MEMPELAJARI PROSES STEAM BLASTING

(1)

MEMPELAJARI PROSES STEAM BLASTING KACANG

KEDELAI, KARAKTERISASI WARNA DAN TEKSTUR

KACANG KEDELAI SERTA SIFAT FUNGSIONAL PROTEIN

DARI TEPUNG KEDELAI YANG DIHASILKAN

SKRIPSI

ARUM PUSPA PERTIWI

F24080017

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

(2)

STUDY OF SOYBEAN PROCESSING USING STEAM

BLASTING, CHARACTERIZE COLOUR AND

TEXTURE OF SOYBEAN AND FUNCTIONAL

PROPERTIES OF SOYBEAN FLOUR

Arum Puspa Pertiwi1, Purwiyatno Hariyadi1, Noer Laily2

1

Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220,

Bogor, West Java, Indonesia

Phone: +62 856 97539709, e-mail: [email protected]

2

Laboratory for the Development of Industrial Technology for Agriculture and Biomedic, Serpong, Banten, Indonesia

ABSTRACT

Soybean (Glycine max L.) is one kind of legume containing high protein, isoflavones, polyunsaturated fatty acid, amino acids, and no cholesterol. Soybean can be used as a raw material of various products, including soy flour. Beside those advantages, soybean contains various anti nutritional compounds such as trypsin inhibitor, phytic acid, and haemaglutinin. These compounds can be removed by heat, but the process can decrease the quality of sensory properties and nutritional value of products. The alternative soybean processing method is using heat and pressure treatment. An equipment that works based on heat and pressure treatment is steam blasting. The principle of this equipment is by splitting soybeans through a short heating process and the pressure drops suddenly. This study aimed to obtain an optimum pressure and time of steam blasting in soybean flour processing. The pressure used were 1,2,3,4, and 5 bar with heating time 5, 10, 15, 20, and 25 minutes. Tests conducted were SDS-PAGE assay (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) and soybean quality index assay like KOH Protein Solubility (KOH PS) assay, Protein Dispersibility Index (PDI) assay, and Urease Index assay. The result showed that at 1 bar pressure treatment with a 5 minute heating time could increase the solubility of soy proteins in neutral solution, eliminate most of antinutrition in soy, prevent overheat or underheat, and produce good quality soybean flour. Test statistics of various parameters (KOH PS, PDI, urease index) also showed that the treatment pressure of 1 bar 5 minutes is the most efficient treatment and meets the recommended soybean quality based on value of KOH PS, PDI, and urease index. Treatment pressure of 1 bar 5 minutes was not significantly different from the higher pressure treatment on KOH PS test and PDI, but significantly different in urease index test. Thus, treatment pressure of 1 bar with a 5 minute meet the adequacy standard of soybean heat processing. Meanwhile, SDS-PAGE assay showed that at 3 bar pressure treatment with a 25 minute heating time, all the dominant antinutrition substances in soybean was inactivated because denatured by heat and pressure. Those antinutrition substance were lipoxygenase, Bowman-Birk inhibitor, and lectin. Physical observations were conducted on soybean yield blasting process showed a change in color and texture with increasing in pressure and heating time. Soybean colour become increasingly brown color, due to the Maillard reaction and the oxidation of carotenoids found in soy. Soybean texture become increasingly soft, caused by high temperature and saturated steam which can damage and destroy the structure of soybean cotyledon compact.

(3)

ARUM PUSPA PERTIWI. F24080017. Mempelajari Proses Steam Blasting Kacang Kedelai, Karakterisasi Warna dan Tekstur Kacang Kedelai serta Sifat Fungsional Protein dari Tepung Kedelai yang Dihasilkan. Di bawah bimbingan Purwiyatno Hariyadi dan Noer Laily. 2013

RINGKASAN

Di Indonesia, kedelai merupakan bahan pangan yang penting selain beras. Menurut data BPS tahun 2011, kedelai menempati urutan kedua setelah padi-padian dalam konsumsi rata-rata protein penduduk Indonesia (gram per kapita). Kedelai dapat mengurangi resiko terhadap beberapa penyakit seperti kanker kolon, penyakit kardiovaskular, dan penyakit jantung (Sugano 2006). Kedelai merupakan sumber protein, lemak, vitamin, dan mineral. Namun, di samping berbagai manfaat yang dimilikinya, kedelai mengandung zat antinutrisi seperti antitripsin, lektin, hemaglutinin, tanin, dan asam fitat. Zat antinutrisi tersebut harus dihilangkan selama proses pengolahan agar tidak mengganggu proses penyerapan senyawa bioaktif lainnya di dalam tubuh. Kedelai juga dapat digunakan sebagai bahan baku berbagai produk, diantaranya tepung kedelai. Salah satu alternatif proses pengolahan kedelai yaitu penggunaan panas ataupun tekanan. Alat

steam blasting merupakan salah satu alat yang bekerja dengan prinsip perlakuan panas dan

tekanan. Prinsip kerja alat ini yaitu memecah kedelai melalui proses pemanasan bertekanan tinggi dengan memanfaatkan steam generator sebagai pemanas dan penurunan tekanan secara tiba-tiba, sehingga uap air dalam biji yang keluar secara tiba-tiba dapat memecah biji. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses pengolahan kacang kedelai dengan alat steam blasting, mengkarakterisasi warna dan tekstur dari kedelai yang dihasilkan dan mengetahui sifat fungsional protein dari tepung kedelai yang dihasilkan.

Parameter yang digunakan pada penelitian ini yaitu tekanan alat steam blasting (1, 2, 3, 4, dan 5 bar) dan lama pemanasan (5, 10, 15, 20, dan 25 menit). Tahap pertama yaitu persiapan sampel kedelai. Kedelai direndam semalam (sekitar tujuh sampai delapan jam), dikupas, ditimbang dengan bobot 100 gram, perlakuan dengan alat steam blasting, dikeringkan menggunakan freeze

dryer, dan digiling menggunakan grinder sehingga dihasilkan tepung kedelai untuk keperluan

analisis. Tepung kedelai tersebut diuji kualitas proteinnya menggunakan uji kelarutan protein dalam larutan basa (larutan KOH 0,2%) dan uji kelarutan protein dalam larutan netral. Uji Indeks urease juga dilakukan untuk mengetahui adanya inhibitor tripsin pada kedelai. Selain itu, dilakukan uji identifikasi protein menggunakan SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate

Polyacrylamide Gel Electrophoresis). Pengamatan karakteristik fisik juga dilakukan terhadap

kedelai hasil proses steam blasting meliputi tekstur dan warna.

Uji kelarutan protein dalam larutan basa mengikuti metode uji KOH Protein Solubility (KOH PS). KOH PS merupakan indeks yang baik untuk menentukan overprocessing pada kedelai, tetapi tidak sensitif untuk mengamati underprocessing. Metode KOH PS pada penelitian ini mengacu pada Araba dan Dale (1990). Menurut The National Oilseed Processor Association (NOPA) dari Amerika, spesifikasi kualitas kedelai yang dianjurkan yaitu dengan nilai KOH PS sebesar 73-85% atau lebih jika indeks ureasenya berada dalam spesifikasi (0,02 sampai 0,3 unit pH). Sementara menurut Araba dan Dale (1990), nilai KOH PS yang dianjurkan berkisar antara 70-85%. Perlakuan tekanan 1 bar dengan pemanasan selama 5 menit dan perlakuan tekanan 4 bar pada semua perlakuan lama pemanasan memenuhi spesifikasi nilai KOH PS yang dianjurkan. Kualitas tepung kedelai yang baik, dapat diperoleh minimal dengan perlakuan tekanan 1 bar dan lama pemanasan 5 menit berdasarkan uji KOH PS.

(4)

Uji kelarutan protein kedelai dalam larutan netral mengikuti metode Protein Dispersibility

Index (PDI). PDI merupakan indikator yang sensitif dan lebih konsisten dalam mengamati overheating dan underheating pada proses pengolahan kedelai. Metode PDI mengacu pada American Oil Chemists Society (AOCS) 1980. Dalam Batal et al. (2000), umumnya kedelai

dengan nilai PDI sebesar 45% atau kurang mengalami proses pemanasan yang cukup. Berdasarkan uji kelarutan dalam air menggunakan metode PDI, perlakuan tekanan 1 dan 2 bar dengan berbagai lama pemanasan mengalami proses pemanasan yang cukup, tidak overheating maupun

underheating. Begitu pula pada perlakuan tekanan 3 bar dengan lama pemanasan selama 5, 10, dan

25 menit; serta perlakuan tekanan 4 dan 5 bar sampai lama pemanasan menit ke-20. Oleh karena itu, berdasarkan uji PDI kedelai yang memiliki kualitas baik dan proses pemanasan yang cukup, minimal mendapatkan perlakuan tekanan sebesar 1 bar dengan lama pemanasan 5 menit.

Indeks urease merupakan indikator keberadaan faktor antinutrisi, seperti inhibitor tripsin yang terdapat pada kedelai yang mengalami underprocessed. Indeks urease berguna untuk mendeteksi underprocessing pada kedelai, namun memiliki keterbatasan dalam mendeteksi

overprocessing. Uji indeks urease mengikuti metode yang dijelaskan dalam American Oil Chemists Society (AOCS) 1980. Dalam American Soybean Association (2010), indeks urease yang

biasa dijadikan rekomendasi yaitu 0,05 sampai 0,20 unit pH. Sementara dalam Batal et al. (2010), indeks urease yang berkisar antara 0,02 sampai 0,3 unit pH menunjukkan produk tersebut memiliki kualitas baik, mengalami proses pemanasan yang cukup, dan tidak overheating. Berdasarkan uji indeks urease, perlakuan tekanan 1 bar dengan berbagai lama pemanasan, serta perlakuan tekanan 2 dan 3 bar dengan lama pemanasan 5 menit menunjukkan kriteria kualitas kedelai yang baik. Perlakuan tekanan sebesar 1 bar dengan lama pemanasan 5 menit merupakan proses yang paling optimum karena memerlukan tekanan yang lebih kecil dan waktu yang lebih singkat.

Perlakuan panas dan tekanan dengan alat steam blasting dapat menghilangkan zat antinutrisi maupun senyawa off-flavor pada kedelai. Melalui analisis dengan SDS-PAGE dapat diketahui bahwa inhibitor Bowman Birk sudah tidak teridentifikasi pada perlakuan tekanan 3 bar, sedangkan inhibitor tripsin Kunitz pada kedelai masih teridentifikasi sampai perlakuan tekanan sebesar 5 bar. Sementara protein cadangan utama (7S globulin dan fraksi 11S) dan lipoksigenase sudah inaktif pada tekanan 3 bar. Zat antinutrisi lektin inaktif dengan pemberian tekanan sebesar 1 bar. Pada perlakuan tekanan 3 bar dengan lama pemanasan 25 menit, semua zat antinutrisi yang dominan pada kedelai sudah mengalami inaktifasi karena terdenaturasi oleh panas dan tekanan. Zat antinutrisi tersebut antara lain, lipoksigenase, inhibitor Bowman-Birk, dan lektin. Namun, perlu pengujian lenih lanjut pada berbagai kombinasi perlakuan.

Pengamatan fisik yang dilakukan terhadap kedelai hasil proses blasting menunjukkan terjadinya perubahan warna dan tekstur dengan semakin meningkatnya tekanan alat steam blasting dan lama pemanasan. Perubahan warna kedelai menjadi semakin coklat, disebabkan terjadinya reaksi Maillard dan oksidasi karoten yang terdapat pada kedelai. Perubahan tekstur kedelai menjadi semakin lunak disebabkan oleh suhu tinggi dan uap jenuh yang dapat merusak kotiledon dan menghancurkan struktur kedelai yang kompak. Perlakuan tekanan sebesar 1 bar dengan lama pemanasan 5 menit dapat meningkatkan kelarutan protein dalam larutan netral dan menghilangkan sebagian besar zat antinutrisi sehingga tepung kedelai yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik, namun tidak overheating maupun underheating. Uji statistika dari berbagai parameter (KOH PS, PDI, indeks urease) juga menunjukkan bahwa perlakuan tekanan 1 bar selama 5 menit merupakan kombinasi perlakuan yang paling efisien dan memenuhi kualitas kedelai yang dianjurkan yaitu berdasarkan nilai KOH PS, PDI, dan indeks urease. Perlakuan tekanan 1 bar 5 menit tidak berbeda nyata dengan perlakuan tekanan yang lebih tinggi pada uji KOH PS dan PDI, namun berbeda nyata pada uji indeks urease. Dengan demikian, perlakuan tekanan sebesar 1 bar dengan lama pemanasan 5 menit memenuhi standar kecukupan panas pada proses pengolahan kedelai.

(5)

MEMPELAJARI PROSES STEAM BLASTING KACANG

KEDELAI, KARAKTERISASI WARNA DAN TEKSTUR

KACANG KEDELAI SERTA SIFAT FUNGSIONAL PROTEIN

DARI TEPUNG KEDELAI YANG DIHASILKAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh

ARUM PUSPA PERTIWI

F24080017

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

(6)

Judul Skripsi : Mempelajari Proses Steam Blasting Kacang Kedelai, Karakterisasi Warna dan Tekstur Kacang Kedelai serta Sifat Fungsional Protein dari Tepung Kedelai yang Dihasilkan

Nama : Arum Puspa Pertiwi

NIM : F24080017

Menyetujui, .

Pembimbing I

(Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc.) NIP 19620309 198703.1.003

Pembimbing II

(Dra. Noer Laily, M.Si.) NIP 19671201 199203.2.004

Mengetahui:

Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,

(Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.) NIP 19680526 199303.1.004

(7)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Mempelajari Proses Steam Blasting Kacang Kedelai, Karakterisasi Warna dan Tekstur Kacang Kedelai serta Sifat Fungsional Protein dari Tepung Kedelai yang Dihasilkan adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademis dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. 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 skripsi ini.

Bogor, Januari 2013 Yang membuat pernyataan

Arum Puspa Pertiwi F24080017

(8)

©Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2013 Hak cipta dilindungi undang-undang

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari

Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

(9)

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 31 Juli 1990 dari ayah Addin Al-Ma’ruf dan ibu Yetti Kusmiati. Penulis adalah putri pertama dari empat bersaudara. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kota Tangerang Selatan (Banten) dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama kuliah di Institut Pertanian Bogor, penulis menjadi Asisten Praktikum Kimia Dasar pada tahun ajaran 2010/2011 dan Asisten Praktikum Mikrobiologi Dasar pada tahun ajaran 2011/2012. Penulis juga menjadi pengajar di Bimbingan Belajar Katalis, mata kuliah Kimia Dasar pada tahun ajaran 2011/2012. Penulis juga pernah aktif sebagai anggota Lingkung Seni Sunda Gentra Kaheman IPB, sekretaris Biro Advokasi BEM FATETA IPB, bendahara divisi Halal Center FBI (Forum Bina Islami) di bawah BEM FATETA IPB, dan sekretaris divisi Markili (Mari Kita Peduli) Telisik Pangan di bawah Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (HIMITEPA). Selain itu, penulis juga aktif mengikuti lomba karya tulis ilmiah tingkat mahasiswa, yaitu PKMP (Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penelitian) tahun 2010/2011 dan mendapat dana hibah dari Dikti (Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi) Indonesia. Penulis juga aktif mengikuti perlombaan entrepreneurship. Penulis menempati peringkat lima besar finalis pada lomba “Socialpreneur National Business

Competition-University of Indonesia (SNBC-UI) 2012” dan sepuluh besar semifinalis pada lomba

“National Business Plan Competition Dinar (Days of Islamic Economic Revival)-Tazkia

University 2012”.

Untuk menyelesaikan studi di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, penulis melaksanakan penelitian dengan judul “Mempelajari Proses Steam Blasting Kacang Kedelai, Karakterisasi Warna dan Tekstur Kacang Kedelai serta Sifat Fungsional Protein dari Tepung Kedelai yang Dihasilkan”.

(10)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. atas segala nikmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Mempelajari Proses Steam

Blasting Kacang Kedelai, Karakterisasi Warna dan Tekstur Kacang Kedelai serta Sifat Fungsional

Protein dari Tepung Kedelai yang Dihasilkan”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memeperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Penyelesaian penulisan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua yang selalu memberikan kasih sayang, doa, serta dukungan moril dan materil, 2. Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Pertama, yang telah

memberikan dukungan yang sangat berarti bagi penulis, serta meluangkan waktu dan pikirannya untuk membantu penulis,

3. Dra. Noer Laily, M.Si selaku Dosen Pembimbing Kedua, yang sangat membantu penulis dalam menyusun tugas akhir, serta mencurahkan perhatian, waktu, dan pikirannya untuk membantu penulis,

4. Puspo Edi Giriwono, PhD selaku penguji sidang atas kritik dan sarannya untuk tugas akhir ini, 5. Staff dosen pengajar Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas ilmu yang telah diberikan, 6. Staff dan teknisi Laptiab, BPPT, PUSPIPTEK, Serpong: Mba Fajar, Mba Peni, Mas Alit, Mas

Galih, Mba Iim, Mas Ajid, Mas Udin, Mba Nila, dan Bu Retno, atas keikhlasannya membantu penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi,

7. Teman-teman sebimbingan, Stefani dan Wahyu yang selalu memberikan semangat, saran, dan bantuannya untuk penulis,

8. Keluarga Kamila: Iin, Eka, Jihan, Dian, Vio, Ube, Nola, Dara, Irma, Icha, Wulan, Anik, Nurul, Septi atas kebersamaannya selama tiga tahun ini dalam suka dan duka, serta atas perhatian dan kasih sayangnya untuk penulis,

9. Sahabat sekaligus keluarga, Jihan Jemika Agustina, Dian Rahmawati, dan Septiany Fazrin atas seluruh dukungan moril, perhatian, dan semangat yang sangat besar bagi penulis,

10. Sahabat seperjuangan Arum Marya dan Shafiyyah Irmahariyanti atas kebersamaan, kekeluargaan, dukungan, perhatian, dan semangat yang diberikan untuk penulis,

11. Sahabat seven tools: Bangun, Atikah, Eka, Nurul, Yufi, Yana, Gita, atas keceriaan dan kebersamaan selama ini dan seterusnya, kesediaannya berbagi suka duka, doa, dan semangat yang telah diberikan untuk penulis,

12. Sahabat Andika Bagus Bangun Prakoso atas seluruh bantuan, kesediannya untuk berbagi suka duka, motivasi, dan semangat yang diberikan selama ini,

13. Keluarga ITP 45: Astrid, Ati, Dini Queenta, Madun, Hafiz, Hilda, Rara, Citra, Sofian, Mustain, Buyung, Fiqa, Vitor, Ary, Anggi, Denis, Mba Nisa, Euis, Ratna, Diah, Rendy, Nisa, Rohanah, Rathih dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu per-satu atas kebersamaan dalam suka dan duka, serta atas segala keikhlasannya dalam membantu penulis selama perkuliahan, 14. Teman suka duka, Abdul Hafizh yang selalu menemani saat menghilangkan kepenatan

disela-sela skripsi, atas dukungan dan semangat yang diberikan untuk penulis,

15. Seluruh teman-teman B04, teman-teman asrama lorong 6 A3, teman-teman BEM FATETA Merah Saga, teman-teman HIMITEPA, dan teman-teman FBI, atas kerjasama, kebersamaan, dan pengalaman yang tak terlupakan,

(11)

iv 16. Seluruh staff UPT dan seluruh teknisi Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

IPB atas seluruh bantuannya,

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, saran dan kritik untuk perbaikan dan penyempurnaan sangat diharapkan. Penulis juga berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca yang memerlukannya.

Bogor, Januari 2013 Arum Puspa Pertiwi

(12)

v

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ...ix

I. PENDAHULUAN ...1

1.1 LATAR BELAKANG ...1

1.2 TUJUAN PENELITIAN ...2

II. TINJAUAN PUSTAKA ...3

2.1 KEDELAI ...3

2.1.1 Komposisi Kimia Kedelai ...4

2.1.2 Protein Kedelai ...7

2.2 TEPUNG KEDELAI ...9

2.3 ALAT STEAM BLASTING ... 11

2.4 INDEKS KUALITAS KEDELAI... 12

2.5 ELEKTROFORESIS GEL POLIAKRILAMIDA SODIUM DODESIL SULFAT (SDS GEL) ... 13

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 17

3.1 WAKTU DAN TEMPAT ... 17

3.2 BAHAN DAN ALAT ... 17

3.3 METODE PENELITIAN ... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

4.1 UJI KELARUTAN PROTEIN DALAM LARUTAN BASA ... 25

4.2 UJI KELARUTAN PROTEIN DALAM LARUTAN NETRAL ... 27

4.3 UJI INDEKS UREASE ... 29

4.4 UJI SDS-PAGE ... 31

4.5 PENGAMATAN KARAKTERISTIK FISIK KEDELAI HASIL PROSES STEAM BLASTING ... 37

(13)

vi

V. SIMPULAN DAN SARAN ... 40

5.1 SIMPULAN ... 40

5.2 SARAN ... 40

DAFTAR PUSTAKA ... 41

(14)

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi kimia biji kedelai kering per 100 gram ...4

Tabel 2. Perbandingan antara kadar protein kedelai dengan beberapa bahan ...5

Tabel 3. Kandungan asam amino esensial biji kedelai ...6

Tabel 4. Komponen fraksi hasil ultrasentrifusa dari ekstrak protein kedelai ...7

Tabel 5. Perbandingan jenis makanan yang setara dengan kandungan putih telur ...9

Tabel 6. Sifat fisikokimiawi tepung kedelai, tepung gandum, dan tepung terigu ... 10

Tabel 7. Konversi tekanan (bar) menjadi suhu uap jenuh (oC) ... 19

Tabel 8. Komposisi larutan media gel ... 22

Tabel 9. Hasil uji KOH Protein Solubility (dalam persen) pada berbagai kombinasi tekanan alat steam blasting dan lama pemanasan (nilai rata-rata ± standar deviasi) ... 25

Tabel 10. Hasil uji PDI (dalam persen) pada berbagai kombinasi tekanan alat steam blasting dan lama pemanasan (nilai rata-rata ± standar deviasi) ... 27

Tabel 11. Hasil uji indeks urease (satuan unit pH) pada berbagai kombinasi tekanan alat steam blasting dan lama pemanasan (nilai rata-rata ± standar deviasi) ... 30

Tabel 12. Berat molekul protein kedelai setelah proses steam blasting ... 34

(15)

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Kedelai kuning ...3

Gambar 2. Profil protein tujuh varietas kedelai (SDS-PAGE) ...8

Gambar 3. Skematik struktur molekular glisinin (monomer, trimer, dan heksamer) ...8

Gambar 4. Struktur molekul β-konglisinin ...9

Gambar 5. Gambaran umum steam blasting... 11

Gambar 6. Skematik elektroforesis SDS-PAGE ... 14

Gambar 7. Contoh persamaan regresi standar untuk uji SDS-PAGE ... 16

Gambar 8. Diagram alir langkah penelitian ... 18

Gambar 9. Profil protein kedelai hasil steam blasting selama 25 menit ... 33

Gambar 10. Kurva standar nilai Rf terhadap nilai log BM ... 33

Gambar 11. Kedelai hasil steam blasting pada tekanan 3 bar selama 5 menit ... 70

Gambar 12. Tepung kedelai hasil steam blasting pada tekanan 1 bar selama 5 menit ... 70

(16)

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Rekapituasi data uji Protein Dispersibility Index ... 44

Lampiran 2. Tabel standar BSA untuk uji Protein Dispersibility Index... 47

Lampiran 3. Kurva standar BSA untuk uji Protein Dispersibility Index ... 47

Lampiran 4. Grafik nilai Protein Dispersibility Index pada berbagai perlakuan tekanan dan lama pemanasan ... 47

Lampiran 5. Rekapituasi data uji KOH Protein Solubility ... 48

Lampiran 6. Tabel standar BSA untuk uji KOH Protein Solubility ... 51

Lampiran 7. Kurva standar BSA untuk uji KOH Protein Solubility ... 51

Lampiran 8. Grafik nilai KOH Protein Solubility pada berbagai perlakuan tekanan dan lama pemanasan ... 51

Lampiran 9. Rekapituasi data uji Indeks Urease ... 52

Lampiran 10. Tabel blanko kedelai pada uji Indeks Urease ... 54

Lampiran 11. Grafik nilai Indeks Urease pada berbagai perlakuan tekanan dan lama pemanasan ... 54

Lampiran 12. Tabel standar untuk uji SDS-PAGE ... 55

Lampiran 13. Kurva standar nilai Rf terhadap log BM ... 55

Lampiran 14. Berat molekul dari kedelai tanpa perlakuan ... 56

Lampiran 15. Berat molekul dari kedelai dengan perlakuan tekanan 1 bar dan lama pemanasan 25 menit ... 56

Lampiran 20. Hasil uji statistik RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai KOH Protein Solubility ... 58

Lampiran 21. Hasil uji lanjut Duncan RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai KOH Protein Solubility ... 59

Lampiran 22. Hasil uji Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai KOH Protein Solubility ... 60

Lampiran 23. Hasil uji lanjut Duncan Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai KOH Protein Solubility ... 61

(17)

x Lampiran 24. Hasil uji statistik RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat

steam blasting terhadap nilai Protein Dispersibility Index ... 62

Lampiran 25. Hasil uji lanjut Duncan RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat

Lampiran 26. Hasil uji Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat

Lampiran 27. Hasil uji lanjut Duncan Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai Protein Dispersibility Index ... 65 Lampiran 28. Hasil uji statistik RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat

steam blasting terhadap nilai Indeks Urease ... 66

Lampiran 29. Hasil uji lanjut Duncan RAL pengaruh tekanan dan lama pemanasan alat

Lampiran 30. Hasil uji Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat

Lampiran 31. Hasil uji lanjut Duncan Faktorial pengaruh interaksi tekanan dan lama pemanasan alat steam blasting terhadap nilai Indeks Urease... 69 Lampiran 32. Gambar kedelai hasil steam blasting dan tepung kedelai... 70

(18)

I. PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Saat ini kedelai merupakan salah satu bahan pangan yang penting setelah beras, terutama bagi penduduk Indonesia. Menurut data BPS tahun 2011, kedelai menempati urutan kedua setelah padi-padian dalam konsumsi rata-rata protein penduduk Indonesia (gram per kapita). Konsumsi pangan berbasis kedelai semakin meningkat. Pada tahun 2011, konsumsi kedelai di Indonesia mencapai 2,4 juta ton (Prihtiyani 2011). Hal ini karena semakin banyak masyarakat yang mengetahui manfaat kedelai bagi kesehatan. Berbagai studi tentang gizi dan kesehatan dilakukan untuk mengetahui manfaat senyawa pada kedelai. Kedelai diketahui dapat mengurangi resiko terhadap beberapa penyakit, seperti kanker kolon dan penyakit jantung. Selain itu, kedelai juga berperan dalam mengurangi kolesterol, mencegah obesitas dan osteoporosis, menurunkan resiko penyakit kardiovaskular, dan sebagainya (Sugano 2006).

Kedelai merupakan sumber protein, lemak, vitamin, dan mineral. Kedelai kaya akan nutrisi dan zat bioaktif, seperti asam-asam amino esensial, isoflavon, dan flavonoid. Namun, di samping berbagai manfaat yang dimilikinya, kedelai juga mengandung faktor antinutrisi seperti antitripsin, lektin, hemaglutinin, tanin, dan asam fitat. Senyawa antinutrisi tersebut harus dihilangkan selama proses pengolahan agar tidak mengganggu proses penyerapan senyawa bioaktif lainnya di dalam tubuh. Faktor-faktor antinutrisi ini umumnya tidak aktif atau dapat dikurangi dengan perlakuan panas selama pengolahan pangan (Friedman et al. 1991). Namun, perlakuan panas yang berlebihan dapat menurunkan nilai gizi dan parameter sensori produk berbasis kedelai.

Kedelai juga dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan tepung, isolat, konsentrat, maupun hidrolisat protein. Tepung kedelai merupakan suatu produk olahan kedelai yang paling sederhana. Proses pembuatan tepung kedelai tidak memerlukan terlalu banyak satuan operasi pengolahan. Tepung kedelai mengandung sekitar 42 persen protein. Tepung kedelai juga jauh lebih baik daripada tepung gandum dalam segi kandungan nutrisi (Graaff 2005). Tepung kedelai dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan hidrolisat, isolat, maupun konsentrat. Hidrolisat protein secara fisiologis lebih baik daripada protein asli. Hal ini karena hidrolisat protein dapat meningkatkan efektifitas penyerapan di usus akibat terjadinya peningkatan kelarutan dan kandungan peptida pada hidrolisat tersebut (Ziegler et

al. 1998). Hidrolisat protein memiliki kandungan protein yang tinggi sehingga dapat

digunakan baik pada industri pangan maupun farmasi. Pada industri, hidrolisat protein dapat ditambahkan pada formula non alergenik untuk bayi dan suplemen makanan diet. Karena begitu pentingnya kedelai sebagai sumber pangan, maka perlu diteliti optimasi proses pengolahan kedelai agar menghasilkan manfaat yang sebesar-besarnya.

Salah satu alternatif proses pengolahan kedelai yaitu penggunaan panas ataupun tekanan. Alat steam blasting merupakan salah satu alat yang bekerja dengan prinsip perlakuan panas dan tekanan. Dengan penggunaan tekanan dan lama pemanasan yang sesuai dari alat steam blasting, nilai gizi dan karakter organoleptik berbagai produk turunan kedelai dapat dipertahankan. Dengan demikian, manfaat kedelai dengan berbagai kandungan senyawa bioaktif di dalamnya, dapat diikuti dengan karakter sensori yang baik sehingga menjadi terobosan baru yang bermanfaat bagi produsen maupun konsumen.

(19)

2 1.2 TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses pengolahan kacang kedelai dengan alat steam blasting, mengkarakterisasi warna dan tekstur dari kedelai yang dihasilkan dan mengetahui sifat fungsional protein dari tepung kedelai yang dihasilkan.

(20)

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KEDELAI

Menurut para ahli botani, kedelai merupakan tanaman yang berasal dari Manchuria dan sebagian Cina. Kedelai menyebar ke daerah iklim tropis dan subtropis, serta dilakukan pemuliaan sehingga dihasilkan berbagai jenis kedelai bermutu unggul. Kedelai yang dikenal sekarang termasuk dalam famili Leguminosa, subfamili Papilionidae, genus Glycine dan spesies max, sehingga nama latinnya menjadi Glycine max. Tanaman ini tumbuh baik pada tanah dengan pH 4,5. Daerah pertumbuhannya tidak lebih dari 500 m di atas permukaan laut dengan iklim panas dan curah hujan rata-rata 200 mm/bulan. Umur tanaman kedelai berbeda-beda tergantung varietasnya, tetapi umurnya berkisar antara 75 sampai 105 hari (Koswara 1995).

Gambar 1. Kedelai kuning

Kedelai dibagi menjadi dua golongan, pertama berdasarkan jenisnya, yaitu kedelai kuning/putih, kedelai cokelat, kedelai hijau, dan kedelai hitam. Kedua, menurut umurnya terbagi atas umur pendek (60-80 hari), sedang (90-100 hari), dan panjang (110-120 hari) (Cahyadi 2007). Jenis-jenis kedelai tersebut dapat didefinisikan sebagai berikut:

 Kedelai kuning, adalah kedelai yang bijinya berwarna kuning atau putih atau juga hijau yang apabila dipotong melintang akan memperlihatkan warna kuning pada irisan kepingnya. Kedelai ini biasa dijadikan tahu atau tempe

 Kedelai hitam adalah kedelai yang kulit bijinya berwarna hitam. Kedelai inilah yang biasanya dijadikan kecap

 Kedelai cokelat adalah kedelai yang kulit bijinya berwarna cokelat.

Bentuk biji kedelai bergantung pada kultivarnya, dapat berbentuk bulat, gepeng, dan sebagian besar bulat telur. Berdasarkan besar dan bobotnya, kedelai dibedakan menjadi tiga, yaitu:

 Kedelai berbiji besar, apabila bobot 100 biji lebih dari 13 gram  Kedelai berbiji sedang, apabila bobot 100 biji antara 11-13 gram  Kedelai berbiji kecil, apabila bobot 100 biji antara 7-11 gram.

Secara fisik setiap biji kedelai berbeda dalam hal warna, ukuran, dan bentuk biji serta komposisi kimianya. Perbedaan fisik dan kimia tersebut dipengaruhi oleh varietas dan kondisi tempat kedelai tersebut tumbuh. Biji kedelai terdiri dari dua bagian, yaitu kulit biji (testa) dan janin (embrio). Kulit biji ini beragam warnanya, mulai dari kuning, hijau, cokelat, hitam, atau campuran antara warna-warna tersebut. Kulit biji terdiri dari tiga sel, sedangkan janin terdiri dari kotiledon, plumula, dan poros hipokotil bakal akar. Kotiledon merupakan bagian besar dari biji kedelai yang berisi bahan makanan, sebagian besar terdiri dari protein dan lemak (Cahyadi 2007).

(21)

4

2.1.1 Komposisi Kimia Kedelai

Dilihat dari segi pangan dan gizi, kedelai merupakan sumber protein yang paling murah di dunia. Berbagai varietas kedelai yang ada di Indonesia mempunyai kadar protein 30,53 sampai 44%, sedangkan kadar lemaknya 7,5 sampai 20,9% (Koswara 1995). Meskipun kadar lemaknya tinggi (sekitar 18%), tetapi kadar lemak jenuh dan nilai kalorinya rendah serta bebas kolesterol. Di dalam lemak kedelai terkandung beberapa fosfolipida penting, yaitu lesitin, sepalin, dan lipositol (Cahyadi 2007). Zat-zat dalam kedelai yang berfungsi menurunkan kolesterol, antara lain sterol tanaman, saponin, dan tokotrienol. Kedelai juga dikenal paling rendah kandungan racun kimia dan residu pestisidanya (Cahyadi 2007). Komposisi kimia kedelai dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi kimia biji kedelai kering per 100 gram

Komponen Jumlah Kalori (kkal) 331,0 Protein (gram) 34,9 Lemak (gram) 18,1 Karbohidrat (gram) 34,8 Kalsium (mg) 227,0 Fosfor (mg) 585,0 Besi (mg) 8,0 Vitamin A (SI) 110,0 Vitamin B1 (mg) 1,1 Air (gram) 7,5 Sumber: Koswara 1995

Jika dibandingkan dengan beras, jagung, tepung singkong, kacang hijau, daging, ikan segar, dan telur ayam, kedelai mempunyai kandungan protein yang lebih tinggi, hampir mendekati kadar protein susu skim kering (Tabel 2). Nilai protein kedelai jika difermentasi dan dimasak akan memiliki mutu yang lebih baik dari kacang-kacangan lain. Protein kedelai mempunyai kemampuan untuk ditambahkan dengan berbagai jenis komoditi dengan maksud memperbaiki nilai biologis bahan tersebut (Cahyadi 2007).

(22)

5 Tabel 2. Perbandingan antara kadar protein kedelai dengan beberapa bahan

Jenis Makanan Kadar Protein (% BK)

Susu skim kering 36,00

Kedelai 35,00 Kacang Hijau 22,00 Daging 19,00 Ikan segar 17,00 Telur ayam 13,00 Jagung 9,20 Beras 6,80 Tepung singkong 1,10 Sumber: Cahyadi 2007

Protein kedelai merupakan satu-satunya leguminosa yang mengandung semua asam amino esensial, berjumlah 10 asam amino esensial apabila dimasukkan sistein dan tirosin (Tabel 3). Kandungan asam amino yang terdapat dalam kedelai yaitu: 1) Isoleucine, 2) Leusin, 3) Lisin, 4) Methionin, 5) Phenylalanin, 6) Thhreonin, 7) Tryptophane, 8) Valine yang rata-rata tinggi. Kedelai kaya akan lisin dan triptofan tetapi kekurangan asam-asam amino metionin dan sistein, sedangkan serealia kaya akan metionin dan kandungan lisinnya rendah sehingga kedelai merupakan pelengkap yang baik untuk serealia. Kandungan asam amino metionin dan sistein agak rendah jika dibandingkan protein hewani. Selain mengandung asam amino yang relatif lengkap, kedelai juga mengandung asam lemak tidak jenuh tinggi yang dapat menurunkan total kolesterol dalam darah (Cahyadi 2007). Minyak kedelai banyak mengandung asam lemak tidak jenuh sekitar 86% terdiri dari sekitar 52% asam lemak linoleat, 30% asam oleat, 2% asam linolenat, dan 2% asam lemak tidak jenuh lainnya. Asam lemak jenuh hanya sekitar 14% yaitu 10% asam palmitat, 2% asam stearat, dan 2% asam arachidat. Dibandingkan dengan kacang tanah dan kacang hijau, kacang kedelai mengandung asam amino esensial yang lebih lengkap. Dalam kedelai maupun produk kedelai terdapat dua belas jenis isoflavon terdiri dari tiga bentuk nonkonjugasi yang disebut aglikon (yaitu genistein, daidzen, dan glisitein) dan tiga bentuk terkonjugasi untuk masing-masing aglikon yang disebut glikosida. Bentuk terkonjugasi memiliki gugus glukosa tambahan yang dapat bebas dari gugus lain (β-glikosida yaitu genistin, daidzin, dan glisitin) atau dapat terikat ke gugus asetil (6-o-asetilglikosida) atau gugus malonil (6-o-malonilglikosida

)

(Chiarello et al. 2006

)

. Di samping itu, kedelai mengandung kalsium, fosfor, besi, dan potasium yang berguna bagi pertumbuhan manusia (Koswara 1992).

(23)

6 Tabel 3. Kandungan asam amino esensial biji kedelai

Asam Amino Jumlah (mg/g N)

Isoleusin 340 Leusin 480 Lisin 400 Fenilalanin 310 Tirosin 200 Sistin 110 Treonin 250 Triptofan 90 Valin 330 Metionin 80 Sumber: Cahyadi 2007

Kedelai mengandung karbohidrat sekitar 35% (basis kering). Dari kandungan tersebut, hanya 12-14% saja yang dapat digunakan oleh tubuh secara biologis. Karbohidrat pada kedelai terdiri atas golongan oligosakarida dan golongan polisakarida. Golongan oligosakarida terdiri dari sukrosa, stakiosa, dan rafinosa yang larut dalam air. Sementara golongan polisakarida terdiri dari arabinogalaktan dan bahan-bahan selulosa yang tidak larut dalam air dan alkohol. Secara umum, kedelai merupakan sumber vitamin B karena kandungan vitamin B1, B2, nisin, piridoksin dan golongan vitamin B lainnya banyak terdapat di dalamnya. Vitamin lain yang terkandung dalam jumlah cukup banyak yaitu vitamin E dan K. Sementara vitamin A dan D terkandung dalam jumlah yang sedikit. Dalam kedelai muda terdapat vitamin C dengan kadar yang rendah (Koswara 1992).

Kandungan zat bioaktif dalam kedelai diyakini berkhasiat untuk menyembuhkan berbagai penyakit, seperti diabetes, ginjal, anemia, rematik, diare, hepatitis, dan hipertensi. Kandungan genistein dan daidzen yang merupakan bagian dari isoflavon dapat membantu mengurangi kolesterol dalam darah. Kandungan serat dalam kedelai sangat baik untuk membantu sistem pencernaan tubuh. Serat tersebut dapat mengurangi waktu transit dari zat-zat racun yang tidak dibutuhkan oleh tubuh sehingga dapat mengurangi risiko terjadinya kanker kolon. Kedelai terbukti dapat meningkatkan kolesterol baik, yaitu HDL (High Density Lipoprotein), sementara kolesterol jahat, yaitu LDL (Low Density Lipoprotein) tetap rendah (Cahyadi 2007).

Di samping mengandung berbagai senyawa yang berguna bagi tubuh, ternyata pada kedelai terdapat juga senyawa off-flavor dan antigizi yang menyebabkan penyimpangan cita rasa dan aroma pada produk olahan kedelai. Di antara senyawa antigizi yang sangat mempengaruhi mutu olahan kedelai yaitu antitripsin, hemaglutinin, asam fitat, dan oligosakarida penyebab flatulensi. Senyawa off flavor pada kedelai yaitu glukosida, saponin, estrogen, dan senyawa penyebab alergi. Dalam pengolahan, senyawa-senyawa tersebut harus dihilangkan atau diinaktifkan sehingga dihasilkan produk olahan kedelai dengan mutu yang baik dan aman untuk dikonsumsi manusia (Koswara 1992). Apabila biji kedelai sudah direbus, pengaruh inhibitor dapat dinetralkan (Cahyadi 2007).

(24)

7 2.1.2 Protein Kedelai

Komponen kimia tertinggi dalam kedelai adalah protein, yaitu antara 38 sampai 49%. Sekitar 65 sampai 80% protein kedelai adalah globulin yang terdapat sebagai protein cadangan, sisanya merupakan enzim-enzim intraseluler (lipoksigenase, urease, dan amilase), hemaglutinin, protein inhibitor, dan lipoprotein membran (Muchtadi 2010).

Globulin merupakan protein terpenting pada kedelai. Protein ini tidak larut dalam air di sekitar titik isoelektriknya tetapi akan segera larut dengan penambahan garam seperti natrium klorida atau kalsium klorida. Globulin larut dalam larutan garam encer pada pH di atas atau di bawah titik isoelektriknya (Pearson 1983). Pada pH sekitar 4,2-4,6; kelarutan protein kedelai mencapai minimum. Kisaran pH tersebut dikenal sebagai titik isoelektrik protein kedelai. Menurut Zayas (1997), kelarutan protein kedelai dalam air meningkat dengan meningkatnya pH dari 6 ke 8 dan suhu dari 10 oC sampai 70 oC. Ketika suhu meningkat, struktur protein terbuka (unfold) menjadi rantai lurus sehingga memungkinkan terjadinya peningkatan interaksi antara protein dan air, kelarutan protein kedelai pun ikut meningkat.

Menurut Wolf dan Cowan (1975), protein kedelai terdiri dari campuran komponen-komponen yang mempunyai berat molekul 8 sampai 600 kDa. Melalui ultrasentrifugasi, protein kedelai dapat digolongkan menjadi empat golongan utama, yaitu protein 2S, 7S, 11S, dan 15S (Tabel 4) (Muchtadi 2010). Protein kedelai juga dapat digolongkan ke dalam 4 fraksi berdasarkan kelarutannya, yaitu albumin (larut dalam air), globulin (larut dalam larutan garam), prolamin (larut dalam alkohol 70%) dan glutelin (larut dalam basa encer).

Tabel 4. Komponen fraksi hasil ultrasentrifusa dari ekstrak protein kedelai Fraksi Persentase Komponen BM (kDa)

2S 22 Tripsin inhibitor 8-21.5 Sitokrom C 12 7S 37 Hemaglutinin 110 Lipoksigenase 102 β-amilase 61.7 7S globulin 180-210 11S 31 11S globulin 350 15S 11 Polimer 600

Sumber: Wolf dan Cowan (1975)

Globulin 7S dan 11S merupakan dua komponen utama protein cadangan biji kedelai. Kedua fraksi ini disebut sebagai protein cadangan karena tidak mempunyai aktivitas biologis kecuali sebagai asam amino cadangan untuk germinasi biji (Murphy 2008). Protein 7S dan 11S merupakan dua protein utama penyusun globulin dengan jumlah masing-masing sekitar 37% dan 31% dari total protein kedelai (Wolf dan Cowan 1975). Baik globulin 7S maupun globulin 11S terdiri atas subunit-subunit protein. Glisinin atau protein 11S tersusun atas polipeptida asam dan basa yang saling dihubungkan oleh ikatan disulfida. Sementara β-konglisinin atau protein 7S, merupakan protein dengan struktur trimer yang terdiri atas 3 tipe subunit (α’, α dan β) (Liu et al. 2008). Identifikasi protein 7S dan 11S biasanya menggunakan elektroforesis, yang dapat menampilkan pita protein berdasarkan bobot molekulnya. Hasil publikasi Mujoo et

al. (2003) mengenai profil protein tujuh varietas kedelai (SDS-PAGE) dapat dilihat pada

(25)

8 Gambar 2. Profil protein tujuh varietas kedelai (SDS-PAGE)

1: Vinton-81; 2: S-20F8; 3: HP-204; 4: IA-2034;

5: Steyer; 6: IA 2020; 7: S-2020; M: marker (Mujoo et al. 2003) a. Fraksi 11 S (Glisinin)

Glisinin merupakan protein heksamer dengan berat molekul berkisar 320-375 kDa. Subunit-subunit glisinin terdiri atas polipeptida asam (A) dan polipeptida basa (B) yang dihubungkan oleh ikatan disulfida. Polipeptida asam glisinin memiliki berat molekul sekitar 35 kDa, sedangkan polipetida basanya memiliki berat molekul sekitar 20 kDa. Glisinin mengandung paling sedikit 20 ikatan disulfida dan dua grup sulfhidril per mol protein. Ikatan disulfida ini dapat menyebabkan glisinin lebih tahan terhadap denaturasi. Struktur heksamer glisinin stabil karena adanya interaksi elektrostatik dan hidrofobik serta ikatan disulfida (Muchtadi 2010). Skematik struktur molekuler glisinin dapat dilihat pada Gambar 3.

Monomer Trimer Hexamer

Gambar 3. Skematik struktur molekular glisinin (monomer, trimer, dan heksamer); A: polipeptida asam; B: polipeptida basa; : ikatan disulfida

b. Fraksi 7 S (β-konglisinin)

Struktur trimer globulin 7S tersusun atas 3 subunit yaitu α’, α dan β yang dihubungkan melalui interaksi hidrofobik dengan berat molekul sekitar 180 kDa (Muchtadi 2010). Subunit α’ memiliki berat molekul sekitar 72 kDa, sedangkan α dan β memiliki berat molekul masing-masing sekitar 68 dan 52 kDa (Mujoo et al. 2003). Kombinasi subunit-subunit tersebut memberikan berat molekul sekitar 180 kDa tergantung dari subunit penyusunnya. Fraksi 7S

(26)

9 merupakan glikoprotein yang tidak mengandung gugus sulfihidril dan kandungan asam amino sulfurnya sangat rendah. Menurut Lewis dan Chen (1978) β-konglisinin merupakan glikoprotein yang mengandung 3,8 sampai 5,4% karbohidrat. Jenis gula yang terdapat dalam protein ini adalah manosa dan glukosamin. Struktur molekuler β-konglisinin dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Struktur molekul β-konglisinin

2.2 TEPUNG KEDELAI

Tepung kedelai mengandung 15 kali lebih banyak kalsium, 7 kali lebih banyak fosfor, 10 kali lebih banyak zat besi, 11 kali lebih banyak vitamin B1, 9 kali lebih banyak vitamin B2 dibandingkan tepung terigu. Tepung kedelai mengandung sekitar 42% protein. Tepung kedelai dapat dikatakan sebagai produk putih telur nabati yang tertinggi, didapatkan dengan cara menggiling atau menumbuk kacang kedelai. Tepung kedelai jauh lebih baik daripada tepung gandum. Berikut ini merupakan daftar yang menunjukkan betapa tingginya kadar putih telur dari tepung kedelai, jika dibandingkan dengan bahan makanan lain yang kaya akan putih telur (Graaff 2005).

Tabel 5. Perbandingan jenis makanan yang setara dengan kandungan putih telur Jenis Makanan Kandungan putih telur (gram) yang setara dengan bobot

500 gram masing-masing jenis makanan

Tapung kedelai 200 Keju 120 Buncis 110 Daging sapi 99 Telur 65 Sumber: Graaff 2005

Selain kandungan protein yang tinggi, secara kualitatif protein kedelai tersusun dari asam-asam amino esensial yang lengkap dan baik mutunya kecuali asam-asam amino bersulfur yang merupakan faktor pembatas pada kedelai. Bila dibandingkan dengan serealia, kedelai memiliki kelebihan yaitu kandungan asam amino lisin (sebagai asam amino esensial) yang tinggi dan melebihi persyaratan FAO (Food and Agriculture Organization). Bila dinyatakan dalam persentase terhadap persyaratan FAO, maka asam amino lisin pada beras dan gandum hanya mencapai masing-masing 94% dan 67% sedangkan kedelai mengandung lisin 154% dari persyaratan FAO. Begitu pula kandungan asam amino sulfur pada kedelai terdapat dalam jumlah yang lebih rendah daripada serealia (Widaningrum et al. 2005). Dibandingkan dengan produk turunan kedelai lain seperti tahu dan tempe, tepung kedelai lebih mudah dibuat, mudah penggunaannya, dan dapat disimpan lama. Di Amerika dan Eropa, tepung kedelai sering digunakan dalam roti, kue, manisan, karamel, permen, dan produk daging (Graaff 2005).

(27)

10 Perbedaan sifat fisiokimiawi tepung kedelai dibandingkan beberapa tepung lain dapat dilihat dalam Tabel 6.

Tabel 6. Sifat fisikokimiawi tepung kedelai, tepung gandum, dan tepung terigu Komponen (%) Tepung kedelai Tepung garut Terigu*

Rendemen - 12,6 -

Derajat putih - 74,2 86,5

Daya serap air 242,4 120,6 65,8

Kadar air 6,6 7,0 13,2 Kadar abu 1,3 0,3 0,4 Serat kasar 3,2 6,0 1,9 Kadar lemak 27,1 1,4 2,3 Kadar protein 41,7 2,5 14,9 Karbohidrat 23,3 86,9 69,3 Pati - 46,8 33,0 Gula 0,7 0,6 0,3 Tannin - 3,7 -

Sumber: Widaningrum et al. 2005

Keterangan: *Tepung terigu komersial (-) Tidak dianalisis

Tepung kedelai merupakan suatu produk olahan kedelai yang paling sederhana. Proses pembuatan tepung kedelai tidak memerlukan banyak satuan operasi pengolahan. Proses pengolahannya meliputi proses penggilingan halus dari biji kedelai yang sudah dikuliti dan belum diambil lemaknya (full-fat dehulled soybean) ataupun kedelai yang telah diambil lemaknya (defatted flakes made from dehulled soybean) di mana 97% bahan harus lolos saringan standar 100 mesh. Bedasarkan biaya produksinya, tepung kedelai dapat dikategorikan sebagai sumber protein yang paling murah (Koswara 1992).

Proses pembuatan tepung kedelai melalui beberapa tahap proses yaitu proses sortasi dan pembersihan kedelai, pengeringan, pengupasan, penggilingan, dan pengayakan. Secara umum tepung kedelai dapat dibedakan menjadi berbagai jenis berdasarkan proses pembuatannya dan masing-masing tepung akan mempunyai kadar protein dan lemak yang berbeda-beda. Menurut Koswara (1992), tepung kedelai berdasarkan kadar lemaknya dapat dibedakan sebagai berikut:

1. Tepung kedelai tanpa lemak (defatted soy flour), diperoleh dari penggilingan kedelai yang telah diekstrak lemaknya dengan menggunakan larutan pengekstrak sehingga hanya mengandung lemak kurang dari 1%

2. Tepung kedelai lemak penuh (full-fat soy flour), dibuat dari biji kedelai pecah kulit yang masih mengandung minyak sekitar 18-20% yang belum diekstrak

3. Tepung kedelai rendah lemak (low fat soy flour), dibuat dengan penambahan kembali sebagian lemak/minyak ke dalam tepung kedelai tanpa lemak. Kandungan lemak bisa bervariasi sesuai dengan spesifikasi yang diminta, biasanya berkisar antara 4,5 sampai 9%. Kadar lemak yang paling umum untuk tepung kedelai rendah lemak ini adalah sekitar 5sampai 6%

(28)

11 4. Tepung kedelai tinggi lemak (high fat soy flour), diproduksi dengan penambahan

kembali sebagian lemak/minyak ke dalam tepung kedelai tanpa lemak sampai mencapai kadar lemak sekitar 15%.

2.3 ALAT STEAM BLASTING

Alat steam blasting merupakan salah satu alat yang bekerja dengan prinsip perlakuan panas dan tekanan. Alat tersebut merupakan alat yang dikembangkan oleh Pusat Teknologi Bioindustri, BPPT (Badan Pengkajian dan Pengembangan Teknologi) (Laily et al. 2011).

Steam blasting memiliki prinsip kerja yang hampir sama dengan autoklaf. Perbedaan steam blasting dibandingkan autoklaf terletak pada kemampuannya untuk mencapai tekanan yang

lebih tinggi dan mempunyai katup khusus untuk mengeluarkan uap panas bertekanan secara spontan. Prinsip kerja alat ini yaitu memecah kedelai melalui proses pemanasan bertekanan tinggi dengan memanfaatkan steam generator sebagai pemanas dan penurunan tekanan secara tiba-tiba, sehingga uap air dalam biji yang keluar secara tiba-tiba dapat memecah biji.

(a) (b) (c)

Gambar 5. Gambaran umum alat steam blasting a. Skema alat steam blasting b. Alat steam blasting (tampak depan) c. Alat steam blasting (tampak samping)

(1. gas LPG; 2. kompor sembur; 3. penutup chamber; 4. chamber bahan; 5. katup uap dari boiler ke chamber; 6. katup steam blasting; 7. boiler; 8. katup pembuangan air; 9. katup pembuangan uap; 10. outlet steam; 11. barometer) Standar cara pengoperasian alat steam blasting adalah sebagai berikut:

1. Tabung gas disiapkan dan dihubungkan dengan regulator kompor (kebocoran gas harus dicek terlebih dahulu)

2. Penutup chamber dibuka dengan sepasang kunci pas nomor 24 3. Keranjang bahan dikeluarkan dari dalam chamber

4. Katup antara chamber dan boiler dibuka, kemudian diisi air sebanyak 6 liter (katup pembuangan air dipastikan dalam posisi menutup)

5. Kompor dihidupkan, dalam waktu kurang lebih 20 menit kenaikan tekanan dalam boiler akan terbaca pada barometer

4 5 3 6 9 10 1 2 7 8 11 11 5 3 4 9 8 7 2 9 5 1

(29)

12 6. Bahan yang akan diproses dimasukkan ke dalam keranjang bahan

7. Keranjang bahan dimasukkan ke dalam chamber

8. Chamber ditutup kembali dengan rapat menggunakan kunci pas nomor 24 9. Sebelum memulai operasi, harus dipastikan semua katup dalam posisi menutup 10. Ketika tekanan yang diinginkan tercapai, api kompor dikecilkan

11. Katup antara chamber dan boiler dibuka selama perlakuan lama pemanasan yang diinginkan

12. Setelah pemanasan selesai, katup antara chamber dan boiler ditutup 13. Katup steam blasting dibuka dengan segera

14. Penutup chamber dibuka menggunakan kunci pas nomor 24 dan harus menggunakan sarung tangan tahan panas

15. Keranjang bahan dikeluarkan dan dilakukan penanganan bahan sesuai dengan metode penelitian/pengujian

16. Untuk pengujian lanjutan, dilakukan kembali proses mulai dari nomor 6

2.4 INDEKS KUALITAS KEDELAI

Penggunaan produk-produk berbasis kedelai terbatas karena adanya faktor antinutrisi. Sebagian besar faktor antinutrisi, seperti inhibitor protease dan lektin, rentan terhadap panas dan dapat rusak selama proses pengolahan kedelai. Pemanasan yang ringan (sekitar 90 oC) dapat meningkatkan nutrisi kedelai akibat terdenaturasinya protein dan terbentuknya sisi baru untuk hidrolisis enzimatik. Pemanasan yang kurang tidak dapat menghancurkan faktor antinutrisi sehingga menurunkan daya cerna dan nutrisi kedelai. Sementara pemanasan yang berlebihan dapat menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan pada struktur kimia dari sebagian besar asam amino esensial, mengurangi ketersediaan lisin (melalui reaksi Maillard) dan nutrisi kedelai. Oleh karena itu, baik pemanasan yang kurang maupun pemanasan yang berlebihan menghasilkan kualitas kedelai yang rendah. Metode untuk membedakan kecukupan proses panas sangat diperlukan dalam proses pengolahan kedelai (Caprita et al. 2010).

Efek yang penting dan perlu diamati dari proses pengolahan pangan adalah penurunan kualitas nilai gizi, termasuk nilai gizi protein. Denaturasi protein dan penurunan jumlah asam amino karena cross linking, rasemisasi, degradasi, dan pembentukan kompleks dengan gula dapat menurunkan daya cerna protein. Oleh karena itu, ketika menguji kualitas protein, faktor pertama yang penting dan harus dievalusi adalah daya cernanya. Kualitas protein dari kedelai tergantung pada dua parameter, yaitu penurunan faktor antinutrisi dan optimisasi daya cerna protein. Analisis langsung dari kedua parameter tersebut sulit dilakukan pada operasi yang rutin sehingga digantikan dengan pengujian tidak langsung seperti pengukuran kelarutan protein dalam larutan basa dan larutan netral (Caprita et al. 2010). Pengukuran kelarutan protein dalam larutan basa dapat dilakukan dengan metode KOH Protein Solubility (KOH PS), sedangkan pengukuran kelarutan protein dalam larutan netral dapat dilakukan dengan metode

Protein Dispersibility Index (PDI). Sementara, penurunan faktor antinutrisi dapat dapat diukur

dengan metode indeks urease (IU).

Kedelai mengandung urease, yaitu suatu enzim yang menghidrolisis urea menjadi karbon dioksida dan amonia. Produksi amonia menyebabkan peningkatan pH larutan. Urease dapat rusak karena pemanasan. Kerusakan urease sangat berhubungan dengan kerusakan inhibitor tripsin dan faktor antinutrisi lainnya (Caprita R dan Caprita A 2010). Uji urease berdasarkan pada peningkatan pH dari amonia yang dilepaskan oleh urea dengan mengukur residu enzim urease pada kedelai. Amonia bersifat basa dan dapat diukur dengan menggunakan pH meter

(30)

13 atau indikator asam basa. Pada metode American Oil Chemists Society (AOCS), titik akhir ditentukan dengan mengukur peningkatan pH dari sampel. Sementara pada metode European

Economic Community (EEC), titk akhir menggambarkan jumlah asam yang dibutuhkan untuk

mempertahankan pH agar tetap konstan. Tujuan utama dari uji indeks urease adalah menentukan kecukupan pemanasan untuk merusak sebagian besar faktor antinutrisi pada kedelai. Peningkatan pH yang optimum umumnya antara 0,05 sampai 0,20 unit pH (Caprita R dan Caprita A 2010).

Kelarutan protein kedelai menurun seiring dengan pemanasan. Uji KOH Protein

Solubility berdasarkan pada kelarutan protein kedelai dalam larutan 0,2% kalium hidroksida.

Uji KOH Protein Solubility merupakan suatu uji yang digunakan untuk mendeteksi

overheating atau overprocessing pada proses pengolahan kedelai, namun tidak sensitif untuk

mendeteksi underheating atau underprocessing (Caprita et al. 2010). Semakin lama proses pemanasan, maka nilai KOH Protein Solubility semakin menurun. Menurut Araba dan Dale (1990), kisaran nilai KOH yang dapat diterima umumnya berkisar antara 70-85%. Batas kritis untuk KOH Protein Solubility sekitar 70% dan nilai di bawah ini mengindikasikan

overprocessing.

Uji PDI sudah digunakan selama 25 tahun pada industri pangan. Hasil penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa metode ini berguna untuk membedakan lebih jauh kualitas kedelai dan lebih baik dalam mengamati kualitas kedelai (Caprita et al. 2010). Selama ini dianggap bahwa kualitas kedelai yang baik hanya berdasarkan pada pengukuran indeks urease dan KOH Protein Solubility. Batal et al. (2000) menjelaskan bahwa PDI memberikan respon paling konsisten terhadap waktu pemanasan dibandingkan indeks urease dan KOH Protein

Solubility. Kedelai dengan nilai PDI sekitar 45% atau kurang umumnya menunjukkan

kecukupan proses pemanasan untuk menghancurkan faktor antinutrisi. Kisaran nilai ini lebih tinggi dibandingkan kisaran 15-30% yang direkomendasikan oleh National Oilseed Processor

Association (NOPA). Kombinasi PDI dan indeks urease dapat berguna untuk memonitor

kualitas kedelai dengan lebih baik. PDI juga lebih sensitif dibandingkan indeks urease dan

KOH Protein Solubility dalam menentukan proses pemanasan kedelai yang optimum. PDI

merupakan prosedur yang mudah dan efektif dalam pengujian kualitas dari kedelai yang telah mengalami pemanasan (Caprita et al. 2010).

Level inhibitor tripsin menurun seiring dengan meningkatnya waktu pemanasan, begitu pula dengan nilai KOH Protein Solubility. Namun, derajat pemanasan yang dibutuhkan untuk mengurangi level inhibitor tripsin lebih rendah daripada yang dibutuhkan untuk mengurangi nilai KOH Protein Solubility. Kedelai dengan nilai KOH Protein Solubility yang tinggi, paling mudah dicerna selama aktivitas ureasenya di bawah batas yang direkomendasikan (Lee dan Garlich 1992). Kedelai dengan nilai PDI yang tinggi (45-50%) dan indeks urease yang rendah (0,3 unit pH atau kurang) menunjukkan bahwa kedelai memiliki kualitas yang tinggi karena telah cukup proses pemanasannya namun tidak overprocessed (Batal et al. 2000).

2.5 ELEKTROFORESIS GEL POLIAKRILAMIDA SODIUM DODESIL

SULFAT (SDS GEL)

Elektroforesis merupakan suatu cara untuk memisahkan fraksi-fraksi campuran berdasarkan pergerakan partikel-partikel koloid yang bermuatan, di bawah pengaruh medan listrik. Elektroforesis banyak digunakan untuk analisis asam nukleat, virus, enzim, dan protein. Pemisahan senyawa dengan elektroforesis dilakukan berdasarkan perpindahan molekul bermuatan karena pengaruh medan listrik. Dalam larutan, protein akan bermuatan karena

(31)

14 bersifat amfoter. Pada titik isoelektriknya, protein tidak akan bergerak di bawah pengaruh medan listrik. Pada keadaan pH di bawah pH isoelektrik, protein bergerak sebagai kation di mana kecepatannya naik bersamaan dengan turunnya pH, kation ini akan bergerak ke arah elektroda negatif. Pada keadaan pH di atas pH isoelektrik, protein akan bergerak sebagai anion dan kecepatannya akan naik bersamaan dengan meningkatnya pH, anion ini akan bergerak ke arah elektroda positif (Bintang 2010).

Elektroforesis pada umumnya digunakan untuk menentukan berat molekul (BM), mendeteksi kemurnian dan kerusakan protein atau asam nukleat, menetapkan titik isolistrik, serta memisahkan spesies-spesies yang berbeda secara kualitatif dan kuantitatif. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan dengan elektroforesis adalah muatan penyangga, sistem buffer, suhu, waktu, dan besar arus. Semakin tinggi arus maka pemisahan semakin cepat, namun suhu akan bertambah (Bintang 2010).

Salah satu jenis elektroforesis yang digunakan secara luas pada saat ini adalah elektroforesis SDS gel poliakrilamida (SDS PAGE) (Bintang 2010). SDS-PAGE (Sodium

Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) adalah suatu metode yang sangat baik

untuk mengidentifikasi dan mengamati protein selama pemurnian serta untuk menilai homogenitas dari fraksi yang dimurnikan tersebut. SDS-PAGE biasanya digunakan untuk menentukan berat molekul subunit protein dan menentukan komposisi subunit dari protein yang dimurnikan. SDS-PAGE juga dapat digunakan dalam tahap persiapan dengan tujuan menghasilkan protein yang cukup untuk studi lebih lanjut (Garfin 1990). Metode SDS-PAGE merupakan metode yang paling sering digunakan untuk menganalisis campuran protein secara kualitatif. Metode ini memisahkan protein berdasarkan berat molekul (Gordon 1983). SDS-PAGE dinilai lebih menguntungkan dibandingkan elektroforesis kertas dan elektroforesis pati. Hal ini disebabkan karena besarnya pori medium penyangga serta perbandingan konsentrasi akrilamida dan bis-metilen akrilamida. Selain itu, gel ini juga tidak menimbulkan konveksi dan bersifat transparan (Bintang 2010). Skematik elektroforesis SDS-PAGE dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Skematik elektroforesis SDS-PAGE (Jage, 2008)

Medium penyangga dibuat dari reaksi polimerisasi akrilamid dan bis-metilen akrilamid yang dikatalisis oleh amonium persulfat dan tetrametiletilendiamin (TEMED). Polimerisasi akrilamid terjadi karena adanya cross linking antara N,N-metilen-bis akrilamid dan amonium persulfat sebagai katalisator. Polimerisasi ini memerlukan TEMED (N,N,N’,N’-tetrametilen-etilendiamin) sebagai katalisator utama dalam mengawali terjadinya polimerisasi. TEMED menyebabkan terbentuknya formasi radikal bebas amonium persulfat yang akan bereaksi

(32)

15 dengan akrilamid dan menghasilkan akrilamid aktif. terbentuklah Akrilamid aktif akan bereaksi dengan sesama akrilamid membentuk polimer yang panjang dan gel. Gel elektroforesis terdiri dari dua bagian yaitu stacking gel dan separating gel. Stacking gel diperlukan agar awal pergerakan sampel sama (Bintang 2010).

Penambahan SDS pada gel poliakrilamid menghasilkan SDS-PAGE yang digunakan

untuk sampel terdenaturasi. SDS merupakan detergen anionik. SDS bersama dengan β-merkaptoetanol yang dilanjutkan dengan pemanasan akan merusak struktur tiga dimensi

menjadi bentuk lilitan acak (Gordon 1983). Hal ini terjadi akibat reduksi ikatan disulfida membentuk gugus sulfidril yang dapat mengikat SDS sehingga protein bermuatan sangat negatif dan bergerak ke arah kutub positif (Bintang 2010). Sementara, Gordon (1983) menjelaskan bahwa SDS-PAGE digunakan pada pH netral dimana pada pH 7 SDS akan membentuk komplek negatif dengan protein sehingga sampel akan bergerak ke arah elektroda positif. Matriks yang digunakan pada SDS-PAGE yaitu agarose dan poliakrilamid. Bahan ini dapat memisahkan molekul berdasarkan ukurannya karena matrik tersebut adalah gel penyerap. Gel penyerap dapat bertindak sebagai penyaring dengan proses perlambatan, atau dalam beberapa kasus dapat menghalangi pergerakan dari molekul yang besar dan membiarkan molekul yang lebih kecil untuk lebih bebas bermigrasi. Agarose gel cair umumnya lebih kaku dan lebih mudah untuk ditangani daripada poliakrilamida pada konsentrasi yang sama sehingga agarose digunakan untuk memisahkan protein besar dan protein kompleks (Gordon 1983).

Gel poliakrilamida bersifat porous dengan ukuran lubang sekitar 0,6-4,0 nm (diameter molekul protein globular 1,6-8,0 nm) dan ditentukan dari persen total akrilamida ditambah bis-akrilamid di dalam campuran gel, serta perbandingan relatif akrilamid dan bis-akrilamid. Migrasi protein di dalam gel poliakrilamida terutama ditentukan oleh muatan molekul dan juga dipengaruhi oleh ukuran molekul. Keberhasilan pemisahan senyawa dengan menggunakan SDS-PAGE tergantung juga pada metode preparasi contoh yang dilakukan, di samping pengaruh ukuran pori gel pemisah dan sistem buffernya (Bintang 2010).

Gel poliakrilamida dapat digunakan tidak hanya untuk pemisahan dari berbagai protein, tetapi juga untuk membandingkan berat molekulnya. Teknik ini dapat digunakan baik untuk tujuan preparatif maupun pemisahan analitik dari sampel protein. Biasanya dengan teknik elektroforesis ini hanya diperlukan beberapa mikrogram sampel protein (Bintang 2010). Gel hasil elektroforesis menunjukkan pita-pita protein dengan berat molekul yang berbeda. Protein dengan berat molekul yang lebih besar akan tertahan diatas, sedangkan protein dengan berat molekul yang lebih kecil akan berada dibawah. Penentuan berat molekul pita protein sampel berdasarkan pita protein marker dapat menggunakan persamaan regresi antara mobilitas relatif (Rf) protein marker dengan logaritma dari berat molekul marker yang telah diketahui. Nilai Rf tersebut dirumuskan sebagai:

Rf = jarak migrasi protein jarak migrasi

Persamaan regresi standar tersebut dapat digunakan untuk menentukan berat molekul pita protein sampel (dengan y = log BM protein dan x = nilai Rf pita protein). Contoh persamaan regresi marker untuk uji SDS-PAGE dapat dilihat pada Gambar 7.

(33)

16 Gambar 7. Contoh persamaan regresi standar untuk uji SDS-PAGE

Interpretasi pita protein berdasarkan berat molekul ini umumnya dibandingkan dengan profil protein sejenis yang berasal dari pustaka lain. Profil protein kedelai dengan SDS-PAGE baik total protein maupun hasil pengisolasian protein 11S dan 7S sudah banyak dipublikasikan. Namun berat molekul subunit-subunit pada protein 11S maupun 7S merupakan suatu kisaran, sehingga ada beberapa literatur yang menyatakan berat molekul yang berbeda-beda.

(34)

17

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1

WAKTU DAN TEMPAT

Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2012 hingga September 2012. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pengembangan Teknologi Industri Agro dan Biomedika (Laptiab), Badan Pengkajian dan Pengembangan Teknologi (BPPT), Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspiptek), Serpong

.

3.2 BAHAN DAN ALAT

Bahan baku yang digunakan adalah kacang kedelai (Glycine max L). Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis meliputi akuades, KOH, urea, H2SO4, larutan bradford, dan bahan

pereaksi untuk SDS-PAGE. Alat-alat yang digunakan untuk analisis antara lain alat steam

blasting, baskom, neraca analitik, centrifuge, homogenizer, hot plate, gelas piala, erlenmeyer,

gelas ukur, labu takar, sudip, batang pengaduk, botol pijat, tabung centrifuge, pipet mikro, inkubator bergoyang, pH meter, stirrer, cawan petri, alumunium foil, plastik wrap, gunting,

water bath, microwell plate, dan microwell plate reader.

3.3 METODE PENELITIAN

Tahap pertama yaitu dilakukan persiapan sampel kedelai. Kedelai direndam semalam (sekitar tujuh sampai delapan jam), kemudian dikupas. Kedelai kupas kulit ditimbang dengan bobot 100 gram. Setelah itu, kedelai kupas kulit diberi perlakuan steam blasting dengan menggunakan alat steam blasting. Kedelai hasil steam blasting diamati karakteristik fisiknya meliputi parameter warna dan tekstur. Untuk keperluan analisis, kedelai hasil steam blasting dikeringkan menggunakan freeze dryer dan digiling menggunakan grinder sehingga dihasilkan tepung kedelai.

Tepung kedelai tersebut diuji kualitas proteinnya berdasarkan kelarutan protein dalam larutan basa dan larutan netral. Uji kelarutan protein dalam larutan basa menggunakan larutan KOH 0,2%. Uji kelarutan protein dalam larutan netral menggunakan prinsip uji Protein

Dispersibility Index. Uji Indeks urease juga dilakukan untuk mengetahui keberadaan inhibitor

tripsin pada kedelai. Selain itu, dilakukan uji identifikasi protein menggunakan SDS-PAGE. Data yang diperoleh kemudian diuji secara statistik menggunakan software IBM SPSS

(35)

18 Gambar 8. Diagram alir langkah penelitian

Persiapan sampel kedelai

(kedelai direndam semalam dan dikupas kulitnya)

Proses steam blasting kedelai

(P=1,2,3,4, dan 5 bar; t=5,10,15,20, dan 25 menit)

Pengeringan kedelai hasil proses steam blasting dengan menggunakan freeze dryer

Penggilingan kedelai dengan menggunakan grinder

Pengamatan karakteristik fisik meliputi warna dan tekstur kedelai hasil proses blasting

Tepung kedelai untuk keperluan

analisis

Uji kelarutan protein dalam 0,2% KOH terhadap 25 sampel kombinasi perlakuan

tekanan dan lama pemanasan Uji Protein Dispersibility Index (PDI) terhadap 25 sampel kombinasi perlakuan tekanan dan lama pemanasan

Uji Indeks urease (UI) terhadap 25 sampel kombinasi perlakuan tekanan dan lama pemanasan Uji SDS-PAGE terhadap sampel dengan perlakuan tekanan 1, 2, 3, 4, dan

5 bar dengan lama pemanasan 25 menit