Komposisi kimia tepung jagung

40 Lemak bk 4.64 4.42 4.05 Protein bk 11.16 11.12 10.02 Abu bk 1.48 1.33 1.01 Serat kasar bk 7.36 4.09 2.97 Pati bk 74.3 75.17 77.04 Keterangan: bk = basis kering

4.2 Pengaruh waktu fermentasi spontan grits jagung terhadap sifat fisik,

kimia dan fungsional tepung jagung

4.2.1 Komposisi kimia tepung jagung

Kadar lemak, serat kasar, protein, dan abu tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi dapat dilihat pada Tabel 6. Secara umum, jumlah komponen-komponen kimia tersebut mengalami penurunan dibandingkan dengan grits jagung yang digunakan Tabel 5 dan 6. Tabel 6 Komposisi kimia tepung jagung putih yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung Komposisi kimia tepung jagung yang dihasilkan Waktu fermentasi grits jagung jam Kadar air Protein bk Lemak bk Abu bk Serat kasar bk 0 10.32 ab ±0.18 10.02 c ±0.14 4.05 d ±0.11 1.01 d ±0.0 6 2.97 b ±0.7 5 12 10.05 ab ±0.50 9.24 b ±0.14 3.78 c ±0.30 0.78 c ±0.01 1.28 a ±0.03 24 11.66 b ±0.54 9.18 b ±0.12 3.81 c ±0.13 0.55 b ±0.0 2 1.32 a ±0.07 36 10.02 a ±0.83 8.89 a ±0.13 3.82 c ±0.21 0.47 ab ±0.0 6 1.12 a ±0.03 48 10.80 ab ±0.10 8.74 a ±0.34 3.72 bc ±0.13 0.49 ab ±0.0 8 1.25 a ±0.02 60 11.42 ab ±0.95 8.73 a ±0.14 3.44 a ±0.24 0.53 b ±0.0 4 1.01 a ±0.16 72 11.32 ab ±1.63 8.78 a ±0.14 3.46 ab ±0.14 0.40 a ±0.07 1.10 a ±0.04 Keterangan: merupakan angka rata-rata 3 ulangan dan 2 kali analisa angka yang diikuti dengan huruf sama pada satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5 Kadar serat kasar tepung jagung tanpa fermentasi 2.97 lebih rendah daripada kadar serat grits jagung putih yang digunakan 4.09 . Hal ini 41 disebabkan sebagian besar serat kasar pada jagung terdapat pada bagian perikarp. Bagian perikarp akan menghasilkan tepung jagung dengan tekstur kasar sehingga dihilangkan pada proses pembuatan tepung jagung. Hal ini mengakibatkan kadar serat kasar tepung jagung yang dihasilkan lebih kecil daripada kadar serat kasar grits jagung. Fermentasi grits jagung selama 12 jam menurunkan kadar serat kasar tepung jagung yang dihasilkan Tabel 6. Serat pada jagung mengalami penurunan pada 12 jam pertama fermentasi 1.28, apabila dibandingkan kadar serat kasar tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi 2.97. Serat merupakan bagian yang tidak terpisahkan pada struktur alami tanaman yang terdiri dari beberapa komponen seperti lignin, selulosa, hemiselulosa, substansi pektik, gum, waxes , dan oligosakarida yang tidak tercerna. Hemiselulosa dan substansi pektik yang mampu mengikat air dan mengembang disebut serat larut. Sebagian hemiselulosa, selulosa dan lignin, yang sedikit mengikat air disebut serat tidak larut atau serat kasar Kalac dan Míka, 1997. Menurut Burge dan Duensing 1989 serat jagung terdiri dari 67 hemiselulosa, 23 selulosa dan 0.1 lignin. Penurunan kadar serat kasar kemungkinan disebabkan aktivitas mikroorganisme yang mengubah serat kasar atau serat tidak larut menjadi serat larut. Fermentasi lanjutan sampai 72 jam relatif tidak mengubah kadar serat kasar 1.1. Menurunnya kadar serat tepung jagung yang dihasilkan dengan proses fermentasi juga seperti yang terjadi pada pembuatan tepung ubi kayu menggunakan proses fermentasi Subagio 2006. Fermentasi grits jagung sampai 36 jam menurunkan kadar protein tepung jagung yang dihasilkan 8.89 apabila dibandingkan kadar protein tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi 10.02 . Penambahan waktu fermentasi cenderung tidak mengubah kadar proteinnya. Penurunan kadar protein selama fermentasi grits jagung seperti yang terjadi pada pembuatan ogi. Menurut Nago et al. 1998 kadar protein ogi yang berasal dari Benin 9 lebih rendah daripada jagung yang digunakan, sedangkan pada ogi yang berasal dari Gnonli terjadi kehilangan protein sebesar 38. Menurut Hounhouigan et al. 1993c terjadi penurunan kadar protein sebesar 38 pada pembuatan mawe. Menurunnya kadar protein disebabkan adanya aktivitas enzim yang bersifat proteolitik.. Menurut 42 Okenhen dan Ikenebomeh 2007 pada ogi terdapat aktivitas enzim proteinase sebesar 4.8 mgml. Protein pada kernel jagung terdiri dari albumin 8 , globulin 9 , zein atau prolamin 39 dan glutelin 40; sedangkan protein pada endosperm terdiri dari zein 47, glutelin 39, albumin 4 dan globulin 4 Laszrity 1986. Perendaman mengakibatkan masuknya air ke dalam grits jagung, memperlunak kernel dan terjadinya bagian terlarut dari lembaga sehingga protein albumin yang bersifat larut air mengalami leaching dan terbuang dalam air perendam yang berakibat menurunnya kadar protein tepung jagung yang dihasilkan. Penurunan kadar protein berhubungan juga dengan pHnya. Pada saat fermentasi 12 sampai 36 jam, pH air perendam jagung berada di luar titik isoelektrik Tabel 7 dan beberapa protein mempunyai kelarutan tinggi sehingga protein terlarut dalam air perendam. Hal ini mengakibatkan penurunan kadar protein hanya terjadi pada waktu fermentasi 12 sampai 36 jam Tabel 6. Setelah 48 jam fermentasi, air perendam jagung berada pada titik isoelektrik yaitu pada pH 4.5 – 4.8 Tabel 7 sehingga kelarutan protein jagung selama proses fermentasi minimal dan kadar protein tepung jagung yang dihasilkan relatif konstan. Tabel 7 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap pH air perendam Waktu fermentasi jam pH 0 6.67 e ±0.24 12 6.07 d ±0.54 24 5.63 c ±0.27 36 5.13 c ±0.42 48 4.83 b ±0.33 60 4.60 a ±0.38 72 4.62 a ±0.29 Keterangan: merupakan angka rata-rata 3 ulangan dan 2 kali analisa angka yang diikuti dengan huruf sama pada satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5 Fermentasi grits jagung sampai 36 jam menurunkan kadar protein tepung jagung yang dihasilkan Gambar 10. Berdasarkan hasil tersebut maka kadar 43 protein tepung jagung yang dihasilkan dengan fermentasi grits jagung sampai 36 jam dapat ditentukan menggunakan rumus regresi linier dengan persamaan: P r = -0.029t + 9.855 R 2 = 0.7848 1 dengan P r adalah kadar protein tepung jagung dalam basis kering, t adalah waktu fermentasi grits jagung dalam jam dan R 2 adalah koefisien determinasi. Pr = -0.029t + 9.855 R 2 = 0.7848 2 4 6 8 10 12 20 40 60 80 waktu jam pr o te in bk Gambar 10 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar protein tepung jagung. Fermentasi grits jagung menurunkan kadar abu tepung jagung yang dihasilkan. Menurunnya kadar abu selama fermentasi disebabkan lepasnya mineral pada waktu perendaman, yaitu terjadi leaching sebagian mineral pada air perendam. Sahlin 1999 menyatakan bahwa kadar abu tidak dipengaruhi oleh fermentasi kecuali jika pada proses fermentasi tersebut ditambahkan beberapa garam atau terjadi leaching saat bagian yang cair dipisahkan dari makanan yang difermentasi. Jagung mempunyai mineral-mineral natrium, kalium, fluor, iodine yang mempunyai tingkat kelarutan tinggi dalam air dan afinitas rendah sehingga banyak terdapat sebagai ion bebas Watson 1987. Ion-ion inilah yang mengalami leaching dalam air perendam sehingga kadar mineral tepung mengalami penurunan selama fermentasi sampai 36 jam 0.47 , dibandingkan tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi 1.01 . Fermentasi lanjutan selama 48 sampai 72 jam cenderung tidak mengubah kadar abu. Penurunan kadar abu 44 selama fermentasi jagung juga ditemukan pada pembuatan ogi dari kadar abu pada jagung sebesar 1.35 – 1.38 menjadi 0.4 – 0.6 pada ogi Nago et al. 1998. Selain sebagai ion bebas, mineral pada jagung juga terdapat dalam bentuk kompleks. Menurut Watson 1987 komponen anorganik yang paling banyak terdapat pada jagung adalah fosfor, yang sebagian berada sebagai garam kalium- magnesium asam fitat yang merupakan bentuk ester dari heksafosfat inositol. Fitin adalah bentuk penyimpanan penting dari fosfor, yang dipecah oleh enzim fitase pada proses fermentasi. Mineral yang berada dalam bentuk kompleks inilah yang tidak mengalami leaching dalam air perendam sehingga fermentasi grits jagung setelah 36 jam tidak mengubah kadar mineralnya. Larutnya sebagian mineral mengakibatkan meningkatnya konduktivitas atau daya hantar listrik pada air perendam. Berkebalikan dengan kadar mineral, daya hantar listrik pada air perendam naik selama fermentasi sampai 36 jam, kemudian cenderung tetap seperti terlihat pada Gambar 11. 200 400 600 800 1000 20 40 60 80 waktu jam ko n d u k ti vi tas m h o s Gambar 11 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap konduktivitas air perendam. Tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi mempunyai kadar lemak 4.05 . Kadar lemak mengalami penurunan selama 12 jam fermentasi menjadi 3.78 . Fermentasi lanjutan sampai 48 jam cenderung tidak mengubah kadar lemak tepung 3.72 , selanjutnya setelah fermentasi selama 60 jam kadar lemak 45 menurun 3.4 . Penurunan kadar lemak juga terjadi pada pembuatan ogi sehingga kadar lemak bahan yang semula 3.9 – 4.4 turun menjadi 3 – 3.5 Nago et al. 1998, Hounhouigan et al. 1993c. Penurunan kadar lemak disebabkan aktivitas mikroorganisme yang bersifat lipolitik. Ohenhen dan Ikenebomeh 2007 menyatakan adanya aktivitas enzim lipase sebesar 1.8 mgml pada ogi. Fermentasi jagung sampai 36 jam menurunkan kadar pati, gula reduksi dan pH tepung jagung yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 8. Penurunan pH terjadi karena aktivitas bakteri asam laktat selama perendaman. Asam laktat merupakan asam non volatil yang umum terdapat selama fermentasi sereal dan umbi-umbian yang dihasilkan oleh Lactobacillus plantarum. Johansson et al. 1995 menemukan adanya galur Lactobacillus plantarum yang bersifat amilolitik sejumlah 14 persen dari total bakteri asam laktat yang diisolasi dari ogi, sedangkan Hounhouigan et al. 1993a menemukan Lactobacillus fermentum yang bersifat amilolitik dari mawe. Keberadaan bakteri asam laktat yang bersifat amilolitik selama pengolahan jagung meningkatkan kecepatan asidifikasi sehingga menurunkan pH Johansson et al. 1995. Selain asam laktat juga dihasilkan sejumlah besar asam asetat dan karbondioksida dari heksosa melalui jalur heksosa monofosfat. Adanya gelembung pada permukaan slurry selama proses perendaman menunjukkan produksi karbondioksida Onyango et al. 2003. Asam laktat dan asam asetat menurunkan pH media sementara karbondioksida mengeluarkan udara dari slurry selama fermentasi. Fermentasi grits jagung selama 36 jam menurunkan pH tepung jagung yang dihasilkan dari 5.67 menjadi 4.4, kemudian setelah 48 jam naik menjadi 4.6 Tabel 8. Penurunan pH pada proses fermentasi jagung ini sesuai dengan penelitian Aremu 1993 bahwa perendaman jagung selama 48 jam mengakibatkan penurunan pH menjadi 4.5, sedangkan menurut Sefa Dedeh 2001, fermentasi adonan jagung selama 24 jam menurunkan pH dari 6.3 menjadi 4.0. Sedangkan Nago et al. 1998 menyatakan bahwa pembuatan ogi dengan fermentasi selama 48 jam mengubah pH menjadi 3.3 sampai 3.7. Apabila digambarkan pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap pH tepung jagung akan menunjukkan grafik yang bersifat kuadratik seperti 46 terlihat pada Gambar 12. Hubungan antara waktu fermentasi grits jagung dengan pH tepung jagung dapat dinyatakan dengan persamaan: Ph = 0.0005t 2 - 0.0493t + 5.7861 R 2 = 0.7855 2 dengan Ph adalah pH tepung jagung, t adalah waktu fermentasi grits jagung dan R 2 adalah koefisien determinasi. Tabel 8 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar pati, gula reduksi dan pH tepung jagung yang dihasilkan Waktu fermentasi jam Kadar pati bk Kadar gula reduksi bk pH 0 77.04 c ±0.44 2.70 d ±0.08 5.67 e ±0.04 12 76.13 bc ±0.56 2.21 c ±0.34 5.47 d ±0.04 24 74.01 ab ±1.38 1.55 b ±0.11 4.93 c ±0.07 36 74.1 ab ±1.36 1.16 a ±0.04 4.4 a ±0.02 48 72.05 a ±1.57 1.10 a ±0.13 4.6 b ±0.13 60 72.26 a ±1.93 1.50 b ±0.21 4.88 c ±0.08 72 71.49 a ±2.48 1.66 b ±0.13 4.7 b ±0.09 Keterangan: merupakan angka rata-rata 3 ulangan dan 2 kali analisa angka yang diikuti dengan huruf sama pada satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5 Ph = 0.0005t 2 - 0.0493t + 5.7861 R 2 = 0.7855 1 2 3 4 5 6 7 20 40 60 80 waktu jam pH Gambar 12 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap pH tepung jagung. Tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi mempunyai kadar gula reduksi 2.7 , dan fermentasi selama 36 jam menurunkan kadar gula reduksi menjadi 1.16 . Penurunan kadar gula reduksi disebabkan penggunaan gula sebagai substrat oleh bakteri asam laktat. Fermentasi lanjutan sampai 72 jam meningkatkan kadar gula reduksi menjadi 1.66 yang merupakan akibat dari 47 pemecahan pati menjadi gula reduksi oleh bakteri asam laktat yang bersifat amilolitik. Bakteri asam laktat yang bersifat amilolitik berhasil diisolasi dari ogi yaitu Lactobacillus plantarum Johansson et al. 1995 dan dari mawe yaitu Lactobacillus fermentum Hounhouigan et al. 1993a. Menurut Johansson et al. 1995 keberadaan bakteri asam laktat yang bersifat amilolitik selama pengolahan jagung meningkatkan ketersediaan sumber energi seperti glukosa atau maltosa dari pati atau bakteri asam laktat lain. Adanya pemecahan pati menjadi gula reduksi mengakibatkan penurunan kadar pati tepung jagung yang dihasilkan dari 77.04 pada tepung jagung non fermentasi menjadi 71.49 pada tepung jagung yang dihasilkan dari proses fermentasi selama 72 jam Tabel 8. Menurut Sefa- Dedeh 2001 pengaruh fermentasi terhadap konsentrasi gula bervariasi.Selama 24 jam fermentasi, konsentrasi fruktosa, glukosa dan galaktosa menurun, sedangkan xilosa dan maltosa meningkat. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar gula reduksi tepung jagung dapat digambarkan sebagai grafik kuadratik seperti terlihat pada Gambar 13. Hubungan antara waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar gula reduksi dapat dinyatakan dalam persamaan: G r = 0.0006t 2 - 0.06t + 2.71 R 2 = 0.7676 3 dimana G r adalah kadar gula reduksi tepung jagung dalam basis kering, t adalah waktu fermentasi grits jagung dalam jam dan R 2 adalah koefisien determinasi. Gr = 0.0006t 2 - 0.06t + 2.71 R 2 = 0.7676 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 20 40 60 80 waktu jam gu la r e d uk s i 48 Gambar 13 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar gula reduksi tepung jagung. Fermentasi jagung selama 72 jam menurunkan kadar amilosa tepung jagung yang dihasilkan menjadi 26.81 dari kadar amilosa semula 28.39. Pada proses fermentasi terjadi aktivitas mikroorganisme yang bersifat amilolitik raw starch digesting amylase . Beberapa mikroorganisme yang bersifat amilolitik pada proses fermentasi jagung adalah Lactobacillus plantarum Johansson et al. 1995, Lactobacillus fermentum Hounhouigan et al. 1993a. Tabel 9 Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar amilosa tepung jagung Waktu fermentasi jagung Kadar amilosa tepung jagung 0 28.39 c ±0.71 12 27.95 c ±0.67 24 27.83 c ±2.35 36 27.03 ab ±0.61 48 27.45 bc ±1.04 60 26.42 a ±1.70 72 26.81 ab ±0.54 Keterangan: merupakan angka rata-rata 3 ulangan dan 2 kali analisa angka yang diikuti dengan huruf sama pada satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5

4.2.2 Distribusi ukuran partikel tepung jagung