RISET UNGGULAN PT UTAMA: KETAHANAN PANGAN
LAPORAN AKHIR
PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI
PENGEMBANGAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI PENEPUNGAN DAN PEMURNIAN SEDERHANA TEPUNG PORANG LARUT AIR YANG LEBIH EKONOMIS DAN APLIKATIF UNTUK MENGHASILKAN BAHAN BAKU INDUSTRI DAN PRODUK PANGAN SIAP OLAH BERBASIS PORANG
(Amorphophallus Oncophyllus) Tahun ke 2 dari rencana 3 tahun
Ketua: Prof. Dr. Ir. Simon B. Widjanarko. M.App.Sc
Anggota: 1. Dr. Ir. Wahyono Suprapto, MT Met. 2. Dr.Ir. Bambang Susilo, M.Sc.Agr. 3.Prof. Dr. Agus Suryanto, M.Sc.
Dibiayai oleh:
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,
Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan. Melalui DIPA Universitas Brawijaya
Nomor : 023.04.2.414989/2014, Tanggal 5 Desember 2013, dan berdasarkan
SK Rektor Universitas Brawijaya Nomor 157 Tahun 2014 tanggal 10 April 2014
ii
iii
RINGKASAN
Tanaman porang (Amorphophallus oncophyllus) adalah tanaman asli Indonesia, tumbuh liar di hutan-hutan Indonesia, khususnya di Jawa Timur telah banyak dibudidayakan dan di Jepang dikenal sebagai “Jawa Mukago Konyaku”.
Masyarakat awam mengenalnya sebagai iles iles (Amorphophallus variabilis). Porang memiliki nilai ekonomis tinggi karena mengandung glukomanan. Glukomanan merupakan serat pangan larut air yang bersifat hidrokoloid kuat dan rendah kalori yang banyak digunakan dalam industri pangan baik sebagai pangan fungsional sepertI: jelly rendah kalori, beras tiruan dan mie basah rendah kalori, atau tahu jepang yang disebut tofu. Masalah tepung porang adalah gatal, sulit larut dalam air pada suhu kamar, sehingga pemanfaatannya terbatas.
Teknologi penepungan yang ada saat ini, menggunakan stamp mill, karena tepung porang akan rusak sifat kekentalannya, bila ditumbuk dengan mesin penepung konvensional seperti: hammer mill atau disc mill biasa. Pabrik tepung porang di Indonesia dan di luar negeri, semuanya menggunakan mesin stamp mill, seperti yang telah diteliti dan dilaporkan oleh Aji Sutrisno, Widjanarko dan Bambang Susilo, 2010). Pada proposal penelitian ini akan digunakan mesin penepung tipe ball mill bersirip yang akan dimodifikasi, dimana ball mill dihubungkan dengan system cyclone untuk memisahkan fraksi berat (mengandung glukomanan) dan fraksi ringan (mengandung kotoran seperti: kalsium oksalat dll).
Permasalahan yang dijumpai pada tahun pertama (2013) penepungan dengan ball mill adalah: ukuran granula tepung masih relative besar (250 – 400 µm). Disamping itu kadar glukomanan relative masih rendah yakni: masih dibawah 40% dan kadar kalsium oksalat masih relative tinggi >1%.
Penelitian tahun ke-2: Dipelajari pengaruh lama penepungan tepung porang dengan Ball Mill selama 0 sampai 4 jam dengan perbandingan tiap lama penggilingan 30 menit dimana perbandingan tepung porang tidak lolos 80 mesh: berat bola 1:10. Setiap 0,5 jam mesin ball mill dihentikan dan disiklon pada kecepatan 17 m/det. Dikumpulkan fraksi berat, dilakukan pengayakan untuk memisahkan fraksi lolos dan tidak lolos 100 mesh dan diamati sifat
fisiko-iv
kimia: Dicari lama penepungan yang menghasilkan kadar glukomanan tertinggi dan kadar kalsium oksalat terendah. Selanjutkan akan dilanjutkan pengecilan ukuran lagi dengan sampel terbaik dari fraksi berat tahap ke-1 dan dikombinasikan dengan aliran udara pada kecepatan 25, 15 dan 5 m/det. Pada penelitian tahap 3, dipelajari efek pencucian tepung glukomanan dari perlakuan terbaik tahap 2 dengan mesin semi kontinyu yang sudah dimodifikasi kecepatan tuas pengaduk dan dipasang sudut-sudut pada 4 sisi cone tabung pencuci, sehingga tercipta gerak turbulence, pada saat pencucan berlangsung. Dari uji coba mesin, modifikasi tuas pengaduk dan sudu-sudu di bagian dalam cone tabung pencuci, menghasilkan kecepatan pengadukan sampai 2500 rpm. Hal ini dimaksudkan agar molekul kalsium oksalat akan terlepas dari granula kantong glukomanan dan akan menurunkan kadar pengotor penyebab gaal dari tepung glukomanan. Pada tahun ke-2 akan dilanjutkan eksperimen simulasi matematik proses penepungan tepung porang menjadi tepung glukomanan dengan mesin ball mill dan siklon.
Tujuan penelitian selama tahun ke-2 adalah: Menghasilkan paten proses penepungan dengan mesin tipe disc mill dan ball mill. Serta produk tepung glukomanan sebagai bahan baku industry pangan dan siap olah/masak menjadi produk pangan olahan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan lama waktu penggilingan dengan metode ball mill dan fraksinasi cyclone memberikan pengaruh nyata pada taraf (α=0,01) terhadap kadar rendemen, viskositas, dan glukomanan tepung porang lolos ayakan 100 mesh, namun tidak memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap kadar rendemen, viskositas, dan glukomanan pada tepung porang tidak lolos ayakan 100 mesh. Tepung porang perlakuan terbaik diperoleh pada perlakuan lama penggilingan 240 menit. Tepung porang hasil perlakuan terbaik tidak lolos ayakan 100 mesh ini memiliki rerata kadar glukomanan 78,23%, viskositas 25410 c.Ps, kadar oksalat 0,89% dan derajat warna putih 69,65.
Berdasarkan pengamatan SEM terhadap tepung perlakuan terbaik lolos ayakan 100 mesh dapat diketahui bahwa ball mill mampu memecah granula tepung hingga berukuran sekitar 11,80 µm – 31,61 µm, namun masih tampak granula utuh. Namun pada tepung porang tidak lolos ayakan 100 mesh, lama penggilingan 0 jam menunjukkan ukuran tepung berkisar 387,3-730 µm lebih besar jika dibandingkan dengan rata-rata ukuran tepung lama penggilingan 4
v
jam yang berkisar 189,5- 440,7 µm, dimana semakin lama waktu penggilingan maka semakin kecil ukuran partikel tepung yang dihasilkan.
83
DAFTAR PUSTAKA
Akesowan, A. 2002. Viscosity and Gel Formation of a Konjac Flour from Amorphophallus oncophyllus. Faculty of Science, University of the Thai Chamber of Commerce Bangkok, Thailand
Anonim. 2012. Ball Mill. http: //commons.wikimedia.org/wiki/File:Ball_mill.jpg tanggal akses 1 Februari 2014
Arifin, M. A. 2001. Pengeringan Kripik Umbi Iles-iles Secara Mekanik Untuk
Meningkatkan Mutu Keripik Iles-iles. Thesis. Teknologi Pasca Panen.
PPS. IPB
Ashadi,R. W. dan H. Thaheer. 2005. Sintesis dan Karakterisasi Biodegradable
Hydrogel dari Amorphopallus oncophyllus. Fakultas Agribisnis dan
Teknologi Pangan. Universitas Djuanda. Bogor
Barbosa, G. V., Enrique O.R, Pablo J, Hong Y. 2005. Food Powders. Kluwer Academic Plenum Publisher. New York
Boutin R. F. 1992. Confection : Ingredients and Product Characteristic. Ensyclopedia of Food Science and Technology (Eds Y. H. Hui). 4, p 456-471.
John Willey & Sons Inc. Canada.
Bradbury, O.H. and Holloway. 1988. Chemistry of Tropical Root Crops:
Significance for Nutrition and Agriculture In The Pacific. Chemistry
Department Australian Centre for International Agricultural Research, Canberra.
Canga, A. Gonzales, N. Fernández M., A. M.ª Sahagún, J. J. García Vieitez, M.ª J.
Díez L., Á. P. Calle P,, L. J. Castro R, M. Sierra V. 2004. Glucomannan:
Properties and Therapeutic Applications, Nutr. Hosp., 19(1) 45-50.
Catherwood D.J., G.P Savage., S.M. Mason., J.J.C. Scheffer., J.A. Doughlas. 2007. Oxalate Content of Cormels of Japanese Taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) and The Effect of Cooking. Journal of Food Composition and
84
Analysis 20(2007) 147-151.
Chairiyah, N., N. Harianti, R. Mastuti. 2013. Variation of Calcium Oxalate (CaOx)
Crystals in Porang (Amorphophallus muelleri Blume). American
Journal of Plant Sciences Vol 4, Page 1765-1773
Chan APN, 2011. Konjac Part I: Cultivation To Commercialization Of
Components. The World of Food Science. IFT and IUFost. Page 1
Chua M., Kelvin C., Trevor J.H., Peter A. W., Christopher J. P., Timothy C. B. 2012.
Methodologies for The Extraction And Analysis of Konjac Glucomannan
From Corms of Amorphophallus konjac K.Koch.
Carbohydrate
Polymers.87 2202-2210
Dhananjaya, N.O.S. 2010. Optimasi Proses Penepungan dengan Metode
“Stamp Mill” dan Pemurnian Tepung Porang dengan Metode Ekstraksi Etanol Bertingkat Untuk Pengembangan Industri Tepung porang (Amorphophallus Oncopylus). Skripsi. FTP. Universitas Brawijaya.
Malang
Departemen Kehutanan. 2005. Budidaya Umbi Porang LMDH Argo Mulyo di
KPH
Nganjuk.http://www.dephut.go.id/alus_assets/INFORMASI/Web%20HHB
K/P orang1.html. tanggal akses 20 Desember 2013
Diana, F. N. 2010. Simulasi dengan Metode Monte Carlo untuk Proses
Pembuatan Nano Material Menggunakan Ball Mill. Fakultas MIPA
Universitas Indonesia, Depok
Dwiyono K. 2009. Tanaman Iles-Iles (Amorphophallus muelleri Blume) dan
Beberapa Manfaatnya.Jurnal Ilmu dan 8udaya vol:29 no.16
Fadhilah, A. H. 2008. Studi Fra-feasibilitas Desain Milling. Skripsi Universitas Indonesia.Jakarta
Faridah A., S.B. Widjanarko, A. Sutrisno, dan B. Susilo. 2012. Optimasi Produksi
Tepung Porang Dari Chip Porang Secara Mekanis Dengan Metode Permukaan Respons. Jurnal Teknik Industri. Vol 13. No.2 Hal 158-166
85
Faridah, A and S. B. Widjanarko,. 2013. Optimization Of Multilevel Ethanol
Leaching Process of Porang Flour (Amorphophallus muelleri) Using Response Surface Methodology. International Journal on Advanced
Science Engineering Information Technology.Vol.3 No.2 Page 74-80 Gamse, T. 2002. Liqiud-Liquid Extraction and Solid-Liquid Extraction.
Institute of Thermal Process and Enviromental Engineering. Graz
University of Technology
Gorski, N,. 2012. Black Powder Ball Mill. http://www.skylighter.com/ fireworks/howto/ball-mill.asp tanggal akses 18 Februari 2014
Harianto H., I. Trianto., Purwadi. 2013. Adding Porang Flour (Amorphophallus oncopyllus) In Yoghurt Ice Cream In Terms Of Physical Characteristic
And Total Of Lactic Acid Bacteria.Fakultas Peternakan.Universitas
Brawijaya
Harijati N., E. L. Aprilia, R. Hidayat. 2012. Pengaruh Pemberian Kalsium
Terhadap Ukuran dan Kerapatan Kristal Kalsium Oksalat Pada Porang (Amorphophallus muelleri blume).J-PAL, Vol 1, No.2
Johnson, A. 2005. Konjac - An Introduction. http://www.konjac.info/ . Tanggal Akses 20 Januari 2014
Khoiriana, M., Widyastuti, S. Adianto. 2011. Pengaruh Perubahan Fraksi Berat
Zn dan Temperatur Milling pada Mechanical Alloying terhadap Proses Pemaduan Cu-Zn Alloy. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS.
Surabaya.
Koswara S.. 2013. Modul: Teknologi Pengolahan Umbi-Umbian Bagian 2:
Pengolahan Umbi Porang. Southeast Asian Food And Agricultural
Science and Technology (SEAFAST) Center. Bogor Agricultural University Kurniawati, A. D. 2010.Pengaruh Tingkat Pencucian Dan Lama Kontak Dengan
Etanol Terhadap Sifat Fisik Dan Kimia Tepung Porang
86
Kusumawardhani A.E.. 2007. Karakteristik Fisik Kimia Tepung Porang
(Amorphophallus Oncophyllus) Hasil Fraksinasi Dengan Metode Hembusan (Blower). Skripsi. Universitas Brawijaya.Malang
Li, Bi., Jun X, Yang W, Bijun X,. 2005. Structure characterization and its
antiobesity of ball-milled konjac flour. College of Food Science and
Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070. China Nephrology Department. 2005. Oxalate Content of Foods. The Children’s
Medical Center of Dayton.Ohio
Pandya,D. 2010. A Low Cost Micro Scale Cyclone Separator-Design and
Computational Fluid Dynamics Analysis.The University of Texas
Arlington.
Peiying, L. Z. Shenglin, Z. Guohua, C. Yan, O. Huaxue, H. Mei, W. Zhongfeng, X. Wei, and P. Hongyi. 2002. Professional Standart of The People’
Republic of China for Konjac Flour. NY/T : 494-2002.
Purnomo, E. H., R. Ajeng., Purwiyatno, K. Feri, dan Risfaheri. 2011. Reduksi
Oksalat pada Umbi Walur (Amorphophallus campanulatus var. Sylvestris) dan Aplikasi Pati Walur pada Cookies dan Mie. http
://seafast.ipb.ac.id/publication/ journal/reduksi-oksalat&aplikasi-pati-walur.pdf.
Tanggal akses 1 Maret 2014.
Purwadaria, H.K. 2001. Pengembangan Proses Fraksinasi Untuk Meningkatkan
Mutu Tepung Iles-iles (konjac flour) untuk Ekspor. Laporan akhir tahun
RUT VIII.1. Tahun Anggaran 2001. FATETA, IPB. Bogor
Ramadhan A. E. dan H. A. Phaza. 2010. Pengaruh Konsentrasi Etanol, Suhu,
dan Jumlah Stage pada Ekstraksi Oleoresin jahe (Zingiber officinale Rosc.) Secara Batch. Skripsi. Teknik Kimia. Universitas Diponegoro.
Semarang
Ratcliffe I, Williams P, Viebke C, Meadows J. 2005. Physicochemical
characterization of konjac glucomannan. Biomacromolecules 6: 1977-
87
Shimizu M., and H. Shimahara. 2004. Method Of selective separation of
konjacfluor from the tubers of Amorphophallus konjac. [Online], http
://codex.foodnara.go .kr/lib/base_down.jsp?dr=eu&fn=konjac%2gum Tanggal akses 1 Maret 2014
Sengbusch, V. Peter. 2008. Crystalline Inclusions. www.
biologie.unihamburg.de/b-online/e04/kristall. htm. Tanggal akses 10 Januari 2014 Shadmani, A., I. Azhar, F. Mazhar, M. M. Hassan, S. W. Ahmed, I. Ahmad, K.
Usmanghani, and S. Shamim. 2004. Kinetic Studies on Zingiber
Officinale. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol. 17, hal.
47-54.
Sriyono. 2012. Analisis dan Pemodelan Cyclone Separator Sebagai Prefilter
Debu Karbon pada Sistem Pemurnian Helium
Reaktor
RGTT200K.ISSN:0854-2910.
Sugiyama N., H. Shimahara, and T. Andoh. 1972. Studies On Mannan and
Related Compounds. I. The Purification Of Konjac Mannan. Buletin of
The
Chemical Society Of Japan, vol 45, pp.561-563.
Sumarwoto. 2005. Iles-Iles (Amorphophallus muelleri Blume); Deskripsi dan
Sifat-Sifat lainnya.Biodiversitas.Vol. 6. No. 3 Hal 185-190
Suryanarayana,C. 2003. Mechanical Alloying and Milling. Newyork: Colorado School of Mines Golden, Colorado.CO 80401-1887, USA
Suwasito, T.S. 2013. Pengaruh Lama Penggilingan Porang (Amorphophallus muelleri Blume) Dengan Metode Ball Mill Terhadap Sifat Fisik Dan
Kimia Tepung Porang. Skripsi. Universitas Brawijaya. Malang
Takigami, S. 2000. Konjac Mannan. Dalam G.O. Phillips; and P.A. Williams, Eds. Handbook of Hydrocolloids, pp. Woodhead. Cambridge.
Umardani Y. Dan B. Misbah . 2007. Karakteristik Material Ball Mill Pada Proses
Pembuatan Semen Dengan Metoda Pengujian Kekerasan, Mikrografi dan Keausan.Jurnal Rotasi Vol 9 No 4 Hal 32-35
Walton R.C, J.P Kavanagh, B.R. Heywood. 2003. The Density and Protein
88
A Tool to Investigate Ultrastructure and The Fractional Volume Occupied By Organic Matrix. Journal of Structural Biology (Impact Factor.
3.36) 143 (1):14-23.
Widjanarko S. B., Anni F. and Aji S. 2011a. Effect of Multi Level Ethanol
Leaching on Physico-Chemical Properties of Konjac Flour (Amorphophallus oncophyllus). Asean Food Conference.344-356
Widjanarko S. B., Aji S dan Anni F. 2011b. Efek Hidrogen Peroksida Terhadap
Sifat Fisiko-Kimia Tepung Porang (Amorphophallus oncophyllus) Dengan Metode Maserasi dan Ultrasonik. Jurnal Teknologi Pertanian Vol
12 No 3 Halaman 143-152.
Winarno, F.G. 1993. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta.
Yao-Ling L, Deng R., Chen Ni, Pan J., and Pang Jie. 2013. Review of Konjac
Glucomannan: Isolation, Structure, Chain Conformation and
Bioactivities. Journal of Single Molecule Research Vol 1 No 1 page 7-14
Yetilmezsoy, K. 2005. Optimisation Using Prediction Models Air Cyclones’ Body Diameter / Pressure Drop.Research of
The Yildiz Technical University.Turkey
