Senin, 28 Oktober 2013

proporsi pati jagung asam dan T. terigu dalam pembuatan roti tawar serta analisa kelayakan usaha



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).