II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Beras
Beras diperoleh dari butir padi yang telah dibuang kulit luarnya (sekam), merupakan bahan makanan pokok bagi sebagian besar masyarakat Indonesia. Sebagian besar butir beras terdiri dari karbohidrat jenis pati. Hampir 90% dari berat kering beras adalah pati. Pati beras terbentuk oleh dua komponen yang masing-masing merupakan polimer dari glukosa. Kedua molekul pembentuk pati tersebut
adalah amilosa dan amilopektin (Anonim, 2012). Menurut Koswara (2009), semakin kecil kadar amilosa atau semakin tinggi kadar amilopektin, semakin lekat nasinya. Menurut Somatri (1983) dalam Aliawati (2003), kadar amilosa dalam beras berkisar antara 1% hingga 37%. Sedangkan menurut Allidawati (1989) dalam Aliawati (2003), beras dapat diklasifikasikan berdasarkan kadar amilosa yang dijelaskan pada Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Beras Berdasarkan Kadar Amilosa
No. Kadar Amilosa Jenis Beras
1. <10% Amilosa sangat rendah
2. 10% - 20% Amilosa rendah
3. 21% - 25% Amilosa sedang
4. >25% Amilosa tinggi
Sumber:Aliawati (2003)
Butir beras dengan kadar amilosa tinggi (>25%) memiliki tekstur nasi pera jika dimasak. Selain cocok untuk dipasarkan di daerah yang masyarakatnya menyukai tekstur nasi pera seperti Provinsi Sumatera Barat dan Provinsi Riau, beras berkadar amilosa tinggi juga baik digunakan sebagai bahan baku bihun atau diolah menjadi tepung beras (Anonim, 2015). Tepung beras merupakan bahan untuk pembuatan kue-kue basah dan kering. Selain itu tepung beras baik untuk dikonsumsi penderita gluten-intolerant karena tidak mengandung gluten. Untuk memenuhi permintaan masyarakat yang menyukai tekstur nasi pera, Balitbangtan
telah melepas beberapa varietas padi unggu dengan kadar amilosa tinggi seperti Inpari 12 (amilosa 26,4%), Inpari 17 (amilosa 26%), Inpara 1 (27,9%), Inpara 3 (28,6%), Inpara 4 (29%) dan Hipa 4 (24,7%) (Anonim, 2015). Berdasarkan hasil penelitian Aliawati (2003), kadar amilosa pada beras dapat dijilaskan pada Tabel 2.
Tabel 2. Kandungan Amilosa pada Berbagai Jenis Beras No. Jenis Beras Kadar Amilosa (%)
1. Ketan 0,99
2. Japonica 14,8
3. Rojolele 20,0
4. IR 64 23,5
5. IR 36 25,0
6. Indica 25,5
7. IR 42 26,0
Sumber:Aliawati (2003)
ini pulen jika dimasak menjadi nasi, namun jika telah berumur terlalu lama (lebih dari 3 bulan) maka beras ini menjadi sedikit pera dan mudah basi ketika menjadi nasi. Beras ini memiliki ciri fisik agak panjang atau lonjong, tidak bulat. Beras varietas unggulan seperti IR 64 memiliki kandungan amilosa yang lebih tinggi yaitu 24% sehingga beras ini lebih pera.
B. Beras Ketan
Beras ketan dapat dibedakan dari beras biasa, baik secara fisik maupun
secara kimia. Secara fisik, butir beras ketan berbentuk oval, lunak, memiliki warna putih di seluruh endospermnya, apabila dimasak, nasinya mempunyai sifat mengkilap, lengket serta kerapatan antar butir nasi tinggi sehingga volume nasinya sangat kecil. Sedangkan butir beras biasa berwarna lebih terang dan keras, serta memiliki warna putih pada bagian tengah beras. Selama pertumbuhan butir beras, kandungan amilosa pada beras biasa akan meningkat, sedangkan pada beras ketan kandungan amilosanya akan menurun (Damardjati, 1980).
Pada ciri-ciri mutu rasa nasi, dikenal nasi pera yaitu nasi keras dan kering. Setelah dingin nasi pera tidak lekat satu sama lain dan lebih mengembang dari nasi yang disebut nasi pulen. Sedangkan nasi pulen adalah nasi yang cukup lunak walaupun sudah dingin. Nasi pulen lengket tetapi kelengketannya tidak sampai seperti ketan. Antar biji nasi lebih berlekatan satu sama lain dan mengkilat. Mutu nasi pera dan nasi pulen sangat berpengaruh terhadap sifat kimiawi beras. Beras rendah amilosa atau tinggi amilopektin maka akan menghasilkan nasi yang pulen dan sebaliknya nasi yang tinggi amilosa atau rendah amilopektin maka akan menghasilkan nasi pera (Haryadi, 1992). Struktur amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Beras ketan (Oryza sativa) termasuk ke dalam famili Graminae dan
bagian endosperm hampir seluruhnya terdiri dari pati. Pati terdapat pada endosperm, tidak seluruhnya terdiri dari granula pati, tetapi juga mengandung pati terlarut, dekstrin dan maltosa.
Gambar 1. Struktur Kimia Amilosa
Gambar 2. Struktur Kimia Amilopektin
Menurut Setyawardhani (2008), unit glukosa pada pati membentuk dua jenis polimer, yaitu polimer lurus atau linier dan polimer bercabang. Polimer linier membentuk amilosa dan polimer bercabang membentuk amilopektin. Amilosa adalah polisakarida yang terdiri dari glukosa yang membentuk rantai linier melalui ikatan ɑ-1,4-glukosida. Amilopektin adalah molekul hasil polimerasi unit-unit
glukosa anhidrous melalui ikatan ɑ-1,4-glukosida dan cabang ɑ-1,6-glukosida. Menurut Hesseltine (1979) dalam Setyawardhani (2008), kandungan amilopektin
sedikit amilosa yaitu kira-kira 1-2%, sedangkan beras biasa mengandung 12-37% amilosa. Kandungan amilopektin pada beras ketan 76-77%. Komponen dan komposisi kimia penyusun beras ketan menurut Diriektorat Gizi Departemen Kesehatan RI dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi Kimia Beras Ketan Putih, Beras Ketan Hitam dan Beras Putih
Komponen Kandungan (per 100 g bahan)
Beras Ketan Putih
Beras Ketan Hitam
Beras Putih
Energi (kal) 362,00 356,00 354,00
Protein (g) 6,70 7,00 7,10
Lemak (g) 0,70 0,70 0,50
Karbohidrat (g) 79,40 78,00 77,80
Kalsium (mg) 12,00 10,00 8,00
Fosfor (mg) 148,00 148,00 104,00
Besi (mg) 0,80 0,80 1,20
Vitamin B1 (mg) 0,16 0,20 0,10
Air (g) 12,00 13,00 14,00
Lemak (g) 362,00 356,00 354,00
Sumber: Juliano (1972)
riboflavin dan niacin. Beberapa mineral yang terdapat dalam beras ketan adalah besi, kalsium, fosfor, magnesium dan sebagainya (Juliano, 1972).
C. Tape Ketan
Tape ketan dibuat dengan cara mencuci beras ketan kemudian direndam selama beberapa jam, tujuannya untuk melunakkan jaringan beras ketan sehingga tape yang dihasilkan tidak keras, selain itu perendaman juga bertujuan untuk mempersingkat waktu pengukusan. Pencucian bertujuan untuk menghilangkan
kotoran yang terdapat pada beras ketan serta menghidari terjadinya kontaminasi (Putri, 2007). Pembuatan tape ketan harus dilakukan dengan higienis. Apabila tercemar oleh mikroba lain atau karena peralatan yang kotor, ragi tape tidak akan tumbuh dengan baik dan kemungkinan akan mengalami kegagalan, tidak manis dan tidak lunak. Setelah itu, beras ketan dikukus selama kurang lebih satu jam. Tujuan diaron yaitu supaya ketan tidak kering dan dihasilkan ketan yang lengket dan tekstur yang lunak. Ketan kemudian didinginkan hingga mendekati suhu ruang dengan tujuan supaya mikroba-mikroba yang ada pada ragi dapat bekerja secara optimal (Sediaoetama, 1993).
Pengukusan menyebabkan pati tergelatinisasi dan selanjutnya akan pecah menjadi amilosa dan amilopektin. Pati yang mengalami gelatinisasi ini akan digunakan sebagai media pertumbuhan mikroba-mikroba yang ada pada ragi (Putri, 2007). Menurut Sutanto (2006), lamanya pengkusan dipengaruhi oleh jumlah bahan yang akan dikukus dan tekstur dari produk yang nantinya diinginkan. Karena produk yang diinginkan yaitu tape ketan yang lunak, maka pengukusan dilakukan selama kurang lebih dua jam dan direndam terlebih dahulu.
Setelah mendekati suhu ruang, ketan ditaburi ragi secara merata dan ditempatkan dalam wadah tertutup untuk menciptakan kondisi anaerobik kemudian
konsentrasi dan jenis mikrobia pada ragi serta keseragaman pada tahap pencampuran ragi dengan bahan yang telah dimasak.
Tape pada umumnya dibuat dari bahan pangan yang banyak mengandung pati yang terdiri atas sebagian besar amilopektin. Pati tersebut bersifat lekat apabila dipanaskan dengan air yang cukup. Cara pembuatan tape di beberapa daerah pada dasarnya adalah sama, yaitu pertama beras ketan harus dibersihkan dari bahan ikutan berupa gabah, sekam dan bahan-bahan asing lainnya, kemudian dicuci dengan air bersih dan selanjutnya direndam selama semalam (12 jam atau lebih)
agar beras ketan menyerap air cukup banyak, yang diperlukan untuk gelatinisasi pati pada saat penananakan selanjutnya. Penenanakan dilakukan lazimnya dengan pengukusan. Pada tahap ini ketan akan menjadi tanak atau masak. Setelah masak nasi ketan kemudian dihamparkan diatas nampan beralaskan daun pisang atau dapat juga menggunakan lembaran plastik atau wadah lainya agar cepat dingin hingga mencapai suhu kamar. Setelah dingin ketan ditaburi dengan ragi yang telah dihaluskan. Ketan beragi kemudian dibungkus dengan daun pisang kecil-kecil atau dimasukkan dalam kantung plastik dan dibiarkan agar berlangsung proses fermentasi selama 2-3 hari hingga timbul bau tape yang khas (Haryadi, 1992).
Menurut Suliantri (1991) dalam Fahmi (2011), lama fermentasi yang dibutuhkan dalam proses fermentasi adalah 2-3 hari, apabila menggunakan waktu yang tepat akan menghasilkan tape yang rasanya khas, rasa manis dengan sedikit asam serta adanya aroma alkohol. Rasa manis karena perubahan karbohidrat menjadi glukosa sebagai karbohidrat yang lebih sederhana, sedangkan rasa asam karena dalam proses fermentasi terbentuk asam, sehingga semakin lama pemeraman maka akan terjadi peningkatan kadar alkohol dan total asam. Tape merupakan produk pangan yang cepat rusak karena adanya fermentasi lanjutan setelah kondisi optimal fermentasi tercapai, sehingga harus segera dikonsumsi.
Untuk mencegah terjadinya over fermentation ini dapat dilakukan dengan menyimpan tape pada tempat yang dingin, sehingga produk dapat bertahan sekitar dua minggu (Anonim, 2016).
jalar dan tape sukun, akan tetapi saat ini yang paling populer adalah tape singkong dan tape ketan. Pada dasarnya semua bahan pangan yang kaya akan karbohidrat dapat diolah menjadi tape. Komposisi zat gizi pada tape dijelaskan pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi Gizi Tape Singkong, Tape Ketan Putih dan Tape Ketan Hitam (dalam 100 g bahan)
Zat Gizi Tape Tape Singkong Tape Ketan Putih
Tape Ketan Hitam
Energi (kkal) 173 172 166
Protein (g) 0,5 3,0 3,8
Lemak (g) 0,1 0,5 1,0
Karbohidrat (g) 42,5 37,5 34,4
Kalsium (mg) 30 6 8,0
Fosfor (mg) 30 35 106,0
Besi (mg) 0 0,5 1,6
Vitamin B1 (mg) 0,07 0,04 0,02
Air (g) 56,1 58,9 50,2
Sumber: Sulastri (2010)
D. Ragi Tape
Mikroorganisme yang terdapat dalam ragi tape didominasi oleh kapang dari genus Amylomyces, Mucor dan Rhizopus, serta khamir dari genus Endomycopsis, Saccharomyces, Hansenula dan Candida. Bakteri yang sering terdapat dalam ragi
Tabel 5. Peranan Mikrobia pada Ragi Tape
Grup Mikrobia Genus Fungsi
Kapang amilolitik Amylomyces Pembentukan sakarida (sakarifikasi) dan cairan
Mucor Pembentukan sakarida dan cairan Rhizopus Pembentukan cairan dan alkohol
Khamir amilolitik Endomycopsis Pembentukan sakarida dan produksi aroma
Khamir non amilolitik Saccharomyces Pembentukan alkohol
Hansenula Pembentukan aroma
Endomycopsis Pembentukan aroma yang spesifik
Candida Pembentukan aroma yang spesifik Bakteri asam laktat Pediococcus Pembentukan asam laktat
Bakteri amilolitik Bacillus Pembentukan sakarida
Sumber: Putri (2007)
Menurut Maimunah (2004) dalam Hasanah (2008), khamir merupakan fungi bersel tunggal sederhana, kebanyakan bersifat saprofik dan biasanya terdapat dalam tumbuh-tumbuhan yang mengandung karbohidrat. Khamir dapat diisolasi dari tanah yang berasal dari kebun anggur, kebun buah-buahan dan biasanya khamir berada di dalam cairan yang mengandung gula, seperti cairan buah, madu sirup dan sebagainya. Bentuk sel khamir biasanya bulat, oval dan biasanya tidak mempunyai flagella. Pada umumnya khamir berkembang biak dengan bertunas, membelah diri dan pembentukan spora. Sel-sel khamir mempunyai lapisan dinding luar yang terdiri dari polisakarida kompleks dan didalamnya terletak membran sel. Khamir dapat tumbuh dalam media cair dan padat. Pembelahan sel terjadi secara aseksual
jika telah beradaptasi. Khamir tumbuh pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentatif dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat (Fardiaz, 1992).
Khamir mempunyai kemampuan untuk memecah pangan karbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida. Proses ini diketahui sebagai fermentasi alkohol yaitu proses anaerob. Khamir mempunyai sekumpulan enzim yang diketahui sebagai zymase yang berperan pada fermentasi senyawa gula, seperti glukosa menjadi etanol dan karbondioksida. Jika pemberian oksigen berlebihan, sel khamir akan melakukan respirasi secara aerobik, dalam keadaaan ini enzim khamir
dapat memecah senyawa gula lebih sempurna dan akan dihasilkan karbondioksida dan air. Jenis khamir yang biasanya dipakai dalam industri fermentasi alkohol adalah jenis Sacharomyces cereviseae. Sacharomyces cereviseae adalah jenis khamir utama yang berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir, anggur dan juga digunakan untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti dan fermentasi tape. Kultur yang dipilih harus dapat tumbuh dengan baik dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap alkohol serta mampu menghasilkan alkohol dalamjumlah yang banyak (Irianto, 2006).
Ragi tape dibuat dari tepung yang dicampur dengan rempah-rempah yang sudah dihaluskan atau dilumatkan, seperti tepung jahe kering, lada, cabe, bawang putih, gula tebu dan lain-lain. Air ditambahkan secukupnya pada campuran tersebut dan diaduk-aduk sehingga diperoleh adonan, kemudian dicetak membentuk bulatan-bulatan kecil yang pipih dengan garis tengah kurang dari 3 cm dan tebalnya sekitar 0,5-1 cm. Bulatan-bulatan kecil calon ragi digunakan kemudian diletakkan diatas rak-rak dari bambu dan dibiarkan selama 2-5 hari pada suhu kamar dan selanjutnya diperoleh ragi ragi yang siap digunakan atau dipasarkan (Hasanah, 2008).
E. Proses Fermentasi Tape
Selanjutnya glukosa akan difermentasi menjadi etanol dan asam-asam organik yang menimbulkan aroma dan flavour khas pada tape.
Proses pembentukan tape adalah proses fermentasi yang bersifat heterofermentatif karena menggunakan lebih dari satu jenis mikroba dan spesies yang berbeda-beda (Hesseltine, 1979). Menurut Winarno (1980), proses fermentasi tape adalah mengubah rasa aroma, nilai gizi dan palabilitas. Proses fermentasi yang berlangsung selama pembuatan tape terdiri dari empat tahap penguraian yaitu (1) molekul-molekul pati akan dipecah menjadi dekstrin dengan gula-gula sederhana, merupakan proses hidrolisis enzimatik, (2) gula-gula yang terbentuk akan diubah menjadi alkohol, (3) alkohol akan diubah menjadi asam-asam organik oleh bakteri Pediococcus dan Acetobacter melalui proses oksidasi alkohol, (4) sebagian asam organik akan berinteraksi dengan alkohol membentuk cita rasa tape yaitu ester.
1. Hidrolisis pati
Proses fermentasi diawali dengan hidrolisis pati oleh enzim amilase yang dihasilkan oleh kapang, khamir atau bakteri yang bersifat amilolitik. Enzim pemecah karbohidrat terbagi atas tiga golongan yaitu ɑ-amilase, β-amilase dan amiloglukosidase (Winarno, 1997). Enzim ɑ-amilase akan menghidrolisis sebagian amilopektin. Cabang dengan ikatan ɑ-1,6-glukosa tahan terhadap serangan ɑ-amilase dan β-amilase, sehingga menghasilkan ɑ-limit dekstrin dan β-limit dekstrin. Reaksi hidrolisis ikatan cabang ɑ-1,6-glukosa oleh enzim amiloglukosidase berlangsung lambat (Winarno, 1986). Hasil pemecahan pati oleh amiloglukosidase berupa molekul-molekul glukosa tahap sakarifikasi (Algratman, 1977). Tahap-tahap pemecahan pati menjadi glukosa adalah pati sebagai sumber utama beras ketan akan dipecah oleh enzim amilase menjadi amilodekstrin, eritodekstrin, akrodekstrin dan maltodekstrin sebagai akhir dari proses pemecahan. Glukosa menjadi asam laktat terjadi melalui jalur Embden-Myerhoff atau glikolisis (Buckle, 1987). Menurut Suwaryono (1988) dalam Widjajanto (2006), reaksi yang teradi selama proses fermentasi alkohol adalah
Pati (CH2O)8
Sakarifikasi Kapang
2. Pembentukan alkohol
Gula merupakan sumber energi bagi hewan dan tanaman. Kapang memanfaatkan glukosa dan pati sebagai sumber karbon dalam pembentukan etanol, sedangkan khamir lebih memanfaatkan glukosa daripada pati sebagai sumber karbonnya. Menurut Saono (1981), kapang memiliki kecepatan lebih besar daripada khamir dalam mengubah hasil perombakan pati menjadi biomasa sel. Selanjutnya kapang dapat memanfaatkan dengan baik glukosa dan pati sebagai sumber karbon dalam pembentukan etanol dan biomasa. Khamir untuk keperluan yang sama menggunakan glukosa lebih baik daripada pati.
Pemecahan asam piruvat menjadi etanol (etil alkohol) sering disebut fermentasi alkohol. Selain etanol, dihasilkan juga CO2 (Winarno,1984). Enzim yang mampu mengubah glukosa menjadi alkohol dan karbondioksida adalah enzim kompleks yang disebut Zimase, dihasilkan oleh khamir Saccharomyces cereviseae (Saono, 1981). Menurut Winarno (1980), fermentasi gula oleh Saccharomyces cereviseae dapat menghasilkan etil alkohol dan karbondioksida melalui reaksi sebagai berikut:
Glukosa
C6H12O6 Aerob
Air
H2O + CO 2
Yeast (Saccaromyces cerevisiae)
2C2H5OH 2CO2
Glukosa
C6H12O6 Anaerob +
Alkohol
Pemecahan glukosa menjadi etanol melalui tahapan reaksi enzimatik sampai terbentuknya asam piruvat. Asam piruvat dengan perantara enzim dekarboksilase dan alkohol dehidrogenase diubah menjadi etanol.
3. Oksidasi alkohol menjadi asam dan ester
menghasilkan asam piruvat dan asam laktat. Asam piruvat adalah produk antara yang terbentuk dari hasil hidrolisis gula menjadi etanol. Asam piruvat dapat diubah menjadi etanol atau asam laktat. Bakteri Pediococcus pentosaeus menghasilkan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat (Kozaki, 1984). Menurut Winarno (1984), alkohol yang berasal dari fermentasi ragi dengan adanya oksigen akan mengalami fermentasi lebih lanjut oleh bakteri Acetobacter acctic menjadi asam asetat dengan reaksi berikut:
2C2H5OH + 2CO2
Alkohol Acetobacter acctic Aerob
Asam Asetat CH3COOH +
Air H2O
Monosakarida dan maltosa melalui proses glikolisis (anaerob) akan diubah menjadiasam piruvat, asam piruvat kemudian diubah menjadi asam trikarboksilat dalam siklus krebs dan akhirnya terpecah menjadi CO2 dan H2O berlanjut dalam proses fermentasi menjadi asam laktat atau alkohol tergantung kondisi dan jenis mikroba yang berperan. Bakteri asam laktat mengubah piruvat menjadi asam laktat dalam keadaan aerob dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
CH2COOH + NADH + H+
Asam laktat CH2COOH + NAD+
Bakteri asam laktat (Streptococcus)
F. Carboxy Methyl Cellulose (CMC)
CMC merupakan bahan tambahan pangan yang dapat meningkatkan pengikatan air oleh pati. CMC dapat meningkatkan daya serap air dan memperbaiki tekstur adonan yang kadar glutennya rendah, sedangkan fungsi umum bentuk fosfat dalam makanan antara lain meningkatkan daya ikat air dan hidrasi, pencegahan pengerasan dan sebagai pengawet makanan. Selain itu orthofosfat yang merupakan hasil hidrolisis polifosfat pada suhu tinggi dapat meningkatkan viskositas pasta dan ketahanan terhadap kerusakan akibat kejutan panas, pemotongan atau keasaman (Bell, 1947 dalam Setyowati, 2010).
Menurut Kumalasari (2014) dalam Fitriningtyas (2015), CMC dipilih karena tidak mempengaruhi rasa dan warna pada produk yang dibuat, resisten terhadap pertumbuhan mikrobia dan dapat digunakan sebagai pengikat yang akan membentuk produk yang semisolid yang stabil, selain itu CMC juga dikenal sebagai pengental yang murah dan mudah diperoleh.. CMC merupakan senyawa hidrokoloid yang berbentuk serbuk, berwarna putih dan tidak beraroma yang secara khusus digunakan untuk membentuk tekstur yang kokoh dan berkontribusi dalam pembuatan berbagai macam adonan. Pada bahan makanan penggunaan secara umum dari CMC dalam ramuan makanan, obat-obatan berbentuk cair ataupun padatan, berupa bubuk dengan batas konsentrasi penggunaan 2-4 ppm. Pada batas penggunaan konsentrasi tersebut, CMC akan memberikan tekstur tertentu terhadap bahan, karena peranan natrium carboxy methyl celulosa sebagai pengikat, sebagai pengental dan stabilisator campuran. Aturan pemakaian zat penstabil di Indonesia diatur oleh Menteri Kesehatan Republik Indonesia berdasarkan PP No.235/MENKES/PER/VI/79 tentang bahan makanan tambahan termasuk CMC adalah pengguna saus lada 0,75%, sarden 0,25% dan adonan es krim 0,5%.
