PROPORSI PATI JAGUNG ASAM DAN
TEPUNG TERIGU
DALAM PEMBUATAN
ROTI TAWAR SERTA ANALISA KELAYAKAN
USAHA
PROPOSAL PENELITIAN
Disusun Oleh:
Isaac Pereira
2007340021
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI
MALANG
2013
I. PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea Mays L) merupakan salah satu
komoditas strategis dan bernilai ekonomis serta mempunyai peluang untuk
kembangkan karena kedudukannya sebagai sumber utama karbohidrat dan protein
setalah beras. Biji jagung kaya akan kandungan karbohidrat. Karbohidrat dapat
mencapai 80% dari seluruh bahan kering biji. Karbohidrat dalam bentuk pati
umumnya berupa campuran amilosa dan amilopektin. Pada jagung ketan, sebagian
besar atau seluruh patinya merupakan amilopektin (Pus Penel. & Peng. Tan.
Pangan, 2004).
Potensi tanaman
jagung yang cukup besar di Indonesia dengan
peningkatan produksi jagung pada tahun 2009 menjadi 699.193
ton pipilan kering (pk) pada tahun 2010 menjadi 846.693 ton meningkat 21%,
produksi jagung tahun 2011 sebesar 17,93 juta ton, jumlah ini turun sekitar
438.960 ton atau 2,39%, produksi jagung nasional pada 2012 mencapai
18,961 juta ton dengan jumlah kebutuhan nasional hanya mencapai 14,410 juta
ton. Penigkatan Pertahun >6% akhir tahun 2013 mencapai > 1 juta ton
(Departemen Pertanian. 2004). mendorong semaking berkembangnya produk-produk
pangan olahan jagung, mulai dari kerupuk jagung, tortilla jagung dan roti dari
tepung jagung. Namun saat ini mulai dilakukan inovasi dengan membuat tepung
dari pati jagung asam yang ternyata karakteristik tepung hampir sama dengan
tepung terigu.
Di Amerika Latin
khususnya di Columbia dan Brazil terdapat pemanfaatan singkong asam menjadi
tepung pati singkong asam atau sour cassava starch. Tepung pati singkong asam ini
terbuat dari ekstrak umbi singkong yang difermentasi secara alami pada suhu 20oC
selama 20-30 hari(Mestres dan Rovau 1995 dalam Rosida dan Murasih 2008).
Pemanfaatan serupa dapat pula dilakukan pada jagung mengingat kandungan pati
pada jagung cukup tinggi. Pati jagung asam merupakan produk dari fermentasi
laktat pati jagung yang diikuti dengan penjemuran sinar matahari (Davila,
1995). Penerapan tepung pati jagung asam pada berbagai olahan produk pangan
perlu diuji coba karena sifat tepung pati jagung asam yang hampir sama dengan
tepung terigu memungkinkan dihasilkan produk pangan yang berkualitas selain itu
pula akan dapat menekan ketergantungan negara kita pada tepung terigu impor.
Salah satu produk
pangan yang digemari oleh hampir seluruh lapisan masyarakat adalah roti tawar.
Roti sudah dikenal sebagai makanan sehari-hari terutama golongan masyarakat
umum. Hal ini dapat dibuktikan dengan semakin banyaknya industry roti baik
dalam skala rumah tangga maupun industry menengah (Kusmiati, 2005).
Berdasarkan uraian
di atas, perlu adanya penelitian untuk mendapatkan tepung pati jagung asam
sebagai upaya diversifikasi pangan untuk diterapkan dalam pembuatan roti tawar
yang dikombinasikan dengan tepung terigu.
1.2. Tujuan Penelitian
1.
Menentukan proporsi pati jagung asam dan tepung
terigu yang tepat pada
pembuatan roti tawar.
2.
Menganalisa kelayakan usaha roti tawar.
1.3. Manfaat
Penelitian
1.
Dapat
meningkatkan nilai ekonomis jagung.
2.
Memberikan
informasi kepada masyarakat tentang metode pembuatan roti tawar dengan proporsi pati jagung asam dan tepung terigu.
1.4.
Hipotesis
1.
Proporsi pati jagung asam dan tepung terigu
berpengaruh terhadap
kualitas roti tawar.
2.
Usaha pembuatan roti tawar layak diusahakan.
II. TINJAUAN
PUSTAKA
2.1.
Jagung (Zea Mays L)
Gambar 1. Jagung
Jagung merupakan
tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari.
Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua
untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi.
Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1-3 m, ada varietas yang
dapat mencapai tinggi 6 m. Tinggi tanaman biasa diukur dari permukaan tanah
hingga ruas teratas sebelum bunga jantan. (Anonim, 2006).
Menurut
Tjitrosoepomo (1991), tanaman jagung dalam tata nama atau sistematika
(Taksonomi) tumbuh-tumbuhan jagung diklasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisi :
Spermatophyta
Kelas :
Angiospermae
Kelas :
Monocotyledoneae
Ordo :
Graminae
Famili :
Graminaceae
Genus :
Zea
Spesies :
Zea mays L.
Menurut Suprapto
dan Marzuki (2005), jagung yang banyak ditanam di Indonesia adalah tipe mutiara
(flint) dan setengah mutiara (semiflint), seperti jagung Arjuna (mutiara), jagung Harapan (setengah
mutiara), Pioneer-2 (setengah mutiara), Hibrida C-1 (setengah mutiara), dan
lain-lain. Selain jagung tipe mutiara dan setengah mutiara, jagung tipe
berondong (pop corn), jagung gigi
kuda (dent corn), dan jagung manis (sweet corn) juga terdapat di Indonesia.
Jagung normal
mengandung 10-12% lembaga dari berat biji. Lembaga tersusun dari dua bagian,
yaitu embrio dan skutelum. Embrio mencakup 1,1% dari berat biji jagung (sekitar
10% bagian lembaga) dan mengandung 30,8% protein. Sedangkan skutelum merupakan
tempat penyimpanan cadangan makanan selama perkecambahan biji. Skutelum terdiri
dari beberapa jaringan, yaitu epithelium, parenkim, epidermis, dan provaskular.
Jaringan parenkim terdiri dari sel yang mengandung nukleus, sitoplasma,
beberapa granula pati, dan oil bodies yang mencakup 83% dari total lemak dalam
biji jagung (Watson, 2003).
Tabel 1. Bagian-Bagian Anatomi
Biji Jagung
|
Bagian
Anatomi
|
Jumlah (%)
|
|
Pericarp
(bran)
|
5,3
|
|
Endosperma
|
82,9
|
|
Lembaga (germ)
|
11,1
|
|
Tip cap
|
0,8
|
Sumber: Watson (2003)
2.1.
Jenis Jagung
Tanaman jagung (Zea mays L.) adalah salah satu jenis
tanaman biji-bijian dari keluarga rumput-rumputan (Graminaceae). Varietas jagung dapat dibedakan berdasarkan beberapa
kriteria, antara lain: tinggi tempat penanaman, umur varietas, perbenihannya,
serta warna dan tipe biji. Namun secara umum, pengklasifikasian jagung
dibedakan berdasarkan bentuk kernelnya (Suprapto 1998).
Berdasarkan bentuk
kernelnya, ada 6 tipe utama jagung, yaitu: dent, flint, flour, sweet, pop,
dan pod corns. Perbedaan terutama didasarkan pada kualitas, kuantitas dan
komposisi endosperma. Jagung jenis dent
dicirikan dengan adanya selaput corneous,
horny endosperm, pada bagian sisi dan
belakang kernel, pada bagian tengah inti jagung lunak dan bertepung. Endosperma
yang lunak akan menjulur hingga mahkota membentuk tipe tertentu, yang merupakan
ciri khas jagung jenis dent (Johnson,
1991).
Jagung jenis flint memiliki bentuk agak tebal, keras,
lapisan endosperma yang seperti kaca, kecil, lunak, dengan granula tengah.
Jagung jenis pop, merupakan salah
satu jenis jagung yang paling primitif. Ciri-cirinya adalah selaput
endospermanya sangat keras dan memiliki kernel kecil seperti jenis flint. Jagung jenis flour juga merupakan jenis jagung yang sangat tua, dicirikan dengan
adanya endosperma lunak yang menembus kernel, sangat mudah untuk dihancurkan
tetapi sangat mudah juga ditumbuhi kapang, terutama bila ditanam di lahan basah
(Anonim, 2007). Jagung jenis sweet
diyakini sebagai jenis jagung mutasi. Kadar sakarida terlarutnya mencapai 12%
berat kering. Sedangkan jagung jenis pod,
merupakan jagung hias dengan kernel tertutup, dan pada umumnya jagung jenis ini
tidak ditanam secara komersial (Johnson, 1991).
Tabel 2. Jenis Jagung dan
Sifat-Sifatnya
|
Jenis jagung
|
Sifat-sifat
|
|
Jagung gigi kuda
(Zea mays
identata)
|
Biji berbentuk gigi, pati yang keras menyelubungi pati
yang lunak sepanjang tepi biji tetapi tidak sampai ke ujung.
|
|
Jagung mutiara
(Zea mays
indurata)
|
Biji sangat keras, pati yang lunak sepenuhnya
diselubungi pati yang keras, tahan terhadap serangan hama gudang.
|
|
Jagung bertepung
(Zea mays amylacea)
|
Endosperma hampir seluruhnya berisi pati yang lunak,
biji mudah dibuat tepung, biji yang sudah kering permukaannya berkerut.
|
|
Jagung berondong
(Zea mays evertia)
|
Butir biji sangat kecil, keras seperti pada tipe
mutiara, proporsi pati lunak lebih kecil dibandingkan pada tipe mutiara
|
|
Jagung manis
(Zea mays
saccharata)
|
Endosperma berwarna bening, kulit biji tipis, kandungan
pati sedikit, pada waktu masak biji berkerut
|
Sumber : Suprapto (1998)
Menurut Suprapto
(1998), jagung yang banyak ditanam di Indonesia adalah tipe mutiara (flint) dan setengah mutiara (semiflint), seperti Jagung Arjuna
(mutiara), Jagung Harapan (setengah mutiara), Pioneer-2 (setengah mutiara),
Hibrida C-1 (setengah mutiara), dan lain-lain. Selain jagung tipe mutiara dan
setengah mutiara, di Indonesia juga terdapat jagung tipe berondong (pop corn), jagung gigi kuda (dent corn), dan jagung manis (sweet corn).
2.1.
Komposisi Kimia Biji Jagung
Menurut Boyer dan
Shannon (2003), komponen kimia terbesar dalam biji jagung adalah karbohidrat
(72% dari berat biji) yang sebagian besar berisi pati dan mayoritas terdapat
pada bagian endosperma. Endosperma matang terdiri dari 86% pati dan sekitar 1%
gula. Pati terdiri dari dua polimer glucan, yaitu amilosa dan amilopektin.
Secara umum, pati jagung mengandung amilosa sekitar 25-30% dan amilopektin
sekitar 70-75%.
Gula dalam biji
jagung terdapat dalam bentuk monosakarida (D-glukosa dan D-fruktosa),
disakarida dan trisakarida, serta gula alkohol. Sukrosa merupakan disakarida
terbanyak dalam biji jagung (2-3 mg per endosperma). Sedangkan maltosa,
trisakarida, dan oligosakarida terdapat dalam jumlah sedikit. Adapun phytate (hexaphosphoric ester dari myo-inositol)
diketahui sebagai satu-satunya gula alkohol yang terdapat dalam biji jagung.
Sekitar 90% phytate ditemukan di
dalam skutelum dan 10%-nya terdapat di dalam aleuron (Boyer dan Shannon, 2003).
Tabel 3. Komposisi Kimia Biji Jagung
|
Komponen
|
Pati
(%)
|
Protein
(%)
|
Lipid
(%)
|
Gula
(%)
|
Abu
(%)
|
Serat
(%)
|
|
Biji utuh
|
73,4
|
9,1
|
4,4
|
1,9
|
1,4
|
9,5
|
|
Endosperma
|
87,6
|
8,0
|
0,8
|
0,62
|
0,3
|
1,5
|
|
Lembaga
|
8,3
|
18,4
|
33,2
|
10,8
|
10,5
|
14
|
|
Perikarp
|
7,3
|
3,7
|
1,0
|
0,34
|
0,8
|
90,7
|
|
Tip cap
|
6,3
|
9,1
|
3,8
|
1,6
|
1,6
|
95
|
Sumber: Watson (2003)
Menurut Lawton dan
Wilson (2003), kadar protein pada biji jagung bervariasi dari 6-18%. Protein
tersebut meliputi albumin, globulin, prolamin (zein), dan glutelin. Albumin dan
globulin terdapat pada lembaga (30% dari total protein) dan endosperma (6% dari
total protein). Prolamin banyak terdapat pada endosperma (60% dari total
protein) dan lembaga (5% dari total protein). Glutelin banyak terdapat pada
endosperma jagung (26% dari total protein) dan lembaga (23% dari total
protein). Sedangkan prolamin dan globulin banyak ditemukan pada endosperma.
Protein terbanyak dalam jagung adalah zein dan glutelin. Zein diekstrak dari
gluten jagung. Zein merupakan prolamin yang tak larut dalam air. Ketidaklarutan
dalam air disebabkan karena adanya asam amino hidrofobik seperti leusin,
prolin, dan alanin. Ketidaklarutan dalam air juga disebabkan karena tingginya
proporsi dari sisi rantai grup hidrokarbon dan tingginya prosentase grup amida
yang ada dengan jumlah grup asam karboksilat bebas yang relatif rendah
(Johnson, 1991).
Tabel 4. Distribusi Protein Di
Dalam Endosperma Jagung
|
Protein
|
Kandungan
pada jagung
|
||
|
Normal (%)
|
Opaque-2 (%)
|
Floury-2 (%)
|
|
|
Albumin
|
4,7
|
20,2
|
5,6
|
|
Globulin
|
3,5
|
-
|
3,4
|
|
Prolamin
|
45,8
|
14,6
|
32,3
|
|
Glutelin
|
38,0
|
53,2
|
44,3
|
|
Residu
|
9,0
|
12,0
|
14,5
|
Sumber:
Lawton dan Wilson (2003)
Protein terbanyak
dalam jagung adalah prolamin (zein) dan glutelin. Kandungan zein berkisar
antara 44-79% dari endosperma jagung. Zein merupakan protein yang larut dalam
pelarut alkohol dan terdiri dari beberapa komponen, yaitu α, β, γ, dan δ-zein.
α-zein merupakan prolamin terbanyak dalam biji jagung (70% dari total zein).
Bila dibandingkan dengan α-zein, β-zein mengandung sejumlah besar asam amino
sistein dan metionin, tetapi kekurangan asam amino glutamin, leusin, dan
prolin. γ-zein merupakan prolamin terbanyak kedua dalam biji jagung (20% dari
total zein). Seperti halnya α-zein, dan
β-zein, γ-zein juga kekurangan asam amino lisin dan triptofan tetapi kaya akan
asam amino prolin dan sistein. Sedangkan δ-zein kaya akan asam amino metionin
(Lawton 2003) Adapun glutelin yang larut dalam asam atau basa memiliki jumlah
asam amino lisin, arginin, histidin, dan triptofan yang lebih tinggi daripada
zein, tetapi kandungan asam glutamatnya lebih rendah (Laztity, 1996).
Menurut Lawton
(2003), sekitar 76-83% lipid dalam biji jagung terdapat di bagian lembaga.
Kandungan lipid tersebut terutama adalah triasilgliserols (TAGs), yaitu sekitar
95%. Selain itu, biji jagung juga mengandung fosfolipid, glikolipid,
hidrokarbon, fitosterol (sterol dan stanol), asam lemak bebas, karotenoid
(vitamin A), tocol (vitamin E), dan waxes yang jumlahnya lebih sedikit
dibandingkan TAG. Asam lemak yang terkandung pada minyak jagung antara lain
asam linoleat (59,7%), asam oleat (25,2%), asam palmitat (11,6%), asam stearat
(1,8%), dan asam linolenat (0,8%).
Biji jagung juga
mengandung beberapa vitamin seperti kolin (567 mg/kg), niasin (28 mg/kg), asam
pantotenat (6,6 mg/kg), piridoksin (5,3 mg/kg), tiamin (3,8 mg/kg), riboflavin
(1,4 mg/kg), asam folat (0,3 mg/kg), biotin (0,08 mg/kg), serta vitamin A (-karoten)
dan vitamin E (-tokoferol) masing-masing sebesar 2,5 mg/kg dan 30 IU/kg
(Watson, 2003). Sedangkan mineral–mineral yang terdapat pada biji jagung dapat
dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Kandungan Mineral Biji
Jagung (Berdasarkan Berat Kering)
|
Mineral
|
Rata – Rata
(%)
|
|
Fosfor
|
0,29
|
|
Potasium
|
0,37
|
|
Magnesium
|
0,14
|
|
Sulfur
|
0,12
|
|
klorin
|
0,05
|
|
Kalsium
|
0,03
|
|
Sodium
|
0,03
|
Sumber: Watson (2003)
2.1.
Tepung Jagung
Menurut Asmarajati
(1999), penepungan adalah suatu proses penghancuran bahan pangan yang didahului
suatu proses pengeringan menjadi butiran-butiran yang sangat halus, kering dan
tahan lama, serta fleksibel dalam penggunaannya. Penggilingan biji jagung ke
dalam bentuk tepung merupakan suatu proses memisahkan kulit, endosperma,
lembaga dan tip cap. Pengolahan biji
jagung menjadi tepung telah lama dikenal masyarakat, namun diperlukan sentuhan
teknologi untuk meningkatkan mutu tepung jagung yang dihasilkan.
Menurut SNI
01-3727-1995, tepung jagung adalah tepung yang diperoleh dengan cara menggiling
biji jagung (zea mays LINN.) yang bersih dan baik. Proses
pembuatan tepung jagung adalah biji jagung disortasi kemudian disosoh. Proses
sortasi untuk menggolongkan bahan atas tingkat kebagusan dan keseragaman serta
untuk memisahkan bahan dari benda asing. Sedang penyosohan bertujuan untuk
memisahkan kulit, endosperm, lembaga dan tip
cap sehingga yang tersisa hanya endosperma saja. Endosperm merupakan bagian
biji jagung yang digiling menjadi tepung dan memiliki kadar karbohidrat yang
tinggi. Kulit memiliki kandungan serat yang tinggi sehingga harus dipisahkan
karena dapat menyebabkan tekstur tepung menjadi kasar dan tidak sesuai SNI
01-3727-1993 sedangkan germ merupakan
bagian yang paling tinggi kandungan lemaknya sehingga perlu dipisahkan karena
dapat menyebabkan tengik. Tip cap
merupakan tempat melekatnya biji jagung pada tongkol jagung. Tip cap juga merupakan bagian yang harus
dipisahkan karena dapat membuat tepung menjadi kasar. Apabila pemisahan tip cap tidak sempurna maka akan
terdapat butir-butir hitam pada tepung.
Berdasarkan
penelitian yang dilakukan Juniawati (2003), pembuatan tepung jagung dilakukan
menggunakan metode penggilingan kering. Penggilingan dilakukan sebanyak dua
kali. Penggilingan pertama (penggilingan kasar) dilakukan dengan menggunakan hammer mill. Hasil penggilingan kasar
berupa grits, kulit, lembaga dan tip cap.
Kemudian kulit, lembaga dan tip cap dipisahkan melalui pengayakan. Selanjutnya,
grits jagung yang diperoleh dari penggilingan kasar dicuci dan direndam dalam
air selama 3 jam. Tujuan dilakukannya perendaman adalah untuk membuat grits
jagung tidak terlalu keras sehingga memudahkan proses penggilingan grits
jagung. Penggilingan kedua yang merupakan penggilingan grits jagung menggunakan
disc mill (penggiling halus). Hasil
penggilingan halus berupa tepung jagung. Tepung jagung tersebut kemudian diayak
dengan menggunakan pengayak berukuran 100 mesh (Juniawati 2003).
Jagung tidak
mengalami perendaman yang lama pada proses penggilingan kering. Pembasahan
hanya dilakukan untuk mengkondisikan agar endosperma jagung melunak sebelum
jagung dipaparkan pada hammer mill.
Penggilingan kedua merupakan penggilingan grits
jagung yang telah dikeringkan menggunakan disc
mill (penggiling halus) sehingga dihasilkan tepung jagung. Proses
pengayakan dengan saringan berukuran 80 atau 100 mesh dapat dilakukan untuk
memperoleh tepung jagung dengan ukuran partikel yang diinginkan sesuai
kebutuhan (Hoseney, 1998).
Komposisi kimia
dari tepung jagung dapat dilihat pada Tabel 6. Masalah yang dihadapi dalam
pengembangan teknologi pembuatan tepung jagung adalah cukup banyaknya kulit
biji dalam tepung. Hal ini membuat tepung bertekstur kasar, sehingga rasanya
kurang disukai. Untuk mendapatkan tepung yang berstruktur halus maka tepung
harus bebas dari kulit biji jagung (GMSK, 1999).
Tabel 6. Komposisi Kimia Tepung Jagung
|
Komposisi
|
Tepung Jagung
|
|
Kalori (kal)
|
355
|
|
Protein (g)
|
9,2
|
|
Lemak (g)
|
3,9
|
|
Karbohidrat (g)
|
73,7
|
|
Kadar air (g)
|
12
|
Sumber: Direktorat Gizi, Komposisi
Bahan Makanan (1990)
Selama proses
pengolahan tepung jagung, cara-cara
penanganan yang diterapkan oleh pekerja akan berdampak terhadap mutu jagung. Maka
untuk ketentuan persyaratan kualitas tepung jagung harus terpenuhi sesuai
dengan SNI (Standar Nasional Indonesia). Syarat mutu jagung meliputi keadaan
bau, rasa, warna, cemaran benda asing, kehalusan, kadar air, abu, serat kasar,
derajat asam, kandungan logam, dan mikroba.
Tabel 7. Syarat Mutu Tepung
Jagung Berdasarkan SNI
|
Kriteria Uji
|
Satuan
|
Persyaratan
|
|
Keadaan:
|
|
|
|
-
Bau
-
Rasa
-
Warna
-
Benda asing
-
Serangga
-
Pati selain jagung
|
-
|
Normal
|
|
-
|
Normal
|
|
|
-
|
Normal
|
|
|
-
|
Tidak boleh
|
|
|
-
|
Tidak boleh
|
|
|
-
|
Tidak boleh
|
|
|
Kehalusan:
|
|
|
|
-
Lolos 80 mesh
-
Lolos 60 mesh
|
%
|
Min 70
|
|
%
|
Min 99
|
|
|
Kadar air
|
% (b/b)
|
Maks 10
|
|
Kadar abu
|
% (b/b)
|
Maks 1.5
|
|
Silikat
|
% (b/b)
|
Maks 0.1
|
|
Serat kasar
|
% (b/b)
|
Maks 1.5
|
|
Derajat asam
|
ml N NaOH / 100 g
|
Maks 4.0
|
|
Timbal
|
Mg/kg
|
Maks 1.0
|
|
Tembaga
|
Mg/kg
|
Maks 10
|
|
Seng
|
Mg/kg
|
Maks 40
|
|
Raksa
|
Mg/kg
|
Maks 0.04
|
|
Cemaran arsen
|
Mg/kg
|
Maks 0.5
|
|
Angka lempeng
total
|
Koloni/g
|
Maks 5 x 106
|
|
E.coli
|
APM/g
|
Maks 10
|
|
Kapang
|
Koloni/g
|
Maks 104
|
Sumber: Badan
Standardisasi Nasional 01-3727-1995
2.1.
Pati
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan
α-glikosidik, yang paling banyak dan luas terdapat di alam, sebagai karbohidrat
cadangan pangan pada tanaman. Pati dapat diperoleh dari berbagai macam
tanaman seperti umbi, biji, batang dan buah karena pada
dasarnya pati merupakan karbohidrat yang disimpan oleh tanaman sebagai sumber
cadangan energi. Berbagai macam pati
tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai atom karbonnya, serta lurus
atau bercabang rantai molekulnya. Komposisi utama pati adalah amilosa dan
amilopektin, dimana masing-masing memiliki sifat-sifat alami yang berbeda (Anonim, 2009). Dalam bentuk aslinya secara alami pati
merupakan butiran-butiran kecil yang sering disebut granula. Bentuk dan ukuran
granula merupakan karakteristik setiap jenis pati, karena itu digunakan untuk
identifikasi (Hill dan Kelley, 1942). Selain ukuran granula karakteristik lain
adalah bentuk, keseragaman granula, lokasi hilum, serta permukaan granulanya
(Hodge dan Osman, 1976).
Pati adalah karbohidrat yang berbentuk polisakarida
berupa polimer anhidro monosakarida dengan rumus umum (C6H110O5)n.
Komponen utama penyusun pati adalah amilosa dan amilopektin. Amilosa memiliki
490 unit glukosa per molekul dengan rantai lurus atau saling berkaitan melalui
ikatan 1-4 α glukosida, sedangkan amilopektin memiliki 22 unit glukosa per
molekul dengan ikatan rantai lurus 1-4 α glukosida dan rantai cabang 1,6-α
glukosida (Pomeranz, 1991). Komposisi amilosa dan amilopektin dapat dilihat
pada Tabel 6.
Tabel 8. Komposisi amilosa dan amilopektin
|
Properti
|
Amilosa
|
Amilopektin
|
|
Struktur umum
|
Lurus
|
Bercabang
|
|
Ikatan
|
α-1,4
|
α-1,4 dan α-1,6
|
|
Panjang
rantai rata-rata
|
~103
|
20-25
|
|
Derajat
polimerisasi
|
~ 103
|
104-105
|
|
Kompleks
dengan iod
|
Biru
(~650 nm)
|
Ungu-coklat (~550 nm)
|
Sumber: Pomeranz, 1991
Secara garis besar pati dapat dibedakan
atas :
1.
Amilosa
Sifat amilosa dapat
larut dalam air. Amilosa mempunyai struktur rantai yang lurus. Apabila kadar
amilosa tinggi maka pati akan bersifat kering, kurang lekat, dan cenderung
meresap air lebih banyak (higriskopis). Pada hidrolisism amilosa menghasilkan
maltosa disamping glukosa dan oligosakarida lainny. (Soebijianto, 1986). Secara umum, amilosa yang diperoleh dari umbi-umbian dan
pati batang mempunyai berat molekul yang lebih tinggi dibandingkan dengan
amilosa dari pati biji-bijian. Kemampuan amilosa untuk berinteraksi dengan
iodine membentuk kompleks berwarna biru merupakan cara untuk mendeteksi adanya
pati (Hoseney, 1998).
2.
Amilopektin
Amilopektin merupakan polimer yang mempunyai ikatan
α-(1,4) pada rantai lurusnya serta ikatan ß-(1,6) pada titik percabangannya.
Ikatan percabangan tersebut berjumlah sekitar 4-5 persen dari keseluruhan
ikatan yang ada pada amilopektin (Hodge dan Osman, 1976). Sifat amilopektin
tidak larut dalam air. Amilopektin mempunyai struktur rantai molekul yang
bercabang. Pada amilopektin sebagian dari molekul-molekul glukosa di dalam
rantai percabangannya saling berkaitan melalui gugus α-1,6. Ikatan α-1,6 sangat
sukar diputuskan, lebih-lebih dihidrolisis dengan katalisator asam. Amilopektin terdiri dari 300-500 unit glukosa, namun
glukosa yang dihubungkan dengan ikatan rantai α-1,4 hanya sekitar 25-30 unit
(Hoseney, 1998).
Amilopektin dan amilosa dapat dipisahkan dengan cara
melarutkannya dalam air panas di bawah suhu gelatinisasi. Fraksi terlarut dalam
air panas adalah amilosa dan fraksi tidak larut adalah amilopektin. Pada pati
serealia, amilopektin merupakan elemen dari struktur kristal (Hodge dan Osman,
1976).
2.1.1.
Pati Jagung (Amilum
maydis)
Pati memiliki karakteristik tertentu berdasarkan bentuk,
ukuran, distribusi ukuran, komposisi, dan kekristalan granulanya (Belitz dan
Grosch, 1999). Dalam bentuk aslinya secara alami, pati merupakan
butiran-butiran kecil yang disebut granula. Bentuk dan ukuran granula merupakan
karakteristik setiap jenis pati, karena itu dapat digunakan untuk identifikasi.
Selain ukuran granula, karakteristik lain adalah bentuk, keseragaman granula,
lokasi hilum, serta permukaan granulanya (Hodge dan Osman, 1976). Pati ini
dapat dimanfaatkan dalam pembuatan aneka produk pangan yang salah satunya
adalah pati jagung asam.
Pati jagung merupakan produk olahan jagung yang diperoleh
dari hasil penggilingan basah (wet milling) dengan cara memisahkan komponen-komponen
non pati seperti serat kasar, lemak, dan protein. Pati jagung merupakan salah
satu jenis bahan pengikat. Bahan pengikat berfungsi untuk menurunkan penyusutan
akibat pemasakan, memberi warna yang terang, meningkatkan elastisitas produk,
membentuk tekstur yang padat, dan menarik air dari adonan. Pati jagung juga
berfungsi sebagai bahan pengisi (Tanikawa dan Motohiro, 1985)
Pati jagung
mengandung 28% (w/w) amilosa dan 72% (w/w) amilopektin. Pati jagung berbentuk
bulat (polihedral) dan granulanya berukuran kurang lebih 15 μm. Granula pati
yang berukuran lebih kecil relatif kurang tahan terhadap perlakuan panas dan
air dibandingkan dengan granula pati yang lebih besar. Pati jagung terdiri dari
73% amilopektin dan 27% amilosa. Namun demikian, ada pula varietas jagung yang
tersusun seluruhnya (100%) dari amilopektin yaitu jenis waxy/glutinous corn.
Sebaliknya, varietas jagung yang dinamakan high-amylose corn mengandung
amilosa dalam jumlah yang tinggi (50-75%) (Mauro et al. 2003).
Pati jagung berbeda dengan tepung jagung yang kandungan
bahan kimianya masih lengkap. Perbedaan yang signifikan terutama pada kandungan
protein, lemak, dan kadar abu. Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen
utama yaitu amilosa, amilopektin, dan material antara seperti protein dan
lemak. Umumnya pati mengandung 12 – 30% amilosa, 75–80% amilopektin dan 5–10%
material antara. Struktur dan jenis material antara tiap sumber pati berbeda
tergantung sifat-sifat botani sumber pati tersebut (Manners, 1979).
Tabel 9.
Perbandingan Sifat Pati Jagung dan Tepung Jagung
|
Parameter
|
Satuan
|
Pati jagung *
|
Tepung jagung**
|
|
Kadar air
|
%
|
10.21
|
10.9
|
|
Kadar protein (b/b)
|
%
|
0.56
|
5.8
|
|
Kadar abu
|
%
|
0.05
|
0.4
|
|
Kadar lemak (b/b)
|
%
|
0.68
|
0.9
|
|
Karbohidrat by difference
|
%
|
88.5
|
82.0
|
|
Kandungan pati
|
%
|
98.01
|
68.2
|
|
pH (5% suspensi)
|
-
|
5.18
|
-
|
|
Residu SO2
|
ppm
|
9.21
|
-
|
|
Lolos ayakan 100 mesh
|
%
|
99.81
|
-
|
|
Viskositas
|
cps
|
900
|
-
|
|
Serat
|
%
|
-
|
7.8
|
Sumber: *) PT. Suba Indah Tbk (2004)
**) Juniawati
(2003)
2.1.2. Pati
Asam
Meyer (1982) mengatakan bahwa granula granula pati
terdiri dari lapisan tipis yang merupakan susunan melingkar dari
molekul-molekul pati yang membentuk Kristal - kristal kecil yang disebut
“mycelle”. Mycelle menyebabkan granula pati memiliki sifat birefringence,
yaitu sifat yang dapat merefleksikan atau memantulkan cahaya terpolarisasi
sehingga akan tampak seperti susunan kristal hitam putih di bawah mikroskop
(Whistler et al., 1994). Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen
utama yaitu amilosa, amilopektin dan material antara seperti, protein dan lemak
Umumnya pati mengandung 15–30% amilosa, 70–85% amilopektin dan 5–10% material
antara. Pati dalam tanaman jagung berupa granula-granula yang tidak larut dalam
air dingin dengan diameter 3-26 µm, namun rata-rata ukuran granula pati jagung
adalah 15 µm. (Greenwood dkk., 1979). Pati jagung mempunyai ukuran granula yang
cukup besar dan tidak homogen yaitu 1-7 μm untuk yang kecil dan 15-20 μm untuk
yang besar. Granula besar berbentuk oval polyhedral dengan diameter 6-30 μm
(Singh et al. 2005).
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan
α-glikosidik. Sifat pada pati tergantung panjang rantai karbonnya, serta lurus
atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua fraksi yaang dapat
dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak
terlarut disebut amilopektin (Hee-Joung An, 2005).
Pati jagung asam dibawah suhu gelatinisasi, pada suhu
sekitar 52oC. Reaksi dasar meliputi pemotongan ikatan
α-(1,4)-glukosidik dari amilosa α-(1,6)-D-glukosidik dari amilopektin, sehingga
ukuran molekul pati menjadi lebih rendah dan meningkatkan kecenderungan pasta
untuk membentuk gel. Pati asam memiliki viskositas pasta panas lebih rendah,
kecenderungan retrogradasi lebih besar, ratio viskositas pasta pati dingin dari
pasta pati panas lebih rendah, granula yang mengembang selama gelatinisasi
dalam air panas lebih rendah, peningkatan stabilitas dalam air hangat di bawah
suhu gelatinisasi (Klanarong Sriroth, 2002).
Gelatinisasi adalah proses pembentuknya gel yang diawali
dengan pengembangan granula pati. Pengembangan ini terjadi karena kemampuan
granula menyerap air. Secara alami pati tidak larut dalam air dingin tetapi
menyerap air kira-kira 25-30. Menurut McCready (1970), pada dasarnya proses
gelatinisasi terjadi melalui tiga fase yaitu: (1) air secara perlahan-lahan dan
bolak-balik berimbibisi ke dalam granula (2) ditandai dengan pengembangan
granula dengan cepat karena penyerapan air yang berlangsung cepat sehingga
kehilangan sifat birefringence (3) jika suhu terus naik, maka molekul amilosa
terdifusi keluar granula.
Suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat
granula pati pecah. Suhu gelatinisasi berbeda–beda bagi tiap jenis pati dan
merupakan suatu kisaran. Dengan viskometer suhu gelatinisasi dapat ditentukan,
misalnya pada jagung 62–70oC, beras 68-78oC gandum
54,5–64oC, kentang 58–66oC, dan tapioka 52– 64oC
(Winarno, 2002). Dengan adanya gelatinisasi, terjadi juga perubahan viskositas
pati. Viskositas adalah resistansi suatu cairan terhadap alirannya. Pemanasan
yang semakin lama akan mengakibatkan viskositasnya semakin tinggi. Pada saat
larutan pati mencapai suhu gelatinisasi maka granula-granula pati akan pecah
dan molekul-molekul pati keluar dan terlepas dari granula serta masuk dalam
sistem larutan. Hal ini menyebabkan viskositas. Amilosa dan amilopektin besar
pengaruhnya terhadap viskositas sistem dispersi pati dan air (Be Miller dan
Whistler, 1996).
Dengan adanya gelatinisasi, terjadi juga
perubahan viskositas pati. Viskositas adalah resistansi suatu cairan terhadap
alirannya. Pada saat larutan pati mencapai suhu gelatinisasi maka
granula-granula pati akan pecah dan molekul-molekul pati keluar dan terlepas
dari granula serta masuk dalam sistem larutan. Hal ini menyebabkan viskositas.
Amilosa dan amilopektin besar pengaruhnya terhadap viskositas sistem dispersi
pati dan air. Gugus hidroksil yang terletak pada salah satu ujung rantai
amilosa dan pada ujung rantai pokok amilopektin berperan dalam penarikan air
oleh pati karena gugus hidroksil dari pati akan tarik menarik dengan gugus
hidrogen dari air. Semakin rendah kadar amilosa dan amilopektin pada pati maka
gugus hidroksilnya akan turun sehingga akan menyebabkan gaya tarik-menarik
antara pati dengan air menjadi kecil sehingga viskositas yang dihasilkan juga
kecil. (Be Miller dan Whistler, 1996).
2.1.
Bakteri Asam Laktat (BAL)
Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri gram
positif berbentuk kokus atau batang, tidak membentuk spora, suhu optimum ± 40oC,
pada umumnya tidak motil, bersifat anaerob, katalase negatif dan oksidase
positif, dengan asam laktat sebagai produk utama fermentasi karbohidrat. Beberapa
produk makanan dan minuman fermentasi yang dibuat menggunakan bantuan BAL
adalah daging, sayuran roti, yoghurt, keju, mentega, sour
cream (susu asam), dan produk
fermentasi lainnya Dalam pengolahan makanan, BAL dapat melindungi dari
pencemaran bakteri patogen, meningkatkan nutrisi, dan berpotensi memberikan
dampa positif bagi kesehatan manusia (Chabela, dkk., 2001). Efek bakterisidal dari asam laktat berkaitan dengan
penurunan pH lingkungan menjadi 3 sampai 4,5 sehingga pertumbuhan bakteri lain termasuk
bakteri pembusuk akan terhambat (Amin dan Leksono, 2001). Pada umunya
mikroorganisme dapat tumbuh pada kisaran pH 6-8 (Buckle et al., 1987). Bakteri yang termasuk kelompok BAL adalah Aerococcus, Allococcus, Carnobacterium,
Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus,Leuconostoc, Pediococcus,
Streptococcus, Tetragenococcus, dan Vagococcus (Ali dan Radu, 1998).
BAL digunakan
secara alami pada makanan fermentasi sehubungan dengan timbulnya cita rasa asam
(asidifikasi) akibat dari produksi asam laktat dan asetat. Efek asam tersebut
diakibatkan adanya konversi karbohidrat selama fermentasi. Hal tersebut
merupakan karakteristik penting guna memperpanjang masa simpan dan keamanan
produk (Vuyst dan Vandamme, 1994). Perlindungan makanan dari kebusukan dan mikroorganisme
patogen oleh bakteri asam laktat (BAL) adalah melalui produksi asam organik,
hidrogen peroksida, diasetil ((Afrianto, dkk.,
2006), komponen anti jamur seperti asam laktat atau asam fenulaktik dan
bakteriosin (Vuyst dan Vandamme, 1994).
Spesies
bakteri yang berbentuk kokus adalah genus Streptococcus sp. dan Pediococcus
sp., bersifat paling toleran terhadap pH disbanding terhadap bentuk batang.
Secara umum BAL mempunyai toleransi terhadap kosentrasi asam tinggi, dan bakeri
asam laktat termasuk golongan osmotoleran yang mempunyai Aw minimal 0.95 untuk
pertumbuhannya, tetapi beberapa bakteri asam laktat mampu bertahan pada Aw
0.95. (Hadi dan Fardiaz. 1990).
2.1.1. Lactobacillus plantarum
Lactobacillus plantarum merupakan
salah satu jenis BAL homofermentatif dengan temperatur optimal lebih rendah
dari 37oC (Frazier dan Westhoff, 1998). L. plantarum berbentuk batang (0,5-1,5 s/d 1,0-10 µm) dan tidak
bergerak (non motil). Bakteri ini memiliki sifat katalase negatif, aerob atau
fakultatif anaerob mampu mencairkan gelatin cepat mencerna protein, tidak
mereduksi nitrat, toleran terhadap asam, dan mampu memproduksi asam laktat.
Dalam media agar, L. plantarum
membentuk koloni berukuran 2-3 mm, berwarna putih opaque, conveks, dan dikenal
sebagai bakteri pembentuk asam laktat (Kuswanto dan Sudarmadji, 1988).
L. plantarum mampu
merombak senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan hasil
akhirnya yaitu asam laktat. Menurut Buckle et
al. (1978) asam laktat dapat menghasilkan pH yang rendah pada substrat sehingga
menimbulkan suasana asam. L. plantarum
dapat meningkatkan keasaman sebesar 1,5 sampai 2,0% pada substrat (sarles et al., 1956). Dalam keadaan asam, L. plantarum memiliki kemampuan untuk
menghambat bakteri pathogen dan bakteri pembusuk (Jenie dan Rini, 1995).
Pertumbuhan L.
plantarum dapat menghambat kontaminasi dari mikrooganisme pathogen dan
penghasil racun karena kemampuannya untuk menghasilkan asam laktat dan
menurunkan pH substrat, selain itu BAL dapat menghasilkan hidrogen peroksida
yang dapat berfungsi sebagai antibakteri. (Suriawiria, 1983). L. plantarum juga mempunyai kemampuan
untuk menghasilkan bakteriosin yang berfungsi sebagai zat antibiotik (Jenie dan
Rini, 1995).
2.1.2. Lactobacillus bulgaricus
Lactobacillus plantarum merupakan
salah satu jenis BAL homofermentatif dengan temperatur optimal lebih rendah
dari 37oC (Frazier dan Westhoff, 1988). L. plantarum berbentuk batang (0,5-1,5 s/d 1,0-10 µm) dan tidak
bergerak (non motil). Bakteri ini memiliki sifat katalase negatif, aerob atau
fakultatif anaerob, mampu mencairkan gelatin, cepat mencerna protein, tidak
mereduksi nitrat, toleran terhadap asam, dan mampu memproduksi asam laktat.
Dalam media agar, L. plantarum
membentuk koloni berukuran 2-3 mm, berwarna putih opaque, conveks, dan dikenal
sebagai bakteri pembentuk asam laktat (Kuswanto dan Sudarmadji, 1988).
L. plantarum
mampu merombak senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan
hasil akhirnya yaitu asam laktat. Menurut Buckle et al. (1978) asam laktat dapat menghasilkan pH yang rendah pada
substrat sehingga menimbulkan suasana asam. L. plantarum dapat meningkatkan
keasaman sebesar 1,5 sampai 2,0% pada substrat (sarles et al., 1956). Dalam keadaan asam, L. plantarum memiliki kemampuan untuk menghambat bakteri pathogen
dan bakteri pembusuk (Delgado et al., 2001).
Pertumbuhan L. plantarum dapat menghambat
kontaminasi dari mikrooganisme pathogen dan penghasil racun karena kemampuannya
untuk menghasilkan asam laktat dan menurunkan pH substrat, selain itu BAL dapat
menghasilkan hidrogen peroksida yang dapat berfungsi sebagai antibakteri
(Suriawiria, 1983). L. plantarum juga
mempunyai kemampuan untuk menghasilkan bakteriosin yang berfungsi sebagai zat
antibiotik (Jenie dan Rini, 1995).
2.2.
Gluten
Gluten adalah sejenis protein yang
biasanya terdapat dalam tepung-tepungan. Gluten adalah campuran amorf (bentuk tak beraturan) dari protein
yang terkandung bersama pati dalam endosperma (dan juga tepung yang dibuat
dirinya) beberapa serealia, terutama gangum i gandum hitam, dan jelai . Dari ketiganya, gandumlah yang paling
tinggi kandungan glutennya. Kandungan gluten dapat mencapai 80% dari total
protein dalam tepung. Jadi bila kita makan makanan dari produk gandum, maka
otomatis kita juga mengkonsumsi gluten. Gluten
adalah protein yang dibentuk oleh ikatan dari
dua protein lain, gliadin dan glutenin, dan umumnya ditemukan dalam gandum,
gandum adalah protein bersifat lengket dan elastis yang terkandung di dalam
beberapa jenis serealia, terutama gandum, jewawut (barley), rye, dan sedikit
terkandung dalam oats. Karena itu, gluten terkandung dalam roti, biskuit,
pasta, sereal untuk sarapan (breakfast cereal), mie dan semua jenis makanan
yang terbuat dari tepung terigu. Sedangkan beras dan jagung tidak mengandung
gluten. Dalam proses pembuatan roti, gluten bermanfaat untuk mengikat dan
membuat adonan menjadi elastis sehingga mudah dibentuk (Winarno dan Pujaatmaka,
1998).
Gluten adalah suatu senyawa pada tepung terigu yang
bersifat kenyal dan elastis, yang diperlukan dalam pembuatan roti agar dapat
mengembang dengan baik, yang dapat menentukan kekenyalan mie serta berperan
dalam pembuatan kulit martabak telur supaya tidak mudah robek. Umumnya
kandungan gluten menentukan kadar protein tepung terigu, semakin tinggi kadar
gluten, semakin tinggi kadar protein tepung terigu tersebut. Kadar gluten pada
tepung terigu, yang menentukan kualitas pembuatan suatu makanan, sangat
tergantung dari jenis gandumnya (http://www.bogasari.com., 2011).
Protein yang terdapat dalam tepung terigu tidak terlarut
didalam air. Protein-protein yang tidak larut dalam air ini disebut gliadin dan
glutein. Glutein adalah bentuk dari protein yang tidak larut didalam air
jika tepung dipanaskan dan dicampurkan dengan air. Glutein bisa diekstrak
dengan cara mencucinya dengan air hingga patinya hilang (Parker, 2003). Tepung
terigu yang digunakan juga mempengaruhi sifat-sifat seprti volume, warna kulit
yang golden brown, warna remah (clumb) roti, tekstur dan rasa roti
(Anonim, 2006).
