740
Evaluasi Fisikokimia Mutu Beras
Physicochemical Evaluation of Rice Quality
Fahroji 1)* dan Hendri2)
1
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Riau
2
Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika Jl. Kaharuddin Nasution 341, Pekanbaru *Coressponding author: fahroji83@gmail.com
ABSTRACT
Rice is the staple food of more than half of the world's population. Each person has different preferences for the quality of rice. Rice quality is influenced by physical and physicochemical faktors. Physicochemical faktors include amylose content, gel consistency, alkali spreading value, and gelatinization temperature. The physicochemical faktors determining the cooking quality of rice. The objectives of this experiment is to measure the physicochemical parameters indicating the quality of rice grain, namely, amylose content, gel consistency, alkali spreading value, and gelatinization temperature. Materials used are rice variety Chainat (CNT) and Khao Dok Mali (KDML). The result showed that chainat variety has high amylose content (33.782%), soft gel consistency (130
mm), low alkali spreading value (2.0), and high gelatinization temperature (88.08oC).
While, Khao Dok Mali variety has intermediate amylose content (23.471%), soft gel consistency (132 mm), low alkali spreading value (2.6), and high gelatinization
temperature (84.90oC).
.
Key words: alkali spreading value, amylose content, gelatinization temperature, gel consistency,
ABSTRAK
Beras merupakan makanan pokok lebih dari setengah populasi di dunia. Tiap orang mempunyai preferensi yang berbeda-beda terhadap mutu beras. Mutu beras dipengaruhi oleh faktor fisik maupun fisikokimia. Faktor fisikokimia tersebut antara lain kadar amilosa, konsistensi gel, nilai penyebaran alkali, dan suhu gelatinisasi. Faktor fisikokimia ini menentukan kualitas tanak nasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji karakteristik fisikokimia beras yaitu kadar amilosa, konsistensi gel, nilai penyebaran alkali, dan suhu gelatinisasi. Bahan yang digunakan adalah beras varietas chainat (CNT) dan Khao Dok Mali (KDML). Hasil penelitian menunjukkan bahwa varietas CNT mempunyai kandungan amilosa yang tinggi (33,782%), konsistensi gel yang halus (130 mm), nilai
penyebaran alkali rendah (2,0), dan suhu gelatinisasi tinggi (88,08oC). sementara varietas
KDML mempunyai kadar amilosa sedang (23,471%), konsistensi gel yang halus (132
mm), nilai penyebaran alkali rendah (2,6), dan suhu gelatinisasi tinggi (84,90o C).
.
741 PENDAHULUAN
Beras merupakan makanan pokok sebagian besar penduduk dunia. Beras memasok 21% kebutuhan manusia per kapita energi dan 15% per kapita protein. Beras merupakan sumber penting dari karbohidrat kompleks, yang menyediakan energi untuk tubuh dan bahan bakar untuk otak. Beras menyediakan vitamin termasuk riboflavin, thiamin dan niasin. Beras juga mengandung zat besi, vitamin D dan kalsium. Preferensi konsumen terhadap beras dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain penampilan fisik, kepulenan nasi, budaya, dan tingkat sosial-ekonomi konsumen (Wibowo et al., 2009)
Mutu beras dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti genetis, lingkungan dan kegiatan prapanen, perlakuan pemanenan dan pascapanen. Mutu beras dapat berdasarkan pada mutu berdasarkan pasar, mutu nasi dan mutu kesehatan. Mutu berdasarkan pasar terdiri atas mutu fisik dan mutu giling. Mutu fisik meliputi panjang dan bentuk biji, kadar air, penampakan biji, derajad putih, dan butir pengapuran. Mutu giling meliputi derajad sosoh, beras kepala, beras utuh, beras pecah, rendemen giling, butir berwarna, dan benda asing (Damardjati, 1987).
Mutu nasi ditentukan berdasarkan mutu tanak dan mutu rasa nasi yang dihasilkan. Mutu tanak dipengaruhi oleh sifat fisikokimia beras seperti kadar amilosa, konsistensi gel, nilai penyebaran alkali, dan suhu gelatinisasi. Sifat-sifat tersebut tidak berdiri sendiri, melainkan bekerja sama dan saling berpengaruh menentukan mutu beras, mutu tanak, dan mutu rasa nasi. Beras yang diperdagangkan dan memiliki mutu pasaran yang tinggi tidak memberi jaminan bahwa mutu tanak juga tinggi karena mutu giling maupun penampakan fisik biji tidak berpengaruh nyata terhadap mutu tanak (Damardjati dan Purwani, 1991).
Kadar amilosa menunjukkan tingkat kepulenan nasi. Kandungan amilosa berkisar antara 15-30%. Amilosa merupakan komponen penyusun pati yang merupakan polimer glukosa. Kadar amilosa yang tinggi bertanggung jawab terhadap tekstur keras/pera nasi, sebaliknya kadar amilopektin tinggi bertanggung jawab terhadap tekstur lengket/pulen nasi. Sedangkan konsistensi gel diukur berdasarkan kecenderungan nasi yang mengeras saat didinginkan. Dalam kelompok amilosa yang sama, varietas dengan konsistensi gel yang halus lebih disukai dan nasi yang dihasilkan mempunyai derajad keempukan yang
tinggi (Mutters dan Thompson, 2009).
Suhu gelatinisasi berbanding terbalik dengan nilai penyebaran alkali. Ketika beras diperlakukan dengan alkali encer, molekul pati pada beras mengalami degradasi yang menghasilkan disintegrasi bahan (Mutters dan Thompson, 2009). Perubahan bentuk butir beras bervariasi mulai dari tidak ada efek yang jelas sampai bulir terdispersi sempurna dan dinilai menggunakan skala 1-7. Beras dengan kadar amilosa rendah akan terdisintegrasi dengan cepat sementara beras dengan kandungan amilosa tinggi tidak akan berubah bentuknya (Juliano dan Villareal,1993).
Gelatinisasi adalah perubahan yang terjadi pada granula pati pada waktu mengalami pembengkakan yang luar biasa dan tidak dapat kembali ke bentuk semula. Apabila pati dimasukkan ke dalam air dingin maka granula pati akan menyerap air dan membengkak. Pembengkakan ini tidak dapat kembali pada kondisi semula. Pada suhu tertentu, granula pati akan pecah, yang mengakibatkan viskositas larutan naik. Suhu pada saat granula pecah disebut suhu gelatinisasi. Pemanasan dengan diaduk akan mempercepat terjadinya gelatinisasi. Suhu gelatinisasi tergantung juga pada konsentrasi pati, makin kental larutan makin lambat tercapai suhu tersebut sampai suhu tertentu, kekentalan tidak
bertambah, bahkan kadang-kadang turun (Mutters dan Thompson, 2009). Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk menguji karakteristik fisikokimia beras yaitu kadar amilosa, konsistensi gel, nilai penyebaran alkali, dan suhu gelatinisasi.
742 BAHAN DAN METODE
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah beras varietas chainat (CNT) dan Khao dok Mali (KDML). Bahan untuk analisa antara lain ethanol, KOH, NaOH, aquades, asam asetat, thymol blue, dan iodin. Alat yang digunakan adalah penggilingan padi, spektrofotometer, rapid visco-analyzer, tabung reaksi, water bath, petridish, vortex, dan labu ukur.
Prosedur
Analisa yang dilakukan meliputi kandungan amilosa, konsistensi gel, suhu gelatinisasi, dan nilai penyebaran alkali
Kandungan amilosa (Correia et al., 2013).
Kandungan amilosa diuji menggunakan metode indeks uji yodium-kolorimetri. Sebanyak 100 mg tepung beras diletakkan di labu ukur dan ditambahkan 1 ml ethanol 95% (v/v). 9 ml NaOH 1 M ditambahkan dan dipanaskan dalam water bath selama 10 menit. Sampel didinginkan dan dilarutkan dengan aquades sehingga volume menjadi 100 ml, kemudian disimpan pada suhu ruang selama 23 jam. Diambil 5 ml suspensi sampel dan ditambahkan 70 ml aquades dalam 100 ml labu ukur dan ditambahkan 1 ml asam asetat glasial 1 M serta 2 ml larutan iodin. Aquades ditambahkan sehingga volume akhir 100 ml dan suspensi dikocok kemudian disimpan selama 20 menit untuk membentuk warna ungu gelap.
Standardisasi amilosa dilakukan untuk mendapatkan kurva standar yang menunjukkan hubungan antara nilai penyerapan cahaya dengan konsentrasi amilosa.
Tepung kentang 40 mg dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian ditambahkan 1
ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1N. Larutan dibiarkan selama 23 jam pada suhu kamar atau
dipanaskan dalam penangas air bersuhu 100oC selama 10 menit. Larutan selanjutnya
dipipet ke dalam labu ukur 100 ml dengan konsentarsi yang berbeda-beda. Masing-masing
larutan kemudian ditambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml I2 2% lalu diencerkan
sampai volume 100 ml. Absorban diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada gelombang 620 nm.
Konsistensi gel (Cagampang et al., 1973)
100 mg tepung beras diletakkan dalam tabung reaksi. Tambahkan 0,2 ml ethanol yang mengandung 0,25% thymol blue dan 2 ml KOH 2 M dan campur menggunakan
vortex. Panaskan dalam water bath pada suhu 95oC selama 8 menit, kocok dengan vortex
selama 15 detik dan dinginkan selama 20 menit. Letakkan test tube secara horizontal selama 30 menit dan ukur total panjang gel yang berwarna biru sebagai nilai konsistensi gel.
Nilai penyebaran alkali (Cagampang et al., 1973)
25 butir beras diletakkan dalam petridish dan tambahkan 25 ml KOH 1,7%. Taruh petridish dengan alas berwarna gelap. Letakkan dalam suhu ruang selama 23 jam dan nilai penyebaran alkali dihitung berdasarkan beras yang terdispersi dengan niali 1-7 berdasarkan standar yang ada.
Suhu gelatinisasi (Dang et al, 2014)
Suhu gelatinisasi diukur menggunakan rapid visco- analysis (RVA). 2,5 g tepung beras dicampur dengan 25 ml aquades. Suspensi diaduk untuk mencegah penggumpalan
743 sampel. Sampel diuji menggunakan rapis visco-analysis. Hasil yang diperoleh adalah suhu,
puncak viskositas, viskositas pada suhu 95oC, viskositas pada 50oC
Data ditabulasi menggunakan program MS excel dan nilai yang diperoleh dibandingkan dengan standar pengukuran yang sudah ditetapkan
HASIL
Nilai kandungan amilosa diperoleh dari kurva standar (amilosa kentang murni) dengan persamaan y=74,00x – 0,1607, dimana sumbu y merupakan kandungan amilosa dan sumbu x merupakan nilai absorbansi pada panjang gelombang 620 nm. Nilai absorbansi sampel diplotkan dengan persamaan yang diperoleh dari kurva standar
Tabel 1. Kandungan amilosa (%) sampel varietas Absorbansi (620 nm) Kandungan amilosa (%) Rerata kandungan amilosa (%) CNT1 0,456 33,585 33,782 CNT2 0,45 33,141 CNT3 0,47 34,621 KDML 1 0,323 23,743 23,471 KDML 2 0,309 22,707 KDML 3 0,326 23,965
Konsistensi gel diukur berdasarkan panjang aliran gel tepung beras. Konsistensi gel menentukan tekstur beras yang dimasak.
Tabel 2. Nilai konsistensi gel sampel
varietas panjang aliran gel (mm)
Rerata panjang aliran gel (mm) CNT1 140 130 CNT2 130 CNT3 120 KDML 1 120 132 KDML 2 145 KDML 3 130
744 Tabel 3. Nilai penyebaran alkali
Butir beras Nilai penyebaran alkali
CNT 1 CNT 2 CNT 3 KDML 1 KDML 2 KDML 3 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 4 2 2 2 2 4 7 5 2 2 2 3 2 2 6 2 2 2 2 2 2 7 2 2 2 2 2 2 8 2 2 2 3 3 7 9 2 2 2 2 2 2 10 2 2 2 2 3 2 11 2 2 2 2 2 6 12 2 2 2 2 2 2 13 2 2 2 2 3 6 14 2 2 2 2 2 3 15 2 2 2 3 3 2 16 2 2 2 2 2 6 17 2 2 2 2 4 2 18 2 2 2 2 2 6 19 2 2 2 2 2 3 20 2 2 2 2 2 2 21 2 2 2 2 3 4 22 2 2 2 2 2 2 23 2 2 2 2 3 3 24 2 2 2 2 2 2 25 2 2 2 3 3 2 Rerata 2 2,6
Tabel 4. Nilai suhu gelatinisasi yang diukur menggunakan RVA varietas Peak 1 (cP) Through 1 (cP) Breakdown (cP) Final Viscometer (cP) Set back (cP) Peak time (min) Pasting temp (°C) CNT1 29,50 17,17 12.33 57.75 40.58 5.4 86.45 CNT2 27,75 15,17 12.58 55 39.83 5.3 87.3 CNT3 17,67 9,42 8.25 36 26.58 5.33 90.5 rerata 24,97 13,92 11.05 49.58 35.66 5.34 88.08 KDML 1 36,33 22,50 13.83 83.67 61.17 5.73 91.4 KDML 2 31,17 19,92 11.25 74.92 55 5.53 92.2 KDML 3 40,92 25,58 15.33 79.08 53.5 5.6 71.1 rerata 36,14 22,67 13.47 79.22 56.56 5.62 84.90
745 PEMBAHASAN
Kadar amilosa varietas CNT adalah 33.782% sehingga termasuk kedalam golongan beras dengan kadar amilosa yang tinggi. Sementara varietas KDML memiliki kadar amilosa 23.471% sehingga digolongkan dalam beras dengan kadar amilosa menengah. Menurut Jimenez, et al. (2012), beras digolongkan menjadi 3 berdasarkan kadar amilosanya, yaitu kadar amilosa tinggi (>25%), kadar amilosa menengah (20-25%), dan kadar amilosa rendah (<20%). Karena kadar amilsonya tinggi, beras varietas CNT ketika dimasak menunjukkan pengembangan volume yang tinggi dan tidak mudah pecah, nasinya kering dan kurang empuk, serta menjadi keras bila didinginkan (Asghar et al., 2012). Sedangkan beras varietas KDML dengan kadar amilosa menengah menghasilkan nasi yang agak basah dan tidak menjadi keras bila didinginkan. Beberapa faktor yang mempengaruhi kadar amilosa antara lain varietas, kadar air, protein, lemak, metode pengolahan , prolamin,
dan pH(Zhou et al., 2003).
Selama pati menjadi dingin terjadi peningkatan viskositas disebabkan oleh pembentukan gel yang disatukan oleh interaksi antarmolekul melibatkan molekul amilosa dan amilopektin. Konsistensi gel yang diukur dari viskositas pasta dingin dari pati adalah indikator yang baik dalam menentukan tekstur nasi yang dihasilkan, terutama untuk beras dengan kadar amilosa tinggi (Tian et al., 1991). Pada gel yang mengandung amilosa sekitar 25% akan menghasilkan gel yang keras karena molekul pati membentuk jaringan, sebaliknya pada gel dengan amilosa yang rendah bertekstur halus dan tidak memiliki jaringan (Copeland, 2009). Terkait dengan konsistensi gel yaitu berdasarkan panjang pergerakan gel alkali, beras digolongkan menjadi 3 yaitu halus (panjang gel 61-100 mm), menengah (panjang gel 41-60 mm) dan keras (panjang gel 27-40 mm) (Bhonsle, 2010). Rerata konsistensi gel sampel adalah 130 mm dan 132 mm yang mana berdasarkan klasifikasi diatas tergolong beras dengan klasifikasi halus.
Nilai penyebaran alkali yang terukur antara 2-7 dan ditentukan dengan membandingkan sampel yang terdispersi dengan sampel yang telah diketahui tingkat dispersinya. Nilai penyebaran alkali berbanding terbalik dengan suhu dimana granula pati tergelatinisasi. Oleh karena itu, nilai penyebaran alkali mendeskripsikan beras kedalam 3 kelompok yaitu suhu gelatinisasi tinggi, sedang, dan rendah. Nilai penyebaran alkali varietas CNT adalah 2 dan KDML adalah 2,6. Ini berarti bahwa kedua varietas tersebut digolongkan dalam beras dengan suhu gelatinisasi tinggi (75-79°C)
Suhu awal gelatinisasi adalah suhu pada saat pertama kali viskositas mulai naik. Suhu gelatinisasi merupakan fenomena sifat fisik pati yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran molekul amilosa, amilopektin, dan keadaan media pemanasan, kadar lemak atau kadar protein yang tinggi mampu membentuk kompleks dengan amilosa, sehingga membentuk endapan yang tidak larut dan menghambat pengeluaran amilosa dari granula. Dengan demikian, diperlukan energi yang lebih besar untuk melepaskan amilosa sehingga suhu awal gelatinisasi yang dicapai akan lebih tinggi
Pengembangan granula pati juga disebabkan masuknya air ke dalam granula dan terperangkap pada susunan molekul-molekul penyusun pati. Mekanisme pengembangan tersebut disebabkan karena molekul–molekul amilosa dan amilopektin secara fisik hanya dipertahankan oleh adanya ikatan hidrogen lemah. Atom hidrogen dari gugus hidroksil akan tertarik pada muatan negatif atom oksigen dari gugus hidroksil yang lain. Bila suhu suspensi naik, maka ikatan hidrogen makin lemah, sedangkan energi kinetik molekul-molekul air meningkat, memperlemah ikatan hidrogen antar molekul-molekul air. Tian et al., (1991) menyatakan bahwa bila pati dipanaskan dalam suhu kritikal dengan adanya air yang berlebih granula akan mengimbibisi air, membengkak dan beberapa pati akan terlarut
746 dalam larutan yang ditandai dengan perubahan suspensi pati yang semula keruh menjadi bening dan tentunya akan berpengaruh terhadap kenaikan viskositas.
Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi lebih tinggi apabila dimasak membutuhkan air dan waktu lebih banyak pada proses pemasakannya. Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi tinggi mutunya rendah. Kadar amilosa mempunyai korelasi negatif terhadap jumlah air yang diserap dan pengembangan volume nasi. Suhu gelatinisasi digolongan menjadi rendah (55–69°C), menengah (70–74°C), atau tinggi (>74°C) (Juliano,
1979). Suhu gelatinisasi varietas CNT adalah 88,08oC dan KDML adalah 84,90oC,
sehingga kedua varietas ini digolongkan beras dengan suhu gelatinisasi tinggi. Hasil pengujian ini sesuai dengan uji penyebaran alkali
KESIMPULAN
Padi varietas chainat tergolong padi dengan kandungan amilosa tinggi (33.782%), mempunyai konsistensi gel yang halus 130 mm), dan mempunyai suhu gelatinisasi yang
tinggi (88.08oC). Sedangkan varietas Khao Dok Mali tergolong padi dengan kandungan
amilosa sedang (23.471%), mempunyai konsistensi gel yang halus (132 mm), dan
mempunyai suhu gelatinisasi yang tinggi (84.90oC).
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kepada Laboratorium Bioprocess Technology, Food Engineering and Bioprocess Technology, Asian Institute of Technology, Thailand yang telah membantu penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Asghar S, Anjum FM, Amir RM, Khan MA. 2012 Cooking and eating characteristics of Rice (Oryza sativa L.)-A. Pakistan Journal of Food Sciences, vol. 22, no. 3, pp. 128– 132
Bhonsle SJ. 2010. Grain Quality Evaluation and Organoleptic Analysis of Aromatic Rice Varieties of Goa, India. Journal of Agricultural Science. Vol. 2, No. 3
Cagampang GB, Perez CM, Juliano BO. 1973. A gel consistency test for eating quality in rice. J. Sci. FoodAgr., 24:1598 -1594
Copeland L, Blazek J, Salman H, Tang MC. 2009. Form and functionality of starch. Food
Hydrocolloids, 23(6), 1527-1534.
Correia PR, Nunes MC, Beirão-da-Costa ML. 2013. The effect of starch isolation method on physical and functional properties of Portuguese nut starches. II. Food Hydrocolloids, 30(1), 448-455.
Damardjati DS, 1987. Prospek Peningkatan Mutu Beras di Indonesia. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian 6. Bogor
Damardjati DS, Purwani EY. 1991. Padi Buku 3. Penyunting Soenarjo EDS dan Syam M. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan Bogor.
Dang JMC, Bason ML. 2014. AACCI Approved Methods Technical Committee Report: Collaborative Study on a Method for Determining the Gelatinization Temperature of
747 Milled Rice Flour Using the Rapid Visco Analyser. Cereal Foods World, 59(1): 31– 34.
Juliano BO, Villareal C P. 1993. Grain quality evaluation of world rices. Int. Rice Res. Inst..
Mutters RG, Thompson J F. 2009. Rice quality handbook (Vol. 3514). UCANR Publications.
Jimenez RR, Resurreccion AP, Fitzgerald MA. 2012. Moving from Apparent to Actual Amylose in Rice. Presented at the 28th International Rice Research Conference, 8– 12th November 2010, Hanoi, Vietnam. 3pp
Osamu T. 2013. Rice Post-harvest Technology. Japan International Cooperation Agency (JICA).
Tian S J, Rickard JE, Blanshard JMV. 1991. Physicochemical properties of sweet potato starch. Journal of the Science of Food and Agriculture, 57(4), 459-491.
Zhou Z, Robards K, Helliwell S, Blanchard C, Baxterb G. 2003. Rice Ageing: Effect of Changes in Protein on Starch Behavior. J. Starch-Starke. 55, 162-169
Wibowo P, Indrasari SD, Jumali. 2009. Identifikasi Karakteristik dan Mutu Beras di Jawa Barat. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan Vol. 28 No. 1
