corn grits

exhibit very high gel strength. After 48 hr fermentation of corn grits, the flour has gel strength of 19.47 gforce, very high as compared to that of control flour of 5.95 gforce. Further fermentation of more than 48 hr only slightly reduced the gel strength to 14.48 gforce, still very high as compared to that of control flour. The smaller particle size, the lower fiber content, loose density, packed density,

gelatinization temperature and gel strength o, the higher protein and fat content, angle of repose, whiteness, water absorption capacity, oil absorption capacity, peak viscosity, breakdown viscosity, tendency of retrogradation and gel stickiness

(4)

of the resulted flour. Using correlation and regression analysis several correlation equations were proposed to be used as a prediction tools of several chemical, physical and functional properties as affected by extend of fermentation process and particle size of flour. Several equations proposes were Tg = 0.006t2_{- 0.39t +}

82.8; Vpa15 = 2.17t + 452.3, Gsi = -0.0084t2 + 0.57t + 18.754, Gsii = -0.0091t2

+ 0.6628T + 12.923, where Tg is gelatinization temperature (oC), Vpa15 is hot

viscosity after 15 minutes constant stirring (Brabender Unit; BU), Gsi and Gsii are

gel strength (gforce) of corn flour with particle size of >150-250 µm and >106-150 µm, respectively, and t is length of fermentation (steeping) of corn grits (hr).

Overall, our results showed that control of length of fermentation of corn grits and particle size may be used as a mean t control several chemical, physical and functioal properties of the resulted corn flour.

Key Words: white corn, spontaneous fermentation, particle size, physics, chemical, functional

(5)

RINGKASAN

NUR AINI. Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits Jagung

Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan

Fungsional Tepung yang Dihasilkan. Dibawah bimbingan PURWIYATNO

HARIYADI, TIEN R. MUCHTADI dan NURI ANDARWULAN.

Jagung putih mempunyai karakter hard endosperm sehingga memiliki

keterbatasan dalam proses penggilingan untuk digunakan sebagai bahan makanan yang berbasis pati. Salah satu alternatif pengolahan jagung dan sebagai bentuk diversifikasi pangan adalah pembuatan tepung jagung. Dalam penelitian ini akan dipelajari pengaruh fermentasi spontan selama perendaman grits jagung putih

terhadap karakteristik fisik, kimia dan fungsional tepung yang dihasilkan dan penentuan waktu fermentasi optimum untuk mendapatkan sifat tepung sesuai dengan yang diinginkan. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk mempelajari dan melakukan modifikasi sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung putih dengan metode fermentasi spontan.

Pada tahap pertama dilakukan pembuatan tepung jagung 60 mesh menggunakan metode fermentasi spontan dengan cara perendaman grits jagung

putih, dan dilanjutkan dengan analisa sifat fisik, kimia dan fungsionalnya. Pada tahap ini juga dilakukan fraksinasi tepung jagung 60 mesh menggunakan ayakan bertingkat 100 mesh (150 µm), 150 mesh (106 µm) dan 200 mesh (75µm) sehingga didapatkan empat kelompok ukuran partikel tepung, selanjutnya dilakukan analisa sifat fisik, kimia dan fungsionalnya.

Penelitian ini menunjukkan bahwa proses fermentasi selama perendaman

grits jagung putih menurunkan kadar protein, lemak, serat kasar, abu, pati, gula

reduksi, pH, densitas kamba dan kapasitas penyerapan minyak; serta

meningkatkan sudut curah, derajat putih dan kapasitas penyerapan air pada tepung yang dihasilkan. Proses fermentasi grits jagung putih sampai 24 jam akan

menurunkan suhu gelatinisasi tepung yang dihasilkan, dari 82oC pada tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi menjadi 76.2oC. Fermentasi lanjutan dari 24 jam sampai 48 jam suhu gelatinisasi relatif tetap (76.7oC) dan fermentasi lanjutan sampai 72 jam meningkatkan suhu gelatinisasi (85.2oC).

Tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi mempunyai viskositas puncak 493 BU, dan proses fermentasi sampai 36 jam menghasilkan tepung jagung dengan viskositas puncak relative tetap (560 BU). Selanjutnya, tepung jagung yang dihasilkan melalui proses fermentasi selama 48 jam menunjukkan viskositas puncak meningkat (648 BU), dan bertahan sampai dengan perendaman grits jagung selama 60 jam (573 BU). Proses fermentasi grits jagung selama 72

jam menghasilkan tepung jagung dengan viskositas puncak menurun lagi (550 BU), hampir sama dengan viskositas puncak tepung jagung tanpa fermentasi.

Tepung jagung yang dihasilkan dengan proses fermentasi jagung selama 12 jam mempunyai breakdown viscosity 0 BU, sehingga stabilitas pemanasan

lebih tinggi daripada tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi (68 BU). Stabilitas ini terus dipertahankan selama fermentasi sampai jam ke 60, dan setelah 72 jam stabilitas pemanasan menurun menjadi -60 BU. Proses fermentasi menurunkan kecenderungan retrogradasi tepung yang dihasilkan. Hal ini

(6)

ditunjukkan dengan menurunnya rasio viskositas dingin dibanding viskositas panas setelah 15 menit pengadukan pada suhu 95o_{C (}

15 Vpa

Vd ), yaitu dari 2.97 untuk

tepung yang dibuat tanpa proses fermentasi menjadi 1.87 pada tepung yang diperoleh dengan proses fermentasi 48 jam. Proses fermentasi lanjutan selama 48 sampai 72 jam tidak mengubah kecenderungan retrogradasi tepung jagung.

Tepung jagung yang dihasilkan dengan perendaman 48 jam mempunyai kekuatan gel yang meningkat (19.47 gforce) dibandingkan tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi (5.95 gforce), namun kekuatan gel ini akan mengalami sedikit penurunan (14.48 gforce) jika perendaman dilanjutkan selama 60 jam.

Berdasarkan pada hasil analisa korelasi dan regresi, di antara beberapa sifat kimia, kadar protein paling berpengaruh terhadap sifat fisik dan fungsional tepung jagung. Semakin rendah kadar protein tepung jagung semakin rendah

loose density, packed density, sudut curah, kapasitas penyerapan minyak dan

retrogradasi tepung jagung; tetapi semakin tinggi derajat putih, kapasitas penyerapan air, viskositas puncak dan stabilitas pemanasan.

Berdasarkan pada hasil analisa korelasi dan regresi, di antara beberapa sifat fisik, packed density merupakan faktor paling berpengaruh terhadap sifat

fungsional. Semakin besar packed density tepung jagung, semakin besar

kapasitas penyerapan minyak dan retrogradasi tepung jagung; tetapi semakin kecil derajat putih, kapasitas penyerapan air, stabilitas pemanasan serta sudut curah.

Semakin kecil ukuran partikel tepung jagung, semakin kecil kadar serat kasar, loose density, packed density, suhu gelatinisasi dan kekuatan gel

sedangkan kadar protein, kadar lemak, sudut curah, derajat putih, kapasitas penyerapan air, kapasitas penyerapan minyak, viskositas puncak, breakdown viscosity, retrogradasi dan kelengketan gel meningkat.

Pada tepung berukuran partikel ≤ 75 µm, fermentasi selama 30 jam

meningkatkan kapasitas penyerapan air menjadi 128.9% dari tepung jagung non fermentasi (115.9 %), dan fermentasi lanjutan sampai 70 jam akan menurunkan kembali kapasitas penyerapan air (113.6%); sedangkan fermentasi grits selama 70 jam menurunkan kapasitas penyerapan minyak menjadi 69.3% dari tepung non fermentasi (82.8%).

Semakin kecil ukuran partikel tepung, semakin besar kemungkinan terjadinya retrogradasi. Pada tepung berukuran partikel ≤ 75 µm fermentasi grits selama 30 jam menurunkan

15 Vpa

Vd (2.08) dari tepung non fermentasi (2.80) dan

fermentasi lanjutan sampai 70 jam meningkatkan lagi

15 Vpa

Vd (3.11); sedangkan

pada tepung berukuran partikel >150 – 250µm fermentasi grits selama 45 jam menurunkan

15 Vpa

Vd (1.88) dari tepung non fermentasi (2.37) dan fermentasi

lanjutan sampai 70 jam meningkatkan lagi

15 Vpa

Vd (2.40)

Semakin kecil ukuran partikel tepung, semakin rendah kekuatan gel. Pada tepung berukuran partikel >150-250 µm, fermentasi selama 30 jam meningkatkan kekuatan gel (27.9 gforce) dari tepung non fermentasi (18.6 gforce), fermentasi lanjutan sampai 45 jam tidak mengubah kekuatan gelnya (27.6 gforce), dan waktu fermentasi selanjutnya sampai 70 jam akan menurunkan kekuatan gel (17.6

(7)

gforce). Pada tepung berukuran partikel >106-150 µm, fermentasi selama 45 jam meningkatkan kekuatan gel (25.4 gforce) dari tepung non fermentasi (13.2 gforce), dan waktu fermentasi selanjutnya sampai 70 jam akan menurunkan kekuatan gel (14 gforce).

Dengan menggunakan analisa korelasi dan regresi, diperoleh beberapa persamaan yang bisa digunakan untuk memprediksi pengaruh lama proses fermentasi spontan (perendaman) terhadap beberapa sifat fisik, kimia dan fungsional. Beberapa persamaan tersebut adalah Tg = 0.006t2 - 0.39t + 82.8; Vpa15 = 2.17t + 452.3, Gsi = -0.0084t2 + 0.57t + 18.754, Gsii = -0.0091t2 +

0.6628T + 12.923 dimana Tg adalah suhu gelatinisasi (oC), Vpa15 adalah

viskositas panas 15 menit (BU), Gsi dan Gsii adalah kekuatan gel tepung jagung

berukuran partikel >150-250 µm dan >106-150 µm dalam g force, dan t adalah

waktu fermentasi grits jagung (jam). Penelitian ini menunjukkan bahwa

pengaturan lama proses fermentasi dan ukuran partikel dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung putih. Kata kunci: jagung putih, fermentasi spontan, ukuran partikel, fisik, kimia,

fungsional

(8)

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009

Hak Cipta dilindungi Undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa

mencantumkan atau menyebutkan sumber

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,

penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB

2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh

(9)

PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA

PERENDAMAN GRITS JAGUNG PUTIH VARIETAS

LOKAL (Zea mays L.) TERHADAP KARAKTERISTIK

FISIK, KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG YANG

DIHASILKAN

NUR AINI

Disertasi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada

Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2009

(10)

Judul Disertasi : Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits

Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap

Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan

Nama : Nur Aini

NRP : F261040021

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc Ketua

Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, M.Si Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.Si Anggota Anggota

Mengetahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pasca Sarjana

Ilmu Pangan

Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S Tanggal Ujian: 24 Maret 2009 Tanggal Lulus: 8 April 2009

(11)

PRAKATA

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberi rahmat dan berkahNya sehingga penulisan disertasi yang berjudul ”Pengaruh Fermentasi Spontan Selama

Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap

Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan” dapat diselesaikan. Disertasi ini dibuat sebagai salah satu syarat mahasiswa pascasarjana program S3 untuk meraih gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Pangan, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang sangat tulus dan mendalam kepada Ketua Komisi Pembimbing Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, berdiskusi, memberikan arahan dan wawasan ilmu terutama di bidang rekayasa pangan serta memberikan dorongan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan program S3 ini; anggota Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, M.S. dan Dr. Ir. Nuri Andarwulan yang telah meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan saran dan tambahan pengetahuan kepada penulis.

Terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, M.Sc sebagai dosen penguji luar komisi pada ujian tertutup atas saran-saran dan masukannya yang sangat menambah cakrawala pengetahuan penulis terutama di bidang Ilmu Pangan, serta demi kesempurnaan Disertasi ini.

Terima kasih kepada Dr. Ir. S. Joni Munarso, MS dan Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, M.Si sebagai dosen penguji pada ujian terbuka atas saran-saran, diskusi dan masukannya yang menambah pengetahuan penulis dan demi kesempurnaan Disertasi ini.

Terima kasih kepada Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc selaku ketua Program Studi Ilmu Pangan atas saran-saran dan masukannya pada ujian tertutup. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc sebagai pimpinan sidang pada ujian tertutup, juga atas saran-saran dan masukannya; juga kepada Dr. Ir. Sam Herodian, MS sebagai Dekan Fakultas Teknologi Pertanian atas kesediaannya sebagai pimpinan sidang pada Ujian terbuka.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada para Staf Pengajar di lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, khususnya pada Program Studi Ilmu Pangan yang telah memberikan ilmu dan pengalaman selama penulis menempuh pendidikan di IPB.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Rektor Universitas Jenderal Soedirman, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Jurusan Teknologi Pertanian dan Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto atas ijin dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di IPB.

Penulis mengucapkan terimakasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Dikti) yang telah memberikan Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) untuk penulis mengikuti program Doktor di IPB. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (DP2M) Dikti yang telah membantu sebagian dana penelitian melalui program Hibah Bersaing XIV 2006-2007. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada

(12)

PT Indofood Sukses Makmur Tbk. melalui Program Indofood Riset Nugraha 2008 yang telah membantu sebagian dana penelitian. Terima kasih kepada Yayasan Dana Sejahtera Mandiri (Damandiri) atas bantuannya pada penulisan Disertasi.

Kepada Ayahanda Munawar (almarhum) dan Ibunda Muslihah, penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih yang mendalam atas didikan, doa restu, dorongan dan motivasi serta bantuan moril dan materiil sehingga memberikan dukungan yang luar biasa bagi penulis untuk menyelesaikan pendidikan hingga ke jenjang tertinggi. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada kakak-kakak, adik-adik dan semua saudara atas doa dan dukungannya selama penulis mengikuti pendidikan di IPB. Rasa terimakasih yang sangat tulus penulis sampaikan kepada Ananda Hanif Ainurrizky yang dengan penuh pengertian dan sabar mendampingi selama penulis mengikuti program S3 ini.

Terima kasih kepada Ir Supadmo dari Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jawa Tengah di Ungaran yang telah membantu pengadaan jagung putih. Terima kasih kepada para sahabat di Program Studi Ilmu Pangan IPB, baik yang telah lulus (Akhyar, M.Si, Dr. Ir. Sussi Astuti, Msi, Dr. Ir. Yuspihana Fitrial, M.Si) maupun yang masih dalam proses kelulusan, atas persahabatan yang indah serta kerjasama yang baik selama penulis menempuh studi S3. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman di Jurusan Teknologi Pertanian, terutama program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Universitas Jenderal Soedirman atas dukungannya dalam menempuh program S3. Terima kasih juga kepada staf administrasi dan teknisi, baik di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan serta Seafast Center IPB atas bantuannya selama penelitian.

Akhirnya semua budi baik yang diberikan kepada penulis semoga diterima dan diberi balasan berlipat ganda oleh Allah SWT. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi khasanah ilmu pengetahuan. Amin.

Bogor, April 2009

(13)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pati tanggal 1 Februari 1973 dari Bapak Munawar dan ibu Muslihah. Penulis merupakan putri kedua dari lima bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM pada tahun 1990 sampai 1995. Pada tahun 1999, penulis diterima di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pasca Sarjana UGM dan menyelesaikannya pada tahun 2001. Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor pada Program Studi Ilmu Pangan IPB diperoleh pada tahun 2004. Beasiswa pendidikan diperoleh dari Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.

Penulis bekerja sebagai dosen di Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Jendral Soedirman Purwokerto sejak tahun 1997 sampai sekarang.

Karya ilmiah berjudul Hubungan Sifat Fisikokimia dan Amilografi Tepung Jagung Putih yang Dipengaruhi Waktu Perendaman Grits Jagung telah

disajikan pada Seminar Nasional Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan (PATPI) di Palembang pada bulan Oktober 2008. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul Hubungan Sifat Kimia dan Rheologi Tepung Jagung Putih dengan Fermentasi Spontan Grits Jagung di Forum Pasca Sarjana IPB volume 2 tahun

2009. Artikel-artikel tersebut merupakan bagian dari disertasi penulis dalam menyelesaikan program S3.

(14)

Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, M.Sc

Penguji pada Ujian Terbuka : 1. Dr. Ir. S. Joni Munarso, MS 2. Dr. Ir. Titi Chandra Sunarti, M.Si

(15)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL iii

DAFTAR GAMBAR v

DAFTAR LAMPIRAN viii

DAFTAR ISTILAH X 1. PENDAHULUAN 1 1.1 Latar belakang 1 1.2 Tujuan penelitian 6 1.3 Manfaat penelitian 6 2. TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1 Komposisi kimia dan anatomi biji jagung 7

2.2 Jagung putih 9

2.3 Tepung jagung 11

2.4 Pati jagung 12

2.4.1 Amilosa 14

2.4.2 Amilopektin 15

2.5 Fermentasi spontan pada proses pengolahan serealia dan umbi-umbian

15

2.6 Sifat fisik tepung 17

2.6.1 Ukuran partikel 18

2.6.2 Densitas kamba 19

2.6.3 Sifat alir 20

2.7 Sifat fungsional adonan 21

2.7.1 Gelatinisasi dan sifat adonan 21

2.7.2 Sifat rheologi 24

3. BAHAN DAN METODE 25

3.1 Waktu dan tempat penelitian 25

3.2 Bahan dan alat 25

3.3 Metode penelitian 26

3.4 Prosedur analisa 31

3.5 Analisa data 38

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 39

4.1 Komposisi kimia bahan baku 39

4.2 Pengaruh waktu fermentasi spontan grits jagung terhadap

sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung 40

4.2.1 Komposisi kimia tepung jagung 40

4.2.2 Ukuran partikel tepung jagung 48

(16)

4.2.4 Sudut curah tepung jagung 54

4.2.5 Derajat putih tepung jagung 56

4.2.6 Kapasitas penyerapan air 59

4.2.7 Kapasitas penyerapan minyak 61

4.2.8 Suhu gelatinisasi 62

4.2.9 Viskositas puncak 64

4.2.10 Sifat adonan selama pemanasan 66

4.2.11 Retrogradasi adonan 72

4.2.12 Sifat gel 74

4.3 Validasi model prediktif yang dihasilkan 80

4.3.1 Packed density tepung jagung 80

4.3.2 Loose density tepung jagung 81

4.3.6 Viskositas panas saat dipertahankan selama 15 menit pada suhu 95oC (Vpa15)

83 4.3.7 Rasio viskositas dingin dibanding viskositas panas

saat dipertahan selama 15 menit pada suhu 95oC

84

4.3.8 Kekuatan gel 85

4.4 Pengaruh interaksi waktu fermentasi grits jagung dan

ukuran partikel tepung terhadap sifat fisikokimia tepung dan fungsional adonan jagung

86

4.4.1 Komposisi kimia tepung jagung 87

4.4.2 Densitas kamba tepung jagung 92

4.4.5 Kapasitas penyerapan air 101

4.4.6 Kapasitas penyerapan minyak 102

4.4.8 Viskositas puncak 104

4.4.9 Sifat adonan selama pemanasan 109

4.4.10 Retrogradasi adonan 113

4.4.11 Sifat gel 115

4.5 Pembahasan umum 117

5. SIMPULAN DAN SARAN 121

5.1 Simpulan 121

5.2 Saran 123

DAFTAR PUSTAKA 124

(17)

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Beberapa proses fermentasi spontan yang dilakukan pada

serealia dan umbi-umbian

5

2. Distribusi komponen-komponen utama jagung 9

3. Komposisi kimia jagung putih dan kuning 10

4. Beberapa sifat penting amilosa dan amilopektin 14

5. Komposisi kimia jagung putih pipilan, grits jagung dan tepung

jagung

40

6. Komposisi kimia tepung jagung putih yang dihasilkan dengan

variasi waktu fermentasi grits jagung

40

7. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap pH air

perendam

42 8. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar pati,

gula reduksi dan pH tepung jagung yang dihasilkan

46 9. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar amilosa

tepung jagung

48 10. Loose dan packed density tepung jagung dengan variasi waktu

fermentasi grits jagung

50 11. Sudut curah tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu

55

12. Derajat putih tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi

waktu fermentasi grits jagung

57 13. Kapasitas penyerapan air tepung jagung yang dihasilkan dengan

variasi waktu fermentasi grits jagung

60

14. Kapasitas penyerapan minyak tepung jagung yang dihasilkan

dengan variasi waktu fermentasi grits jagung

61 15. Suhu gelatinisasi adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi

63 16. Viskositas puncak adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi

65

17. Sifat-sifat adonan jagung selama pemanasan yang dihasilkan

dengan variasi waktu fermentasi grits jagung

67 18. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kecenderungan

retrogradasi adonan tepung jagung

73 19. Sifat gel adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu

(18)

20. Model prediktif beberapa sifat fisik dan fungsional tepung jagung berdasar waktu fermentasi grits jagung

79

21. Hasil pengukuran dan prediksi packed density tepung jagung 80

22. Hasil pengukuran dan prediksi loose density tepung jagung 81

23. Hasil pengukuran dan prediksi sudut curah tepung

jagung

82

24. Hasil pengukuran dan prediksi derajat putih tepung jagung 83

25. Hasil pengukuran dan prediksi suhu gelatinisasi tepung jagung 83

26. Hasil prediksi dan pengukuran Vpa15 84

27.

Hasil pengukuran dan prediksi 15

Vpa

Vd 84

28. Hasil pengukuran dan prediksi kekuatan gel tepung

jagung

85

29. Model prediktif sifat fisik dan fungsional tepung

jagung yang telah divalidasi

86 30. Komposisi kimia tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi

waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung jagung

88

31. Kadar pati, kadar gula reduksi dan pH tepung jagung yang

dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi jagung dan ukuran partikel tepung

(19)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Potongan melintang jagung yang menunjukkan lokasi komponen-komponen utama

7

2. Jagung putih dan kuning 10

3. Struktur internal dan organisasi granula pati 13

4. Ilustrasi kurva sifat-sifat gelatinisasi 23

5. Jagung putih yang digunakan 25

6. Pembuatan tepung jagung putih 27

7. Diagram alir jalannya penelitian tahap 1 dan 2 29

8. Diagram alir jalannya penelitian tahap 3 30

9. Bahan baku yang digunakan (a) jagung putih pipilan (b) grits

jagung

39

10. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar

protein tepung jagung

43

11. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap

konduktivitas air perendam

44 12. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap pH tepung

jagung

46 13. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar gula

reduksi tepung jagung

47 14. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap distribusi

ukuran partikel tepung jagung

49

15. Pengaruh kadar protein terhadap packed density tepung

jagung

51 16. Pengaruh kadar serat kasar terhadap loose density tepung

jagung

52 17. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap densitas

kamba tepung jagung

54

18. Pengaruh loose density terhadap sudut curah tepung jagung 56

19. Tepung jagung yang dibuat dari fermentasi grits jagung

selama 0, 36 dan 60 jam

57

20. Pengaruh kadar protein terhadap derajat putih tepung jagung 58

21. Pengaruh packed density terhadap derajat putih tepung jagung 59

22. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap suhu

gelatinisasi adonan jagung

(20)

23. Amilografi tepung jagung yang dihasilkan dengan waktu fermentasi grits jagung

67

24. Pengaruh kadar protein terhadap viskositas panas 15 menit 69

25. Pengaruh packed density tepung terhadap viskositas panas 15

menit

71 26. _{Pengaruh kadar protein tepung jagung terhadap Rv (}

15

Vpa

Vd ₎ 73

27. Pengaruh pH tepung jagung terhadap kekuatan gel 76

28. Pengaruh kadar gula reduksi tepung jagung terhadap

kekuatan gel

77 29. Partikel tepung jagung tanpa fermentasi dilihat menggunakan

scanning electron microscope (SEM) 87

30. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel

tepung terhadap kadar serat kasar tepung jagung

89 31. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel

tepung terhadap kadar protein tepung jagung

90 32. Pengaruh kadar protein dan ukuran partikel terhadap packed

density tepung jagung.

93

33. Pengaruh kadar serat kasar dan ukuran partikel tepung

terhadap packed density tepung jagung

93 34. Hubungan kadar serat kasar dengan packed density tepung

jagung

tepung terhadap loose density tepung jagung.

tepung terhadap packed density tepung jagung.

tepung terhadap sudut curah tepung jagung.

97

38. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap

sudut curah tepung jagung putih

98 39. Pengaruh packed density dan ukuran partikel tepung terhadap

sudut curah tepung jagung putih.

98

40. Tepung jagung yang dibuat dari fermentasi grits jagung

selama 15 jam

tepung terhadap derajat putih tepung jagung.

100

42. Pengaruh pH dan ukuran partikel tepung terhadap derajat

putih tepung jagung.

(21)

43. Pengaruh packed density dan ukuran partikel tepung terhadap

derajat putih tepung jagung.

tepung terhadap kapasitas penyerapan air tepung jagung.

tepung terhadap kapasitas penyerapan minyak tepung jagung.

tepung terhadap suhu gelatinisasi tepung jagung.

104 47. Pengaruh ukuran partikel terhadap amilografi tepung jagung

non fermentasi

tepung terhadap viskositas puncak tepung jagung.

106 49. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap amilografi

tepung jagung berukuran partikel ≤ 75 µm

106 50. Pengaruh sudut curah dan ukuran partikel tepung terhadap

viskositas puncak adonan jagung.

107 51. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap

viskositas puncak adonan jagung

108 52. Pengaruh kadar amilosa dan ukuran partikel tepung terhadap

viskositas puncak adonan jagung.

tepung terhadap viskositas panas 15 menit pasta jagung.

tepung terhadap breakdown viscosity pasta jagung.

110

55. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap

breakdown viscosity pasta jagung.

111

56. Pengaruh sudut curah dan ukuran partikel tepung terhadap

breakdown viscosity pasta jagung.

tepung terhadap viskositas dingin pasta jagung.

tepung terhadap 15 Vpa Vd adonan jagung. 114

59. Pengaruh ukuran partikel tepung terhadap amilografi tepung jagung fermentasi 70 jam

(22)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Partikel tepung jagung fermentasi 45 jam dilihat menggunakan scanning electron microscope (SEM)

133 2. Korelasi antara loose density dan packed density dengan

variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

134

3. Korelasi antara sudut curah dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

jagung

135

4. Korelasi antara derajat putih dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

jagung

136

5. Korelasi antara kapasitas penyerapan air dengan variabel

kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

137

6. Korelasi antara kapasitas penyerapan minyak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

138

7. Korelasi antara suhu gelatinisasi dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

jagung

139

8. Korelasi antara viskositas puncak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi

grits jagung

140

9. Korelasi antara stabilitas pasta jagung selama pemanasan dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

141

10. Korelasi antara retrogradasi pasta jagung dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

142

11. Korelasi antara kekuatan dan kelengketan gel dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung

143

12. Korelasi antara loose density dan packed density dengan variabel

kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung

144

(23)

tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

jagung dan ukuran partikel tepung

14. Korelasi antara derajat putih dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

146

15. Korelasi antara kapasitas penyerapan minyak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung

147

16. Korelasi antara suhu gelatinisasi dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

148

17. Korelasi antara viskositas puncak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi

grits jagung dan ukuran partikel tepung

149

18.Korelasi antara stabilitas pasta jagung selama pemanasan dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung

150

19. Korelasi antara retrogradasi pasta jagung dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung

151

20. Korelasi antara kekuatan gel dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits

152

21. Kadar amilosa tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi

waktu fermentasi butiran jagung dan ukuran partikel tepung

(24)

DAFTAR ISTILAH

Istilah Arti

Grits jagung Jagung pipilan yang digiling menggunakan pin disc mill

sehingga dihasilkan jagung dengan ukuran partikel ± 4mm Sifat fungsional Sifat suatu bahan maupun komponen bahan yang dapat

mencirikan fungsinya dalam suatu sistem

Suhu gelatinisasi suhu awal mulai terjadi peningkatan viskositas selama pemanasan

Viskositas puncak (VP)

viskositas tertinggi yang dicapai selama pemanasan Viskositas panas

(Vpa)

viskositas yang dicapai pada suhu 95oC Viskositas panas

15 menit (Vpa15)

viskositas setelah dipertahankan selama 15 menit pada suhu 95oC

Breakdown viscosity

Perubahan viskositas yang terjadi ketika suspensi

dipanaskan pada suhu 95°C selama 15 menit(VP – Vpa15)

Viskositas dingin (VD)

viskositas yang dicapai pada saat suhu diturunkan ke 50oC

Setback viscosity perubahan viskositas yang terjadi ketika suspensi

diturunkan suhunya dari viskositas puncak (VD- VP)

Kekuatan gel gaya yang diberikan pada saat gel mulai pecah

Koefisien korelasi (r)

Keeratan hubungan linier antara sepasang peubah x dan y, yang tidak ditentukan mana variabel bebas dan variabel tidak bebas

Koefisien determinasi atau koefisien regresi (R2)

Koefisien keragaman; keeratan hubungan antara sepasang peubah x dan y, yang diketahui variabel bebas dan