proposal penelitian 2015 (erdita aprilia yuga pamujo & joe epridoena sinulingga) (revisi rabu)
DESCRIPTION
aaaaaaaTRANSCRIPT
PROPOSAL PENELITIAN
OPTIMASI SIFAT PSIKOKIMIA, RHEOLOGI DAN SWELLING POWER PADA
KANDUNGAN PATI TEPUNG DAN PILUS TAPIOKA MELALUI INOVASI
ROTARY SINAR UV DAN METODE HIDROLISIS ASAM LAKTAT
Disusun Oleh :
ERDITA APRILIA YUGA PAMUJO 21030113120018/ 2013
JOE EPRIDOENA SINULINGGA 21030113130118/ 2013
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2016
ii
HALAMAN PENGESAHAN
PROPOSAL PENELITIAN
Nama/ NIM : Erdita Aprilia Yuga Pamujo/ 21030113120018
Nama/ NIM : Joe Epridoena Sinulingga/ 21030113130118
Judul : Optimasi Sifat Psikokimia, Rheologi dan Swelling Power Pada
Kandungan Pati Tepung dan Pilus Tapioka Melalui Inovasi Rotary
Sinar UV dan Metode Hidrolisis Asam Laktat
Semarang, Februari 2016
Telah Menyetujui
Dosen Pembimbing
Dr.rer.nat. Siswo Sumardiono, ST, MT
NIP. 197509157000121001
iii
RINGKASAN
Indonesia adalah negara pengimport gandum terbesar kedua di dunia setelah Mesir
dengan rata-rata volume impor diatas 5 juta ton per tahun. Menurut survey yang dilakukan
oleh Central Data Mediatama Indonesia menyatakan bahwa kebutuhan tepung terigu di
Indonesia mencapai 6,2 juta ton per tahun yang dipenuhi oleh 22 perusahaan tepung terigu di
Indonesia. Disamping itu, Indonesia menyimpan begitu besar potensi produksi tepung tapioka
dari hasil panen singkong tahuanan yang dilakukan. Tercatat pada tahun 2013, Indonesia
memiliki data sementara sekitar 1,1 juta hektar lahan untuk penanaman singkong yang
menghasilkan 23,8 juta ton singkong. Industri tepung tapioka merupakan industri yang
memiliki peluang dan proyek pengembangan yang baik untuk memenuhi permintaan pasar.
Perbedaan kandungan amilosa dan amilopektin pada tepung akan sangat mempengaruhi
tekstur dan karakteristik produk olahan yang akan dihasilkan, karena itu masih sulit untuk
menggantikan tepung terigu dengan tepung lain, termasuk menggantikannya dengan tepung
tapioka. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk melakukan modifikasi dalam tujuan
untuk memperbaiki sifat tepung tapioka adalah dengan memanfaatkan metode hidrolisis asam
laktat dan dilanjutkan dengan radiasi sinar UV melalui alat jenis rotary. Kombinasi metode
ini akan menghasilkan depolimerisasi parsial molekul pati, yang menyebabkan perubahan
struktur molekul pati dan peningkatan daya baking ekspansinya. Pretreatment bahan
dilakukan dengan mencampurkan tepung tapioka dengan asam laktat dengan variasi
konsentrasi 2,5 % dan 4 %. Sementara proses radiasi dengan menggunakan rotary UV dengan
melakukan variasi terhadap suhu udara kering masuk (50oC, 60
oC, 70
oC), kecepatan putar (10
dan 30 rpm) serta kapasitas umpan (250 gram dan 400 gram). Analisis Psikokimia dan
Rheologi dilakukan dengan melakukan uji viskositas, uji densitas, uji swelling power, %
kelarutan (solubility), baking expansion, spesific volume, analisa struktur, analisa SEM,
analisa FTIR, serta analisa baking expansion pada produk pilus. Berdasarkan hasil analisis
tersebut, akan diperoleh variabel optimum terhadap percobaan sehingga dapat menghasilkan
produk tapioka maupun pilus yang optimal. Diharapkan, melalui hasil penelitian ini, produk
tapioka termodifikasi akan semakin mudah untuk diperoleh dan dilakukan sehingga dapat
digunakan sebagai agen substitusi tepung terigu secara berkelanjutan.
iv
KATA PENGANTAR
Segala Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga Proposal Penelitian Jurusan Teknik Kimia yang
berjudul “OPTIMASI SIFAT PSIKOKIMIA, RHEOLOGI DAN SWELLING POWER
PADA KANDUNGAN PATI TEPUNG DAN PILUS TAPIOKA MELALUI INOVASI
ROTARY SINAR UV DAN METODE HIDROLISIS ASAM LAKTAT” dapat
terselesaikan dengan baik.
Atas terselesaikannya proposal ini, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
beberapa pihak, di antaranya adalah :
1. Bapak Dr. Ing. Asnawi, ST selaku Pembantu Dekan III Fakultas Teknik Universitas
Diponegoro
2. Bapak Dr. Siswo Sumardiono, ST., MT selaku Dosen Pembimbing.
3. Bapak, Ibu, dan segenap keluarga dari penulis yang senantiasa mendukung dan
mendoakan.
4. Segenap keluarga besar mahasiswa S1 Teknik Kimia UNDIP atas kerjasama dan
dukungannya.
5. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu.
Diharapkan bahwa Proposal Penelitian Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia ini dapat
memberikan sumbangan pikiran yang mampu memberikan dampak baik bagi masyarakat
Indonesia, khususnya untuk kebutuhan tepung tapioka dengan sifat yang lebih unggul dan
menjadi tepung substitusi tepung terigu. Masukan yang bersifat membangun juga diharapkan
untuk kesempurnaan gagasan yang diajukan. Semoga proposal ini dapat memberikan manfaat
bagi kita semua. Amin.
Semarang, Februari 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI
Cover ..................................................................................................................................... i
Lembar Pengesahan .............................................................................................................. ii
Ringkasan ............................................................................................................................. iii
Kata Pengantar ..................................................................................................................... iv
Daftar Isi ............................................................................................................................... v
Daftar Tabel ........................................................................................................................ vii
Daftar Gambar ................................................................................................................... viii
Daftar Lampiran ................................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ..................................................................................................... 5
1.3. Tujuan penelitian ....................................................................................................... 6
1.4. Manfaat Penelitian .................................................................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ubi Kayu .................................................................................................................... 8
2.2 Tepung Tapioka ....................................................................................................... 10
2.3 Pati ............................................................................................................................ 12
2.4 Pilus .......................................................................................................................... 14
2.5 Modifikasi Pati ......................................................................................................... 14
2.6 Metode Modifikasi Pati
2.6.1 Hidrolisis Asam .............................................................................................. 15
2.6.2 Hidrolisis Enzim ............................................................................................ 18
2.6.3 Modifikasi Ikatan Silang (Cross-linking) ....................................................... 20
2.6.4 Oksidasi Pati .................................................................................................. 22
2.6.5 Modifikasi Tapioka dengan Radiasi Sinar UV (Ultra Violet) ....................... 23
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Kerangka Berpikir .................................................................................................... 27
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan yang Digunakan .................................................................................. 28
3.2.2 Alat yang Digunakan ..................................................................................... 28
3.3 Penetapan Variabel
3.3.1 Variabel Tetap ............................................................................................... 28
vi
3.3.2 Variabel Berubah .......................................................................................... 29
3.3.3 Variabel yang Diamati (Respon) .................................................................... 29
3.4 Rancangan Penelitian ............................................................................................... 31
3.5 Prosedur Penelitian ................................................................................................... 31
BAB IV JADWAL KEGIATAN
4.1 Jadwal Kegiatan Penelitian ..................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 36
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Luas Panen dan Produksi Ubi Kayu di Indonesia ................................................. 8
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Ubi Kayu .................................................................................. 9
Tabel 2.3 Kandungan Nutrisi Pada tepung Tapioka ........................................................... 10
Tabel 2.4 Komposisi Kimia Tepung Tapioka ...................................................................... 10
Tabel 2.5 Syarat Mutu Tepung Tapioka Menurut SNI 01-3451-1994 ................................ 11
Tabel 2.6 Standar Kehalusan Tepung Tapioka .................................................................... 12
Tabel 2.7 Hubungan Aktivitas Asam dengan Suhu dan Waktu Reaksi ............................... 16
Tabel 2.8 Penelitian Terdahulu Modifikasi Tepung Tapioka .............................................. 25
Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan Penelitian ................................................................................. 35
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Kimia Amilosa dan amilopektin dalam Pati ..................................... 13
Gambar 3.1 Skema Kerangka Berpikir ................................................................................ 27
Gambar 3.2 Skema Rangkaian Alat ..................................................................................... 28
Gambar 3.3 Rancangan Diagram Alir Penelitian ................................................................ 31
ix
DAFTAR LAMPIRAN
A. Biodata Dosen Pembimbing ......................................................................................... A
B. Biodata Penulis ............................................................................................................. D
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia adalah negara pengimport gandum terbesar kedua di dunia setelah Mesir
dengan rata-rata volume impor diatas 5 juta ton per tahun. Menurut United State department
of Agriculture (USDA) pada tahun 2011, volume import gandum Indonesia mencapai 6,7 juta
ton, kemudian mengalami peningkatan pada tahun 2012 sebanyak 7,1 juta ton dan pada tahun
2013 mencapai 8 juta ton. Tingginya import gandum tersebut disebabkan karena tidak adanya
produksi gandum di dalam negeri. Besarnya kebutuhan gandum dalam negeri terjadi seiring
dengan peningkatan permintaan tepung terigu masyarakat Indonesia dari 9.00 kg per kapita
pada tahun 1990 menjadi 19,72 kg per kapita hingga akhir tahun 2012. Menurut survey yang
dilakukan oleh Central Data Mediatama Indonesia (CDMI, 2013) menyatakan bahwa
kebutuhan tepung terigu di Indonesia mencapai 6,2 juta ton per tahun yang dipenuhi oleh 22
perusahaan tepung terigu di Indonesia.
Pada tahun 2015, industri tepung terigu yang memenuhi kebutuhan tepung terigu di
Indonesia mengalami peningkatan menjadi 29 perusahaan yang terdiri dari 25 perusahaan
terpusat di pulau Jawa dan 4 perusahaan yang terdapat di luar pulau Jawa dengan kapasitas
perusahaan yang terpakai sebesar 60% (APINDO, 2014). Menurut APTINDO (2014),
Konsumsi tepung terigu pada tahun 2014 mencapai 2,79 juta mega ton denganwheat
equivalent sebesar 3,7 juta mega ton dan peningkatan sebesar 5,4% dibandingkan pada tahun
2013. Pasokan tepung terigu untuk memenuhi kebutuhan konsumsi masyarakat Indonesia
berasal dari pasokan domestik sebesar 96,5% dan pasokan import sebesar 3,5%. Pada awal
tahun 2014, total import gandum Indonesia sebanyak 1,5 juta mega ton dengan total harga
sebesar 497,5 juta USD. Berdasarkan data import gandum Indonesia pada tahun 2012 hingga
tahun 2014 menunjukkan bahwa 55,4% gandum yang akan diolah menjadi tepung terigu di
Indonesia berasal dari Australia dengan harga sebsar 272,6 juta USD. Sedangkan, total
import tepung terigu Indonesia pada awal tahun 2014 mencapai 44,6 ribu mega ton dengan
total harga import sebesar 16,5 juta USD. Sebanyak 50,4% tepung terigu di Indonesia di
import dari Turki dengan harga import sebesar 7,3 juta USD. Berdasarkan hasil survey
APTINDO (2014), biaya PPN yang harus ditanggung oleh pemerintah Indonesia untuk
melakukan import gandum sebanyak 6,3 ribu mega ton yaitu sebesar 232,9 miliar rupiah
untuk setiap 38 kg gandum.
2
Gandum (Triticum aestivum) sebagai tanaman subtropik telah menjadi pangan
alternatif di negara-negara tropis. Hal ini terlihat dari volume import biji dan tepung gandum
yang terus meningkat dari tahun ke tahun. Masuknya komoditas gandum ke Indonesia sudah
berlangsung jauh sebelum masa kemerdekaan. Para pedagang atau saudagar membawanya
dari Timur Tengah, Afrika, dan Australia. Biji-bijian gandum dibutuhkan sebagai roti, pilus,
bahan baku mie dan produk makanan olahan lainnya. Pasca kemerdekaan, gandum masih
harus didatangkan dari luar negeri, terutama Australia karena lebih dekat dan harganya lebih
murah. Hingga kini pengembangan gandum di Indonesia masih menghadapi kendala, yakni
nilai kompetitif yang lebih kecil dibanding tanaman yang lain seperti komoditas hortikultura,
walaupun hasilnya mencapai 5,5 ton/ha biji kering pada kadar air 15% (Amin dkk., 2013).
Produksi ubi kayu (Manihot escuienta crantz) di Indonesia pada periode 2004-2010,
berkisar antara 17,5 juta ton sampai 23,9 juta ton. Sepertiga dari total produksi tersebut
berasal dari Lampung, diikuti oleh Jawa Timur, Jawa Tengah, Jawa Barat, Daerah Istimewa
Yogyakarta dan Nusa Tenggara Timur (Badan Pusat statistik, 2011). Pada tahun 2012,
provinsi Lampung memiliki luas panen, produktivitas, dan produksi singkong masing-masing
sebesar 324,749 hektar; 258,57 kuintal/ha; dan 8,4 juta ton, kemudian diikuti oleh Jawa
Timur yang memiliki luas panen 189.982 hektar; produktivitas 223,50 kuintal/ha; dan
produksi 4,3 juta ton singkong (Badan Pusat statistik, 2012). Pada tahun 2013, Indonesia
memiliki data sementara sekitar 1,1 juta hektar lahan untuk penanaman singkong yang
menghasilkan 23,8 juta ton singkong. Sedangkan untuk provinsi Lampung sendiri memiliki
314,6 ribu hektar lahan untuk penanaman singkong yang menghasilkan 8,2 juta ton singkong
(Badan Pusat statistik, 2013).
Industri tepung tapioka merupakan industri yang memiliki peluang dan proyek
pengembangan yang baik untuk memenuhi permintaan pasar. Industri tepung tapioka
termasuk industri hilir, dimana industri ini melakukan proses pengolahan dari bahan baku
singkong yang berasal dari petani menjadi tepung tapioka (Rochaeni dkk., 2007).
Perkembangan industri tapioka berbahan baku singkong di Indonesia semakin meningkat,
baik industri besar maupun skala rumah tangga. Pemerintah Indonesia diminta untuk
mendorong eksport tapioka ke pasar China yang membutuhkan sedikitnya 5 juta ton per
tahun. Permintaan tapioka ke China tersebut merupakan peluang bagi Indonesia untuk
menggerakkan industri kecil di dalam negeri, mengingat potensi bahan baku cukup berlimpah
(Husniati dan Wisnu., 2012). Tepung tapioka pada umumnya dibagi menjadi dua, yaitu
tepung tapioka kasar dan tepung tapioka halus (Koswara, 2009). Tapioka kasar adalah tepung
tapioka yang masih mengandung gumpalan dan butiran ubi kayu yang masih kasar,
3
sedangkan tapioka halus merupakan hasil pengolahan lebih lanjut dan tidak mengandung
gumpalan lagi (Husniati dan Wisnu., 2012).
Tepung tapioka mengandung 17 % amilosa dan 83 % amilopektin (Rickard et
al.,1992; Santayanon dan Wootthikanokkhan,2002; Robota et al.,2011), sedangkan tepung
terigu mengandung 25 % amilosa dan 75 % amilopektin (Belitz dan Grusch,1987; Majtoobi
et al.,2002). Perbedaan kandungan amilosa dan amilopektin pada tepung akan sangat
mempengaruhi tekstur dan karakteristik produk olahan yang akan dihasilkan (Xie et al.,
2009), karena itu masih sulit untuk menggantikan tepung terigu dengan tepung lain, termasuk
menggantikannya dengan tepung tapioka. Tepung tapioka sampai saat ini masih digunakan
sebagai bahan pengental dan gel pada beberapa industri dan aplikasi untuk makanan
(Jurislave et al., 2006). Di dalam beberapa aplikasinya diketahui bahwa sifat dari pati alami
belum optimal, sehingga pati digunakan bersamaan dengan aditif yang bermacam-macam dan
berbagai komposisi atau dimodifikasi dengan tujuan untuk mengubah dan memperbaiki
fungsinya (Ortega-Ojeda dan Eliason, 2001). Terlepas dari sumber perolehannya yang sangat
tinggi, sampai saat ini tepung tapioka masih memiliki banyak kendala dalam aplikasinya di
industri karena sifatnya ataupun ketidakmampuannya untuk bertahan pada temperatur yang
ekstrem (memiliki ketahanan panas yang rendah) (Singh et al., 2007), sangat mudah untuk
mengalami retrograsi, kehilangan viskositas, kecenderungan untuk mengalami sintesis dan
meningkatnya kekentalan ketika dilakukan pemasakan dan penyimpanan pada pH yang
rendah. Pati alami juga menghasilkan pasta yang kurang stabil dan dapat menurunkan jangka
waktu penyimpanannya sehingga menimbulkan pengkerutan hingga dapat melepaskan air
(Akpa dan Dagde, 2012).
Apabila dibandingkan dengan sifat yang terdapat pada tepung tapioka, tepung terigu
mempunyai kadar protein yang tinggi sehingga tepung ini akan memerlukan banyak air agar
gluten yang terbentuk dapat menyimpan gas sebanyak-banyaknya (Mudjajanto dan Yulianto,
2004). Keistimewaan tepung terigu dibandingkan dengan tepung tapioka diantaranya ialah
kandungan gluten yang merupakan protein yang menggumpal, elastis serta mudah
mengembang bila dicampurkan dengan air (Hanafi, 1999; Sigh et al., 2013). Gluten
digunakan sebagai bahan tambahan untuk mempertinggi kandungan protein dalam roti, pilus,
maupun produk olahan lainnya. Biasanya mutu terigu yang dikehendaki adalah terigu yang
memiliki kadar air 14 %, kadar protein 8-12 %, kadar abu 0,25-0,60%, dan gluten basah 24-
36 % (Astawan, 2004). Hal yang membedakan protein tepung terigu dengan tepung tapioka
adalah apabila dicampur dengan air pada perbandingan tertentu, maka protein ini akan
membentuk suatu massa koloidal yang plastis. Hal tersebut dapat menahan gas dan akan
4
membentuk suatu struktur spons bila di panggang untuk mencapai kehalusan yang diinginkan
(Dasnosier, 1988).
Modifikasi tepung tapioka secara umum terdiri dari 4 metode (Kaur et al., 2011),
yaitu secara kimia (Eguchi et al., 2013; Atichokudomchai dan Varavinit, 2002;
Atichokudomchai et al.,2004), fisik (Ren et al., 2009; Han et al., 2012), enzimatis (Le et al.,
2008; Chen et al., 2011; Udomrati dan Gohtani, 2013), dan genetik (Bird et al., 2000; Morell
et al., 2003 ). Penelitian terdahulu tentang modifikasi tepung tapioka, diantaranya
Atichokudomchai melakukan penelitian modifikasi tapioka dengan cara menghidrolisanya
menggunakan asam laktat dan asam klorida kemudian diamati perubahan struktur kristal pati
yang terbentuk (Atichokudomchai et al., 2004). Adil Gani melakukan modifikasi pada pati
dengan menggunakan radiasi sinar gamma terhadap sifat psikokimia serta morfologi dari pati
tersebut. Percobaan tersebut dilakukan dengan memvariasikan panjang gelombang sinar
sebesar 5, 10, 20 kGa (Gani et al., 2012). Modifikasi tapioka dengan memanfaatkan proses
esterifikasidengan menggunakan senyawa octenyl succinic anhydride juga telah dilakukan.
Shan-Shan Shi telah melakukan investigasi ini dengan memvariasikan efek dari perubahan
konsentrasi pati, pH, temperatur, waktu reaksi, jenis pati, dan konsentrasi OSA (Octenyl
Succinic Anhydride) terhadap produksi glukosa pada pati (Shan-Shan Shi & Guo-Qing He,
2012). Hidrolisis dengan menggunakan prinsip enzimatis juga kerap dilakukan. Rocha
melakukan modifikasi terhadap tepung tapioka dengan menggunakan enzim α – amylase
pada suhu 37 oC selama 48 jam, kemudian dianalisis struktur molekulnya dengan
menggunakan X-ray (Rocha et al., 2010). Hebeish pada tahun 2015 melakukan modifikasi
tepung tapioka dengan memanfaatkan prinsip oksidasi simultan dengan menambahkan
amonium persulfat (2,5 gm APS/ 1 kg tepung tapioka) serta dilakukan pemanasan hingga
suhu 95 oC selama 30 menit (Hebeish et al., 2015). Pengembangan proses inovatif terhadap
modifikasi tepung tapioka dengan reaksi hidrolisis asam laktat dan reaksi fotokimia UV
sebagai katalis telah dilakukan oleh Pudjihastuti dan Sumardiono, hasilnya bahwa
penambahan radiasi sinar UV mampu meningkatkan daya kembang adonan tepung tapioka
(Pudjihastuti dan Sumardiono, 2011).
Selain berbagai metode yang telah dipaparkan sebelumnya, modifikasi tepung tapioka
dengan menggunakan perpaduan hidrolisa asam laktat dan pengeringan merupakan salah satu
metode yang cukup sering dilakukan oleh para ahli dengan menggunakan berbagai senyawa
kimia sebagai agen pereaktan. Reaksi hidrolisa asam laktatbertujuan untuk memperbaiki dan
meningkatkan kualitas gizi dan sifat piskokimia tepung tapioka. Sementara pengeringan
dilakukan dengan menggunakan alat rotary yang memanfaatkan sinar UV dalam upaya
5
depolimerisasi molekul pati. Sinar UV akan menghasilkan radikal bebas yang mampu
mengatur kembali struktur rantai cabang amilopektin dan memotong rantai panjang amilosa,
sehingga akan mengubah komposisi amilosa dan amilopektin yang terkandung di tepung pati
(Merlin dan Fouassier, 1981). Perubahan struktur yang terjadi akan meningkatkan kelarutan
tepung di dalam air (Gholap et al., 1993), dan akan mengurangi nilai viskositas struktur gel
pasta yang terbentuk bila dipanaskan (Fiedorowicz., 1999). Modifikasi pati menggunakan
radiasi sinar UV telah mengalami perkembangan, salah satunya dikombinasikan dengan
metode lain diantaranya dengan hidrolisa asam laktat. Kombinasi metode ini akan
menghasilkan depolimerisasi parsial molekul pati (Vatanasuchart et al., 2005), yang
menyebabkan perubahan struktur molekul pati dan peningkatan daya baking ekspansinya.
Perlu diperhatikan energi dari radiasi sinar UV, apabila energi terlalu besar akan
menghancurkan struktur amilosa dan akan menurunkan nilai derajat polimerisasi tepung pati.
Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan untuk melakukan modifikasi sifat tepung
tapioka dengan menggunakan perpaduan metode hidrolisa asam laktat dan pengeringan
menggunakan rotary sinar UV. Metode ini mampu mengatasi kekurangan penelitian
sebelumnya, yang membutuhkan waktu yang sangat lama dalam pengeringan dan
menghasilkan konversi yang rendah pada produk tapioka termodifikasi yang dihasilkan.
Proses ini akan memanfaatkan mesin rotary dalam proses pengeringan. Penelitian ini
diharapkan dapat menghasilkan produk pati termodifikasi dengan spesifikasi produk yang
mampu digunakan sebagai substitusi tepung terigu. Tapioka yang dimodifikasi ini nantinya
dapat digunakan untuk bahan baku produksi pilus sehingga import gandum bisa dikurangi.
Import gandum mengalami kenaikan setiap tahunnya dan harganya saat ini sudah tidak
rasional lagi, sehingga kita harus mencari inovasi teknologi dengan memanfaatkan sumber
daya lokal yang ada. Sehingga pada akhirnya mampu membuat Indonesia mencapai
ketahanan pangan nasional.
1.2. Rumusan Masalah
Pilus adalah salah satu jenis makanan yang selama ini banyak dikonsumsi manusia.
Pilus terbuat dari tepung terigu atau gandum yang telah digoreng, di mana pada saat ini
Indonesia adalah negara pengimport gandum terbesar keenam di dunia. Padahal di lain pihak
Indonesia adalah negara penghasil dan pengeksport tepung tapioka terbesar di dunia (Biro
Pusat Statistik, 2012). Untuk memanfaatkan potensi yang ada di Indonesia, peran tapioka ini
dapat menggantikan kebutuhan tepung terigu yang cukup besar di Indonesia. Oleh sebab itu,
6
dibuatlah suatu teknologi rekayasa yang bisa mengubah sifat karakteristik tepung tapioka
yang setara dengan terigu. Salah satu metode yang cukup potensial untuk dikembangkan
adalah hidrolisa asam laktat dengan pengeringan sistem rotary radiasi sinar Ultra Violet.
Penggunaan sistem pengeringan dengan sinar Ultra Violet bisa diterapkan dalam bentuk
rotary sinar UV dan dilengkapi input udara pengering. Pengeringan tepung tapioka hasil
hidrolisis asam laktat dalam pengering rotary UV akan memberikan bidang luas kontak yang
lebih besar, sehingga diharapkan akan menghasilkan produk yang seragam dan waktu
pengeringan yang lebih singkat. Pada penelitian ini akan dilakukan hidrolisa asam laktat serta
pengeringan dengan sistem rotary yang dilengkapi sinar lampu UV yang diharapkan
memberikan waktu yang lebih singkat untuk memperoleh hasil pati modifikasi, dengan
karakteristik psikokimia, rheologi dan daya kembang pati yang bisa dipakai sebagai
substitusi atau pengganti gandum tepung terigu dalam pembuatan pilus. Penelitian ini akan
menganalisa dan mengkaji pengaruh variabel konsentrasi asam laktat pada proses hidrolisa,
suhu udara kering yang masuk, lamanya waktu pengeringan terhadap karakteristik tapioka
modifikasi yang dihasilkan dan akan dibandingkan dengan karakteristik tepung terigu.
1.3. Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini diantaranya yaitu :
1. Mengkaji pengaruh konsentrasi asam laktat pada proses hidrolisa terhadap sifat
psikokimia, rheologi dan daya kembang dari tepung tapioka
2. Mengkaji pengaruh suhu udara kering yang masuk ke rotary sinar Ultra Violet
terhadap sifat psikokimia, rheologi dan daya kembang dari tepung tapioka hasil
modifikasi hidrolisa asam laktat
3. Mengkaji pengaruh kapasitas umpanpada rotary sinar Ultra Violet terhadap sifat
psikokimia, rheologi dan daya kembang dari tepung tapioka hasil modifikasi hidrolisa
asam laktat
4. Mengkaji pengaruh kecepatan putarrotary sinar Ultra Violet terhadap sifat
psikokimia, rheologi dan daya kembang dari tepung tapioka hasil modifikasi hidrolisa
asam laktat
5. Membandingkan sifat psikokimia, rheologi dan daya kembang antara tepung tapioka
hasil modifikasi hidrolisa asam laktat dan pengering rotary sinar UV dengan tapioka
belum termodifikasi
7
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini akan menghasilkan data-data sifat psikokimia serta rheologi tapioka
termodifikasi dengan kombinasi proses hidrolisa asam laktat pada berbagai konsentrasi asam
laktat dan variasi suhu pengeringan, kapasitas, kecepatan putar dengan sistem rotary sinar
Ultra Violet. Diharapkan hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan oleh berbagai pihak terutama
industri makanan yang berbahan dasar tepung tapioka maupun gandum agar dapat
menghasilkan produk yang lebih berkualitas.
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ubi Kayu
Ubi kayu (Manihot exculenta crantz), merupakan bahan pangan utama ketiga di
Indonesia setelah padi dan jagung. Menurut BPS (2009), produksi ubi kayu di Indonesia
mengalami peningkatan yang cukup pesat dari tahun 2005-2009, yaitu sebesar 19,3 juta ton
pada tahun 2005 menjadi 21,7 juta ton pada tahun 2009, atau mengalami peningkatan sebesar
11,32%. Ubi kayu berasal dari benua Amerika, tepatnya dari negara Brasil. Penyebarannya
hampir ke seluruh dunia, antara lain Afrika, Madagaskar, India, danTiongkok. Ubi kayu
diperkirakan masuk ke Indonesia pada tahun 1852 (Hambali, 2007).Pada tahun 1983, luas
panen ubi kayu mencapai 1,45 juta hektar dengan jumlah produksi 13,8 juta ton atau rata-rata
hasil produksi 9,5 ton/ha (Barret & Damardjati., 1984). Potensi pengembangan ubi kayu di
Indonesia sangat besar karena prodzuksinya dari tahun ke tahun semakin meningkat seperti
disajikan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Luas Panen dan Produksi Ubi Kayu di Indonesia
Tahun Luas Panen (ha) Produksi (ton)
2000 1.284.040 16.089.020
2001 1.317.912 17.054.648
2002 1.276.533 16.912.901
2003 1.244.543 18.523.810
2004 1.255.805 19.424.707
2005 1.213.460 19.321.183
2006 1.227.459 19.986.640
2007 1.201.481 19.988.058
2008 1.193.319 21.593.053
2009 1.194.181 21.786.691
Sumber: Departemen Pertanian (2009)
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu tanaman tropis yang
paling berguna dan secara luas dimanfaatkan sebagai sumber kalori yang murah (Rasulu dkk.,
2012). Namun, ubi kayu mengandung asan sianida (HCN) yang bersifat toksik, sehingga
masalah penurunan kadar HCN menjadi perhatian utama dalam pemanfaatan ubi kayu
(Kobawila et al., 2005; Adamafio et al., 2010).Pada umumnya, umbi ubi kayu dimanfaatkan
9
sebagai bahan pangan sumber karbohidrat (54,2%), industri tepung tapioka (19,70%), industri
pakan ternak (1,80%), industri non pangan lainnya (8,50%) dan sekitar 15,80% dieksport
(Andrizal, 2003).Berdasarkan sifat fisik dan kimia, ubi kayu merupakan umbi atau akar
pohon yang panjang dengan rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan panjang 50-80 cm,
tergantung dari jenis ubi kayu yang ditanam. Sifat fisik dan kimia ubi kayu sangat penting
artinya untuk pengembangan tanaman yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Karakterisasi
sifat fisik dan kimia ubi kayu ditentukan olah sifat pati sebagai komponen utama dari ubi
kayu. Ubi kayu tidak memiliki periodematang yang jelas karena ubinya terus membesar
(Rubatzky and Yamaguchi, 1998).Akibatnya, periode panen dapat beragam sehingga
dihasilkan ubi kayu yang memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda – beda. Sifat fisik dan
kimia pati seperti bentuk dan ukuran granula, kandungan amilosa dan kandungan komponen
non pati sangat dipengaruhi oleh faktor genetik, kondisi tempat tumbuh dan umur tanaman
(Moorthy, 2002).
Ubi kayu sebagai bahan baku energi alternatif hanya memiliki kadar karbohidrat
sekitar 32-37% dan kadar pati sekitar 83,8% setelah diproses menjadi tepung. Jenis
polisakarida yang menyusun umbi ubi kayu antara lain pati, selulosa dan hemiselulosa
(Winarno 1992). Komposisi kimia ubi kayu disajikan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Ubi Kayu
Komponen Komposisi
Ubi Kayu Segar (a) Tepung Ubi Kayu (b)
Air 57,00 8,65
Abu 2,46 2,55
Lemak - 6,54
Protein - 1,81
Karbohidrat (by difference)
Pati
Serat Kasar
Selulosa
Hemiselulosa
Lignin
85,86
74,81
11,05
80,45
62,54
2,69
0,36
1,88
0,02
Sumber: (a)
Susmiati (2010), (b)
Arnata (2009)
10
2.2 Tepung Tapioka
Tepung tapioka merupakan pati yang diekstrak dari singkong. Dalam memperoleh
pati dari singkong (tepung tapioka) harus dipertimbangkan usiaatau kematangan dari tanaman
singkong. Usia optimum yang telah ditemukandari hasil percobaan terhadap salah satu
varietas singkong yang berasal dari Jawa yaitu San Pedro Preto adalah sekitar 18-20 bulan
(Grace, 1977).Kandungan nutrisi padatepung tapioka, dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut ini.
Tabel 2.3 Kandungan Nutrisi Pada tepung Tapioka (Soemarno (2007) dalam (Agustina,
2009))
Komposisi Jumlah
Kalori (per 100 gr) 363
Karbohidrat (%) 88,2
Kadar Air (%) 9,0
Lemak (%) 0,5
Protein (%) 1,1
Ca (mg/100gr) 84
P (mg/100gr) 125
Fe (mg/100gr) 1,0
Vitamin B1 (mg/100gr) 0,4
Vitamin C (mg/100gr) 0
Pada umumnya masyarakat kita mengenal dua jenis tapioka, yaitu tapioka kasar dan
tapioka halus. Tapioka kasar merupakan tepung tapioka yang masih mengandung gumpalan
dan butiran ubi kayu yang masih kasar, sedangkan tapioka halus merupakan hasil pengolahan
lebih lanjut dan tidak mengandung gumpalan lagi (Radiati, Tri dan Agusto, 1990). Ketika
umbi singkong dibiarkan di tanah, jumlah pati akan meningkat sampai pada titik tertentu, lalu
umbi akan mejadi keras dan menyerupai kayu, sehingga umbi akan sulit untuk ditangani
ataupun diolah (Rahman, 2007). Komposisi kimia tepung tapioka dapat dilihat pada Tabel
2.4.
Tabel 2.4 Komposisi Kimia Tepung Tapioka
Komposisi Jumlah
Serat (%) 0,5
Air (%) 15
Protein (%) 85
11
Karbohidrat (%) 0,5 – 0,7
Lemak (%) 0,2
Energi (kalori/100 gram) 307
Sumber: Grace(1977)
Dalam Standar Nasional Indonesia (SNI), nilai pH tepung tapioka tidak
dipersyaratkan.The Tapioca Institute of America (TIA) menetapkan standar pH tepung
tapioka sekitar 4.5-6.5 (Radley, 1976). Syarat mutu tepung tapioka sesuai SNI dapat dilihat
pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Syarat Mutu Tepung Tapioka Menurut SNI 01-3451-1994
No. Jenis Uji Satuan Persyaratan
Mutu I Mutu II Mutu III
1. Kadar Air % Maks. 15,0 Maks. 15,0 Maks. 15,0
2. Kadar Abu % Maks. 0,60 Maks. 0,60 Maks. 0,60
3. Serat dan Benda
Asing
% Maks. 0,60 Maks. 0,60 Maks. 0,60
4. Derajat Putih (BaSO4
= 100%)
% Min. 94,5 Min. 92,0 <92
5. Derajat Asam Volume
NaOH 1
N/100g
Maks. 3 Maks. 3 Maks. 3
6. Cemaran Logam
-Timbal
-Tembaga
-Seng
-Raksa
-Arsen
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
Maks. 1,0
Maks. 10,0
Maks. 40,0
Maks. 0,05
Maks. 0,5
Maks. 1,0
Maks. 10,0
Maks. 40,0
Maks. 0,05
Maks. 0,5
Maks. 1,0
Maks. 10,0
Maks. 40,0
Maks. 0,05
Maks. 0,5
7. Cemaran mikroba
-Angka Lempeng
Total
-E.coli
-Kapang
Koloni/g
Koloni/g
Koloni/g
Maks. 1,0 x
106
-
Maks. 1,0 x
104
Maks. 1,0 x
106
-
Maks. 1,0 x
104
Maks. 1,0 x
106
-
Maks. 1,0 x
104
12
Kehalusan tepung juga penting untuk menentukan mutu tepung tapioka. Tepung
tapioka yang baik adalah tepung yang tidak menggumpal danmemiliki kehalusan yang baik.
Dalam SNI tidak dipersyaratkan mengenai kehalusan tepung tapioka. Salah satu institusi
yang mensyaratkan kehalusansebagai syarat mutu tepung tapioka adalah The Tapioca
Institute of America (TIA), yang membagi tepung tapioka menjadi tiga kelas (grade)
berdasarkankehalusannya. Standar kehalusan tepung tapioka menurut TIA disajikan dalam
Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Standar Kehalusan Tepung Tapioka
Grade % Lolos Ayak Ukuran Ayakan
A 99 140
B 99 80
C 95 60
Sumber: Radley (1976)
Berdasarkan derajat keputihan, maka semakin putih tepung tapioka mutunya juga
semakin baik. Hal ini terdapat di dalam SNI 01-3451-1994 yang membagi tepungtapioka
menjadi tiga kelas berdasarkan derajat keputihan, seperti tercantum pada Tabel 2.4 di atas.
Di Indonesia tepung tapioka banyak di pakai sebagai bahan makanan dan bukan
makanan. Berikut adalah uraian mengenai pemanfaatan tepung tapioka untuk berbagai
produk pangan, diantaranya (Zairina dkk., 2011):
a. Tepung tapioka digunakan sebagai bahan dari produk makanan tradisional, seperti biji
salak, kue lapis dan kerupuk.
b. Tepung tapioka digunakan sebagai bahan dari produk makanan modern, seperti bubur susu
instan, tepung bumbu, biskuit dan meat product.
c. Tepung tapioka dapat diolah menjadi pati termodifikasi yaitu bahan dasar dari pembuatan
roti, es krim dan permen.
d. Tepung tapioka dapat diolah sebagai hidrolisat pati yaitu bahan dasar dari pembuatan susu
formula, minuman ringan, saus dan jelly.
e. Tepung tapioka dapat diolah menjadi bahan pengawet makanan atau MSG (Monosodium
Glutamat).
2.3 Pati
Pati adalah karbohidrat yang merupakan polimer glukosa, dan terdiri atas amilosa dan
amilopektin (Jacobs dan Delcour 1998).Pati merupakan polisakarida yang terbentuk dari
13
tanaman hijau melalui proses fotosintesis. Bentuk pati berupa kristal bergranula yang tidak
larut dalam air pada temperatur ruangan. Pati memiliki perbedaan bentuk dan ukuran granula
tergantung pada jenis tanamannya.Ukuran dan morfologi granula pati bergantung pada jenis
tanamannya serta bentuknya dapat berupa lingkaran, elips, lonjong, polihedral atau poligonal,
bentuk yang tidak teratur (Elida, 1994).
Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen utama yaitu amilosa, amilopektin dan
material antara seperti, protein dan lemak (Bank dan Greenwood, 1975). Umumnya pati
mengandung 15 – 30% amilosa, 70 – 85% amilopektin dan 5 – 10% material antara.Amylose
merupakan polimer berbentuk panjang, lurus dan sedikit cabang (kurang dari 1%)
(Nwokocha, 2008) dengan berat molekul 500.000 g/mol. Molekul amylose berbentuk helix
dan bersifat hidrofobik. Fraksi amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan α-(1,4)-D-
glukosa, sedangkan amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan α-(1,6)-D-glukosa
sebanyak 4 – 5 % berat total. Molekul-molekul glukosa di dalam amilosa saling berikatan
melalui gugus glukopiranosa β-1,4. Amylopectin memiliki bentuk yang bercabang dan
memiliki berat molekul 107-109 g/mol bergantung pada jenis tanamannya. Pati terbentuk dari
monomer-monomer glukosa (Zamora, 2005).Pada amilopektin sebagian dari molekul-
molekul glukosa di dalam rantai percabangannya saling berikatan melalui gugus α-1,6. Ikatan
α-1,6 sangat sukar diputuskan, apalagi jika dihidrolisis menggunakan katalisator asam
(Zamora, 2005).Struktur kimia amilosa dan amilopektin ditunjukkan pada gambar 2.1.
Amilosa
Amilopektin
Gambar 2.1 Struktur Kimia Amilosa dan amilopektin dalam Pati (Zamora, 2005)
14
Sifat birefringence dari granula pati adalah sifat untuk merefleksikan cahaya
terpolarisasi sehingga di bawah mikroskop terlihat hitam-putih. Pada waktu granula mulai
pecah sifatbirefringence ini akan hilang. Kisaran suhu yang menyebabkan 90% butir pati
dalam air panas membengkak sedemikian rupa sehingga tidak kembali ke bentuk normalnya
disebut“Birefringence End Point Temperature” atau disingkat BEPT (Winarno, 1984).
Bentuk butiran pati secara fisik berupa semikristalin yang terdiri dari unit kristal dan
unit amorf (Bank dan Greenwood, 1975). Unit kristal lebih tahan terhadap perlakuan asam
kuat dan enzim. Bagian amorf dapat menyerap air dingin sampai 30% tanpa merusak struktur
pati secara keseluruhan (Hodge dan Osman, 1976). Sampai saat ini diduga bahwa
amilopektin merupakan komponen yang bertanggung jawab terhadap sifat-sifat kristal dari
granula pati (Bank dan Greenwood, 1975).
2.4 Pilus
Produk makanan ringan yang digoreng (fried snack) merupakan jenis produk
makanan ringan yang diolah melalui proses penggorengan, yang semakin berkembang dan
digemari oleh masyarakat Indonesia sebagai salah satu pilihan makanan ringan.
Perkembangan produk ini seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan makanan
olahan yang praktis dan siap untuk dikonsumsi. Pertumbuhan sweet and savory snack di
Indonesia pada tahun 2012 mencapai 6.73% dengan nilai bisnisnya mencapai 12 triliun
(USDA, 2012).
Pilus merupakan makanan ringan berbentuk bulat, terbuat dari tepung tapioka dengan
campuran bumbu dan digoreng sebelum siap dikonsumsi sebagai camilan atau pendamping
lauk dengan karakteristik renyah(Imam dkk, 2014). Proses pembuatan pilus meliputi tahapan
pembuatan adonan, pembentukan dan penggorengan (Anggraini dan Suprianto, 2012).
2.5 Modifikasi Pati
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat suatu reaksi
kimia (acetylasi, esterifikasi, sterifikasi atau oksidasi) atau dengan mengubah struktur asalnya
(Fleche, 1985). Sedangkan menurut Glicksman (1969) dalam ebookpangan, pati diberi
perlakuan tertentu dengan tujuan untuk menghasilkn sifat yang lebih baik untukmemperbaiki
sifat sebelumnya atau untuk merubah beberapa sifat sebelumnya dan merubah beberapa sifat
lainnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas, asam, alkali, zat pengoksidasi atau
bahan kimia lainnya yang akan menghasilkan gugus kimia baru dan atau perubahan bentuk,
ukuran serta struktur molekul pati.
15
Beberapa metode yang dapat memodifikasi pati antara lain modifikasi dengan
pemuliaan tanaman, konversi dengan hidrolisis, cross linking, derivatisasi secara kimia,
merubah menjadi sirup dan gula dan perubahan sifat-sifat fisik (Furia, 1968) dalam penelitian
Murwani. Modifikasi dengan konversi dimaksudkan untuk mengurangi viskositas dari pati
mentah hingga dapat dimasak dan digunakan pada konsentrasi yang lebih tinggi, pati akan
lebih mudah larut dalam air dingin dan memperbaiki sifat kecenderungan pati untuk
membentuk gel atau pasta (Furia, 1968) dalam penelitian Murwani.
Pati yang telah termodifikasi akan mengalami perubahan sifat yang dapat disesuaikan
untuk keperluan-keperluan tertentu. Sifat-sifat yang diinginkan adalah pati yang
memilikiviskositas yang stabil pada suhu tinggi dan rendah, daya tahan terhadap sharing
mekanis yang baik serta daya pengental yang tahan terhadap kondisi asam dan suhu sterilisasi
(Wirakartakusuma, et al., 1989).
Teknik modifikasi dapat dibagi dalam tiga tipe yaitu modifikasi sifat rheologi,
modifikasi dengan stabilisasi, dan modifikasi spesifik. Termasuk dalam modifikasi
sifatrheologi adalah depolimerisasi dan ikatan silang. Proses depolimerasi akan menurunkan
viskositas dan karena itu dapat digunakan pada tingkat total padatan yang lebih tinggi. Cara
yang dapat dilakukan meliputi dekstrinisasi, konversi asam, dan konversi basa dan oksidasi.
Penelitian Murwani (1989) memperlihatkan bahwa modifikasi asam dan oksidan dapat
menurunkan viskositas pati jagung. Sifat pati termodifikasi yang dihasilkan dipengaruhi oleh
pH, suhu inkubasi dan konsentrasi pati yang digunakan selama proses modifikasi. Sedangkan
teknik ikatan silang akan membentuk jembatan antara rantai molekul sehingga didapatkan
jaringan makro molekul yang kaku. Cara ini akan merubah sifat rheologi dari pati dan sifat
resistensinya terhadap asam.
2.6 Metode Modifikasi Pati
2.6.1 Hidrolisis Asam
Pada modifikasi asam, ion Hydroxonium menyerang atom glycosidic oksigen dan
menghidrolisa linkage glycosidic. Dan asam berperan pada permukaan granul pati pertama
sebelum perlahan-lahan masuk ke bagian dalam (Neelam et al., 2012). Modifikasi asam
mengubah sifat psikokimia pati tanpa merusak struktur granulnya dan sifat pati yang sedikit
asam berubah menjadi seperti semula (Bentacur et al., 1997). Efek dari perbedaan asam
(HCl, HNO3, H2SO4, dan H3PO4) terhadap kondisi perlakuan yang sama berat molekul,
alkali fluidity number, kapasitas ikatan iodine dan viskositas instrinsik dari berbagai jenis
pati juga di pelajari (Singht dan Ali, 2000).Perlakuan pati di bawah titik pembentukan gel
16
pada larutan asam akan menghasilkan produk dengan viskositas pasta panas yang rendah
dan mempunyai rasio viskositas pasta dingin dan panas yang tinggi dan angka alkali (alkali
number) yang tinggi dari pati-pati alami. Demikian halnya dalam pemecahan granula pati
oleh air panas tidak sama dengan pati alami walaupun mempunyai bentuk granula yang
hampir sama dan memperlihatkan “birefringece” yang sama dengan pati alami(Koswara,
2009).
Dibandingkan dengan pati aslinya, pati termodifikasi asam menunjukkan sifat-sifat
yang berbeda, seperti penurunan viskositas, sehingga memungkinkanpenggunaan pati dalam
jumlah yang lebih besar, penurunan kemampuan pengikatan iodine, pengurangan
pembengkakan granula selama gelatinisasi, penurunan viskositas intrinsik, peningkatan
kelarutan dalam air panas di bawah suhu gelatinisasi, suhu gelatinisasi lebih rendah,
penurunan tekanan osmotik (penurunan berat molekul), peningkatan rasio viskositas panas
terhadap viskositas dingin dan peningkatan penyerapan NaOH (bilangan alkali lebih tinggi).
Akantetapi sama seperti pati alami, pati termodifikasi bersifat tidak larut dalam air dingin
dan persamaan sifat birefringence-nya(Koswara, 2009).
Konsentrasi asam, temperatur, konsentrasi pati dan waktu reaksi dapat bervariasi
tergantung dari sifat pati yang diinginkan. Dengan pemberian asam pada tapioka, kentang,
pati gandum maka produk akan menjadi lebih bersifat cair, membentuk gel yang kuat pada
pendingin dimana kekuatannya sama dengan pati jagung. Adanya aktivitas asam akan
meningkat dengan peningkatan suhu atau dengan penambahan asam lemah akan
memperpendek waktu reaksi seperti terlihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7 Hubungan Aktivitas Asam dengan Suhu dan Waktu Reaksi
Peneliti Kons. HCl (%) Suhu (oC) Waktu
Lintner 7,5 Ruang 7 hari
Lintner 7,5 40 3 hari
Ballmas 1 – 3 50 – 55,5 12 - 14 jam
Duryea 0,5 – 2,0 55 – 60 0,5 – 4,5 jam
Sumber: Radley (1976)
Pati jagung lilin termodifikasi asam pada pH 1.8 mempunyai fluiditas 62 yang
dilakukan pada suhu 48 – 550C selama 5 jam. Teknik untuk memproduksi pati termodifikasi
dengan mengatur sifat seperti fluiditas, ratio viskositas dengan fluiditas saat ini telah
diketahui dengan baik dan beberapa peneliti yang mulai meningkatkan teknik ini dengan
penambahan sejumlah kecil garam kromium hexavalent dan mengalkalisasi pada pH 8 – 9
17
yang diikuti dengan asidifikasi pada pH 6, pencucian, pemisahan, dan pengeringan menurut
metode konvensional(Koswara, 2009).
Cara-cara ini dipakai untuk menurunkan kadar pati terlarut dan merendahkan tingkat
fluiditas. Meisel (1941) menyiapkan pati termodifikasi asam dengan tingkat pembentukan
gel yang berbeda-beda pada fluiditas yang sama, karena kekuatan pembentukan gel
meningkat karena peningkatan asam dan menurunkan waktu reaksi dan sebaliknya
penurunan konsentrasi asam akan meningkatkan waktu reaksi. Viskositas pati termodifikasi
asam akan menurun apabila kadar asam ditingkatkan.
Shopmeyer dan Falton (1943) melakukan pembuatan pati jagung lilintermodifikasi
yang dipotong dengan asam dihasilkan pati dengan 200Baume dan fluiditas 62 dengan
memakai 62.5% asam sulfat, pH 1.8, suhu 48 – 550C selama 5 jam.Ferrara dalam Radley
(1976) mencoba menghindari pembuatan patitermodifikasi dalam keadaan basah dengan
mempergunakan campuran udara denganpati kering dengan sejumlah asam mineral. Dengan
cara ini tidak diperlukannetralisasi dan pengeringan. Produk yang dihasilkan sama dengan
produk yang dibuatdengan cara basah.
Beberapa peneliti lain juga memakai kombinasi dari asam hidroflorat dengan asam
hidrokhlorat hasilnya menunjukkan viskositas pasta lebih rendah dengan kadar tepung 400
Brabender unit dan waktu proses setengah dari waktu menggunakan HCl saja.Karena pati
merupakan produk alam yang dapat diperlakukan denganbeberapa variasi maka dalam
pengolahannya dapat diupayakan untuk menghasilkan produk yang diinginkan jika suhu
dan pH dapat diatur secara otomatis dan sampel dapat diambil pada tahap awal pengolahan
untuk mengukur fluiditas pati. Fluiditas kemudian diplot terhadap waktu reaksi dan
grafiknya diproyeksikan untuk mendapatkan fluiditas yang diinginkan dan reaksi akan
berhenti pada waktu dimana terjadi netralisasi. Perlu untuk memeriksa fluiditas sebelum
netralisasi untuk menjamin ketepatan pemotongan(Koswara, 2009).
Dari penelitian yang dilakukan oleh Bechtel (1950) memperlihatkan bahwa :
1. Peningkatan modifikasi asam menurunkan viskositas pasta panas dan menurunkan
kekerasan dan kekuatan gel.
2. Perlakuan asam akan menyebabkan penurunan viskositas pasta panas yang lebihcepat
dari pada penurunan kekuatan gel.
3. Ratio viskositas pasta panas dengan kekerasan dan kekuatan penghancuran gellebih
tinggi pada pati modifikasi asam daripada pati tidak termodifikasi dimanaperbandingan
keduanya akan meningkat dengan meningkatnya perlakuan asam.
18
4. Bila kekuatan pembentukan gel didefinisikan sebagai perbandingan antaraviskositas pasta
panas dan viskositas pasta dingin pada kondisi standar pati termodifikasi asam
mempunyai fluiditas yang sama. Kekuatan pembentuk gelmeningkat karena peningkatan
konsentrasi asam dan menurunnya waktuperlakuan dan sebaliknya dengan konsentrasi
asam menurun, waktu reaksimeningkat, kekuatan pembentukan gel meningkat.
Dalam pemeriksaan produk dapat digunakan beberapa parameter seperti bilangan
alkali, bilangan reduksi, dan viskositas instrinsik dalam kondisi perlakuan asam.
2.6.2 Hidrolisis Enzim
Hidrolisis enzim merupakan salah satu alternatif yang ramah lingkungan untuk
memperoleh pati dengan struktur granul yang stabil (Jensen, Larsen, Bandsholm, &
Blennow, 2013). Pati dapat dipecah menjadi unit-unit yang lebih kecil yaitu dengan
memotongikatan-ikatan glikosidiknya. Salah satu enzim yang dapat memotong ikatan
tersebut adalah enzim α- amilase. Enzim α - amilase (α - 1,4 glukanhidrolase atau EC
3.2.1.1) terdapat pada tanaman, jaringan mamalia, jaringan mikroba. Alfa amilase murni
dapat diperoleh dari berbagai sumber, misalnya dari malt (barley), air liur manusia dan
pankreas. Dapat juga diisolasi dari Aspergillus oryzae dan Bacillus subtilis (Reilly, 1985). α
- amilase adalah endo enzim yang kerjanya memutus ikatan α - 1,4 secara acak di bagian
dalam molekul baik pada amilosa maupun pada amilopektin. Sifat dan mekanisme kerja
enzim α - amilase tergantung pada sumbernya. Umumnya α - amilase memotong ikatan di
bagian tengah rantai sehingga menurunkan kemampuanpati mengikat zat warna iodium.
Hidrolisis dengan α - amilase menyebabkan amilosaterurai menjadi saltosa dan maltotriosa.
Pada tahap selanjutnya maltotriosa terurai kembali menjadi maltosa dan glukosa (Walker
dan Whelan dalam Fogarty, 1983).
Cara kerja enzim α - amilase terjadi melalui dua tahap, yaitu : pertama,degradasi
amilosa menjadi maltosa dan amltrotriosa yang terjadi secara acak. Degradasi ini terjadi
sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas yang cepat pula. Kedua, relatif
sangat lambat yaitu pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir dan caranya tidak
acak. Keduanya merupakan kerja enzim α - amilase pada molekul amilosa (Winarno, 1983).
Kerja α - amilase pada amilopektin akan menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai
jenis α - limit dekstrin, yaitu oligosakarida yang terdiri dari cepat atau lebih residu gula
yang semuanya mengandung ikatan α - 1,6 (Winarno, 1983). Aktivitas optimal dari enzim
dipengaruhi oleh berbagai faktor. Faktor-faktor penting yang berpengaruh di antaranya
adalah pH dan suhu. Kisaran pH optimum untuk enzim α - amilase berkisar antara 4,5 – 6,5
19
dan dengan kisaran suhu optimum 40 – 600C(Fogarty, 1983). Enzim yang dihasilkan oleh
kapang Aspergillus oryzae mempunyaiaktivitas optimum pada pH 5,5 dan suhu 37 – 400C
(Hartanto, 1987).
Enzim α - amilase merupakan enzim yang digolongkan sebagai enzimhidrolase. Jenis
ikatan polimer pada amilosa lebih mudah dipotong oleh enzim α -amilase daripada jenis
ikatan polimer pada amilopektin. Kerja enzim α – amilosedalam menghidrolisis pati adalah
dengan memotong ikatan α - amilase – 1,4, tapi tidak memotong α - 1,6 (Fogarty, 1983).
Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi menurun, dan laju hidrolisis akan
lebih cepat pada rantai lurus. Hidrolisis amilosa lebih cepat dibanding hidrolisis terhadap
amilopektin (Girindra, 1983).
Enzim α - amilase tidak mengandung koenzim, tapi merupakan kalsiummetalo enzim
dengan sekurang-kurangnya mengandung satu atau Ca per molekulenzim (Fischer dan
Stein, 1980 di dalam Forgarty, 1983). Kulp (1975) menyatakanadanya ion++
sangat
mempengaruhi ektivitas α - amilase. Ion Ca yang terikat denganmenggunakan zat
pengkelat. Ion logas kalsium berfungsi mengkatalis aktifitas α -amilase, sehingga tahap
terhadap perubahan suhu, pH, perlakuan urea atau adanyaprotease seperti pepsin, tripsin,
substilin dan papain. Menurut Whitaker (1972), ion Ca tidak bekerja langsung dalam
pembentukkan komplex enzim-substrat, tetapimempertahankan molekul enzim tetap pada
aktifitas dan stabilitas maksimum.
Modifikasi pati dengan menggunakan enzim α-amilase ukuran granulamerupakan
faktor penting dalam hidrolisis karena perbedaan luas permukaan, Valkel dan Hope (1963)
memperlihatkan absorbsi amilase oleh granula pati sebanding dengan luas permukaan dan
α-amilase yang dapat mendegradasi granula sehingga dapat dihidrolisis. Mc. Laren (1963)
memperlihatkan bahwa kecepatan hidrolisis sebanding dengan luas permukaan granula yang
kontak dengan pelarut, jadi pada beberapa konsentrasi pati dan pada tingkat konsentrasi
enzim, kecepatan hidrolisis sebanding dengan luas permukaan.
Kecepatan hidrolisis menurun dengan meningkatnya kadar amilosa.
Kandunganamilosa tertinggi ditemukan pada butiran yang paling kecil permukaannya
daripadayang mempunyai permukaan yang luas. Hubungan antara temperatur, entalphi
geldengan penurunan ukuran granula terhadap gelatinisasi belum dapat dipastikan. Pada pati
yang mempunyai kadar amilosa tinggi, granulanya tahan terhadap α-amilase (Gallant, et al.,
1972 dan Sandstedt, et al., 1962), suhu gelatinisasi yang tinggi. Penelitian dari Wolf, et al.
(1977) memperlihatkan beberapa struktur pati beramilosa tinggi tidak berubah setelah
20
dimasak atau setelah dicerna oleh tikus atau manusia, hal ini menunjukkan bahwa pati
dengan amilosa tinggi mempunyai ketahanan terhadap panas dan enzim yang tinggi.
2.6.3 Modifikasi Ikatan Silang (Cross-linking)
Seperti pada umumnya pati yang dipakai dalam industri ditentukan oleh sifat rheologi
dari pasta pati yang dihasilkan dari pati tersebut seperti viskositas, kekuatan gel, kejernihan,
dan kestabilan rheologi. Pada pemanasan suspensi pati maka ikatan primer yang menyusun
molekul dalam suatu struktur yang kompak akan pecah karena terjadinya hidrasi granula.
Sebagian granula akan mengembang pada suhu yang sangat terbatas, pengembangan terjadi
pada dua tingkat yaitu setelah gelatinisasi dan pendinginan(Koswara, 2009). Pada industri
makanan, modifikasi pati dengan cross-linking umumnya digunakan untuk meningkatkan
stabilitas stuktur granul dan membatasi daya kembang (Ratnayake & Jackson, 2008).
Maxwell dalam Radley (1976) mencoba mengembangkan reaksi cross-linkinguntuk
menghambat pengembangan pati dengan tujuan untuk stabilitas viskositas pasta pati.
“Cross-linking” dipakai apabila dibutuhkan pati dengan viskositas tinggi atau pati dengan
ketahanan geser yang baik seperti dalam pembuatan pasta dengan pemasakan kontinu dan
pemasakan cepat pada injeksi uap.
Pati ikatan silang dibuat dengan menambahkan “cross-linking agent” dalamsuspensi
pati pada suhu tertentu dan pH yang sesuai. Dengan sejumlah “cross-linking agent”,
viskositas tertinggi dicapai pada temperatur pembentukan yang normal dan viskositas ini
relatif stabil selama konversi pati. Peningkatan “cross-linking” viskositas mungkin tidak
mencapai maksimum,tetapi secara perlahan-lahan meningkat sampai pemasakan yang
normal, tapi ini tidak untuk semua pati karena ada bahan lainyang terdapat dalam pati yang
dapat mempengaruhi kecepatan dan perluasan pengembangan misalnya gula(Koswara,
2009).
Untuk menguji sifat-sifat viskositas dari pati yang disebabkan oleh “cross-linking
agent” dapat dilakukan dengan mengamati pola viskometrik dan suhu. Jadi untuk produk
yang disiapkan untuk membuat makanan asam, “salad drysing” diperlukan sejumlah asam
organik, agar campuran akhir dapat dipergunakan untuk membentuk bubur pati sebelum
dimasak. Cara ini dapat menghasilkan pati dengan ikatan silang yang stabil sehingga pada
pemanasan pengembangan granula akan lebih lambat sehingga viskositas akan lebih
stabil(Koswara, 2009).
Pada setiap tingkatan konsentrasi ikatan silang dapat diamati pengembangangranula
pati yang dapat diamati selama pengolahan. Reaksi yang berlanjut dapat merusak struktur
21
granula ini sehingga pengolahan produk jadi sukar untuk ditangani. Jadi apabila dilakukan
suatu reaksi kimia maka harus dipergunakan “cross-linking” agar produk derivat pati yang
dihasilkan akan dapat diatur sesuai dengan karakteristik viskositasnya.Berbagai jenis
“cross-linking agent” telah banyak digunakan sepertihepikhlorohidrin, tri-meta phosphat
dimana keduanya sering dipakai untukpembuatan makanan dan juga industri pati. “Cross-
linking agent” lain dipakai dalam industri adalah aldehid, di-aldehid, vynil sulfon, di-
epoksida, 1, 3, 5, tri-khloro, 1, 3, 5, tri-akril-5-triazin, n,n-metil etilen bis-akrilamid, bis-
hidroksi metil etilen urea, dan lain-lain(Koswara, 2009).
Beberapa resin formaldehida urea juga dipakai untuk “cross-linking agent”untuk
beberapa aplikasi. Bila pati ikatan silang dibuat pada air dingin misalnya dengan “drum-
drying” maka kurang terjadi kerusakan granula dan dapat dipergunakan cross-linking yang
tidak aktif seperti senyawa alifatik denan dua atau tiga gugus fungsionil misalnya di-halida.
Secara umum beberapa molekul dapat bereaksi dengan dua atau lebih gugus hidroksil
disebut “cross-linking agent”, molekul ini dapat dipilih sesuai dengan bentuk produk akhir
yang diinginkan(Koswara, 2009). Beberapa tahun terakhir, terdapat fokus dalam modifikasi
pati yang lebih ramah lingkungan. Sebagai contoh, pada cross-linking lapisan film pati
menggunakan alternatif yang lebih ramah lingkungan dengan penggunaan asam-asam
organik seperti asam sitrat dan asam malonat sebagai agen cross-linking yang telah
dikembangkan (Dastidar & Netravali, 2012; Reddy & Yang, 2012).
Felton dan Shopmeyer dalam Radley (1976) peneliti pertama yang
melakukanpenelitian menggunakan cross-linking fosforus oksikhlorida pada konsentrasi
sangat rendah, pada granula pati memberikan hasil pati dengan pengembangan yang
terkontrol dan viskositas yang stabil. Kunlak dan Marshessault dalam Radley (1976)
mempelajari “cross-linking” pada keadaan homogen dan heterogen dengan perhatian khusus
pada reaksi dengan hepikhloihidrin dalam bentuk monoeter pada pati, juga dibandingkan
dengan reaksi cross-linking dieter dan ternyata hasilnya sangat ditentukan oleh kondisi dari
reaksi. Derajat pengembangan pati “cross-linking” menunjukkan ciri yang linier tergantung
pada perbandingan molar. Proses “cross-linking” akan efisien bila hepikhlorhidrin diberikan
pada fase uap untuk membentuk film tipis pada pasta atau pati kering. Proses ini dilakukan
oleh hofseiter untuk tekstil.
Caldwell dalam Radley (1976) menemukan granula yang tidak mengembang dengan
mempergunakan epikhlorhidrin 8 – 15% dalam bentuk gliserol monoeter. Bila gliserol
terjadi akan terbentuk gliserol monoeter dalam jumlah kira-kira sama dengan “cross-
linking” yang homogen.Hammerstand et al., mempergunakan teknik dimana semua
22
ikatanhepikhlorhidrin yang tidak diperlukan dalam membuat “cross-linking” dikeluarkan
menjadi ratio antara “cross-linking” dan unit glukosa yang hanya ditentukan oleh satu
ikatan saja. Apabila produk akhir tidak hanya mengalami “cross-linking” tapi juga
mengalami reaksi lanjutan sampai menjadi derivat pati maka metode ini tidak dapat
diterapkan karena produk yang dihasilkan sangat bervariasi.
2.6.4 Oksidasi Pati
Oksidasi pati secara luas digunakan pada industri, baik industri pangan dan non-
pangan dimana terjadinya pembentukan lapisan film dan sifat adhesi yang diinginkan (Xi
Xiao et al., 2012). Aplikasi utama dari oksidasi pati adalah sebagai sebuah surface sizing
agent dan sebuah coating binder pada industri kertas. Produk makanan yang menggunakan
oksidasi pati memiliki rasa yang netral dan viskositas rendah, seperti lemon curd, salad
cream dan mayonnaise (Lawal,O.S., 2004).Pati dapat dioksidasi dengan aktivitas dari
beberapa zat pengoksidasi dalamsuasana asam, netral atau larutan alkali. Menurut FDA
(Food and Drugs Administration) zat pengoksidasi diklasifikasikan sebagai pemutih dan
oksidanuntuk pemutih yang diizinkan adalah oksigen aktif dari peroksida atau khlorin dari
natrium hipokhlorida, kalium permanganat, ammonium persulfat. Jumlah maksimum yang
dipakai tergantung pada bahan yang dipergunakan (Radley, 1976).
Schoch et al. (1959) mengemukakan bahwa mekanisme pembentukan gel
danretrogradasi diakibatkan oleh pembentuk ikatan hidrogen antar gugus hidroksi
rantaiamilosa dengan molekul amilosa lain. Oksidasi dari gugus OH ini mencegah
ikatanhidrogen mengisi rantai polimer dan gel yang diproduksi teksturnya lembek dan
pendek dari pati alami.
Secara umum dimana tipe modifikasi seperti esterifikasi sama baiknya
denganoksidasi dalam perubahan sifat fisik yang besar yang diakibatkan oleh penggantian 1
dalam 100, 200 atau 300 dari gugus OH sepanjang rantai.Bila pati telah teroksidasi menjadi
produk maka pati ini akan larut dalam airpanas membentuk bagian yang lebih kecil tanpa
melalui yang mengandung pati teroksidasi dalam jumlah besar dan produk ini
memperlihatkan kekuatan pereduksi. Lapisan tipis (film) yang diproduksi oleh larutan ini
mempunyai tingkat kekuatan regangan yang rendah dibandingkan dengan pati tak
termodifikasi, hal ini memberikan beberapa keuntungan seperti bentuk yang transparan dan
kekuatan penetrasi dan sifat ini sangat baik untuk industri kertas, lem dan tekstil(Koswara,
2009).
23
Pati teroksidasi yang diproduksi secara komersial mempunyai bentuk granulayang
tetap menunjukkan polarisasi silang, berwarna biru atau kemerahan pada reaksi iodine dan
pola difraksi sinar-x yang sama dengan pati alami. Granula ini lebih mudah pecah dari pada
pati alami dan pemecahan yang melingkar pada butiran ini menghasilkan celah bila ditekan.
Hal ini terjadi karena oksidasi pada granula sampai kebagian dalam tetapi hanya pada suatu
tempat dan bagian yang bersifat asam dari produk akan larut dalam oksidan dan akan hilang
dalam pencucian. Jadi dapat diduga bahwa selama pengolahan komersil akan terjadi
kehilangan sejumlah produk sesuai dengan tingkat oksidasi yang berakibat berkurangnya
berat dari pati(Koswara, 2009).
Penurunan viskositas pati karena proses oksidasi akan menyebabkan produk lebih
mudah dioksidasi lagi menjadi turunannya (derivatnya) dan pengaruh yang sama dapat
dihasilkan dari oksidasi derivat pati atau menderivatkan pati teroksidasi, misalnya; pati
terposforilasi yang dibuat dengan mempergunakan NaOH dengan produk reaksi dari
epikhlorohidrin dan amina tertier. Produk derivat ini dioksidasi dengan NaOCI,
menghasilkan produk yang sangat baik untuk pelapis kertas (Radley, 1976).
Secara umum sasaran dari oksidasi pati adalah mempelajari struktur pati
danmodifikasi pati untuk keperluan industri.
2.6.5 Modifikasi Tapioka dengan Radiasi Sinar UV (Ultra Violet)
Kombinasi perlakuan pengendapan yang lama dan pengeringan matahari dapat
menghasilkan tapioka yang mengembang besar pada baking seperti dilaporkan oleh
Camargo dkk. (1988), akibat peristiwa fermentasi dan iradiasi sinar UV matahari.Tahap-
tahap fermentasi tapioka dan pengeringan matahari diperlukan untuk mendapatkan ciri
pengembangan tapioka asam. Pengeringan tapioka setelah tahap fermentasi, dengan
menggunakan oven pada suhu 40oC dan lama 8 jam yang mirip dengan kondisi pengeringan
matahari, tidak menghasilkan pati yang mengembang pada baking (Mestres dkk., 1997).
Modifikasi tapioka karena keberadaan asam laktat bersamaan dengan pengeringan matahari,
terbukti meningkatkan volume spesifik biskuit yang dibuat dari tapioka termodifikasi
tersebut, tetapi tidak terjadi jika digunakan pati hasil pengeringan dengan oven (Plata-
Oviedo dan Camargo, 1998). Fenomena ini mungkin karena akibat gabungan reaksi-reaksi
asam laktat dan penyinaran ultra violet (UV) matahari pada tapioka dengan akibat degradasi
pati yang berkaitan dengan kemampuan pati untuk mengembang pada baking (Bertolini
dkk., 2000; Bertolini dkk., 2001).
24
Tapioka yang diasamkan dengan penambahan asam laktat dan disinari dengan lampu
merkuri pada panjang gelombang 250-600 nm, berpengaruh nyata terhadap kemampuan
pengembangan (Bertolini dkk., 2000). Penemuan ini menegaskan bahwa baik tapioka asam
maupun tapioka yang diberi asam laktat dan disinari UV, mengakibatkan degradasi yang
ditunjukkan oleh penurunan viskositas berdasarkan pengukuran menggunakan viskosimeter,
dan penurunan viskositas akhir yang sangat besar berdasarkan pengukuran dengan Rapid
Visco Analyzer (Caramgo dkk., 1988; Bertolini dkk., 2000), seperti ciri tapioka asam
(Mestres dkk., 1997).
Sinar UV matahari dapat dipilah menjadi UV A (panjang gelombang 315 nm), UV B
(280-315 nm) dan UV C (100-280 nm). Sinar UV C di lapisan atmosfir diserap oleh lapisan
ozon (WHO, 1994). Kebanyakan penelitian modifikasi fisik pati dengan iradiasi dilakukan
dengan menggunakan sumber sinar UV C tiruan (Fiedorowicz dkk., 1999; Bertolini dkk.,
2000).
Hasil penelitian menggunakan tapioka berkadar air 42 % dari hasil penuntasan dari
perendamannya dengan larutan 1 % asam laktat pada suhu 25oC selama 15 menit, kemudian
dibuat lapisan pati setebal 2 mm, diiradiasi menggunakan sinar UV B (310-330 nm, dengan
4 lampu Philips TL 100 W/01) selama 9 jam atau UV C (254 nm, dengan 5 lampu Silvania,
30 W) selama 7 jam, menghasilkan pati yang mengembang tiga kali lipat pada pembuatan
biskuit daripada tapioka tanpa perlakuan, yaitu volume spesifik biskuit 12 cm3/g dibanding
4,3 cm3/g. Iradiasi dengan sinar UV A (4 lampu Philips TL 20 W/12) menghasilkan pati
yang mengembang hanya 1,2 lipat dibanding tapioka tanpa perlakuan (Vatanauchart dkk.,
2003).
Hasil penelitian menggunakan tapioka komersial yang direndam dalam larutan asam
laktat 1%, kemudian diiradiasi sinar UV selama 7-15 jam, menunjukkan terjadi penurunan
tingkat polimerisasi amilosa. Iradiasi UV B (280-420 nm) berakibat degradasi molekul
amilosa, sedangkan iradiasi UV C (254 nm) berakibat degradasi molekul amilosa maupun
amilopektin (Vatanasuchart dkk., 2005). Industri tapioka rakyat dan usaha kecil pembuatan
tepung modifikasi biologis menggunakan cara pengeringan matahari. Kondisi pH, kadar air
ataupun aktivitas air dan kelembaban udara selama pengeringan matahari perlu dikaji untuk
mendapatkan hasil optimal, berupa tapioka dan tepung kasava yang dapat mengembang
besar pada baking.
25
Tabel 2.8 Penelitian Terdahulu Modifikasi Tepung Tapioka
No Referensi Judul Penelitian
1. (Atichokudomchai et al.,
2004)
A study of Ordered Structure in
Acid Modified Starch by 13 C
CP/ MAS Solid-State NMR
Hidrolisa tapioka dengan
menggunakan asam laktat
dan asam klorida.
2. (Gani et al., 2012) Modification of Bean by g-
Irradiation:Effect on
Functional and Morphological
Properties
Modifikasi pati dengan
menggunakan sinar Gamma
3. (Shan-Shan Shi & Guo-
Qing He, 2010)
Process Optimization for
Cassava Starch Modified by
Octenyl Succinic Anhydride
Modifikasi tapioka dengan
prinsip esterifikasi
menggunakan variasi
konsentrasi OSA, pH,
temperatur, waktu reaksi,
konsentrasi pati, dan jenis
pati
4. (Rocha et al., 2010) Effect of Enzymatic Hydrolysis
on Some Physicochemical
Properties of Root and Tuber
Granular Starches
Modifikasi tepung tapioka
dengan menggunakan enzim
α – amylase
5. (Hebeish et al., 2015) Chemical Modification of
Tapioca Starch via
Simultaneous Oxidation and
Vinyl Graft Copolimerization
and its Onset on Size Ability of
Cotton Based Yarns
Modifikasi tepung tapioka
dengan memanfaatkan
prinsip oksidasi simultan
dengan menambahkan
amonium persulfat serta
dilakukan pemanasan hingga
suhu 95 oC selama 30 menit
6. (Pudjihastuti dan
Sumardiono, 2011)
Penembangan Proses Inovatif
Kombinasi Reaksi Hidrolisis
Asam dan Reaksi Photokimia
UV untuk Pati Termodifikasi
dari Tapioka
Modifikasi tepung tapioka
dengan reaksi hidrolisis asam
laktat dan reaksi fotokimia
UV.
7. (Vatanasuchart et al., Molecular Properties of Modifikasi pati dengan
26
2005) Cassava Starch Modified by
Different UV Irradiations to
Enhance Baking Expansion.
kombinasi radiasi sinar UV
dan hidrolisa asam laktat.
8. (Bertolini dkk., 2000) Rheological Properties of
Acidified and UV-Irradiated
Starches.
Modifikasi tapioka dengan
penambahan asam laktat dan
penyinaran lampu merkuri
dengan panjang gelombang
250-600 nm
9. (Vatanauchart dkk., 2003) Influence of Different UV
Irradiation on Properties of
Cassava Starch and Biscuit
Expansion.
Modifikasi tapioka
menggunakan tapioka
berkadar air 42 % dari hasil
penuntasan dari
perendamannya dengan
larutan 1 % asam laktat pada
suhu 25oC selama 15 menit,
dibuat lapisan pati setebal 2
mm, dan diiradiasi
menggunakan sinar UV
Bselama 9 jam dan sinar UV
C selama 7 jam.
10. (Dastidar & Netravali,
2012; Reddy & Yang,
2012)
‘Green’ Crosslinking of
Native Starches with
Malonic Acid and Their
Properties.
Citric Acid Cross-Linking of
Starch Films. Food
Chemistry.
Modifikasi pati dengan cross-
linking menggunakan asam-
asam organik sebagai agen
cross-linking.
11. (Shopmeyer dan Falton.,
1943)
Starch Production Technology. Pembuatan pati jagung
lilintermodifikasi yang
dipotong dengan asam
12. (Murwani., 1989) Sifat Fisiko Kimia Pati Jagung
Termodifikasi.
Modifikasi pati jagung
dengan asam dan oksidan.
27
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Kerangka Berpikir
Metode penelitian yang digunakan merupakan hasil kajian dan buah pemikiran dari
para pencetus sebelumnya. Namun, beberapa metode yang digunakan masih memiliki
kekurangan yang cukup signifikan walaupun seiring dengan berjalannya waktu
pengembangan metode ini. Adapun sistematika berpikir dari kemunculan ide ini adalah
Gambar 3.1 Skema Kerangka Berpikir
1. Indonesia merupakan negara terbesar keenam pengekspor gandum
di dunia
2. Indonesia memiliki cadangan ubi kayu yang sangat tinggi untuk
menggantikan pemenuhan kebutuhan gandum di Indonesia
3. Tapioka konvensional yang selama ini dijumpai memiliki sifat
yang kurang optimal dibandingkan dengan gandum
Diperlukan suatu inovasi modifikasi tepung tapioka yang memiliki
sifat sesuai dengan permintaan pasar dan berkualitas food grade
Modifikasi Tepung tapioka dengan menggunakan campuran asam
laktat yang kemudian disertai dengan treatment pengeringan
menggunakan sinar UV
Urgensi
Usulan
ReviewPerjalanan Inovasi Terkait
Fermentasi
Asam Laktat
28
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan yang Digunakan
1. Tepung tapioka
2. Larutan Asam Laktat
3. Aquadest
4. Pengembang (soda kue)
5. Larutan NaOH
3.2.2 Alat yang Digunakan
1. Pisau
2. Mixer
3. Timbangan Digital
4. Oven
5. Gelas ukur
6. Kompor Listrik
7. Sentrifugator Sinar UV
8. Spektrofotometer Sinar UV
9. SEM (Scanning Electron
Microscope)
10. Buret, Klem, Statif
11. Magnetic Stirrer
12. Pemarut
13. Filter
14. Ayakan
15. Satu set alat pengering rotary
Gambar 3.2 Skema Rangkaian Alat
3.3 PENETAPAN VARIABEL
3.3.1 Variabel Tetap
Pada percobaan ini variabel tetap yang digunakan adalah kesamaan jenis dan merek tepung
tapioka, dan jenis asam laktat yang digunakan.
29
3.3.2 Variabel Berubah
Variabel berubah pada penelitian ini, adalah kondisi operasi pada tahap pengeringan
menggunakan alat pengering sinar UV dengan sistem rotary serta variasi konsentrasi asam
laktat yang digunakan:
Kapasitas umpan: 250 dan 400 gr
Suhu udara kering yang masuk: 50oC, 60
oC, 70
oC
Kecepatan putar rotary UV: 10 rpm, 30 rpm
Konsentrasi asam laktat : 2,5 %, 4 %
3.3.3 Variabel yang Diamati (Respon)
Hasil percobaan yang akan dianalisa meliputi, pengujian swelling power, solubitity, baking
ekspansi, viskositas, kandungan gugus aktif dianalisa menggunakan FTIR, dan ukuran
molekul partikel tepung yang diamati dengan SEM.
No
Variabel Swelling
Power (g/g)
Sollubility
(%)
Baking
Ekspansi
(ml/g) Kec. Putar
(rpm)
Temperatur
(oC)
Kapasitas
(g)
Konsentrasi Asam Laktat 2,5 %
1 10 50 250
2
400
3
60 250
4
400
5
70 250
6
400
7 30 50 250
8
400
9
60 250
10
400
11
70 250
12
400
Konsentrasi Asam Laktat 4 %
13 10 50 250
30
14
400
15
60 250
16
400
17
70 250
18
400
19 30 50 250
20
400
21
60 250
22
400
23
70 250
24
400
31
3.4 Rancangan Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dan tahapan langkah-langkah penelitian
secara detail dapat dilihat di gambar berikut di bawah ini
Gambar 3.3 Rancangan Diagram Alir Penelitian
3.5 Prosedur Penelitian
1. Pencampuran tepung tapioka dengan asam laktat
Tepung tapioka termodifikasi ini dibuat dengan cara mencampurkan 250 dan 400
gram tepung tapioka ke dalam 1500 ml asam laktat yang berkonsentrasi (2,5 %, 4%)
%w, dan air ke dalam reactor berpengaduk hingga membentuk larutan tapioka.
Kondisi operasi hidrolisa adalah pada suhu ruang selama 30 menit. Penambahan asam
laktat ini bertujuan untuk mengubah sifat fisika kimia dan rheologi (pH, viskositas,
sweeling power, ρ, solubility) tepung tapioka tersebut agar setara dengan tepung
terigu.
Hidrolisis dengan Menggunakan Asam Laktat dalam 1500 ml Aquadest
selama 30 menit
Asam Laktat
Aquadest
Pengeringan
Sistem rotary sinar
lampu UV:
Suhu udara kering
masuk (50oC,
60oC, 70
oC)
Kecepatan putar
rotary UV (10,
30) rpm
Kapasitas (250,
400) gr
Pilus Tapioka Termodifikasi
Uji Hasil
Swellin
g power
Viskositas Solubility Baking
Ekspans
SEM FTIR
Uji Banding
Tepung Terigu (Gandum) Tepung Tapioka Modifikasi
Laporan Pembahasan
Tepung Tapioka
Konsentrasi
Asam Laktat
tiap Variabel :
2,5 % dan 4 %
Tepung Tapioka
32
2. Pengeringan Sistem Rotary dengan Sinar UV
Tapioka yang sudah dihirolisa, kemudian di saring untuk memisahkan tepung dengan
sisa larutan asam laktat.
Siapkan rangkaian alat pengering sistem rotary sinar UV.
Setelah alat siap, masukkan tapioka basah yang telah dihidrolisa ke dalam rangkaian
alat
Setting kecepatan putar pengeringan dan kondisi temperatur udara kering yang masuk
sesuai dengan variabel percobaan.
Setelah selesai dikeringkan, tapioka siap untuk di analisa.
3. Uji pH
Sampel berupa tepung termodifikasi dilarutkan dalam aquadest, lalu pH larutan tepung
tapioka termodifikasi tersebut diukur dengan pH meter.
4. Uji Viskositas
- Uji viskositas dapat diukur dengan menggunakan viscosimetric micro-ubbrlohde tubes
dengan suhu operasi 35°C dan solvent 0.2N KOH encer yang mempunyai waktu alir
50 detik.
- Sampel berupa 50-60 mg tepung tapioka termodifikasi ini dilarutkan dalam 2 ml KOH
1N.
- Larutan tapioka yang telah dicampur KOH 1N diaduk secara terus menerus selama 7
hari dalam suhu kamar.
- Tambahkan atau encerkan dengan 0.2N KOH dan diaduk selama 4 jam, lalu
difilter/disaring (Millipore, 5.0 (m)) (Bertollini,2000).
5. Uji densitas
Uji densitas ini dilakukan dengan mengukur berapa perubahan volume air apabila
ditambahkan sejumlah tepung tapioka termodifikasi dan hasil dari densitas tersebut
Densitas =
(gr/cm
3 ; kg/m
3)
6. Analisa swelling power
- Melarutkan 0,1 gram dextrin yang terbentuk yang dalam 10 ml aquadest
- Memanaskan larutan menggunakan water bath dengan temperatur 60 oC selama 30
menit.
- Memisahkan supernantant dan pasta yang terbentuk menggunkan centrifuge dengan
kecepatan 2500 rpm selama 15 menit.
- Swelling power dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Swelling =
7. Analisa % solubility
- Melarutkan 1 gram dextrin ke dalam 20 ml aquadest
- Memanaskan larutan dalam water bath dengan temperatur 60 oC selama 30 menit.
33
- Memisahkan supernantant dan pasta yang terbentuk menggunakan centrifuge dengan
kecepatan 3000 rpm selama 20 menit.
- Mengambil 10 ml supernantant lalu dikeringkan dalam oven dan dicatat berat endapan
keringnya.
%Solubility =
8. Pengukuran baking ekspansi, spesifik volume, dan struktur roti dengan berbahan dasar
tepung termodifikasi
Baking ekspansi dan struktur roti ini bisa diukur dengan cara mengolah tepung
termodifikasi tersebut untuk menjadi biscuit atau kue dengan menggunakan cara yang
diambil dari resep Pao de Queijie (Maria‟s cookbook, 2002), yaitu dengan
menggunakan bahan-bahan sebagai berikut, antara lain: 45 gram tepung tapioka
komersial, 10 gram susu bubuk, 10 gram minyak kacang kedelai, 0.5 gram garam, 5
gram telur dan air.
Langkah pertama yaitu dengan mencampurkan tepung tapioca komersial, susu bubuk,
minyak kedelai, dan garam. Selanjutnya adonan tersebut diaduk selama 5 menit dan
ditambahkan telur secara perlahan-lahan atau sedikit demi sedikit. Setelah terbentuk
adonan yang rata, dilakukan penambahan tepung tapioca termodifikasi dengan
variabel yang berbeda (18,25,30 gram), aduk hingga semua adonan tepung
termodifikasi tercampur rata. Total satu porsi adonan atau cetakan adalah 14 gram.
Selanjutnya adonan yang sudah dicetak tersebut dioven dalam suhu 210ºC selama 20
menit. Setelah matang dan dingin, berat serta volume biscuit atau roti diukur dan hasil
dari pengukuran tersebut diambil rata-rata berat adonan yang hilang (g), spesifik
volume (cm3/gram), serta struktur roti yang dihasilkan (Vatanasuchart,2003)
9. Analisa SEM
Scanning Electron Microscope (SEM) merupakan metode analisa dimana elektron
mikroskopik yang menghasilkan gambaran sampel dengan cara scanning sampel
tersebut menggunakan sinar yang difokuskan dari elektron. Elektron-elektron tersebut
berinteraksi dengan elektron-elektron pada sampel, enghasilkan berbagai sinyal yang
dapat terdeteksi sebagai informasi mengenai opografi permukaan sampel dan juga
komposisinya. SEM mampu menhasilkan resolusi yang lebih kecil dari ukuran 1
nanometer.
10. Analisa FTIR
FTIR merupakan teknik untuk menganalisa bahan-bahan organik, polimer,coatings,
gas, sampel biologi, bahan anorganik, dan mineral. Prinsip kerja dariFTIR adalah
dengan memancarkan sinar inframerah pada sampel, kemudianditampilkan dalam
bentuk grafik yang terdiri atas absorbansi dan juga panjang elombang. Analisa gugus
yang terdapat dalam sampel dilakukan dengan cara interpretasi spektrum hasil
absorpsi sinar inframerah oleh sampel.
34
11. Pembuatan Pilus
Membuat adonan dengan mencampurkan tepung modifikasi ubi kayu sebanyak 5 gram
dan air hingga kalis. Adonan kemudian dibentuk menjadi pilus dengan diameter 5 cm.
Pilus kemudian digoreng selama 5 menit hingga matang.
Analisa pengembangan volume :
Pembuatan pilus sebanyak 20 kali agar data yang didapat lebih beragam dan mewakili
sampel. Mengukur diameter pilus saat awal (D1) maupun akhir (D2). Volume pilus
diukur dengan asumsi pilus berbentuk bulat sempurna. Tingkat pengembangan sampel
diukur dengan cara berikut :
Tingkat pengembangan (%) =
35
BAB IV
JADWAL KEGIATAN
4.1 Jadwal Kegiatan Penelitian
Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan Penelitian
Kegiatan Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4
1. Studi Literatur dan
Pengumpulan Referensi
2. Penyiapan Prosedur
Pelaksanaan dan
Perancangan Alat
3. Pelaksanaan Penelitian
Tes Alat
Hidrolisa Tapioka
Menggunakan Asam
Laktat
Pengeringan
Menggunakan Rotary
UV
4. Analisa Hasil Percobaan
5. Penyusunan Laporan
6. Presentasi Hasil
36
DAFTAR PUSTAKA
Adamafio, Sakyiamah M, and Josephyne T. 2010. Fermentation in cassava (Manihot
esculenta Crantz) pulp juice improves nutritive value of cassava peel. Academic
Journals 4(3): 51-56.
Agustina, F. (2009). Modifikasi Tepung Tapioka, 6–18.
Akpa J.G. and Dagde K. K. 2012. Modification of Cassava Starch for Industrial Uses.
International Journal of Engineering and Technology. 2(6): 908-914
Andrizal. 2003. Potensi, tantangan dan kendala pengembangan agroindustri ubi kayu dan
kebijakan industri perdagangan yang diperlukan. Pemberdayaan Agribisnis Ubi Kayu
Mendukung Ketahanan Pangan. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan
Umbi-umbian.
Arnata IW. 2009. Teknologi Bioproses Pembuatan Bioetanol dari Ubi Kayu (Manihot
utilisima) Menggunakan Kultur Campuran Trichoderma viride, Aspergillus niger dan
Saccharomyces cerevisiae. [tesis]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian
Bogor.
Astawan, M. 2004. Tetap Sehat dengan Produk Makanan Olahan. Tiga Serangkai. Solo
Babic, J., Drago S., Durdica A., Vlasta P., Mirela K., & Nela Nelic T., (2006). Effect of
Pectin and Carrageenan on Thermophysical and Rheological Properties of Tapioca
Starch. Czech J. Food Sci., 24: 275-282
Bank, W dan C.T. Greenwood, 1975, Starch Its Components, Halsted Press, John Wiley
and Sons, N.Y.se the "Insert Citation" button to add citations to this document.
Barret, D. M., & Damardjati., D. S. (1984). Peningkatan Mutu Hasil Ubi Kayu di
Indonesia. Journal Penelitian Dan Pengembangan Pertanian.
Belitz, H., & Grosch, W. (1978). Food Chemistry Translation from 2nd.
37
Bentacur, A. D., Chel, G. L., and Canizares, H.E. Asetylation and Characterisation of
Canavalia ensiformis Starch. J. Agric. Food Chemistry 1997, 45, 378-382.
Chen, Y., Huang, S., Tang, Z., Chen, X., & Zhang, Z. (2011). Structural changes of
cassava starch granules hydrolyzed by a mixture of amylase and glucoamylase.
Carbohydrate Polymers, 85(1), 272–275. doi:10.1016/j.carbpol.2011.01.047
Dastidar, T. G., & Netravali, A. N. (2012). „Green‟ crosslinking of native starches
withmalonic acid and their properties. Carbohydrate Polymers, 90, 1620–1628.
Desrosier, N. W., 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. Penerjemah M. Muljohardjo. UI-
Press, Jakarta
Elida, P., Hidrolisis Pati Ubi Kayu (Manihot Esculenta) dan Pati Ubi Jalar (Ipomea
Batatas) Menjadi Glucosa Secara Cold Process Dengan enzim Acid Fungal Amilase
dan Glukoamilase, Proceeding of the 6 th Basic Science National Seminar,
2009.
Eguchi, S., Kitamoto, N., Nishinari, K., & Yoshimura, M. (2013). Food Hydrocolloids
Effects of esteri fi ed tapioca starch on the physical and thermal properties of Japanese
white salted noodles prepared partly by residual heat. Food hydrocolloids, 1–11.
doi:10.1016/j.foodhyd.2013.05.012
Fiedorowicz, M., Tomasik, P., Lim, S., & Korea, S. (1999). Molecular Distribution and
Pasting Properties of UV-Irradiated Corn Starches, 51(4), 126–131.
Fleche, G, 1985, Chemical modifikation and degradation of starch, Di dalam G.M.A. Van
Beynum dan J.A. Roels, ed, Starch conversion technology, Applied Science Publ.,
London.
Gallant, D., C. Mercier dan A. Guilbot. 1972. Electron microscopy of starch granules
modified by bacterial α-amilase. Cereal Chem. 49 : 354.
Gholap, A. V., Marondeze, L. H., & Tomasik, P. (1993a). Dextrinization of starch with
nitrogen laser. Starch, 45, 430–432.
Gholap, A. V., Marondeze, L. H., & Tomasik, P. (1993b). Dextrinization of starch with
nitrogen laser. Starch, 45, 430–432. doi:10.1016/j.ijbiomac.2008.10.005
Grace, M.R. 1977. Cassava Processing. Food and Agriculture Organization of
United Nations, Roma.
Hambali, E., S. Mujdalipah, A.H. Tambunan, A.W. Pattiwiri, dan R. Hendroko. 2007.
Teknologi Bioenergi. Jakarta : Agromedia.
38
Han, Z., An, X., Fu, N., Juan, S., Dong, X., & Kennedy, J. F. (2012). Effects of pulsed
electric field treatments on some properties of tapioca starch. Carbohydrate Polymers,
89(4), 1012–1017. doi:10.1016/j.carbpol.2012.02.053
Hodge, J.E. dan E.M. Osman, 1976, Carbohydrates, Di dalam Food Chemistry. D.R.
Fennema, ed. Macel Dekker, Inc. New York dan Basel.
Indra. (2009). Pati Modifikasi. core.ac.uk/download/pdf/11713593.pdf. Diakses pada 23
November 2015
Jacobs, H. and J.A. Delcour. 1998. Hydrothermal modifications of granular starch with
retention of the granular structure: Review. J. Agric. Food Chem. 46(8): 2895−2905.
Jensen, S. L., Larsen, F. H., Bandshom, O., & Blennow, A. (2013). Stabilization ofsemi-
solid-state starch by branching enzyme-assisted chain-transfer catalysisat extreme
substrate concentration. Biochemical Engineering Journal, 72, 1–10.
Kobawila SK, Louembe, Keleke, Hounhouigan J, and Gamba C. 2005. Reduction of the
cyanide content during fermentation of cassava roots and leaves to produce bikedi and
ntoba mbodi, two food products from Congo. Academic Journals 4(7): 689-696.
Koswara, S. (2009). Teknologi Modifikasi Pati. Teknologi Pangan.
Lawal, O.S. Composition, physicochemical properties and retrogradation characteristics of
native, oxidized, acetylated and acid-thinned new cocoyam (Xanthosoma
sagittifolium) starch. Food Chem. 2004, 87, 205–218.
Le, Q., Lee, C., Kim, Y., Lee, S., Zhang, R., Withers, S. G. Park, K. (2009).
Amylolytically-resistant tapioca starch modified by combined treatment of branching
enzyme and maltogenic amylase, 75, 9–14. doi:10.1016/j.carbpol.2008.06.001
Leach, H.W., L.D. McCowan dan T.J. Schoch. 1959. Cereal Chem. 36 : 534.
Majzoobi, M., Rowe, A. J., Connock, M., Hill, S. E., & Harding, S. E. (2003). Partial
fractionation of wheat starch amylose and amylopectin using zonal ultracentrifugation,
52, 269–274.
McLaren, A.D. 1963. Enzyme reation on structurally restricted systems IV The digestion
of insoluble substrate by hidrolytic enzymes. Enzymologies 26 : 237.
Merlin, A., & Fouassier, J. P. (1981). Etude de radicaux libres formeÂs par irradiation
ultraviolette de l‟amidon: application aux reactions de photodegradation et de
photogreffage. Makromolecular Chemistry; Macromolecular Symposium,, 182, 3053–
3068.
39
Moorthy SN (2002). Physicochemical and functional properties of tropical tuber starches: a
review. Starch Starke 54:559-592.
Morell, M. K., Kosar-hashemi, B., Cmiel, M., Samuel, M. S., Chandler, P., Rahman, S., Li,
Z. (2008). Barley sex6 mutants lack starch synthase IIa activity and contain a starch
with novel properties, (2003).
Mudjajanto, Eddy Setyo dan Lilik Noor Yulianti. (2004). Membuat Aneka Roti. Penebar
Swadaya. Jakarta.
Muwarni, I.A. (1989). Sifat Fisiko Kimia Pati Jagung Termodifikasi, Skripsi, Fateta
IPB.Bogor.
Neelam, Kavlani., Vijay, Sharma., and Lalit, Singh., Various Techniques for The
Modification of Starch and Its Application on Its Derivatives. IRJP 2012, 3 (5), 28.
Nwokocha, L. M., A comparative study of some properties of cassava (Manihot esculenta,
Crantz) Carbohydrate Polymers (2009), doi:10.1016/j.carbpol.2008.10.034
Ortega-Ojeda F.E., Eliason A.C. (2001). Gelatinisation and Retrogradation Behaviour of
Some Starch Mixtures. Starch, 53: 520-529
Radley, J.A. (1976). Starch Production Technology. Applied Science Publishers, London.
Rahman, A. M. (2007). Mempelajari Karakteristik Kimia Dan Fisik Tepung Tapioka Dan
Mocal ( Modified Cassava Flour ) Sebagai Penyalut Kacang Pada Produk Kacang
Salut.
Rašic, D., C, D. V., Peraica, M., & Irena, Z. (2014). A comparison of the nutritional value
and food safety of organically and conventionally produced wheat flours, 143, 522–
529. doi:10.1016/j.foodchem.2013.08.022
Rasulu, Hamidin., Yuwono, Sudarminto S., dan Kusnadi, Joni., Karakteristik Tepung Ubi
Kayu Terfermentasi sebagai Bahan Pembuatan Sagukasbi, Jurnal Teknologi
Pertanian., 2012, vol. 13, no. 1, pp. 1.
Ratnayake, W. S., & Jackson, D. S. (2008). Phase transition of cross-linked and
hydroxypropylated corn (Zea mays L.) starches. LWT, 41, 346e358.
Reddy, N., & Yang, Y. (2010). Citric acid cross-linking of starch films. Food
Chemistry,118, 702–711.
Ren, G., Li, D., Wang, L., Özkan, N., & Mao, Z. (2010). Morphological properties and
thermoanalysis of micronized cassava starch. Carbohydrate Polymers, 79(1), 101–
105. doi:10.1016/j.carbpol.2009.07.031
40
Ribotta, P. D., Colombo, A., & Rosell, C. M. (2012). Food Hydrocolloids Enzymatic modi
fi cations of pea protein and its application in protein e cassava and corn starch gels.
Food hydrocolloids, 27(1), 185–190. doi:10.1016/j.foodhyd.2011.07.006
Rubatzky, V.E dan Yamaguchi. 1988.Sayuran Dunia; Prinsip. Produksi dan Gizi Jilid 1.
Institut Teknologi Bandung. Bandung. 163-177.
Santayanon, R., & Wootthikanokkhan, J. (2003). Modification of cassava starch by using
propionic anhydride and properties of the starch-blended polyester polyurethane, 51,
17–24.
Singh, R. P. Dhania, G. Sharma, A. Jaiwal, P. K., 2007. Biotechnological approaches to
improve phytoremediation efficiency for environment contaminants. In:
Environmental bioremediation technologies, Singh, S. N.Tripahti, R. D. (Eds)
Springer, 223-258
Singh S, et al. (2013). Aldehyde dehydrogenases in cellular responses to
oxidative/electrophilic stress. Free Radic Biol Med 56:89-101
Singht, V., and Ali, S. Z. Acid Degradation of Starch. The Effect of Acid and Starch Type.
Carbohydrate Polimers 2000, 41,191-195.
Shopmeyer, H.H. dan G.E. Felton. (1943). Di dalam J. A. Radley, ed. Starch Production
Technology. Applied Science Publ., London.
Susmiati Y. (2010). Rekayasa Proses Hidrolisis Pati dan Serat Ubi Kayu untuk Produksi
Bioetanol. [tesis]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor.
Udomrati, S., & Gohtani, S. (2014). Enzymatic esterification of tapioca maltodextrin fatty
acid ester. Carbohydrate Polymers, 99, 379–384. doi:10.1016/j.carbpol.2013.07.081
Vatanasuchart, N, Naivikul, O., Charoenrein, S., & Sriroth, K. (2005). Molecular
properties of cassava starch modified with different UV irradiations to enhance baking
expansion, 61, 80–87. doi:10.1016/j.carbpol.2005.02.012
Vatanasuchart, Nednapis, & Naivikul, O. (n.d.). Effects of Different UV Irradiation on
Properties of Cassava Starch and Biscuit Expansion.
Winarno, F.G, Fardiaz, S and Fardiaz, D., Pengantar Teknologi Pangan, PT Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta, 1984.
Wirakartakusumah, M.A., Rizal Syarief, Dahrul Syah, 1989, Pemanfaatan Teknologi
Pangan Dalam Pengolahan Singkong, Buletin Pusbangtepa, 7 : 18. IPB.Bogor.
41
Wolf, M.J., U. Khoo dan G.E. Inglett. 1977. Partial digestibility of cooked amylomaized
starch in humans and mice. Die Starke 29 : 401.
Xi Xiao, Hua., Lu Lin, Qin., Qiang Liu, Gao., Xiang Yu, Feng., A Comparative Study of
The Characteristics of Cross-Linked, Oxidized, and Dual-Modified Rice Starches, J.
Molecules., 2004, vol. 17, pp. 10947.
Xie, F., Yu, L., Su, B., Liu, P., Wang, J., Liu, H., & Chen, L. (2009). Rheological
properties of starches with different amylose / amylopectin ratios. Journal of Cereal
Science, 49(3), 371–377. doi:10.1016/j.jcs.2009.01.002
Zairina, Winda., Chumaidiyah, Endang., dan Aurachman, Rio., Analisis Kelayakan Bisnis
Tepung Tapioka PT. Biofuel Bigcassava Hidayah Berdasarkan Aspek pasar, Teknis,
Lingkungan dan Finansial Untuk Pasar Di Kota Bandung, J. Eproc.,
2011,vol.15.04.240, pp.1.
Zamora, A. 2005. Carbohidrat-Chemistry Structure. (Diakses dari
http://www.scientificpsychic.com/fitness/carbohydrates.html tanggal 26 November
2015).
A
LAMPIRAN
Biodata Dosen Pembimbing
1. Data Diri
a. Nama Lengkap : Dr. Siswo Sumardiono, ST, MT
b. NIP : 197509157000121001
c. Tempat dan tanggal lahir : Kediri, 15 September 1975
d. Jenis Kelamin : Laki-laki
e. Pangkat / Golongan : Lektor/IIIc
f. Unit Kerja : Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik,
Universitas Diponegoro.
g. Alamat Kantor : Jl. Prof. Sudarto, Kampus UNDIP
Tembalang Semarang
h. Alamat Rumah : Jl.Harmoni E-11 Perum Graha Estetika,
Semarang
i. No Telp. : 0818 059 48 990
j. Email : [email protected]
2. Riwayat Pendidikan
No. Tempat Pendidikan Kota/Negara Tahun
Lulus Bidang Studi
1 Post doctoral, University
of Magdeburg
Magdeburg/Jerman 2008-2009 Teknik Kimia
2 Post doctoral, University
of Sydney Australia
Sydney/Australia 2007 Teknik Kimia
3 S3, University of Natural
Resources and Applied
Life Sciences Vienna
Vienna/Austria 2005 Teknik Kimia
4 S2, Institut Teknologi
Bandung
Bandung/Indonesia 2001 Teknik Kimia
5 S1, Univ. Diponegoro Semarang/Indonesia 1998 Teknik Kimia
3. Penelitian yang didanai
No Tahun Judul Riset Sumber Dana
1 2011 Pengembangan Prototipe Pengering Gabah Sistem
Resirkulasi Tipe Konveyor Pneumatik Kapasitas 10
Ton/Hari Waktu Tinggal Singkat (< 7 Jam/Operasi)
KKP3T,
LITBANG
DEPTAN
2 2011 Fundamental Studies of Organic Fertilizer
Production From Cattle Waste Assisted by
Lumbricus Rubellus as Biodegradator of High
Cellulose Content
Penelitian
Unggulan
Fakultas
Teknik
3 2011 Modifikasi Sifat Fisika dan Kimia Tapioka Dengan
Hidrolisa Asam Laktat dan Radiasi Sinar UV Untuk
KKP3T,
LITBANG
B
Meningkatkan Daya Kembang Roti (> 12
cm3/gram) Dengan Harga Murah (<Rp. 4.500,-/Kg)
DEPTAN
4 2010 A Novel Modification of Cassava Starch by
Combining UV Reactor and Solar Drying to
Increase Baking Expansion
Hibah
Publikasi
DP2M-DIKTII
5 2010 Modifikasi Sifat Fisika dan Kimia Tapioka dengan
Radiasi Sinar UV Kapasitas 50 kg/hari untuk
Produksi Roti Hingga Daya Kembang 12
(Cm3/Gram)
KKP3T,
LITBANG
DEPTAN
6 2010 Produksi Fine Powder Waluh Sebagai Bahan
Pangan Alternatif Kaya Antioksidan ß-Karoten,
Vitamin A dan Vitamin C Serta Aplikasinya dalam
Subtitusi Produk Pangan
Hibah
Kompetensi,
DP2M-DIKTI
7 2009 Produksi Fine Powder Waluh Sebagai Bahan
Pangan Alternatif Kaya Antioksidan ß-Karoten,
Vitamin A dan Vitamin C Serta Aplikasinya dalam
Subtitusi Produk Pangan
Hibah
Kompetensi,
DP2M-DIKTI
8 2009 Pengembangan Proses Inovatif Kombinasi Reaksi
Hidrolisa Asam dan Reaksi Photo Kimia Sinar Ultra
Ungu Untuk Produksi Pati Termodifikasi dari
Tapioka Lokal
Hibah
Strategis
Nasional
DP2M-DIKTI
9 2009 Pengembangan Proses Oksidasi Inovatif Non-
Residual Berbasis Ozonisasi Untuk Produksi Pati
Termodifikasi dari Tapioka
SINTA, DP2M
DIKTI-
DEPTAN
10 2009 Eko-Efisiensi Industri Tapioka: Pengolahan Air
Limbah Proses Pengendapan Menjadi Air Proses
dan Bahan Baku Biogas di Kecamatan Margoyoso
Kabupaten Pati
PKM, DP2M-
DIKTI
11 2009 Produksi Dekstrin dari Tepung Tapioka Lokal
dengan Modifikasi Proses Kering Berbasis
Asidifikasi
PKM, DP2M-
DIKTI
12 2008 Analisis Kandungan Bahan Pengawet dalam
Produk-produk Minuman Kemasan yang ada di
Pasaran untuk Menjaga Keamanan Pangan
Masyarakat
PKM, DP2M-
DIKTI
13 2008 Analisis Sifat-sifat Psiko-kimia Buah Tomat
(Lycopersicon Esculentum) Jenis Tomat Apel, guna
Peningkatan Nilai Fungsi Buah Tomat Sebagai
Komoditi Pangan Lokal
PKM, DP2M-
DIKTI
C
1. Publikasi
1. S. Sumardiono, and T. Prasetyo,andS. Latief,(2011), UV-Photochemical Reactor for
Producing Modified Cassava Starch: Psychochemical and Rheological Properties,
submitted to American Journal of Food Technology.
2. S. Sumardiono and J. Fischer, (2011), Molecular Simulations of Mixture Droplet
Evaporation, submitted to the Journal of Thermal Sciences.
3. S. Sumardiono, and D. Murwono, (2011), Organic Fertilizer Production From Cattle
Waste Vermicomposting Assisted By Lumbricus Rubellus, International Journal of
Science and Engineering, Vol 2, No. 1.
4. Budiyono and S. Sumardiono, (2011), Biogas Production From Cassava Starch
Effluent Using Microalgae As Biostabilisator, International Journal of Science and
Engineering, Vol 2, No. 1.
5. I. Pudjihastutidan S. Sumardiono, (2011), Pengembangan proses inovatif kombinasi
reaksi hidrolisis asam dan reaksi photokimia UV untuk produksi pati termodifikasi
dari tapioka, Prosiding Seminar Nasional Kejuangan Teknik Kimia UPN,
Yogyakarta.
6. Sunarso, S. Sumardionoand Budiyono, (2010), Biogas Production Using Anaerobic
Biodigester from Cassava Starch Effluent, International Journal of Science and
Engineering, Vol 1, No. 2.
7. S. Sumardiono, L. Fitriana, dan S. Resmi, (2009), Analisis Kandungan Bahan
Pengawet dalam Produk-Produk Minuman Kemasan Yang Ada di Pasaran untuk
Menjaga Keamanan Pangan Masyarakat, Prosiding Seminar Nasional Kejuanga
Teknik Kimia UPN, Yogyakarta.
Semarang, Oktober 2015
Pembimbing
Dr.Siswo Sumardiono, M.T.
NIP197509157000121001
D
Biodata Penulis 1
A. IDENTITAS DIRI
1. Nama Lengkap Erdita Aprilia Yuga Pamujo
2. Jenis Kelamin P
3. Program Studi Teknik Kimia
4. NIM 21030113120018
5. Tempat dan Tanggal
Lahir
Bontang, 13 April 1995
6. E-mail [email protected]
7. Nomor Telepon/ HP 085753565733 / 085388670798
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
SD SMP SMA
Nama Institusi SD N 008 Bontang SMP N 1
Bontang
SMA N 1
Bontang
Jurusan - - IPA
Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2013
C. PEMAKALAH SEMINAR ILMIAH (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan Ilmiah/ Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan
Tempat
1.
2.
3.
D. PENGHARGAAN (10 TAHUN TERAKHIR)
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan
Tahun
1. Juara 3 Cerdas Cermat
Lingkungan Hidup
SMA YPVDP 2009
2. Juara 2 Cerdas Cermat Narkotika Badan Narkotika
Kota Bontang
2011
3. Lolos PKM Kewirausahaan
didanai DIKTI
DIKTI 2014
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata di jumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menrima
sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Proposal Penelitian Mahasiswa Jurusan Teknik
Kimia Universitas Diponegoro. Semarang, 2 Oktober 2015
Pengusul
(Erdita Aprilia Yuga Pamujo)
Biodata Penulis 2
E
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Joe Epridoena Sinulingga
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi S-1 Teknik Kimia
4 NIM 21030113130118
5 Tempat danTanggal Lahir Kabanjahe, 15 April 1995
6 Email [email protected]
7 Nomor Telepon/ HP +6287831105361
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi
SD Negeri
Bertingkat II
Kabanjahe
SMP Negeri 1
Kabanjahe
SMA Negeri 1
Kabanjahe
Jurusan IPA
Tahun Masuk/ Lulus 2001-2007 2007-2010 2010-2013
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
1 - - -
2 - - -
3 - - -
D. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi
lainnya)
No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
1. Juara I Olimpiade Sains
Nasional (OSN) Bidang Biologi
Tingkat Kabupaten
Dinas Pendidikan Kabupaten
Karo
2012
2. Juara IV Olimpiade Methodist
Expo Bidang Biologi Tingkat
Provinsi
Yayasan Methodist Indonesia,
Medan
2012
3. Juara I Simulasi UN-SBMPTN
Tingkat Kabupaten
Alumni Rumpun Bambu
Angkatan 86 Tanah Karo
2013
4. Peraih Nilai UN Tertinggi
Tingkat Kabupaten Karo
Dinas Pendidikan Kabupaten
Karo
2013
5. Semifinalis LKTI SNOW EPW
Institut Teknologi Sepuluh
Nopember (ITS)
Institut Teknologi Sepuluh
Nopember (ITS)
2014
6. Juara 1 Short Entrepreneur HM Biologi Universitas 2015
F
Course (SEC) HM Biologi
Universitas Diponegoro
Diponegoro
7. Full Scientific Paper
Acceptance on Indonesian
Scholar International
Convention (ISIC), London
2015
ISIC TMII, Kings College
London
2015
8. TOP 20 Best Paper of Indonesia
Enviromental Summit
Universitas Padjajaran
BEM KM Universitas Padjajaran 2015
9 Juara 2 Geo-Environment
Student Challenge Essay
Competition
Universitas Gadjah Mada 2015
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai
ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Proposal Penelitian Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Universitas Diponegoro.
Semarang, Februari 2016
Pengusul,
(Joe Epridoena Sinulingga)
NIM. 21030113130118