Pengaruh Dua SiklusPemanasan Bertekanan-Pendinginan TerhadapSifat Fisikokimia Serta Fungsional Tepung dan Bihun Beras
PENGARUH DUA SIKLUS PEMANASAN BERTEKANANPENDINGINAN TERHADAP SIFAT FISIKOKIMIA SERTA
FUNGSIONAL TEPUNG DAN BIHUN BERAS
FAHMA YULIWARDI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengaruh Dua Siklus
Pemanasan Bertekanan-Pendinginan terhadap Sifat Fisikokimia serta Fungsional
Tepung dan Bihun Beras adalah benar karya saya denganarahan dari komisi
pembimbing dan sebagian telah dimuat dalam Majalah Pangan Vol. 23 No. 1
Maret β014 dengan judul “Pengaruh Dua Siklus Autoclaving-Cooling Terhadap
Kadar Pati Resisten Tepung Beras dan Bihun yang Dihasilkannya”. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2014
Fahma Yuliwardi
F251100151
RINGKASAN
FAHMA YULIWARDI. Pengaruh Dua SiklusPemanasan BertekananPendinginan Terhadap Sifat Fisikokimia serta Fungsional Tepung dan Bihun
Beras. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, ELVIRA SYAMSIRdan
SRI WIDOWATI.
Bihun merupakan salah satu produk olahan beras yang selama ini terbuat
dari beras utuh. Walaupun demikian, bihun dapat dibuat dari beras patah dan
menir yang sampai saat ini pemanfaatannya masih terbatas. Proses pengolahan
beras patah dan menir menjadi produk pangan fungsional seperti bihun (rice
noodle) dengan indeks glikemik rendah merupakan salah satu solusi untuk
meningkatkan nilai ekonominya.Berbagai upaya telah dilakukan untuk
menghasilkan bihun dengan kadar pati resisten (RS) tinggi dan indeks glikemik
(IG) rendah, diantaranya dengan memodifikasi tepung beras melalui proses
pemanasan bertekanan-pendinginan berulang dan proses ekstrusi.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik fisikokimia
dan fungsional tepung beras; pengaruh dua siklus pemanasan bertekananpendinginan pada karakteristik fisikokimia dan fungsional tepung beras; dan
pengaruh dari modifikasi tepung beras dan proses ekstrusi terhadap karakteristik
fisikokimia dan fungsional bihun yang dihasilkan. Beras yang digunakan adalah
Ciherang pratanak, Basmati dan IR-42.
Tepung beras modifikasi dibuat dengan mengatur kadar air tepung menjadi
25% lalu disimpan (conditioning) di dalam lemari es (5oC) selama 12 jam dan
selanjutnya dipindahkan ke autoklaf. Proses pemanasan (autoclaving) dilakukan
pada suhu 120oC selama 15 menit. Sampel lalu disimpan pada suhu 5oC selama 24
jam. Proses pemanasan bertekanan-pendinginan dilakukan sebanyak dua siklus.
Proses ekstrusi untuk pembuatan bihun dilakukan dengan menggunakan ekstruder
ulir tunggal dengan rasio tepung beras dan air 300:170 (b/b) dan kecepatan ulir 94
rpm. Suhu ekstruder di zona 1-3 sebesar 92oC dan 74oC di zona 4.
Gelatinisasi terjadi selama proses modifikasi dengan intensitas berbeda,
tergantung pada varietas beras. Pati dari beras IR-42 tergelatinisasi sempurna
selama proses modifikasi dan kehilangan semua sifat birefringence-nya. Pati
Basmati dan Ciherang pratanak mengalami gelatinisasi parsial selama modifikasi
dan sebagian masih memiliki sifat birefringence. Modifikasi menyebabkan sedikit
peningkatan kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak, tetapi tidak mengubah
tipe A pola kristal.
Kadar amilosa tepung beras Ciherang pratanak, Basmati dan IR-42 berturutturut adalah 22.99%; 25.62% dan 27.49% (bk). Perbedaan kadar amilosa pada
tepung beras mempengaruhi beberapa parameter pasting. Proses modifikasi
memiliki dampak yang signifikan terhadap peningkatan suhu pasting dan juga
pada penurunan viskositas puncak dan viskositas breakdown. Viskositas akhir
tepung beras Ciherang pratanak dan IR-42 mengalami penurunan setelah
modifikasi, sedangkan pada tepung Basmati relatif tetap. Viskositas setback
tepung beras IR-42 mengalami penurunan setelah proses modifikasi, sedangkan
pada tepung Ciherang pratanak dan Basmati relatif tetap. Tepung beras modifikasi
lebih tahan terhadap proses pemanasan. Modifikasi tepung beras dengan dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan meningkatkan kadar amilosa dan pati
resisten, tetapi menurunkan daya cerna, kapasitas pembengkakan dan solubilitas
pati.
Pemasakan ekstrusi pada pembuatan bihun tidak mempengaruhi kadar
amilosa dan pati resisten. Dibandingkan dengan tepung beras native, tepung beras
modifikasi walaupun tidak mengubah kapasitas pembengkakan tetapi menurunkan
solubilitas dari bihun yang dihasilkan. Penggunaan tepung modifikasi juga
menurunkan nilai indeks glikemik bihun dari 61 (sedang) menjadi 47 (rendah).
Kata kunci: Beras patah dan menir, pemanasan bertekanan-pendinginan, tepung
beras, bihun
SUMMARY
FAHMA YULIWARDI. Effects of Two Cycles of Autoclaving-Cooling on
Physicochemical and Functional Properties of Flour and Rice Noodle.Supervised
by PURWIYATNO HARIYADI, ELVIRA SYAMSIR, and SRI WIDOWATI.
Rice noodles is one of a processed rice product that had been made from
whole rice. However, rice noodles can be made from broken rice and smaller
broken rice (groats) that its utilization is still limited. The processing of broken
rice and groats into functional food products such as vermicelli (rice noodle) with
low glycemic index is one solution to improve its economic value. Various
attempts have been made to produce rice noodles with high resistant starch (RS)
content and low glycemic index (GI), such as by modifying rice flour through
repeated autoclaving-cooling and extrusion processes.
The purposes of this research were to study the physicochemical and
functional characteristic of rice flour; the effect of two cycles autoclaving-cooling
on the physicochemical and functional characteristic of rice flour; and the effect
of rice flour modification and extrussionprocess on the physicochemicaland
functional characteristic of rice noodles produced. Ciherang parboiled, Basmati
and IR-42 were used in this research.
The modified rice flours were prepared by adjusting moisture content of
flour until 25%, conditioning of moist flour in refrigerator (5oC) for 12h and then
transferred to an autoclave. Autoclaving process was done at 120oC for 15 min.
After autoclaving, the samples were stored at 5oC for 24h. The samples were
subjected to two autoclaving-cooling cycles. Extrusion process in making rice
noodle was done using a single-screw extruder with ratio of rice flour and water
300:170 (w/w) and screw speed of 94 rpm. Extruder temperature in zone 1-3 were
92oC and 74oC in zone 4.
Gelatinization occured during the process of modification with the different
of saverity, it was depend on rice varieties. All of granules of IR-42 were
gelatinized during the process and lost all of birefringence properties. Starch
granules of Basmati and Ciherang parboiled were partially gelatinized by process
and some of them still showed birefringence properties. Modification caused a
slightly increasing on crystallinity of Ciherang parboiled rice flour, but it did not
change of type A crystalline pattern.
Amylose content of rice flour samples were, respectively, respectively,
22.99%; 25.62% and 27.49% (db) for Ciherang parboiled, Basmati and IR-42.
Differences on amylose content affected several parameters of rice flour pasting.
Modification processes had a significant impact on the increase in pasting
temperature, and also decreasing in peak viscosity and breakdown viscosity. Final
viscosity of Ciherang parboiled and IR-42 was decrease after modification, but
remains constant for Basmati. Setback viscosity of IR-42 was decrease
aftermodification, and remains constant for Ciherang parboiled and Basmati.
Modified rice flour is more resistant to heating process. Modification of rice flour
with two cycles of autoclaving-cooling increased the levels of amylose and
resistant starch, but lowered digestibility, swelling power and solubility of rice
flour.
Extrusion cooking to produce rice noodles did not affect the content of
amylose and resistant starch. Compared with native rice flour, modified rice flour
while not changing the swelling power but decrease solubility of rice noodles
produced. The use of modified rice flour also lowers the glycemic index of rice
noodles from 61(moderate) becomes 47 (low).
Keywords: Autoclaving-cooling, broken rice and smaller broken rice (groats),
rice flour, rice noodles
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGARUH DUA SIKLUS PEMANASAN BERTEKANANPENDINGINAN TERHADAP SIFAT FISIKOKIMIA SERTA
FUNGSIONAL TEPUNG DAN BIHUN BERAS
FAHMA YULIWARDI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr-Ing Dase Hunaefi, STp, MFoodSt
Judul Tesis : Pengaruh
Dua
SiklusPemanasan
Bertekanan-Pendinginan
TerhadapSifat Fisikokimia Serta Fungsional Tepung dan Bihun
Beras
Nama
: Fahma Yuliwardi
NIM
: F251100151
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MSc
Ketua
DrElvira Syamsir, STp MSi
Anggota
Prof DrIr Sri Widowati, MAppSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof DrIr Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 28 Februari 2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan.
Terlaksananya penelitian dan penyusunan tesis ini tidak terlepas dari
kerjasama dan bantuan berbagai pihak terkait yang juga memberikan motivasi
serta dukungan secara langsung maupun tidak langsung. Ucapan terima kasih
penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MScselaku pembimbing pertama dan
Ibu DrElvira Syamsir, STp MSi selaku pembimbing kedua yang tiada henti
memberikan saran, arahan, motivasi dan bimbingan kepada penulis mulai dari
penyusunan proposal hingga penyusunan tesis.
2. Ibu ProfDrIr Sri Widowati, MAppSc selaku pembimbing ketiga yang telah
membiayai sebagian dari penelitian ini.
3. Bapak Dr-IngDase Hunaefi, STp, M.FoodSt selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran, arahan dan masukan dalam penyelesaian tesis ini.
4. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor, Tim
research grant tahun 2012 beserta teknisi labor dan teknisi labor ITP bapak
Ilyas, bapak Cahyo, mb Ari yang ikut mendukung penyelesaian tesis ini.
5. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua tercinta yaitu
Papa H Mawardi danMama Hj Yulidar En SPd, kakakku tercinta Hanif
Yuliwardi AMd dan adikku tersayang Alhadi Yuliwardi SSn yang telah
memberikan do’a yang tulus, motivasi, bantuan baik secara moril dan materil
serta perhatian yang sangat berharga hingga penulis dapat menyelesaikan
studi master ini.
6. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada keluarga besarku Nenek
(Alm) yang telah mendidik dan menyayangiku, Ibu Yulinar En, Mamak M
Taher En SE-Mintuo Jalani, Mamak Usman En-Mintuo Yustiti, Etek Kasna
En-Apak Yusrizal, Etek Zurmaini En-Apak Detofli.Kakak-kakak sepupuku
Uni Hartati, uni Arneli-uda Wirman, uni Arleni-uda Marjuni, uda Muzarli-uni
Yanti di Bandung. Adik-adik sepupuku dan cucu-cucuku tersayang yang telah
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
7. Terima kasih kepada keluarga besar Metek Bogor dan Umi, teh Evi Sopiati,
teh Ema Marlina, dan teh Maryani SE.
8. Sahabat-sahabatku tercinta Uni Asmeri Lamona STp, Tengku Mia Rahmiati
STp, kak Yenni Asbur SP MP, Desi Novita STp, Mainurlisma STp, Yulia
Roza STp, Sri Novalina SPt MP, kak Lindawati SP MP, mami Rizki Palupi
SPt MP, uni Devi Arnita SP, Rini Nofrida STp MSi, Teman-teman IPN 2009,
2010, 2011, 2012 dan 2013 yang telah memberikan semangat dan motivasi
dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis ini.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu
per satu.
Semoga tesis ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2014
Fahma Yuliwardi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Beras, Tepung Beras dan Pati Beras
Modifikasi Fisik Tepung dengan Perlakuan Pemanasan
Bihun
Indeks Glikemik
3
3
5
7
8
3 METODE
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Tahapan Penelitian
Prosedur Analisis
Analisis Data
11
11
11
11
14
21
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Penetapan Proses Pembuatan Bihun dengan Ekstruder
Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Fungsional Tepung Beras
Morfologi Granula Pati
Kristalinitas
Karakteristik Pasting
Kapasitas Pembengkakan dan Solubilitas
Komposisi Kimia Tepung Beras
Perubahan Sifat Fisikokimia serta Fungsional Tepung dan BihunBeras
Amilosa
Pati Resisten
Kapasitas Pembengkakan dan Solubilitas Bihun
Daya Cerna Pati In Vitro
Organoleptik
Indeks Glikemik
22
22
24
24
27
28
32
33
34
34
36
39
40
43
44
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
46
46
46
DAFTAR PUSTAKA
47
LAMPIRAN
53
RIWAYAT HIDUP
72
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Kandungan nutrisi beras mentah per 100 g
Nilai indeks glikemik beberapa varietas padi
Berbagai formula standar untuk pembuatan bihun dengan menggunakan
ekstruder dan karakteristik bihun yang dihasilkan
Kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak
Karakteristik pasting tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi
dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan serta intensitas
perubahan parameter modifikasi terhadap tepung tanpa modifikasi
Komposisi kimia tiga varietas tepung beras (%bk)
Organoleptik bihun kering dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
Organoleptik bihun setelah direhidrasidengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
4
10
24
27
29
34
43
44
DAFTAR GAMBAR
1 Scanning electron microscopy (SEM) gabah berbulir panjang dan
bagian longitudinal gabah
2 Enam level supramolekul dari gabah, menekankan pada
strukturmikroskopis pati
3 Diagram alir proses dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
4 Diagram alir proses pembuatan bihun
5 Kurva RVA dan perhitungan parameter pasting
6 Bagian-bagian tabung ekstruder ulir tunggal pada pembuatan bihun
7 Permukaan granula pati beras sebelum dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan dilihat denganscanning
electron microscopy(SEM)
8 Penampakan granula pati beras sebelum dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan dilihat dengan mikroskop
polarisasi perbesaran 400x
9 Difraktogram sinarX tepung beras Ciherang pratanak sebelum dan
setelah modifikasi
10 Profil gelatinisasi tepung beras sebelum(I) dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan(II) yang diukur dengan rapid
visco analyzer (RVA)
11 Kapasitas pembengkakan tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
12 Solubilitas tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
13 Kadar amilosa tepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
14 Kadar pati resisten tepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
3
5
12
13
19
23
25
26
27
30
32
33
35
38
15 Kapasitas pembengkakan bihun dengan dan/atau tanpa modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
16 Solubilitasbihun dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
17 Daya cerna pati in vitrotepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan
dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
18 Indeks glikemik bihun Ciherang pratanak dengan dan/atau tanpa tepung
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
39
40
41
45
DAFTAR LAMPIRAN
1 a Bahan baku beras patah dan menir
b Tepung beras patah dan menir
2 Bihun
3 Derajat kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak tanpa modifikasi
4 Derajat kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak modifikasi
5 Hasil sidik ragam suhu pastingtepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
6 Hasil sidik ragam viskositas puncak tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
7 Hasil sidik ragam viskositas panastepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
8 Hasil sidik ragam viskositas breakdowntepung beras dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
9 Hasil sidik ragam viskositas akhir tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
10 Hasil sidik ragam viskositas balik (setback) tepung beras dengan
dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
11 Hasil sidik ragam kapasitas pembengkakan tepung beras dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
12 Hasil sidik ragam solubilitas tepung beras dengan dan/atau
tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
13 Hasil sidik ragam kadar amilosa tepung beras dan bihun dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
14 Hasil sidik ragam kadar pati resistentepung beras dan bihun dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
15 Hasil sidik ragam kapasitas pembengkakan tepung beras dan bihun
dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
16 Hasil sidik ragam solubilitas tepung beras dan bihun dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
53
53
54
55
56
57
58
58
59
60
61
61
62
63
64
65
65
17 Hasil sidik ragam daya cerna pati in vitro tepung beras dan bihun
dengan dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
18 Hasil sidik ragam warna bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
19 Hasil sidik ragam penampakan bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
20 Hasil sidik ragam tekstur bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
21 Hasil sidik ragam organoleptik secara keseluruhan (Overall) bihun
keringdengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan
bertekanan-pendinginan
22 Hasil sidik ragam kelengketan bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
23 Hasil sidik ragam elastisitas bihun rehidrasidengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
24 Hasil sidik ragam warna bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
25 Hasil sidik ragam rasa bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
26 Hasil sidik ragam overall bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
66
67
68
68
69
69
70
70
71
71
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bihun merupakan salah satu produk olahan beras yang biasanya terbuat dari
tepung beras dengankadar amilosa tinggi (Champagne 2004). Beras dengan kadar
amilosa tinggi dapat menghasilkan bihun dengan benang-benang yang tidak
lengket satu sama lain, ataupun putus-putus (Haryadi 2006). Selama ini bihun
terbuat dari beras utuh. Walaupun demikian, bihun dapat dibuat dari beras patah
dan menir yang sampai saat ini pemanfaatannya masih terbatas. Proses
pengolahan beras patah dan menir menjadi produk pasta seperti bihun (rice
noodle) dapat menjadi solusi untuk meningkatkan nilai ekonomi beras patah dan
menir tersebut.
Bihun yang terbuat dari tepung beras native memiliki beberapa kelemahan,
diantaranya yaitutidak tahan terhadap gaya geser dan kemampuan pembentukan
gel elastis yang rendah. Selain itu, pati native cenderung kehilangan viskositas dan
kekuatan pengental selama pemasakan (Takahashi et al. 2005; Pitiphunpong dan
Suwannaporn 2009 dalam Cham dan Suwannaporn 2010).Untuk itu perlu
dilakukan proses modifikasi terhadap tepung beras native tersebut. Salah satunya
adalah dengan memodifikasi tepung beras secara fisik melalui proses pemanasan
bertekanan-pendinginan (autoclaving-cooling) secara berulang.
Proses modifikasi dengan perlakuan panas bisa dilakukan dengan
memaparkan pati dengan kadar air terbatas ( 100, atau lebih tinggi daripada
glukosa (Foster-Powell et al.2002).
Nilai indeks glikemik dari berbagai varietas padi telah dilaporkan oleh
beberapa peneliti (Tabel 2). Indeks glikemik beras dipengaruhi oleh beberapa
faktor di antaranya varietas dan cara pengolahannya (BB Padi 2012). Penelitian
yang dilakukan oleh Widowati (2007) menyatakan bahwa IG beras dapat
diturunkan dengan cara menambahkan ekstrak teh hijau pada saat menanak nasi.
Widowatiet al. (2009) dalam penelitiannya menyatakan bahwa aplikasi proses
pratanak pada gabah menyebabkan penurunan indeks glikemik dari nasi yang
dihasilkan.
Beras dengan indeks glikemik rendah umumnya mempunyai tekstur nasi
pera sehingga kurang disukai oleh penderita diabetes, terutama yang terbiasa
mengonsumsi nasi pulen, seperti masyarakat dari etnis Sunda dan Jawa.Namun,
hal ini tidak menjadi masalah bagi penderita diabetes yang terbiasa mengonsumsi
nasi pera, seperti masyarakat Sumatera Barat dan Kalimantan Selatan.Terlepas
dari preferensi tekstur dan rasa nasi, penderita diabetes perlu mengacu pada
kebutuhan energi yang diperlukan oleh masing-masing individu (Balitpa 2009).
Anggapan bahwa beras beramilosa tinggi memiliki indeks glikemik rendah
ternyata tidak selalu benar.Beras varietas Batang Piaman dan Ciliwung yang
berkadar amilosa tinggi memiliki indeks glikemik yang tinggi pula.Sebaliknya,
beras dengan indeks glikemik rendah tidak hanya beramilosa tinggi, tetapi juga
yang beramilosa sedang seperti beras varietas Ciherang (Balitpa 2009).
10
Tabel 2. Nilai indeks glikemik beberapa varietas padi
Varietas
IR 36
Beras Taj Mahal
Mekongga
Ciherang
IR 64
Ciliwung
Logawa
Batang Piaman
Batang Lembang
IR 42
Celebes
Ciasem
Bengawan Solo
Sintanur
Gilirang
Cisokan
Margasari
Martapura
Air Tenggulang
Aek Sibundong
Cigeulis
Setail
Katonggo
Amilosa (%)
27,30
27,97
23,13
22,92
24,01
26,22
25,50
29,40
25,56
26,32
19,80
7,32
17,24
15,44
16,58
26,68
25,04
26,41
28,62
21,99
21,11
7,74
7,45
Indeks Glikemik
45
60
96
55
70
86
49
71
54
58
95
130
106
91
97
34
39
50
50
59
64
74
79
Referensi
Purwani et al. 2007
Idem
Idem
Widowati et al. 2008
Idem
Widowati et al. 2008
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Indrasari et al. 2008
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Sumber : BB Padi (2012)
Komposisi amilosa dan amilopektin dalam beras memberikan pengaruh
terhadap nilai IG-nya. Beras dengan kadar amilosa tinggi, cenderung memiliki
nilai IG rendah. Jenis beras yang baik untuk digunakan sebagai bahan baku dalam
pembutan bihun adalah beras pera yang notabene memiliki kadar amilosa yang
tinggi. Sehingga pemilihan bahan dasar beras pera merupakan dasar pertimbangan
untuk dapat menghasilkan produk bihun dengan nilai IG rendah. Namun selain
varietas beras yang digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan bihun, masih
banyak faktor-faktor lain yang berpengaruh terhadap nilai IG suatu bahan pangan,
diantaranya proses pengolahan, komposisi/sifat fungsional karbohidrat (kadar
serat pangan, pati resisten, kadar gula dan daya ostomtik), kadar lemak dan
protein serta adanya zat antigizi dalam bahan pangan tersebut (Rimbawan dan
Siagian 2004). Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Widowati et al.
(2011) yang telah mengkaji pengembangan beras dengan IG rendah, diketahui
bahwa ternyata faktor-faktor tersebut tidak selamanya bersifat linear, sehingga
diduga masih ada faktor lain yang belum diketahui dengan pasti yang turut
berpengaruh terhadap nilai IG suatu bahan pangan.
11
3 METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan November 2012 sampai dengan
Mei 2013, di laboratorium Pascapanen Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pascapanen Pertanian Bogor, serta laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi
Pangan Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah beras patah dan
menir dari tiga jenis bahan baku yaitu Ciherang pratanak, IR-42 dan Basmati yang
berasal dari BB Padi, Sukamandi (Lampiran 1a). Beras Ciherang yang digunakan
adalah beras dengan indeks glikemik rendah. Beras tersebut telah melalui tahapan
proses pratanak pada saat bahan masih berbentuk gabah. Perlakuan proses
pratanak mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Widowati et al.
(2009),yaitu perendaman gabah di dalam air pada suhu 60oC selama 4 jam,
pengukusan selama 20 menit, dilanjutkan dengan pengeringan pertama pada suhu
100oC selama 1 jam (kadar air 18-20%), pengeringan kedua pada suhu 60oC
selama 25 menit (kadar air hingga 12%).
Bahan lain yang digunakan dalam pembuatan produk bihun adalah air dan
garam. Bahan kimia untuk analisis komposisi kimia dan sifat fungsional antara
lain K2SO4, HgO, H2SO4, H3BO4, Na2S2O3,HCl,etanol, NaOH, CH3COOH (asam
asetat), heksan, KCl-HCl, trismaleat, asetat, termamyl, enzim pankreatin, αamilase tipe VI-B dari porcine pankreas (Sigma A3176), amiloglukosidase (Sigma
A9913), pepsin, selenium, asam sulfat, sodium azide,3,5 dinitrosalicylic acid
(Sigma D0550), amilosa, maltose, glukosa (Sigma G7528) dan glukosa oksidaseperoksidase kit.
Alat-alat yang digunakan adalah extruder (ulir tunggal, Scientific ; Lab Tech
engineering Company LTD; diameter die 0.6 mm), autoklaf, oven, pH meter,
Rapid Visco Analyzer (RVA), spektrofotometer, mikroskop polarisasi, Scanning
Electron Microscopy (SEM), difraktometer sinar X (X-ray diffractometer),
glukometer One Touch Ultra TM, serta perlengkapan lain untuk uji kimia,
organoleptik dan uji indeks glikemik.
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dibagimenjaditiga tahap.Tahap pertama merupakan tahap
penepungan dari bahan baku beras patah dan menir menggunakan metode kering,
dilanjutkan dengan percobaan pembuatan bihun menggunakan ekstruder,tahap
kedua adalah proses modifikasi tepung menggunakan metode dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan dantahap ketiga adalah proses pembuatan
bihun menggunakan tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan.
Tahap pertama dari penelitian ini adalah melakukan proses penepungan dari
bahan baku beras patah dan menir menggunakan metode kering. Pada tahap ini,
12
beras patah dan menir yang diperoleh dari hasil pemisahan menggunakan alat
testing rice grader langsung dilakukan proses penggilingan, kemudian disaring
dengan ayakan 100 mesh(Lampiran 1b). Tepung yang tidak lolos saringan
digiling ulang dan di saring kembali. Selanjutnya dilakukan proses pembuatan
bihun dengan menggunakan formula perbandingan tepung dan air (w/w) adalah
300:190, 300:180, 300:170 dan 300:160. Penentuan perbandingan tepung dan air
bertujuan untuk menghasilkan produk bihun yang keluar dari ekstruder dengan
bentuk yang baik, yaitu tidak lengket dan tergelatinisasi dengan sempurna yang
ditandai dengan tidak terdapat bercak putih pada produk bihun yang dihasilkan.
Tahap kedua adalah proses dua sikluspemanasan bertekanan-pendinginan
terhadap tepung dari ketiga jenis bahan baku beras yang digunakan. Tahap kedua
ini bertujuan untuk memperoleh tepung dengan kadar pati resisten lebih tinggi.
Proses pemanasan bertekanan-pendinginan yang digunakan merupakan modifikasi
dari penelitian yang dilakukan oleh Nurhayati (2011). Pada prinsipnya kadar air
tepung ditentukan terlebih dahulu, kemudian tepung tersebut dikondisikan hingga
kadar airnya menjadi 25%. Tepung selanjutnya dikemas dengan plastik HDPE dan
disimpan (conditioning)di dalam lemari es (suhu 5oC, selama 12 jam) agar
penyebaran air pada tepung merata. Selanjutnya tepung dipanaskan dengan
menggunakan autoklaf (suhu 121oC) selama 15 menit dan didinginkan (suhu 5oC)
selama 24 jam. Perlakuan pemanasan bertekanan-pendinginan dilakukan sebanyak
dua siklus. Tepung kemudian dikeringkan menggunakan oven (suhu 60oC) selama
16 jam dan dihaluskan serta diayak dengan ayakan 100 mesh (Gambar 3).
Pengkondisian pada Ka 25%
dengan penambahan air
Tepung Beras
Analisis Kadar air
Tepung Modifikasi
Pe
FUNGSIONAL TEPUNG DAN BIHUN BERAS
FAHMA YULIWARDI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengaruh Dua Siklus
Pemanasan Bertekanan-Pendinginan terhadap Sifat Fisikokimia serta Fungsional
Tepung dan Bihun Beras adalah benar karya saya denganarahan dari komisi
pembimbing dan sebagian telah dimuat dalam Majalah Pangan Vol. 23 No. 1
Maret β014 dengan judul “Pengaruh Dua Siklus Autoclaving-Cooling Terhadap
Kadar Pati Resisten Tepung Beras dan Bihun yang Dihasilkannya”. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2014
Fahma Yuliwardi
F251100151
RINGKASAN
FAHMA YULIWARDI. Pengaruh Dua SiklusPemanasan BertekananPendinginan Terhadap Sifat Fisikokimia serta Fungsional Tepung dan Bihun
Beras. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, ELVIRA SYAMSIRdan
SRI WIDOWATI.
Bihun merupakan salah satu produk olahan beras yang selama ini terbuat
dari beras utuh. Walaupun demikian, bihun dapat dibuat dari beras patah dan
menir yang sampai saat ini pemanfaatannya masih terbatas. Proses pengolahan
beras patah dan menir menjadi produk pangan fungsional seperti bihun (rice
noodle) dengan indeks glikemik rendah merupakan salah satu solusi untuk
meningkatkan nilai ekonominya.Berbagai upaya telah dilakukan untuk
menghasilkan bihun dengan kadar pati resisten (RS) tinggi dan indeks glikemik
(IG) rendah, diantaranya dengan memodifikasi tepung beras melalui proses
pemanasan bertekanan-pendinginan berulang dan proses ekstrusi.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik fisikokimia
dan fungsional tepung beras; pengaruh dua siklus pemanasan bertekananpendinginan pada karakteristik fisikokimia dan fungsional tepung beras; dan
pengaruh dari modifikasi tepung beras dan proses ekstrusi terhadap karakteristik
fisikokimia dan fungsional bihun yang dihasilkan. Beras yang digunakan adalah
Ciherang pratanak, Basmati dan IR-42.
Tepung beras modifikasi dibuat dengan mengatur kadar air tepung menjadi
25% lalu disimpan (conditioning) di dalam lemari es (5oC) selama 12 jam dan
selanjutnya dipindahkan ke autoklaf. Proses pemanasan (autoclaving) dilakukan
pada suhu 120oC selama 15 menit. Sampel lalu disimpan pada suhu 5oC selama 24
jam. Proses pemanasan bertekanan-pendinginan dilakukan sebanyak dua siklus.
Proses ekstrusi untuk pembuatan bihun dilakukan dengan menggunakan ekstruder
ulir tunggal dengan rasio tepung beras dan air 300:170 (b/b) dan kecepatan ulir 94
rpm. Suhu ekstruder di zona 1-3 sebesar 92oC dan 74oC di zona 4.
Gelatinisasi terjadi selama proses modifikasi dengan intensitas berbeda,
tergantung pada varietas beras. Pati dari beras IR-42 tergelatinisasi sempurna
selama proses modifikasi dan kehilangan semua sifat birefringence-nya. Pati
Basmati dan Ciherang pratanak mengalami gelatinisasi parsial selama modifikasi
dan sebagian masih memiliki sifat birefringence. Modifikasi menyebabkan sedikit
peningkatan kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak, tetapi tidak mengubah
tipe A pola kristal.
Kadar amilosa tepung beras Ciherang pratanak, Basmati dan IR-42 berturutturut adalah 22.99%; 25.62% dan 27.49% (bk). Perbedaan kadar amilosa pada
tepung beras mempengaruhi beberapa parameter pasting. Proses modifikasi
memiliki dampak yang signifikan terhadap peningkatan suhu pasting dan juga
pada penurunan viskositas puncak dan viskositas breakdown. Viskositas akhir
tepung beras Ciherang pratanak dan IR-42 mengalami penurunan setelah
modifikasi, sedangkan pada tepung Basmati relatif tetap. Viskositas setback
tepung beras IR-42 mengalami penurunan setelah proses modifikasi, sedangkan
pada tepung Ciherang pratanak dan Basmati relatif tetap. Tepung beras modifikasi
lebih tahan terhadap proses pemanasan. Modifikasi tepung beras dengan dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan meningkatkan kadar amilosa dan pati
resisten, tetapi menurunkan daya cerna, kapasitas pembengkakan dan solubilitas
pati.
Pemasakan ekstrusi pada pembuatan bihun tidak mempengaruhi kadar
amilosa dan pati resisten. Dibandingkan dengan tepung beras native, tepung beras
modifikasi walaupun tidak mengubah kapasitas pembengkakan tetapi menurunkan
solubilitas dari bihun yang dihasilkan. Penggunaan tepung modifikasi juga
menurunkan nilai indeks glikemik bihun dari 61 (sedang) menjadi 47 (rendah).
Kata kunci: Beras patah dan menir, pemanasan bertekanan-pendinginan, tepung
beras, bihun
SUMMARY
FAHMA YULIWARDI. Effects of Two Cycles of Autoclaving-Cooling on
Physicochemical and Functional Properties of Flour and Rice Noodle.Supervised
by PURWIYATNO HARIYADI, ELVIRA SYAMSIR, and SRI WIDOWATI.
Rice noodles is one of a processed rice product that had been made from
whole rice. However, rice noodles can be made from broken rice and smaller
broken rice (groats) that its utilization is still limited. The processing of broken
rice and groats into functional food products such as vermicelli (rice noodle) with
low glycemic index is one solution to improve its economic value. Various
attempts have been made to produce rice noodles with high resistant starch (RS)
content and low glycemic index (GI), such as by modifying rice flour through
repeated autoclaving-cooling and extrusion processes.
The purposes of this research were to study the physicochemical and
functional characteristic of rice flour; the effect of two cycles autoclaving-cooling
on the physicochemical and functional characteristic of rice flour; and the effect
of rice flour modification and extrussionprocess on the physicochemicaland
functional characteristic of rice noodles produced. Ciherang parboiled, Basmati
and IR-42 were used in this research.
The modified rice flours were prepared by adjusting moisture content of
flour until 25%, conditioning of moist flour in refrigerator (5oC) for 12h and then
transferred to an autoclave. Autoclaving process was done at 120oC for 15 min.
After autoclaving, the samples were stored at 5oC for 24h. The samples were
subjected to two autoclaving-cooling cycles. Extrusion process in making rice
noodle was done using a single-screw extruder with ratio of rice flour and water
300:170 (w/w) and screw speed of 94 rpm. Extruder temperature in zone 1-3 were
92oC and 74oC in zone 4.
Gelatinization occured during the process of modification with the different
of saverity, it was depend on rice varieties. All of granules of IR-42 were
gelatinized during the process and lost all of birefringence properties. Starch
granules of Basmati and Ciherang parboiled were partially gelatinized by process
and some of them still showed birefringence properties. Modification caused a
slightly increasing on crystallinity of Ciherang parboiled rice flour, but it did not
change of type A crystalline pattern.
Amylose content of rice flour samples were, respectively, respectively,
22.99%; 25.62% and 27.49% (db) for Ciherang parboiled, Basmati and IR-42.
Differences on amylose content affected several parameters of rice flour pasting.
Modification processes had a significant impact on the increase in pasting
temperature, and also decreasing in peak viscosity and breakdown viscosity. Final
viscosity of Ciherang parboiled and IR-42 was decrease after modification, but
remains constant for Basmati. Setback viscosity of IR-42 was decrease
aftermodification, and remains constant for Ciherang parboiled and Basmati.
Modified rice flour is more resistant to heating process. Modification of rice flour
with two cycles of autoclaving-cooling increased the levels of amylose and
resistant starch, but lowered digestibility, swelling power and solubility of rice
flour.
Extrusion cooking to produce rice noodles did not affect the content of
amylose and resistant starch. Compared with native rice flour, modified rice flour
while not changing the swelling power but decrease solubility of rice noodles
produced. The use of modified rice flour also lowers the glycemic index of rice
noodles from 61(moderate) becomes 47 (low).
Keywords: Autoclaving-cooling, broken rice and smaller broken rice (groats),
rice flour, rice noodles
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGARUH DUA SIKLUS PEMANASAN BERTEKANANPENDINGINAN TERHADAP SIFAT FISIKOKIMIA SERTA
FUNGSIONAL TEPUNG DAN BIHUN BERAS
FAHMA YULIWARDI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr-Ing Dase Hunaefi, STp, MFoodSt
Judul Tesis : Pengaruh
Dua
SiklusPemanasan
Bertekanan-Pendinginan
TerhadapSifat Fisikokimia Serta Fungsional Tepung dan Bihun
Beras
Nama
: Fahma Yuliwardi
NIM
: F251100151
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MSc
Ketua
DrElvira Syamsir, STp MSi
Anggota
Prof DrIr Sri Widowati, MAppSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof DrIr Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 28 Februari 2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan.
Terlaksananya penelitian dan penyusunan tesis ini tidak terlepas dari
kerjasama dan bantuan berbagai pihak terkait yang juga memberikan motivasi
serta dukungan secara langsung maupun tidak langsung. Ucapan terima kasih
penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MScselaku pembimbing pertama dan
Ibu DrElvira Syamsir, STp MSi selaku pembimbing kedua yang tiada henti
memberikan saran, arahan, motivasi dan bimbingan kepada penulis mulai dari
penyusunan proposal hingga penyusunan tesis.
2. Ibu ProfDrIr Sri Widowati, MAppSc selaku pembimbing ketiga yang telah
membiayai sebagian dari penelitian ini.
3. Bapak Dr-IngDase Hunaefi, STp, M.FoodSt selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran, arahan dan masukan dalam penyelesaian tesis ini.
4. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor, Tim
research grant tahun 2012 beserta teknisi labor dan teknisi labor ITP bapak
Ilyas, bapak Cahyo, mb Ari yang ikut mendukung penyelesaian tesis ini.
5. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua tercinta yaitu
Papa H Mawardi danMama Hj Yulidar En SPd, kakakku tercinta Hanif
Yuliwardi AMd dan adikku tersayang Alhadi Yuliwardi SSn yang telah
memberikan do’a yang tulus, motivasi, bantuan baik secara moril dan materil
serta perhatian yang sangat berharga hingga penulis dapat menyelesaikan
studi master ini.
6. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada keluarga besarku Nenek
(Alm) yang telah mendidik dan menyayangiku, Ibu Yulinar En, Mamak M
Taher En SE-Mintuo Jalani, Mamak Usman En-Mintuo Yustiti, Etek Kasna
En-Apak Yusrizal, Etek Zurmaini En-Apak Detofli.Kakak-kakak sepupuku
Uni Hartati, uni Arneli-uda Wirman, uni Arleni-uda Marjuni, uda Muzarli-uni
Yanti di Bandung. Adik-adik sepupuku dan cucu-cucuku tersayang yang telah
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
7. Terima kasih kepada keluarga besar Metek Bogor dan Umi, teh Evi Sopiati,
teh Ema Marlina, dan teh Maryani SE.
8. Sahabat-sahabatku tercinta Uni Asmeri Lamona STp, Tengku Mia Rahmiati
STp, kak Yenni Asbur SP MP, Desi Novita STp, Mainurlisma STp, Yulia
Roza STp, Sri Novalina SPt MP, kak Lindawati SP MP, mami Rizki Palupi
SPt MP, uni Devi Arnita SP, Rini Nofrida STp MSi, Teman-teman IPN 2009,
2010, 2011, 2012 dan 2013 yang telah memberikan semangat dan motivasi
dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis ini.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu
per satu.
Semoga tesis ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2014
Fahma Yuliwardi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xiii
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Beras, Tepung Beras dan Pati Beras
Modifikasi Fisik Tepung dengan Perlakuan Pemanasan
Bihun
Indeks Glikemik
3
3
5
7
8
3 METODE
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Tahapan Penelitian
Prosedur Analisis
Analisis Data
11
11
11
11
14
21
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Penetapan Proses Pembuatan Bihun dengan Ekstruder
Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Fungsional Tepung Beras
Morfologi Granula Pati
Kristalinitas
Karakteristik Pasting
Kapasitas Pembengkakan dan Solubilitas
Komposisi Kimia Tepung Beras
Perubahan Sifat Fisikokimia serta Fungsional Tepung dan BihunBeras
Amilosa
Pati Resisten
Kapasitas Pembengkakan dan Solubilitas Bihun
Daya Cerna Pati In Vitro
Organoleptik
Indeks Glikemik
22
22
24
24
27
28
32
33
34
34
36
39
40
43
44
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
46
46
46
DAFTAR PUSTAKA
47
LAMPIRAN
53
RIWAYAT HIDUP
72
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Kandungan nutrisi beras mentah per 100 g
Nilai indeks glikemik beberapa varietas padi
Berbagai formula standar untuk pembuatan bihun dengan menggunakan
ekstruder dan karakteristik bihun yang dihasilkan
Kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak
Karakteristik pasting tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi
dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan serta intensitas
perubahan parameter modifikasi terhadap tepung tanpa modifikasi
Komposisi kimia tiga varietas tepung beras (%bk)
Organoleptik bihun kering dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
Organoleptik bihun setelah direhidrasidengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
4
10
24
27
29
34
43
44
DAFTAR GAMBAR
1 Scanning electron microscopy (SEM) gabah berbulir panjang dan
bagian longitudinal gabah
2 Enam level supramolekul dari gabah, menekankan pada
strukturmikroskopis pati
3 Diagram alir proses dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
4 Diagram alir proses pembuatan bihun
5 Kurva RVA dan perhitungan parameter pasting
6 Bagian-bagian tabung ekstruder ulir tunggal pada pembuatan bihun
7 Permukaan granula pati beras sebelum dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan dilihat denganscanning
electron microscopy(SEM)
8 Penampakan granula pati beras sebelum dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan dilihat dengan mikroskop
polarisasi perbesaran 400x
9 Difraktogram sinarX tepung beras Ciherang pratanak sebelum dan
setelah modifikasi
10 Profil gelatinisasi tepung beras sebelum(I) dan setelah modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan(II) yang diukur dengan rapid
visco analyzer (RVA)
11 Kapasitas pembengkakan tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
12 Solubilitas tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
13 Kadar amilosa tepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
14 Kadar pati resisten tepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
3
5
12
13
19
23
25
26
27
30
32
33
35
38
15 Kapasitas pembengkakan bihun dengan dan/atau tanpa modifikasi dua
siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
16 Solubilitasbihun dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan
17 Daya cerna pati in vitrotepung beras (P1) dan bihun (P2) dengan
dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
18 Indeks glikemik bihun Ciherang pratanak dengan dan/atau tanpa tepung
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
39
40
41
45
DAFTAR LAMPIRAN
1 a Bahan baku beras patah dan menir
b Tepung beras patah dan menir
2 Bihun
3 Derajat kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak tanpa modifikasi
4 Derajat kristalinitas tepung beras Ciherang pratanak modifikasi
5 Hasil sidik ragam suhu pastingtepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
6 Hasil sidik ragam viskositas puncak tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
7 Hasil sidik ragam viskositas panastepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
8 Hasil sidik ragam viskositas breakdowntepung beras dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
9 Hasil sidik ragam viskositas akhir tepung beras dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
10 Hasil sidik ragam viskositas balik (setback) tepung beras dengan
dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
11 Hasil sidik ragam kapasitas pembengkakan tepung beras dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
12 Hasil sidik ragam solubilitas tepung beras dengan dan/atau
tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
13 Hasil sidik ragam kadar amilosa tepung beras dan bihun dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
14 Hasil sidik ragam kadar pati resistentepung beras dan bihun dengan
dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
15 Hasil sidik ragam kapasitas pembengkakan tepung beras dan bihun
dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
16 Hasil sidik ragam solubilitas tepung beras dan bihun dengan dan/atau
tanpa modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
53
53
54
55
56
57
58
58
59
60
61
61
62
63
64
65
65
17 Hasil sidik ragam daya cerna pati in vitro tepung beras dan bihun
dengan dan/atau tanpamodifikasi dua siklus pemanasan bertekananpendinginan
18 Hasil sidik ragam warna bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
19 Hasil sidik ragam penampakan bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
20 Hasil sidik ragam tekstur bihun kering dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
21 Hasil sidik ragam organoleptik secara keseluruhan (Overall) bihun
keringdengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus pemanasan
bertekanan-pendinginan
22 Hasil sidik ragam kelengketan bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
23 Hasil sidik ragam elastisitas bihun rehidrasidengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
24 Hasil sidik ragam warna bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
25 Hasil sidik ragam rasa bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
26 Hasil sidik ragam overall bihun rehidrasi dengan dan/atau tanpa
modifikasi dua siklus pemanasan bertekanan-pendinginan
66
67
68
68
69
69
70
70
71
71
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bihun merupakan salah satu produk olahan beras yang biasanya terbuat dari
tepung beras dengankadar amilosa tinggi (Champagne 2004). Beras dengan kadar
amilosa tinggi dapat menghasilkan bihun dengan benang-benang yang tidak
lengket satu sama lain, ataupun putus-putus (Haryadi 2006). Selama ini bihun
terbuat dari beras utuh. Walaupun demikian, bihun dapat dibuat dari beras patah
dan menir yang sampai saat ini pemanfaatannya masih terbatas. Proses
pengolahan beras patah dan menir menjadi produk pasta seperti bihun (rice
noodle) dapat menjadi solusi untuk meningkatkan nilai ekonomi beras patah dan
menir tersebut.
Bihun yang terbuat dari tepung beras native memiliki beberapa kelemahan,
diantaranya yaitutidak tahan terhadap gaya geser dan kemampuan pembentukan
gel elastis yang rendah. Selain itu, pati native cenderung kehilangan viskositas dan
kekuatan pengental selama pemasakan (Takahashi et al. 2005; Pitiphunpong dan
Suwannaporn 2009 dalam Cham dan Suwannaporn 2010).Untuk itu perlu
dilakukan proses modifikasi terhadap tepung beras native tersebut. Salah satunya
adalah dengan memodifikasi tepung beras secara fisik melalui proses pemanasan
bertekanan-pendinginan (autoclaving-cooling) secara berulang.
Proses modifikasi dengan perlakuan panas bisa dilakukan dengan
memaparkan pati dengan kadar air terbatas ( 100, atau lebih tinggi daripada
glukosa (Foster-Powell et al.2002).
Nilai indeks glikemik dari berbagai varietas padi telah dilaporkan oleh
beberapa peneliti (Tabel 2). Indeks glikemik beras dipengaruhi oleh beberapa
faktor di antaranya varietas dan cara pengolahannya (BB Padi 2012). Penelitian
yang dilakukan oleh Widowati (2007) menyatakan bahwa IG beras dapat
diturunkan dengan cara menambahkan ekstrak teh hijau pada saat menanak nasi.
Widowatiet al. (2009) dalam penelitiannya menyatakan bahwa aplikasi proses
pratanak pada gabah menyebabkan penurunan indeks glikemik dari nasi yang
dihasilkan.
Beras dengan indeks glikemik rendah umumnya mempunyai tekstur nasi
pera sehingga kurang disukai oleh penderita diabetes, terutama yang terbiasa
mengonsumsi nasi pulen, seperti masyarakat dari etnis Sunda dan Jawa.Namun,
hal ini tidak menjadi masalah bagi penderita diabetes yang terbiasa mengonsumsi
nasi pera, seperti masyarakat Sumatera Barat dan Kalimantan Selatan.Terlepas
dari preferensi tekstur dan rasa nasi, penderita diabetes perlu mengacu pada
kebutuhan energi yang diperlukan oleh masing-masing individu (Balitpa 2009).
Anggapan bahwa beras beramilosa tinggi memiliki indeks glikemik rendah
ternyata tidak selalu benar.Beras varietas Batang Piaman dan Ciliwung yang
berkadar amilosa tinggi memiliki indeks glikemik yang tinggi pula.Sebaliknya,
beras dengan indeks glikemik rendah tidak hanya beramilosa tinggi, tetapi juga
yang beramilosa sedang seperti beras varietas Ciherang (Balitpa 2009).
10
Tabel 2. Nilai indeks glikemik beberapa varietas padi
Varietas
IR 36
Beras Taj Mahal
Mekongga
Ciherang
IR 64
Ciliwung
Logawa
Batang Piaman
Batang Lembang
IR 42
Celebes
Ciasem
Bengawan Solo
Sintanur
Gilirang
Cisokan
Margasari
Martapura
Air Tenggulang
Aek Sibundong
Cigeulis
Setail
Katonggo
Amilosa (%)
27,30
27,97
23,13
22,92
24,01
26,22
25,50
29,40
25,56
26,32
19,80
7,32
17,24
15,44
16,58
26,68
25,04
26,41
28,62
21,99
21,11
7,74
7,45
Indeks Glikemik
45
60
96
55
70
86
49
71
54
58
95
130
106
91
97
34
39
50
50
59
64
74
79
Referensi
Purwani et al. 2007
Idem
Idem
Widowati et al. 2008
Idem
Widowati et al. 2008
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Indrasari et al. 2008
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Idem
Sumber : BB Padi (2012)
Komposisi amilosa dan amilopektin dalam beras memberikan pengaruh
terhadap nilai IG-nya. Beras dengan kadar amilosa tinggi, cenderung memiliki
nilai IG rendah. Jenis beras yang baik untuk digunakan sebagai bahan baku dalam
pembutan bihun adalah beras pera yang notabene memiliki kadar amilosa yang
tinggi. Sehingga pemilihan bahan dasar beras pera merupakan dasar pertimbangan
untuk dapat menghasilkan produk bihun dengan nilai IG rendah. Namun selain
varietas beras yang digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan bihun, masih
banyak faktor-faktor lain yang berpengaruh terhadap nilai IG suatu bahan pangan,
diantaranya proses pengolahan, komposisi/sifat fungsional karbohidrat (kadar
serat pangan, pati resisten, kadar gula dan daya ostomtik), kadar lemak dan
protein serta adanya zat antigizi dalam bahan pangan tersebut (Rimbawan dan
Siagian 2004). Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Widowati et al.
(2011) yang telah mengkaji pengembangan beras dengan IG rendah, diketahui
bahwa ternyata faktor-faktor tersebut tidak selamanya bersifat linear, sehingga
diduga masih ada faktor lain yang belum diketahui dengan pasti yang turut
berpengaruh terhadap nilai IG suatu bahan pangan.
11
3 METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan November 2012 sampai dengan
Mei 2013, di laboratorium Pascapanen Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pascapanen Pertanian Bogor, serta laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi
Pangan Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah beras patah dan
menir dari tiga jenis bahan baku yaitu Ciherang pratanak, IR-42 dan Basmati yang
berasal dari BB Padi, Sukamandi (Lampiran 1a). Beras Ciherang yang digunakan
adalah beras dengan indeks glikemik rendah. Beras tersebut telah melalui tahapan
proses pratanak pada saat bahan masih berbentuk gabah. Perlakuan proses
pratanak mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Widowati et al.
(2009),yaitu perendaman gabah di dalam air pada suhu 60oC selama 4 jam,
pengukusan selama 20 menit, dilanjutkan dengan pengeringan pertama pada suhu
100oC selama 1 jam (kadar air 18-20%), pengeringan kedua pada suhu 60oC
selama 25 menit (kadar air hingga 12%).
Bahan lain yang digunakan dalam pembuatan produk bihun adalah air dan
garam. Bahan kimia untuk analisis komposisi kimia dan sifat fungsional antara
lain K2SO4, HgO, H2SO4, H3BO4, Na2S2O3,HCl,etanol, NaOH, CH3COOH (asam
asetat), heksan, KCl-HCl, trismaleat, asetat, termamyl, enzim pankreatin, αamilase tipe VI-B dari porcine pankreas (Sigma A3176), amiloglukosidase (Sigma
A9913), pepsin, selenium, asam sulfat, sodium azide,3,5 dinitrosalicylic acid
(Sigma D0550), amilosa, maltose, glukosa (Sigma G7528) dan glukosa oksidaseperoksidase kit.
Alat-alat yang digunakan adalah extruder (ulir tunggal, Scientific ; Lab Tech
engineering Company LTD; diameter die 0.6 mm), autoklaf, oven, pH meter,
Rapid Visco Analyzer (RVA), spektrofotometer, mikroskop polarisasi, Scanning
Electron Microscopy (SEM), difraktometer sinar X (X-ray diffractometer),
glukometer One Touch Ultra TM, serta perlengkapan lain untuk uji kimia,
organoleptik dan uji indeks glikemik.
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dibagimenjaditiga tahap.Tahap pertama merupakan tahap
penepungan dari bahan baku beras patah dan menir menggunakan metode kering,
dilanjutkan dengan percobaan pembuatan bihun menggunakan ekstruder,tahap
kedua adalah proses modifikasi tepung menggunakan metode dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan dantahap ketiga adalah proses pembuatan
bihun menggunakan tepung beras dengan dan/atau tanpa modifikasi dua siklus
pemanasan bertekanan-pendinginan.
Tahap pertama dari penelitian ini adalah melakukan proses penepungan dari
bahan baku beras patah dan menir menggunakan metode kering. Pada tahap ini,
12
beras patah dan menir yang diperoleh dari hasil pemisahan menggunakan alat
testing rice grader langsung dilakukan proses penggilingan, kemudian disaring
dengan ayakan 100 mesh(Lampiran 1b). Tepung yang tidak lolos saringan
digiling ulang dan di saring kembali. Selanjutnya dilakukan proses pembuatan
bihun dengan menggunakan formula perbandingan tepung dan air (w/w) adalah
300:190, 300:180, 300:170 dan 300:160. Penentuan perbandingan tepung dan air
bertujuan untuk menghasilkan produk bihun yang keluar dari ekstruder dengan
bentuk yang baik, yaitu tidak lengket dan tergelatinisasi dengan sempurna yang
ditandai dengan tidak terdapat bercak putih pada produk bihun yang dihasilkan.
Tahap kedua adalah proses dua sikluspemanasan bertekanan-pendinginan
terhadap tepung dari ketiga jenis bahan baku beras yang digunakan. Tahap kedua
ini bertujuan untuk memperoleh tepung dengan kadar pati resisten lebih tinggi.
Proses pemanasan bertekanan-pendinginan yang digunakan merupakan modifikasi
dari penelitian yang dilakukan oleh Nurhayati (2011). Pada prinsipnya kadar air
tepung ditentukan terlebih dahulu, kemudian tepung tersebut dikondisikan hingga
kadar airnya menjadi 25%. Tepung selanjutnya dikemas dengan plastik HDPE dan
disimpan (conditioning)di dalam lemari es (suhu 5oC, selama 12 jam) agar
penyebaran air pada tepung merata. Selanjutnya tepung dipanaskan dengan
menggunakan autoklaf (suhu 121oC) selama 15 menit dan didinginkan (suhu 5oC)
selama 24 jam. Perlakuan pemanasan bertekanan-pendinginan dilakukan sebanyak
dua siklus. Tepung kemudian dikeringkan menggunakan oven (suhu 60oC) selama
16 jam dan dihaluskan serta diayak dengan ayakan 100 mesh (Gambar 3).
Pengkondisian pada Ka 25%
dengan penambahan air
Tepung Beras
Analisis Kadar air
Tepung Modifikasi
Pe