PROSES EKSTRUSI TINJAUAN PUSTAKA A. SORGUM

26 dan berumur 90 hari. Varietas Kawali dan Numbu memiliki tangkai yang kompak dan besar, tahan terhadap rebah, penyakit karat serta penyakit bercak daun. Kedua varietas ini ditanam di beberapa daerah antara lain di Demak Jawa Tengah,Gunungkidul dan daerah Bantul Daerah Istimewa Yogyakarta.

B. PROSES EKSTRUSI

Ekstrusi adalah suatu proses dimana bahan dipaksa dibawah pengaruh kondisi operasi pencampuran, pemanasan dengan suhu tinggi dan pemotongan melalui suatu cetakan yang dirancang unutk membentuk hasil ekstrusi yang bergelembung kering puff dry dalam waktu yang singkat Muchtadi, et al.,1988. Struktur dasar dari produk-produk yang diekstrusi diperoleh dengan cara mengubah dan mengatur sifat-sifat biopolimer-biopolimer alami, seperti pati dan protein dari jenis tertentu. Biopolimer alami memainkan peran yang penting dalam pembentukan struktur produk. Pada umumnya biopolimer ini berubah menjadi polimer-polimer yang meleleh pada suhu yang tinggi. Lelehan ini membentuk fase kontinyu yang akan mengikat semua partikel- partikel bahan lain yang terdapat dalam fase terdispersi dan membantu dalam menahan proses pelepasan gas ketika tahap pengembangan terjadi. Oleh karena itu struktur gelembung yang mengembang dapat terbentuk Frame, 1994. Agar diperoleh kerenyahan dan pengembangan produk yang relatif baik, ekstrusi bahan yang bersal dari pati-patian dilakukan pada kondisi suhu optimum 170 C, tekanan 438 kPa 70Psi sampai 5516 kPa 800Psi dengan kecepatan ulir 300rpm dalam waktu sekitar 10 detik Harper, 1981. Dalam proses ekstrusi, bahan yang digunakan berbentuk butiran kecil yang berukuran 1-3 mm. Untuk bahan yang berbentuk tepung, hasilnya kurang memuaskan karena jika ukuran partikel terlalu halus produk yang dihasilkan hangus dan partikel bahan tidak mengalami pemadatan sempurna serta kurang mengembang Ang et al.,1980. Hasil pemasakan proses ekstrusi adalah gelatinisasi pati, denaturasi protein serta inaktivasi enzim yang terdapat pada bahan mentah Harper, 1981. Proses ini diikuti oleh pengembangan eksotermik yang dibentuk pada 27 cetakan Smith, 1981. Struktur yang berongga-rongga didapat dengan membentuk gel koloid pada suhu dan tekanan yang tinggi di dalam ekstruder. Jika gel cukup kuat, pengembangan uap air akan menghembus gel membentuk sel-sel yang berongga Miller, 1985. Prinsip penerapan ekstrusi pada industri makanan umumnya berdasarkan pada gelatinisasi pati, pembentukan kompleks lemak-pati, denaturasi dan teksturisasi protein, pengikatan, reaksi kimia dan biokimia, pengaruh tekananpenggilingan dan pengembangan Linko, et. al. 1981. Pada beberapa kasus, ekstruder merestrukturisasi produk sampai tahap menengah saja dan untuk proses restrukturisasi lanjutan dilakukan tahap lain seperti pembentukan flakes, penggorengan, penyangraian atau proses pembentukan lain. Pada kasus lain produk dipanaskan lebih lanjut dalam laras ekstruder, dengan mekanisme transport menggunakan ulir dan dipaksa keluar melalui lubang die pada suhu dan tekanan tinggi. Terjadinya pelepasan tekanan secara mendadak ketika produk keluar dari die memungkinkannya menjadi produk yang berstruktur bersel-sel seperti busa porous. Jika busa tersebut mantap, mendingin dan kering,maka produk akan menjadi renyah dan selanjutnya hanya memerlukan sedikit saja pemrosesan lebih lanjut. Keuntungan proses pemasakan dengan metode ekstrusi antara lain produktifitas tinggi, biaya produksi rendah, bentuk produk khas, produk lebih bervariasi walaupun dari bahan baku yang sama, pemakaian energi yang rendah, serta mutu produk tinggi karena proses menggunakan suhu tinggi dengan waktu yang singkat sehingga kerusakan nutrisi dapat dikurangi Smith, 1981. Selain itu produk yang dihasilkan seragam, peralatannya mudah diotomisasi, tidak banyak limbah dan hasil akhir dapat diatur Muchtadi et al., 1988. Beberapa perubahan yang terjadi selama proses ekstrusi ialah : 1. Pati Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan α-1,4-D-glukosa, sedangkan 28 amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan α-1,4-D-glukosa sebanyak 4-5 dari berat total Winarno, 1989. Pada proses ekstrusi, komponen pati mengalami gelatinisasi. Tingkat gelatinisasi tergantung pada sumber bahan baku dan kondisi proses ekstrusi Linko et al., 1981. Menurut Harper 1981, mekanisme gelatinisasi yang terjadi dalam proses tersebut ialah mula-mula butir pati menyerap air dan mengembang. Adanya panas dan tekanan yang cukup tinggi menyebabkan terputusnya ikatan struktur heliks dari molekul tersebut. Amilosa mulai berdifusi keluar dari butiran pati, sehingga sebagian besar ruangan pada butiran pati terisi amilopektin. Akhirnya amilopektin pecah membentuk suatu matriks dengan amilosa yang merupakan gel. Perbedaan kandungan amilosa dan amilopektin dalam suatu pati akan mempengaruhi sifat-sifat fisik produk ekstrusi. Jika digunakan pati dengan kandungan amilopektin yang cukup tinggi maka akan dihasilkan produk yang mudah mengembang. Sedangkan produk yang terbuat dari pati beramilosa tinggi akan lebih rapat, lebih keras, dan kurang mengembang secara radial ketika diekstrusi Muchtadi et al., 1988. Menurut Harper 1981, produk ekstrusi yang terbuat dari pati berkadar amilosa tinggi akan relatif lebih mudah diberi zat citarasa atau flavor. Bjorck dan Asp 1983 menyatakan bahwa akibat dari gelatinisasi pati ini dapat meningkatkan kemampuan hidrolisis amilase. Di samping itu, adanya perlakuan panas dapat menginaktifkan inhibitor α-amilase dalam bahan baku sehingga daya cerna pati produk meningkat. 2. Protein Selama proses ekstrusi, protein akan mengalami denaturasi atau modifikasi struktur sekunder, tersier, dan kuartener, serta termasuk pula putusnya ikatan hidrogen. Proses ekstrusi menggunakan suhu tinggi menyebabkan denaturasi protein Smith, 1981. Mekanisme denaturasi protein adalah sebagai berikut: Pada suhu tinggi butiran protein terurai dari bentuk globular menjadi bentuk memanjang. Hal ini disebabkan oleh terputusnya ikatan-ikatan ionik, 29 disulfida, hidrogen dan Van der Walls. Beberapa molekul akan terpisah sesuai dengan sub-unitnya yang bersifat tidak larut. Selanjutnya terjadi penggabungan molekul-molekul tersebut dan membentuk agregat Harper, 1981. Pembentukan agregat ini mempengaruhi pembentukan struktur makanan ekstrusi. Adanya ikatan-ikatan antara molekul protein tersebut akan membentuk suatu matriks. Pada suhu sekitar 135 o C sebagian besar protein mulai membentuk matriks Rhee et al., 1981. Setelah proses ekstrusi, protein tidak berbentuk butiran lagi karena pecah dan berdifusi dengan pati selama pemanasan. Protein dapat menaikkan derajat pengembangan yaitu dengan mengontrol pendistribusian air pada matriks bahan bahan pada saat pemasakan serta menguatkan interaksi antara amilopektin yang sudah terpotong-potong karena proses pelelehan yaitu dengan membentuk ikatan kovalen maupun interaksi non-ikatan tarik-menarik antar molekul, sehingga dapat meningkatkan kekuatan polimer amilopektin untuk mengembang tanpa putus Gimeno et al., 2004. 3. Lemak Lemak dalam biji-bijian akan membentuk komplek dengan pati bila diproses dengan ekstrusi. Lemak akan berikatan dengan amilosa dan amilopektin sehingga dapat menghambat pengembangan dan mengurangi sifat renyah dari produk Muchtadi et al., 1988. Diduga bahwa struktur tersebut merupakan kompleks antara fraksi amilosa dengan asam oleat. Mekanisme penghambatannya adalah bahwa lemak akan membentuk suatu lapisan pada bagian luar granula pati dan sekaligus akan menghambat penetrasi air ke dalam granula Polina, 1995. Penetrasi air yang lebih sedikit akan menghasilkan gelatinisasi yang rendah. Menurut Ahza 1996 yang diacu oleh Melianawati 1998, jika lemak berada dalam kondisi bebas tidak terikat dengan bahan lain, ia berfungsi sebagai pelumas dalam laras sehingga akan mengurangi konversi energi 30 mekanis untuk menaikkan suhu gelatinisasi pati dan sekaligus menurunkan ekspansi produk. 4. Serat Serat banyak terdapat pada bagian kulit ari perikarp serealia. Pada proses ekstrusi, serat dapat digunakan sebagai bulking agent, sebagai bagian nutrisi dan untuk memodifikasi tekstur produk ekstrusi. Penggunaan serat sebagai pemberi nutrisi sering dibatasi pada bahan baku ekstrusi karena efeknya yang mampu menghambat pengembangan produk Huber, 2001.

C. MESIN EKSTRUSI EKSTRUDER