MODIFIKASI TEPUNG PISANG TANDUK
(Musa paradisiaca Formatypica) MELALUI PROSES
FERMENTASI SPONTAN DAN PEMANASAN OTOKLAF
UNTUK MENINGKATKAN KADAR PATI RESISTEN
FATIMAH ABDILLAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Modifikasi Tepung Pisang (Musa paradisiaca formatypica) Melalui Proses Fermentasi Spontan dan Pemanasan Otoklaf Untuk Meningkatkan Kadar Pati Resisten dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Fatimah Abdillah F251070101
ABSTRACT
Fatimah Abdillah. Modification of Tanduk Banana ( Musa paradisiaca
Formatypica) Flour Through Spontaneous Fermentation and Autoclaving to
Increase Resistant Starch. Supervised by Betty Sri Laksmi Jenie and Feri
Kusnandar
Banana is known as tropical fruit and contains mainly carbohydrate especially starch. The objective of this study was to increase the resistant starch content of banana flour through spontaneous fermentation of banana chips and several cycles of autoclaving-cooling. During fermentation, microbial growth of three groups of microorganism, amylolytic, mesophilic microorganism and lactic acid bacteria (BAL) reached up to 9 log cfu/ml. Spontaneous fermentation of banana chips for 24 hours followed by one cycle autoclaving-cooling increased the resistant starch content of banana flour, from 6.38% (db) to 15.24% (db). Autoclaving-cooling of banana chips by two cycles without fermentation also significantly increased the resistant starch content (15.90%). However, longer fermentation time (48 hours) followed by one cycle autoclaving-cooling produced lower resistant starch content than 24 hour fermentation. Repetition of autoclaving-cooling by three cycles also did not increase resistant starch content and on the contrary decreased the content. The increase or decrease of resistant starch content of the modified banana flour were also followed by the decrease or increase respectively of starch digestibility. Viability test showed that three
probiotic strains (Lactobacillus acidophillus, L. plantarum sa28k and L. fermentum 2B4) were able to grow in considerable number on the modified
banana flour indicating that the flour might have prebiotic potentiality.
RINGKASAN
Fatimah Abdillah. Modifikasi Tepung Pisang Tanduk (Musa paradisiaca Formatypica) Melalui Proses Fermentasi Spontan dan Pemanasan Otoklaf Untuk Meningkatkan Kadar Pati Resisten. Dibimbing oleh Betty Sri Laksmi Jenie dan Feri Kusnandar.
Pisang tanduk merupakan sumber karbohidrat dengan kadar pati yang tinggi sehingga dapat dimodifikasi menjadi tepung yang memiliki sifat fungsional. Modifikasi pati untuk meningkatkan kadar pati resisten dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan pemanasan otoklaf dan dalam kondisi asam dengan penambahan asam laktat. Bakteri asam laktat yang bersifat amilolitik dapat mendegradasi pati sehingga lebih mudah tergelatinisasi dan memproduksi asam laktat yang diharapkan dapat membantu pembentukan pati resisten pada saat pemanasan otoklaf. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui mikroorganisme yang berperan selama fermentasi spontan irisan pisang dan mengetahui pengaruh fermentasi spontan yang dikombinasikan dengan pemanasan otoklaf berulang terhadap kadar pati resisten, menentukan jumlah siklus pemanasan berulang yang paling optimum untuk produksi pati resisten, mengetahui potensi prebiotik tepung pisang yang dihasilkan melalui uji viabilitas probiotik dan mengetahui sifat fungsional lain dari tepung pisang modifikasi meliputi daya cerna pati in vitro dan serat pangan total.
Fermentasi spontan irisan pisang dilakukan dengan cara merendam irisan pisang di dalam air yang telah disterilkan terlebih dahulu dengan perbandingan bahan dan air 1:2 selama 24 dan 48 jam. Proses modifikasi kombinasi fermentasi dan siklus pemanasan dilakukan dengan mengkombinasikan lama fermentasi 24 dan 48 jam dengan satu siklus pemanasan otoklaf. Modifikasi dengan siklus pemanasan otoklaf dilakukan dengan cara menerapkan satu, dua dan tiga siklus pemanasan otoklaf pada irisan pisang.
Selama fermentasi spontan irisan pisang tanduk dilakukan pengamatan terhadap pertumbuhan mikroorganisme amilolitik, mesofilik dan bakteri asam laktat serta perubahan kadar pati dan amilosa dari tepung pisang yang dihasilkan. Fermentasi spontan irisan pisang selama 80 jam menurunkan kadar pati dan amilosa dari tepung pisang yang dihasilkan, dimana pertumbuhan mikroorganisme yang ada dapat mencapai 8 hingga 9 log cfu/ml.
Kombinasi fermentasi 24 jam dengan satu siklus pemanasan otoklaf meningkatkan kadar pati resisten tepung pisang dua kali lebih besar (15.24%) daripada kadar pati resisten kontrol (6.38%) dan tidak berbeda nyata (p>0.05) dengan dua siklus pemanasan otoklaf (15.90%). Daya cerna pati in vitro dan serat pangan mengalami peningkatan masing-masing menjadi 60.85% dan 7.72%. Fermentasi spontan yang lebih lama (48 jam) yang dikombinasikan dengan satu siklus pemanasan otoklaf menghasilkan daya cerna pati in vitro (82.23%) yang lebih tinggi dan kadar pati resisten yang lebih rendah dibandingkan fermentasi 24 jam.
Hasil siklus pemanasan otoklaf yang diulang hingga dua kali menunjukkan terjadinya peningkatan kadar pati resisten (15.90%) dan kadar serat pangan total
(8.20%) dari tepung pisang tanduk yang cukup tinggi. Berdasarkan hasil uji ANOVA dan uji lanjut Duncan kedua hasil analisis tersebut berbeda nyata (p<0.05) dengan tepung pisang kontrol. Pengulangan siklus pemanasan otoklaf hingga dua kali menghasilkan daya cerna pati in vitro (41.35%) yang tidak berbeda nyata (p>0.05) dengan kontrol (40.15%), tetapi pada tiga kali siklus pemanasan otoklaf terjadi peningkatan daya cerna pati in vitro (52.61%) yang berbeda nyata (p<0.05) dengan kontrol (40.15%). Hasil uji viabilitas BAL dengan menggunakan tiga isolat BAL kandidat probiotik yaitu Lactobacillus acidophilus, L. plantarum sa28k dan L. fermentum 2B4 menunjukkan bahwa tepung pisang modifikasi (TPM) hasil kombinasi satu siklus pemanasan otoklaf baik dengan maupun tanpa fermentasi ditunjukkan oleh meningkatnya pertumbuhan probiotik tersebut selama inkubasi 24 jam sebanyak 1-2 log cfu/ml.
Judul Tesis : Modifikasi Tepung Pisang Tanduk (Musa paradisiaca Formatypica)Melalui Proses Fermentasi Spontan dan
Pemanasan Otoklaf Untuk Meningkatkan Kadar Pati Resisten Nama : Fatimah Abdillah
NIM : F251070101
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, M.S. Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.
Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Ilmu Pangan
Dr. Ir. Ratih Dewanti, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
MODIFIKASI TEPUNG PISANG TANDUK
(Musa paradisiaca Formatypica) MELALUI PROSES FERMENTASI SPONTAN DAN PEMANASAN OTOKLAF
UNTUK MENINGKATKAN KADAR PATI RESISTEN
FATIMAH ABDILLAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2010
PRAKATA
Alhamdulillahi robbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan nikmat dan kasih- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan tesis ini. Penulisan tesis ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan baik secara moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Dukungan penuh kedua orang tua dan seluruh keluarga yang selalu memberikan doa, kasih sayang, motivasi, dan bantuan baik moril maupun material kepada penulis.
2. Ibu Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, M.S. dan Bapak Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc. selaku komisi pembimbing atas arahan dan bimbingannya dalam membantu kelancaran penelitian dan penulisan tesis. 3. Bapak Dr. Ir. Sugiyono, MAppSc. yang telah bersedia menjadi dosen
penguji.
4. Teman-teman terbaik yang ada dan mendukung perjalanan menuju kelulusan, anggota proyek hibah stranas, teknisi laboratorium yang telah mendukung kelancaran kegiatan penelitian hingga akhir, seluruh teman IPN, khususnya angkatan tahun 2007, yang saling membantu dan menyemangati, serta semua pihak yang turut membantu penulis selama kuliah sampai dengan penulisan tesis ini.
Bogor, Februari 2010
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kediri pada tanggal 8 April 1985 sebagai anak kedua dari pasangan Ir. Surono Abdullah dan Ir. Elly Husrani. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan pendidikan sarjana (S1) Ilmu dan Teknologi Pangan di Institut Pertanian Bogor.
Tahun 2006/2007 penulis aktif sebagai anggota dari tim peneliti hibah Insentif Riset Dasar KNRT dengan judul “Penapisan Inhibitor ß- Laktamase dari Mikroorganisme Simbion Axinella sp.“. Tahun 2007 penulis diterima di Program Studi Ilmu Pangan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI i
DAFTAR TABEL iii
DAFTARGAMBAR iv
DAFTAR LAMPIRAN v
I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian 3
1.3. Hipotesis 4
II. Tinjauan Pustaka 2.1. Pisang 5
2.2. Tepung Pisang 7
2.3. Modifikasi Pati 10
2.4. Pati Resisten 11
2.5. Serat Pangan 16
III. Metode Penelitian 3.1. Waktu dan Tempat 18
3.2. Bahan dan Alat 18
3.3. Tahapan Penelitian 19
3.4. Analisis Fisikokimia 22
3.5. Analisis Mikrobiologi 28
3.6. Pengujian Sifat Prebiotik Pati Resisten Tepung Pisang Modifkasi 30
3.7. Analisis Statistik 31
3.8. Rancangan Penelitian 31
IV. Hasil dan Pembahasan 4.1. Seleksi Jenis Pisang 32
4.2. Perubahan Mikroflora dan Sifat Kimia Selama Fermentasi Spontan 4.2.1. Perubahan Mikroflora Selama Fermentasi Spontan 34
4.2.3. Perubahan Kadar Pati Selama Fermentasi Spontan 37
4.2.3. Perubahan Kadar Amilosa Selama Fermentasi Spontan 38
4.3. Modifikasi Tepung Pisang Melalui Kombinasi Fermentasi Spontan dan Satu Siklus Pemanasan Otoklaf 4.3.1. Kadar Pati Resisten 39
4.3.2. Kadar Pati 42
4.3.3. Kadar Amilosa 43
4.3.4. Daya Cerna Pati In Vitro 44
4.3.5. Kadar Serat Pangan Total 46
4.4. Modifikasi Tepung Pisang Melalui Pemanasan Otoklaf Berulang 4.4.1. Kadar Pati Resisten 47
4.4.2. Kadar Pati 48
4.4.4. Daya Cerna Pati In Vitro 50
4.4.5. Kadar Serat Pangan Total 52
4.5. Viabilitas Bakteri Asam Laktat pada Tepung Pisang Modifikasi
4.5.1. Lactobacillus acidophillus sp. 53 4.5.2. Lactobacillus plantarum sa28k 54 4.5.3. Lactobacillus fermentum 2B4 55
V. Simpulan dan Saran
5.1. Simpulan 57
5.2. Saran 57
Daftar Pustaka 58
Daftar Lampiran 65
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Komposisi pati pisang olahan/plantain 6 2 Sifat fisikokimia tepung pisang nangka, siam dan uli 7 3 Komposisi kimia tepung pisang dari berbagai tingkat kematangan 8 4 Komposisi kimia proksimat dan karakteristik kimia tepung pisang muda
yang dikeringkan dengan empat metode pengeringan 9 5 Komposisi kimia pati pisang alami (native), diasamkan (lintnerized) dan
yang diotoklaf (autoclaved) 14 6 Sifat kimia dan fisik empat jenis pisang lokal 33
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Pembuatan tepung pisang modifikasi kombinasi fermentasi dan
satu siklus pemanasan otoklaf 21
2 Empat jenis pisang lokal 32
3 Irisan pisang dan tepung pisang alami 32
4 Fermentasi spontan irisan pisang tanduk 34
5 Pertumbuhan mikroorganisme mesofilik, bakteri asam laktat dan amilolitik selama fermentasi spontan pada pisang 35
6 Perubahan nilai pH selama fermentasi spontan 36
7 Perubahan kadar pati tepung pisang selama fermentasi spontan 37
8 Perubahan kadar amilosa tepung pisang selama fermentasi spontan 38
9 Irisan pisang dan tepung pisang hasil pemanasan otoklaf 40
10 Pengaruh fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf satu siklus terhadap kadar pati resisten tepung pisang 40
11 Pengaruh fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf satu siklus terhadap kadar pati tepung pisang 42
12 Pengaruh fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf satu siklus terhadap kadar amilosa tepung pisang 43
13 Pengaruh fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf satu siklus terhadap daya cerna pati tepung pisang 45
14 Pengaruh fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf satu siklus terhadap kadar serat pangan total tepung pisang 46
15 Pengaruh siklus pemanasan berulang terhadap kadar pati resisten tepung pisang 47
16 Pengaruh siklus pemanasan berulang terhadap kadar pati tepung pisang 49
17 Pengaruh siklus pemanasan berulang terhadap kadar amilosa tepung pisang 50
18 Pengaruh siklus pemanasan berulang terhadap daya cerna pati tepung pisang 51
19 Pengaruh siklus pemanasan berulang terhadap kadar serat pangan total tepung pisang 52
20 Viabilitas L. acidophillus sp. pada beberapa media TPM 54
21 Viabilitas L. plantarum sa28k pada beberapa media TPM 55
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Kadar amilosa tepung pisang modifikasi 65
2 Kadar amilosa tepung pisang modifikasi (lanjutan) 66
3 Kadar amilosa tepung pisangselama fermentasi spontan 67
4 Kadar pati tepung pisang selama proses fermentasi spontan 68
5 Kadar pati tepung pisang modifikasi 69
6 Daya cerna pati in vitro tepung pisang modifikasi 70
7 Kadar serat pangan total tepung pisang modifikasi 71
8 Kadar pati resisten tepung pisang modifikasi 72
9 Kadar pati resisten tepung pisang modifikasi (lanjutan) 73
10 Hasil uji viabilitas bakteri asam laktat 74
11 Hasil pengukuran pH selama fermentasi spontan 75
12 Pertumbuhan total bakteri asam laktat, total mikroba amilolitik, dan total mikroba mesofilik selama fermentasi spontan 75
13 Hasil analisis kadar pati 4 jenis pisang 76
14 Hasil analisis kadar amilosa 4 jenis pisang 76
15 Hasil analisis daya cerna pati in vitro 4 jenis pisang 77
16 Hasil analisis serat pangan total 4 jenis pisang 78
17 Hasil analisis pati resisten 4 jenis pisang 78
18 Hasil analisis ragam pengaruh lama fermentasi terhadap kadar pati tepung pisang 79
19 Hasil analisis ragam pengaruh lama fermentasi terhadap kadar amilosa tepung pisang 80
20 Hasil analisis ragam kombinasi fermentasi-otoklaf terhadap kadar pati resisten tepung pisang 81
21 Hasil analisis ragam kombinasi fermentasi-otoklaf terhadap kadar pati tepung pisang 82
22 Hasil analisis ragam kombinasi fermentasi-otoklaf terhadap kadar amilosa tepung pisang 83
23 Hasil analisis ragam kombinasi fermentasi-otoklaf terhadap daya cerna tepung pisang 84
24 Hasil analisis ragam kombinasi fermentasi-otoklaf terhadap total serat pangan tepung pisang 85
25 Hasil analisis ragam pengaruh otoklafberulang terhadap pati resisten tepung pisang 86
26 Hasil analisis ragam pengaruh otoklafberulang terhadap pati tepung pisang 87
27 Hasil analisis ragam pengaruh otoklafberulang terhadap amilosa tepung pisang 88
28 Hasil analisis ragam pengaruh otoklafberulang terhadap daya cerna pati tepung pisang 89
29 Hasil analisis ragam pengaruh otoklafberulang terhadap total serat pangan tepung pisang 90
30 Hasil Analisis ragam pengaruh fermentasi-otoklaf dan otoklaf berulang terhadap pati resisten tepung pisang modifikasi 91
