BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea mays) di Indonesia merupakan tanaman pangan yang penting setelah padi dan hampir di seluruh kepulauan Indonesia. Umumnya jagung sebagian besar masih digunakan sebagai bahan pangan penduduk serta sebagai sumber minyak. Tanaman jagung mudah dibudayakan dan mudah perawatannya serta sangat sesuai dengan iklim dan cuaca di Indonesia. Penyebaran daerah tanaman jagung di Indonesia tidak merata karena pengaruh iklim, keadaan tanah, keadaan hama serta keadaan harga jagung.
Di beberapa daerah, jagung merupakan tanaman penting dan digunakan oleh penduduk setempat sebagai bahan makanan setelah padi. Sebagai bahan pangan, biji jagung umumnya diolah menjadi beras jagung -dimasak menjadi nasi jagung atau berbagai panganan yang dibuat dari pati jagung. Sebagai makanan pokok jagung memenuhi beberapa persyaratan, yaitu : (a) mempunyai rasa dan ban yang netral, (b) nilai gizi yang cukup -(lihat komposisi kimia pada uraian dibawah), (c) rasa tidak membosankan, (d) harga lebih murah disbanding beras, (e) dapat disimpan lebih lama, dan (e) mudah diusahakan.
Selain untuk pengadaan pangan dan pakan, jagung juga banyak digunakan industri makanan, minuman, kimia, dan farmasi. Berdasarkan komposisi kimia dan kandungan nutrisi, jagung mempunyai prospek sebagai pangan dan bahan baku industri. Pemanfaatan jagung sebagai bahan baku industri akan memberi nilai tambah bagi usaha tani komoditas tersebut, salah satunya adalah minyak jagung.
Minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi. Selain itu juga minyak jagung lebih disenagi konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung
sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala artherosclerosis (endapan
pada pembuluh darah) yaitu terjadinya pembentukan kompleks antara sitosterol dan Ca++ dalam darah. Dalam minyak jagung terdapat banyak asam lemak essensial yang dibutuhkan pada pertumbuhan sel.
Pendayagunaan jagung sebagai bahan baku industri belum banyak dilakukan seperti halnya di Amerika dan Eropa. Di Indonesia penggunaan jagung sebagai bahan baku industri sebagian besar untuk pakan, sedangkan di kedua kawasan itu, selain sebagai bahan baku pakan ternak (bersama singkong dan kedelei) jagung merupakan bahan baku industri penting untuk industri pati dan gula cair (HFCS, high fructose corn syrups). Pati jagung dan derivatnya digunakan pada industri kertas, tekstil, cat, dan farmasi. Di Amerika Serikat, HFCS mempunyai porsi 40% dari penggunaan gula nasional. Betapa penting nilai ekonomi HFCS bagi kedua kawasan itu, terlihat dari saling bersaing antara produsen Amerika dan Uni Eropa. Pada tahun 1970 an, di Pasuruan, Jawa Timur berdiri dan beroperasi pabrik minyak jagung, PT Sitanola yang sangat popular saat itu. Namun sayang, keberadaannya tak dapat dipertahankan lama, pabrik itu tak beroperasi lagi, akibat kekurangan bahan baku dan problem managemen. Rintisan pengusahaan jagung secara industri, dilakukan oleh PT Suba Indah, dengan membuka pabrik jagung terpadu, dikawasan pelabuhan Cigading, Cilegon Jawa Barat pada tahun 2003.
Pabrik berkapasitas mengolah 10 000 ton !hari ini diharapkan akan memulai produksi pertengahan tahun 2004, dengan produk olahan yang beragam : pati jagung, minyak jagung, sirup glukosa, maltodekstrin, beserta produk sampingannya gluten meal dan fiber meal. Sayang dengan kondisi produksi jagung dalam negeri, sebagian besar kebutuhan bahan bakunya (85%) jagung, terpaksa harus diimpor dari Amerika Serikat. 1.2 Rumusan Masalah
1. Mengapa memilih jagung sebagai bahan baku dalam pembuatan minyak nabati? 2. Bagaiman cara mengolah jagung menjadi minyak nabati dari biji jagung ?
3. Apa perbedaaan minyak nabati dari biji jagung dengan minyak yang ada dipasaran sekarang?
1.3 Tujuan
Selain mempelajari pemanfaatn jagung dalam industri pengolahan lemak dan minyak secara umum dalam makalah ini dibuat tentang deskripsi singkat berbagai teknologi dan diversifikasi pengolahan jagung yang punya prospek untuk dikembangkan di Indonenesia.
BAB II
ISI
2.1 Jagung
Jagung (Zea mays L) adalah tanaman semusim dan termasuk jenis rumputan/graminae yang mempunyai batang tunggal, meski terdapat kemungkinan munculnya cabang anakan pada beberapa genotipe dan lingkungan tertentu. Batang jagung terdiri atas buku dan ruas. Daun jagung tumbuh pada setiap buku, berhadapan satu sama lain. Bunga jantan terletak pada bagian terpisah pada satu tanaman sehingga lazim terjadi penyerbukan silang. Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada saat inisiasi bunga jantan, dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran, dan suhu.
Berikut ini taksonomi tanaman jagung : Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Subivisio : Angiospermae
Kelas : Monocotyledoneae
Ordo : Poales
Famili : Poaceae (Graminee)
Genus : Zea
Tabel 1. Komposisi Kimia Jagung Berdasarkan Bobot Kering
Komponen Biji utuh Endosperma Lembaga Kulit ari Tip cap Protein (%) Lemak (%) Serat kasar(%) Abu (%) Pati (%) Gula (%) 3,7 1,0 86,7 0,8 71,3 0,34 8,0 0,8 2,7 0,3 87,6 0,62 18,4 33,2 8,8 10,5 8,3 10,8 3,7 1,0 86,7 0,8 7,3 0,34 9,1 3,8 -1,6 5,3 1,6 2.1.1 Morfologi Jagung A. Sistem Perakaran
Jagung mempunyai akar serabut dengan tiga macam akar, yaitu: 1. Akar seminal
Akar seminal adalah akar yang berkembang dari radikula dan embrio. Akar seminal adalah akar yang berkembang dari radikula dan embrio. Akar seminal hanya sedikit berperan dalam siklus hidup jagung
2. Akar adventif
Akar adventif adalah akar yang semula berkembang dari buku di ujung mesokotil, kemudian set akar adventif berkembang dari tiap buku secara berurutan dan terus ke atas antara 7-10 buku, semuanya di bawah permukaan tanah. Akar adventif berperan dalam pengambilan air dan hara.
3. Akar kait atau penyangga.
Akar kait atau penyangga adalah akar adventif yang muncul pada dua atau tiga buku di atas permukaan tanah. Fungsi dari akar penyangga adalah menjaga tanaman agar tetap tegak dan mengatasi rebah batang. Akar ini juga membantu penyerapan hara dan air.
B. Batang dan Daun
Tanaman jagung mempunyai batang yang tidak bercabang, berbentuk silindris, dan terdiri atas sejumlah ruas dan buku ruas. Pada buku ruas terdapat tunas yang berkembang menjadi tongkol. Dua tunas teratas berkembang menjadi tongkol yang produktif. Batang memiliki tiga komponen jaringan utama, yaitu kulit (epidermis), jaringan pembuluh (bundles vaskuler), dan pusat batang (pith). Jagung
pada umumnya memiliki jumlah sama dengan jumlah buku batang. Jumlah daun umumya berkisar antara 10-18 helai, rata-rata munculnya daun yang terbuka sempurna adalah 3-4 hari setiap daun. Tanaman jagung di daerah tropis mempunyai jumlah daun relatif lebih banyak dibanding di daerah beriklim sedang (temperate) C. Bunga
Jagung disebut juga tanaman berumah satu (monoeciuos) karena bunga jantan dan betinanya terdapat dalam satu tanaman. Penyerbukan pada jagung terjadi bila serbuk sari dari bunga jantan menempel pada rambut tongkol. Hampir 95% dari persarian tersebut berasal dari serbuk sari tanaman lain, dan hanya 5% yang berasal dari serbuk sari tanaman sendiri. Oleh karena itu, tanaman jagung disebut tanaman bersari silang (cross pollinated crop), di mana sebagian besar dari serbuk sari berasal dari tanaman lain. Terlepasnya serbuk sari berlangsung 3-6 hari, bergantung pada varietas, suhu, dan kelembaban. Rambut tongkol tetap reseptif dalam 3-8 hari. Serbuk sari masih tetap hidup (viable) dalam 4-16 jam sesudah terlepas (shedding). Penyerbukan selesai dalam 24-36 jam dan biji mulai terbentuk sesudah 10-15 hari. Setelah penyerbukan, warna rambut tongkol berubah menjadi coklat dan kemudian kering.
D. Tongkol dan Biji
Tanaman jagung mempunyai satu atau dua tongkol, tergantung varietas. Tongkol jagung diselimuti oleh daun kelobot. Tongkol jagung yang terletak pada bagian atas umumnya lebih dahulu terbentuk dan lebih besar dibanding yang terletak pada bagian bawah. Setiap tongkol terdiri atas 10-16 baris biji yang jumlahnya selalu genap.
Biji jagung terdiri atas tiga bagian utama, yaitu (a) pericarp, berupa lapisan luar yang tipis, berfungsi mencegah embrio dari organisme pengganggu dan kehilangan air; (b) endosperm, sebagai cadangan makanan, mencapai 75% dari bobot biji yang mengandung 90% pati dan 10% protein, mineral, minyak, dan lainnya; dan (c) embrio (lembaga), sebagai miniatur tanaman yang terdiri atas plamule, akar radikal, scutelum, dan koleoptil. Pati endosperm tersusun dari senyawa anhidroglukosa yang sebagian besar terdiri atas dua molekul, yaitu amilosa
dan amilopektin, dan sebagian kecil bahan antara (White 1994). Namun pada beberapa jenis jagung terdapat variasi proporsi kandungan amilosa dan amilopektin. Protein endosperm biji jagung terdiri atas beberapa fraksi, yang berdasarkan kelarutannya diklasifikasikan menjadi albumin (larut dalam air), globumin (larut dalam larutan salin), zein atau prolamin (larut dalam alkohol konsentrasi tinggi), dan glutein (larut dalam alkali). Pada sebagian besar jagung, proporsi masing-masing fraksi protein adalah albumin 3%, globulin 3%, prolamin 60%, dan glutein 34%.
2.1.2 Jenis-Jenis Jagung
Berdasarkan bentuk dan strukturnya biji jagung dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
A. Jagung Mutiara (Flint Corn), Zea mays indurate
Biji jagung tipe mutiara berbentuk bulat licin, mengkilap, dan keras. Bagian pati yang keras terdapat di bagian atas biji. Pada saat masak, bagian atas biji mengkerut bersama-sama, sehingga permukaan biji bagian atas licin dan bulat. Varietas lokal jagung di Indonesia umumnya tergolong ke dalam tipe bijI mutiara. Tipe ini disukai petani karena tahan hama gudang.
B. Jagung Gigi Kuda (Dent Corn), Zea mays indentata
Bagian pati yang keras pada tipe biji dent berada di bagian sisi biji, sedangkan bagian pati yang lunak di bagian tengah sampai ujung biji. Pada waktu biji mengering, pati lunak kehilangan air lebih cepat dan lebih mengkerut daripada
pati keras, sehingga terjadi lekukan (dent) pada bagian atas biji. Biji tipe dent ini bentuknya besar, pipih, dan berlekuk.
C. Jagung Manis (Sweet Corn), Zea mays saccharata
Biji jagung manis pada saat masak keriput dan transparan. Biji yang belum masak mengandung kadar gula (water-soluble polysccharride, WSP) lebih tinggi daripada pati. Kandungan gula jagung manis 4-8 kali lebih tinggi dibanding jagung normal pada umur 18-22 hari setelah penyerbukan. Sifat ini ditentukan oleh gen sugary (su) yang resesif (Tracy 1994).
D. Jagung Pod, Z. tunicata Sturt
Jagung pod adalah jagung yang paling primitif. Jagung ini terbungkus oleh glume atau kelobot yang berukuran kecil. Jagung pod tidak dibudidayakan secara komersial sehingga tidak banyak dikenal. Kultivar Amerika Selatan dimanfaatkan oleh suku Indian dalam upacara adat karena dipercaya memiliki kekuatan magis. E. Jagung Berondong (Pop Corn), Zea mays everta
Tipe jagung ini memiliki biji berukuran kecil. Endosperm biji mengandung pati keras dengan proporsi lebih banyak dan pati lunak dalam jumlah sedikit terletak di tengah endosperm. Apabila dipanaskan, uap akan masuk ke dalam biji yang kemudian membesar dan pecah (pop).
F. Jagung Pulut (Waxy Corn), Z. ceritina Kulesh
Jagung pulut memiliki kandungan pati hampir 100% amilopektin. Adanya gen tunggal waxy (wx) bersifat resesif epistasis yang terletak pada kromosom sembilan mempengaruhi komposisi kimiawi pati, sehingga akumulasi amilosa sangat sedikit (Fergason 1994).
G. Jagung QPM (Quality Protein Maize)
Jagung QPM memiliki kandungan protein lisin dan triptofan yang tinggi dalam endospermnya. Jagung QPM mengandung gen opaque-2 (o2) bersifat resesif yang mengendalikan produksi lisin dan triptofan. Prolamin menyusun sebagian besar
protein endosperm dengan kandungan lisin dan triptofan yang jauh lebih rendah dibanding fraksi protein lain. Fraksi albumin, globulin, dan glutein memiliki kandungan lisin dan triptofan tinggi.
H. Jagung Minyak Tinggi (High-Oil)
Jagung minyak tinggi memiliki biji dengan kandungan minyak lebih dari 6%, sementara sebagian besar jagung berkadar minyak 3,5-5%. Sebagian besar minyak biji terdapat dalam scutelum, yaitu 83-85% dari total minyak biji. Jagung minyak tinggi sangat penting dalam industri makanan, seperti margarin dan minyak goreng, serta industri pakan. Ternak yang diberi pakan jagung minyak tinggi berdampak positif terhadap pertumbuhannya.
Tabel 2. Komposisi Kimia dari Berbagai Macam Jagung
Varietas Kadar (%)
Air Abu Protein Serat kasar Lemak Karbohidrat
Kristalin Floury Starchy Manis Pop Hitam Srikandi Putih*) Srikandi Kuning*) Anoman *) Lokal Pulut *) Lokal nonpulut *) Bisi 2**) Lamuru **) 10,5 9,6 11,2 9,5 10,4 12,3 10,08 11,03 10,07 11,12 10,09 9,70 9,80 1,7 1,7 2,9 1,5 1,7 1,2 1,81 1,85 1,89 1,99 2,01 1,00 1,20 10,3 10,7 9,1 12,9 13,7 5,2 9,99 9,95 9,71 9,11 8,78 8,40 6,90 2,2 2,2 1,8 2,9 2,5 1,0 2,99 2,97 2,05 3,02 3,12 2,20 2,60 5,0 5,4 2,2 3,9 5,7 4,4 5,05 5,10 4,56 4,97 4,92 3,60 3,20 70,3 70,4 72,8 69,3 66,0 75,9 73,07 72,07 73,77 72,81 74,20 75,10 76,30 2.1.3 Manfaat Jagung
Hampir semua bagian tanaman jagung memiliki manfaat karena mengandung berbagai zat yang berguna bagi tubuh. Bagian buah misalnya mengandung zat-zat seperti gula, kalium, asam jagung, dan minyak lemak. Utrennya (buah yang masih
muda) banyak mengandung zat protein, lemak, kalium, fosfor, besi, belerang, vitamin A, B1, B6, B1, C, dan K. Rambutnya (silk) mengandung minyak lemak, damar, gula, asam maisenat, dan garam-garam mineral.
Kandungan kaliumnya yang tinggi, terutama pada rambut dan tongkol mudanya, dipercaya dapat memperlancar air seni (diuretik). Selain itu, kandungan thiamin bisa mengeringkan luka seperti misalnya luka pada cacar air. Kandungan fosfornya baik untuk tulang dan gigi.
Minyak jagung juga tergolong dalam jenis lemak tidak jenuh yang diduga berguna untuk menurunkan kolesterol darah. Dalam minyak jagung terlarut vitamin-vitamin juga dapat digunakan sebagai bahan non-pangan, misalnya obat-obatan. Dalam jumlah kecil minyak jagung kasar atau minyak jagung murni dapat digunakan dalam pembuatan bahan kimia, insektisida, cat, zata nati karat dan juga digunakan pada industri kecil.
2.3 Jagung Sebagai Bahan Baku Industri
a Penggunaan jagung sebagai bahan baku industri didasarkan atas komponen dan komposisi kimia penyusunnya. Secara morfologis buah jagung tersusun berturut-turut dari luar adalah : kulit atau kelobot , biji, dan tongkoL Biji jagung sendiri tersusun atas kulit (epicarp), biji
( endosperma), lembaga (germ) dan masing-masing bagian tersebut merupakan sumber serat (selulosa, hemiselulosa), pati dan protein (gluten) dan minyak.
Komposisi kimia biji jagung adalah sebagai berikut ( dalam % ) : air -13,5 ; protein 10,0 ; minyakllemak -4 ; karbohidrat 70,7 ( terdiri atas : pati -61,0; gula 1,4; pentosan -6,0 dan serat kasar -2,3 ), abu 1,4 dan unsur-unsur lain 0,4. Secara neraca massa (bahan) dari satu ton jagung diperkirakan dapat dihasilkan 670 kg pati, 200 kg serat, 60 kg gluten, dan 35 kg minyak. Dalam perkembangan industri berbasis pati di Indonesia, biji dan pati jagung serta pakan temak
barangkali dapat disebut sebagai industri berbasis jagung generasi pertama. Yang secara histories telah lama diusahakan, baik berupa industri rakyat dengan peralatan sederhana maupun industri besar yang dilengkapi dengan mesin-mesin modem.
Sesuai dengan perkembangan pembangunan nasional yang pada intinya menuju kearah industri berbasis sumberdaya alam (natural resources based industrially country), jagung dan sumber pati lain seperti singkong, sagu, garut menjadi komoditas pertanian Indonesia yang penting. Selain dibudidayakan oleh sbagian besar petani, pengolahan lebih lanjut ke hilir pascapengolahan tepung jagung dan hasilsampingnya (by product) dapat
meningkatkan nilai tambah lebih tinggi dan merupakan produk industri yang penting, baik untuk keperluan dalam negeri maupun untuk tujuan ekspor. Produk jagung ini dengan penerapan teknologi yang tepat dan layak dapat dikonversi menjadi produk generasi kedua, ketiga, dan seterusnya dengan nilai tambah (added value) tinggi dan menjadi bahan baku industri lain (kimia, kosmetika, kertas, tekstil, pangan, farmasi/kedokteran),
• PANGAN: Pengasam, pengemulsi flavouring, pangan sintetis berprotein tinggi, pemanis, stabilizer • MINUMAN: Pemanis rendah kalori
,-_. PETERNAKAN/PERJKANAN: pakan berprotein tinggi. Susu
sintetis untuk pedet • AGRIKIMIA: biofertilizer
• KIMIA: Biosurfaktan, dete~ien, poliol, enzim, polimer (membran) • KOSMETIKA: Pelembab, pembentuk, pengemulsi, stabilizer
• F ARMASI IKEDOKTERAN : Pangan/Minuman sehat, cairan infus, formulasi obat, encapsulating agent, vitamin.
• TEKSTIL: Surface agent
• KERTAS/KEMASAN: coating, corrugated board, Bioplastik • ENERGI: Alkohol, Butanol
