PENGARUH METODE DAN LAMA FERMENTASI TERHADAP KARAKTERISTIK KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG UBI JALAR ORANYE Effect of Fermentation Method and Time on Chemical and Functional Characteristics of Orange Fleshed Sweet Potato Flour
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
PENGARUH METODE DAN LAMA FERMENTASI TERHADAP
KARAKTERISTIK KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG UBI JALAR
ORANYE
Effect of Fermentation Method and Time on Chemical and Functional
Characteristics of Orange Fleshed Sweet Potato Flour
Elisa Julianti1*, Mimi Nurminah1, Gusti Ananda Syahputri1
1
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan-Fakultas Pertanian-USU
Jalan Prof.A.Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155
*
Email : [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh metode dan waktu fermentasi terhadap
karakteristik kimia dan fungsional tepung ubi jalar oranye. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
rancangan acak lengkap dengan dua faktor, yaitu metode fermentasi (F): (fermentasi alami, fermentasi
ragi, fermentasi bakteri asam laktat) dan lama fermentasi (L): (24 jam, 48 jam, 72 jam). Hasil penelitian
menunjukkan metode fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar air, derajat
asam, dan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap, daya serap air dan minyak, swelling
power, kelarutan, dan baking expansion. Lama fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata
terhadap baking expansiondan swelling power, serta pengaruh berbeda tidak nyata terhadap kadar air,
derajat asam, daya serap air dan minyak, dan kelarutan. Interaksi antara kedua faktor memberikan
pengaruh yang berbeda tidak nyata terhadap karakteristik kimia dan fungsional tepung. Metode dan lama
fermentasi yang menghasilkan tepung dengan mutu terbaik adalah metode fermentasi dengan bakteri
asam laktat selama 72 jam.
Kata kunci: lama fermentasi, metode fermentasi, tepung ubi jalar oranye.
Abstract
The aim of this research was to find the effect of fermentation method and time on chemichal and
functional characteristics of orange fleshed sweet potato flour. This research was by using completely
randomized design with two factors, i.e. fermentation method (F) : (natural fermentation; fermentation by
yeast; fermentation by lactic acid bacteria) and fermentation time (L): (24 hours; 48 hours; 72 hours).
The results showed that the fermentation method had significant effect on moisture content and acidity
degree,but did not differ significantly on water and oil absorption index, swelling power, solubility, and
baking expansion. The fermentation time had significant effect on baking expansion and swelling power
but did not differ significantly on moisture content, acidity degree, water and oil absorption, and
solubility. The interaction between the two factors did not differ significantly on chemical and functional
characterstics of flour. The fermentation method that produced the best quality of flour was fermentation
by using lactic acid bacteria method for 72 hours.
Keywords : Blanching, Drying, Functional Characteristics, Purple Sweet Potato Flour.
PENDAHULUAN
Ubi jalar (Ipomoea batatas Lam) merupakan salah satu tanaman umbi-umbian
yang kaya akan karbohidrat terutama pati, sehingga dapat dijadikan sebagai sumber
kalori. Ubi jalar dapat dibedakan berdasarkan warna kulit dan daging umbinya. Jenis ubi
jalar yang banyak dijumpai adalah ubi jalar berdaging umbi ungu, oranye, putih dan
kuning. Ubi jalar oranye mengandung beta karoten yang lebih tinggi dibanding jenis ubi
jalar lainnya. Betakaroten merupakan bahan pembentuk vitamin A di dalam tubuh.
Selain betakaroten, warna jingga pada ubi jalar juga kaya akan senyawa lutein dan
zeaxanthin, pasangan antioksidan karotenoid. Keduanya merupakan pigmen warna
97
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
sejenis klorofil, yang merupakan bahan pembentuk vitamin A. Lutein dan zeaxanthin
sendiri merupakan senyawa aktif yang memiliki peran penting menghalangi proses
perusakan sel. Ubi jalar juga mempunyai keunggulan pada kandungan vitamin C
(Kotecha dan Kadam, 1998).
Ubi jalar mengandung kadar air yang tinggi sehingga bersifat mudah rusak dan
sulit disimpan lama dalam keadaan segar. Pengeringan ubi jalar yang selanjutnya diolah
menjadi tepung merupakan salah satu solusi untuk mengatasi permasalahan ini. Tepung
ubi jalar dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk produk pangan seperti cakes,
cookies, dan roti, sehingga merupakan produk alternatif yang dapat dipasarkan oleh
petani (Van Hal, 2000).
Tepung ubi jalar oranye memiliki kelemahan berupa kadar protein yang lebih
rendah, memiliki karakteristik pasta tipe A Brabender Amylograph yang dicirikan
dengan tingginya nilai viskositas puncak dan diikuti dengan menurunnya viskositas
pada saat dingin. Hal ini menyebabkan terbatasnya penggunaan tepung ubi jalar pada
produk pangan. Upaya yang dapat dilakukan untuk memperbaiki karakteristik tepung
ubi jalar adalah dengan melakukan modifikasi pengolahan tepung ubi jalar. Modifikasi
pengolahan tepung diharapkan mampu memperbaiki atau mengganti beberapa sifat
alami tepung. Salah satu modifikasi pengolahan yang dapat digunakan adalah
fermentasi.
Penelitian Anggraeni dan Yuwono (2014) menunjukkan fermentasi alami dapat
memberikan pengaruh pada sifat fisik ubi jalar terfermentasi seperti meningkatkan
kecerahan warna tepung dan menghilangkan aroma langu. Pengaruh proses fermentasi
pati secara alami maupun menggunakan starter bakteri asam laktat (BAL) terhadap pati
ubi kayu, beras, dan ubi jalar juga sudah diteliti oleh Chinsamran et al. (2005), dan
diperoleh bahwa proses fermentasi baik secara alami maupun menggunakan starter BAL
dapat meningkatkan kandungan protein dan mineral dari pati, menurunkan viskositas
pati, serta menyebabkan terjadinya depolimerisasi pati karena terbentuknya suasana
asam. Hasil penelitian Igbabul et al. (2014) menunjukkan bahwa proses fermentasi pada
talas dapat meningkatkan nilai gizi dan mengurangi komponen antigizi, memperbaiki
sifat fungsional dan meningkatkan penggunaan tepung talas untuk berbagai produk
pangan.
Menurut Oluwole el al. (2012) bakteri asam laktat dan khamir merupakan
mikroorganisme yang dapat digunakan untuk fermentasi tanaman batang dan akar.
Mikroorganisme ini biasa digunakan oleh masyarakat Afrika Barat untuk
memfermentasikan produk-produk dengan kandungan pati yang tinggi.
Hasil akhir
dari tepung terfermentasi tidak hanya ditentukan oleh perbedaan metode, tetapi juga
dipengaruhi oleh lama fermentasi ubi jalar. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
pengaruh metode dan waktu fermentasi terhadap karakteristik kimia dan fungsional
tepung ubi jalar oranye.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah varietas ubi jalar ungu
dengan umur panen 3,5 bulan yang didapat dari daerah Berastagi, Sumatera Utara.
Starter mikroba yang digunakan dalam proses fermentasi adalah ragi instan
(Saccharomyces cerevisae), dan bakteri asam laktat (BAL) yang diambil dari yoghurt
komersial Biokul Plain®. Bahan kimia yang digunakan untuk analisa mutu kimia
tepung ubi jalar ungu adalah bahan kimia untuk analisa kadar lemak, protein, beta
karoten, pati, amilosa, gula reduksi, total gula dan kadar serat kasar.
98
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Peralatan yang digunakan adalah peralatan untuk pembuatan tepung ubi jalar
ungu yang merupakan alat buatan lokal, yaitu mesin pengiris umbi, oven pengering,
disc mill (penggiling tepung), dan mesin pengayak tepung yang dilengkapi dengan
saringan 60 mesh. Alat yang digunakan untuk pengamatan karakteristik kimia dan
fungsional tepung adalah oven (Memmert tipe BMV 30), tanur Carbolite Furnaces (tipe
EML 11/2), spektrofotometer UV (Genesys 20), timbangan analitik (Sartorius) dan alatalat gelas lainnya.
Pembuatan Tepung Ubi Jalar Oranye
Proses pembuatan tepung ubi jalar dilakukan dengan cara sortasi pada ubi jalar
oranye yang akan digunakan, kemudian dibersihkan dari tanah atau pasir yang masih
tinggal di permukaan kulit. Selanjutnya ubi jalar oranye dikupas dan dicuci kemudian
diris menggunakan mesin pengiris dengan ketebalan 2-3 mm. Irisan bahan dibagi
menjadi 9 kelompok yang masing-masing difermentasi dengan metode dan lama
fermentasi yang berbeda. Kelompok I-III difermentasi dengan cara merendam irisan
umbi di dalam air (fermentasi spontan) selama 24, 48 dan 72 jam. Kelompok IV-VI
chips difermentasi dengan menambahkan starter mikroba berupa ragi instan sebanyak
0,5% dari berat air perendam selama 24,48, dan 72 jam. Kelompok VII – IX chips
difermentasi dengan menambahkan starter bakteri asam laktat sebanyak 1 x 107/ml ke
dalam air perendam selama 24, 48, dan 72 jam. Kelompok kontrol adalah irisan ubi
jalar ungu yang tidak diberi perlakuan perendaman. Masing-masing kelompok dibuat
dalam 3 ulangan. Irisan ubi jalar yang sudah difermentasi ditiriskan dan dicuci untuk
menghentikan proses fermentasi, kemudian dan disusun pada loyang untuk proses
pengeringan dalam oven. Pengeringan dilakukan pada suhu 50oC selama 10 jam
(sampai kering) hingga ubi jalar dapat dipatahkan. Ubi jalar kering digiling atau
dihaluskan dengan mesin penggiling, kemudian diayak dengan mesin pengayak dengan
ayakan berukuran 60 mesh. Tepung ubi jalar yang dihasilkan kemudian dikemas dalam
plastik dan ditutup rapat.
Pengamatan dan Analisis Data
Tepung ubi jalar yang dihasilkan dianalisa karakteristik kimianya berupa kadar
air (AOAC, 1995), dan derajat asam (Dewan Standarisasi Nasional, 1994). Pengujian
sifat fungsional tepung meliputi daya serap air dan minyak (Sathe dan Salunkhe, 1981),
swelling power(Leach, et al., 1959), kelarutan atau Solubility(Anderson, 1982), dan uji
baking expansion (Demiate, et al., 2000). Pemilihan perlakuan terbaik didapatkan
dengan mempertimbangkan swelling power, baking expansion, daya serap air, dan daya
serap minyak dengan menggunakan indeks efektivitas berdasarkan metode deGarmo et
al. (1984). Tepung ubi jalar dengan mutu terbaik selanjutnya dianalisis komposisi
proksimatnya meliputi kadar air dengan metode oven, kadar abu, kadar protein dengan
metode Kjeldahl, kadar lemak dengan ekstraksi soxhlet dan kadar karbohidrat by
difference (AOAC, 1995), kadar serat kasar (AOAC, 1995), beta karoten (Apriyantono
et al., 1989), kadar pati dengan metode hidrolisis asam (Apriyantono,et al., 1989),
amilosa dan amilopektin(SNI-6128-2008),gula reduksi (Apriyantono, et al., 1989), dan
total gula (Apriyantono, et al., 1989).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Metode dan Lama Fermentasi Terhadap Karakteristik Kimia Tepung
Ubi Jalar Oranye
99
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Karakteristik kimia tepung ubi jalar oranye dari hasil penelitian meliputi kadar
air dan derajat asam. Pengaruh metode dan lama fermentasi terhadap karakteristik kimia
dari tepung ubi jalar oranye dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Pengaruh metode fermentasi terhadap karakteristik kimia yang diamati.
Metode Fermentasi (F)
Parameter
F1 = Alami
F2= Ragi Instan
F3= BAL
Kadar air (%)
7,31±0,46b,B
8,16±0,73a,A
6,81±0,42b,B
Derajat asam (%)
7,89±0,37a,A
5,85±0,36b,B
8,16±0,46a,A
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. Angka yang diikuti
dengan huruf yang berbeda dalam satu baris menunjukkan berbeda nyata (P0,05) terhadap derajat asam tepung.
Tabel 1 menunjukkan fermentasi ragi memiliki nilai derajat asam yang lebih
rendah dibandingkan dengan fermentasi alami dan fermentasi BAL. Hal ini dikarenakan
fermentasi alami dan fermentasi BAL menggunakan bakteri asam laktat dalam
fermentasinya. Selama proses fermentasi, bakteri asam laktat akan memproduksi asam
organik seperti asam laktat dan asam asetat yang mampu menciptakan suasana asam
pada produk (Rattanavhaikunsopon dan Phumkhachorn, 2010). Bakteri asam laktat
memanfaatkan gula pada bahan untuk menghasilkan asam laktat serta adanya enzim
pektinolitik dan selulolitik yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat mampu
menghancurkan dinding sel pati sehingga terjadi pembebasan granula pati. Selanjutnya
100
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
granula pati akan dihidrolisis oleh mikroba untuk menghasilkan monosakarida yang
digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan asam-asam organik seperti asam
laktat (Anggraeni dan Yuwono, 2014). Metode fermentasi ragi menggunakan khamir
Saccharomyces cerevisiae yang menghasilkan enzim zymase untuk merombak glukosa
pada bahan menjadi alkohol dan karbondioksida (Koswara, 2009a). Hal ini
menyebabkan derajat asam pada metode ini lebih rendah dibandingkan fermentasi alami
dan fermentasi BAL.
Pengaruh Metode dan Lama Fermentasi Terhadap Karakteristik Fungsional
Tepung Ubi Jalar Oranye
Karakteristik fungsional tepung ubi jalar oranye dari hasil penelitian meliputi
daya serap air, daya serap minyak, swelling power, kelarutan (solubility), dan baking
expansion. Pengaruh metode dan lama fermentasi terhadap karakteristik fungsional dari
tepung ubi jalar oranye dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Pengaruh metode fermentasi terhadap karakteristik fungsional yang diamati.
Metode Fermentasi (F)
Parameter
F1 = Alami
F2 = Ragi instan
F3 = BAL
Daya serap air (g/g)
1,76±0,13
1,80±0,15
1,78±0,14
Daya serap minyak (g/g)
1,31±0,06
1,36±0,06
1,32±0,10
Swelling power (g/g)
8,27±0,15
8,60±0,22
8,43±0,46
Kelarutan (solubility) (%)
1,68±0,17
1,68±0,02
1,76±0,06
Baking expansion (ml/g)
0,96±0,11
1,00±0,09
1,00±0,09
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi.
Daya serap air dan minyak
Tabel 3 dan Tabel 4 menunjukkan metode dan lama fermentasi memberikan
pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap daya serap air dan minyak tepung.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan interaksi metode dan lama fermentasi
memberikan pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap daya serap air dan minyak
tepung.
Tabel 4. Pengaruh lama fermentasi terhadap karakteristik fungsional yang diamati.
Lama Fermentasi (L)
Parameter
L1=24 jam
L2= 48 jam
L3 = 72 jam
Daya serap air (g/g)
1,75±0,11
1,85±0,13
1,74±0,14
Daya serap minyak (g/g)
1,31±0,07
1,35±0,08
1,34±0,08
b
ab
Swelling power (g/g)
8,22±0,26
8,46±0,27
8,62±0,34a
Kelarutan (solubility) (%)
1,64±0,08
1,67±0,06
1,81±0,10
Baking expansion (ml/g)
0,91±0,08b,B
1,02±0,06a,A
1,03±0,11a,A
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. Angka yang diikuti
dengan huruf yang berbeda dalam satu baris menunjukkan berbeda nyata (P0,05) terhadap kelarutan (solubilty) tepung. Hasil
analisis sidik ragam menunjukkan interaksi metode dan lama fermentasi memberikan
pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap kelarutan (solubility) tepung.
Baking expansion
Tabel 3 menunjukkan metode fermentasi memberikan pengaruh berbeda tidak
nyata (P>0,05) terhadap baking expansion tepung. Tabel 4 menunjukkan lama
fermentasi memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (P0,05) terhadap baking
expansion tepung.
Tabel 4 menunjukkan peningkatan lama fermentasi meningkatkan baking
expansion tepung. Bertolini et al., (2001) mengatakan bahwa pengembangan pada saat
pemanggangan dapat terjadi karena adanya peningkatan tekanan oleh penguapan air.
Baking expansion dihasilkan oleh pembentukan struktur matriks amorf (tidak beraturan)
dengan ikatan hidrogen. Struktur matriks amorf disusun oleh amilosa sedangkan
amilopektin menyusun bagian kristalin pati. Pada saat gelatinisasi, daerah amorf akan
menyerap air lebih awal karena amilosa lebih hidrofilik sehingga peningkatan baking
expansion dapat dihubungkan dengan peningkatan amilosa. Tepung yang memiliki
kandungan amilosa lebih tinggi akan menyerap air lebih awal dan mengembang ketika
dipanaskan (Yuwono et al., 2013). Peningkatan amilosa selama proses fermentasi dapat
terjadi karena adanya enzim isoamilase yang dihasilkan oleh ragi roti serta enzim
pullulanase yang dihasilkan oleh BAL. Kedua enzim ini mampu menghidrolisis ikatan
percabangan α-1,6 glikosidik penghubung amilopektin dan meningkatkan amilosa pada
tepung (Kustyawati et al., 2013; Setiarto et al., 2015).
Pemilihan Metode dan Lama Fermentasi yang Menghasilkan Tepung Ubi Jalar
Oranye dengan Mutu Terbaik
Berdasarkan hasil pengujian tepung ubi jalar oranye dengan metode dan lama
fermentasi yang berbeda, maka pengambilan tepung terbaik dilihat dari parameter nilai
102
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
swelling power, baking expansion, daya serap air, dan daya serap minyak. Penentuan
perlakuan terbaik diambil menggunakan metode indeks efektivitas menurut deGarmo et
al. (1984). Dari parameter tersebut diperoleh perlakuan terbaik, yaitu tepung ubi jalar
dengan metode fermentasi BAL dan lama fermentasi 72 jam. Selanjutnya dilakukan
pengujian karakteristik kimia tepung ubi jalar perlakuan terbaik meliputi kadar βkaroten, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat kasar, kadar pati, kadar
amilosa dan amilopektin, total gula dan gula reduksi (Tabel 5).
Pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa tepung ubi jalar oranye dengan fermentasi
BAL 72 jam mengalami peningkatan β-karoten, kadar pati, dan kadar amilosa serta
penurunan kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat, kadar amilopektin, total
gula, dan gula reduksi dibandingkan dengan tepung ubi jalar kontrol. Kandungan βkaroten tepung fermentasi lebih tinggi disebabkan karena asam-asam organik yang
dihasilkan selama proses fermentasi dapat menurunkan pH sehingga mampu
mengurangi kemampuan enzim lipoksigenase dalam mengkatalis reaksi oksidasi βkaroten dan kehilangan β-karoten selama pengolahan dapat diminimalisir (Rahman,
2007).
Kadar abu tepung ubi jalar oranye kontrol lebih tinggi dari tepung ubi jalar hasil
fermentasi. Hal ini disebabkan adanya mineral yang larut dalam air seperti kalium dan
natrium (Koswara, 2009b). Pada pembuatan tepung, adanya proses perendaman dan
pencucian chips ubi jalar mengakibatkan larutnya kalium dan natrium sehingga mineral
tersebut terbuang pada proses.
Tabel 5. Karakteristik kimia tepung ubi jalar kontrol dan tepung dari hasil perlakuan
terbaik
Komposisi
Kontrol
Fermentasi BAL 72 jam
β-karoten (mg/100 g)
23,83±2,60
26,64±3,77
Kadar abu (%)
1,99±0,22
1,31±0,15
Kadar protein (%)
4,90±0,54
2,94±0,15
Kadar lemak (%)
1,73±0,13
1,18±0,04
Kadar serat (%)
3,88±0,15
3,43±0,46
Kadar pati (%)
56,36±0,84
68,17±4,73
Kadar amilosa (%)
20,59±3,08
25,96±0,64
Kadar amilopektin (%)
79,41±3,08
74,04±0,64
Total gula (%)
10,02±0,81
2,77±0,20
Gula reduksi (%)
2,88±0,10
TD
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. TD = tidak
terdeteksi.
Kadar protein tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih tinggi dari tepung
ubi jalar kontrol. Bakteri asam laktat merupakan bakteri proteolitik yang mampu
menghasilkan enzim protease yaitu enzim pemecah protein. Penurunan protein atau N
total selama proses fermentasi disebabkan karena adanya perombakan protein menjadi
asam amino dan peptida oleh bakteri asam laktat (Rahmawati et al., 2015). Menurut
Rizzani (2008) dalam Rahmawati et al. (2015) asam amino yang terbentuk akan
digunakan untuk pertumbuhan sel sehingga menyebabkan penurunan protein atau
jumlah nitrogen total.
Kadar lemak tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih rendah dibandingkan
kontrol. Penurunan ini diakibatkan oleh adanya aktivitas lipolitik sekunder. Aktivitas
103
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
lipolitik ini dikendalikan oleh enzim lipase yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat
sehingga dihasilkan asam lemak dan gliserol. Gliserol bersifat larut dalam air sehingga
hilang akibat perendaman dan pencucian chips ubi jalar oranye (Hayek dan Ibrahim,
2013).
Kadar serat kasar tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi juga lebih rendah
dibandingkan kontrol. Penurunan ini terjadi karena bakteri asam laktat mampu
menghidrolisis serat menjadi lebih sederhana yaitu monosakarida (glukosa) (Kurniati et
al., 2012). Kadar pati tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih tinggi daripada
tepung ubi jalar kontrol. Aktivitas BAL dalam merombak serat kasar yang mengelilingi
granula pati menyebabkan terjadinya liberasi granula pati sehingga meningkatkan kadar
pati.
Kadar amilopektin tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih rendah daripada
kontrol, tetapi sebaliknya kadar amilosa tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih tinggi
dibandingkan kontrol. Penurunan amilopektin dan peningkatan kadar amilosa pada
tepung hasil fermentasi BAL disebabkan oleh aktivitas enzim pullulanase. Enzim ini
mampu memotong struktur cabang dari amilopektin (Retnaningtyas dan Putri, 2014).
Pemotongan rantai cabang amilopektin akan menurunkan kadar amilopektin dan
meningkatkan jumlah dari rantai lurus sehingga meningkatkan kadar amilosa (Arifin et
al., 2014). Setiarto et al. (2015) menyatakan bahwa bakteri asam laktat merupakan
bakteri yang mampu menghasilkan enzim pullulanase (amilopektin
6glucanohydrolase, EC 3.2.1.41) yaitu enzim yang menghidrolisis ikatan percabangan α1,6 glikosidik penghubung amilopektin dan menghasilkan oligosakarida rantai pendek.
Total gula tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih rendah dibandingkan kontrol.
Gula reduksi tepung ubi jalar kontrol adalah 2,88 % dan tidak terdeteksi pada tepung
ubi jalar fermentasi. Penurunan ini disebabkan oleh aktivitas metabolisme bakteri asam
laktat yang terlebih dahulu memanfaatkan gula-gula sederhana seperti maltosa dan
glukosa (Jenie et al., 2012). Selama fermentasi glukosa dihidrolisis menjadi asam
laktat, asam organik, dan energi sehingga total gula bahan akan menurun dengan adanya
fermentasi dibandingkan dengan tepung tanpa perlakuan fermentasi (Rahmawati et al.,
2015). Penurunan pada gula reduksi juga terjadi karena mikroba memanfaatkan gula
reduksi dalam bahan sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya (Andarti et al.,
2015)
KESIMPULAN
Modifikasi proses pengolahan tepung ubi jalar oranye melalui fermentasi irisan
ubi jalar sebelum dikeringkan memberikan pengaruh terhadap karakteristik kimia dan
fungsional tepung ubi jalar yang dihasilkan. Interaksi perlakuan metode fermentasi
dengan lama fermentasi tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap
karakteristik kimia dan fungsional tepung, tetapi pengaruh perlakuan secara tunggal
yaitu lama fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar air,d
erajat asam, daya serap minyak dan air, kelarutan dan baking expansion. Proses
fermentasi irisan ubi jalar dengan menggunakan starter bakteri asam laktat selama 72
jam, menghasilkan tepung ubi jalar dengan karakteristik fungsional terutama baking
expansion yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk produk yang memerlukan daya
pengembangan yang tinggi seperti produk bakery. Hasil pengujian perlakuan terbaik
dibandingkan dengan tepung ubi jalar yang tidak difermentasi (kontrol) menunjukkan
adanya peningkatan β-karoten, kadar pati, dan kadar amilosa serta penurunan kadar abu,
kadar protein, kadar lemak, kadar serat, kadar amilopektin, total gula, dan gula reduksi.
104
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kepada Direktorat Riset dan Pengabdian pada Masyarakat
Kementrian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi serta Universitas Sumatera Utara
yang telah membiayai penelitian ini melalui skim Penelitian Unggulan Perguruan
Tinggi Tahun 2016.
DAFTAR PUSTAKA
Aditiya, R, Rusmarilin, H, dan Limbong, LN. 2014. Optimasi pembuatan virgin coconut
oil (VCO) dengan penambahan ragi roti (Saccharomyces cerevisiae) dan lama
fermentasi dengan VCO pancingan. J. Rekayasa Pangan dan Pert. 2(2): 51-57.
Andarti, IY dan Wardani, AK. 2015. Pengaruh lama fermentasi terhadap karakteristik
kimia, mikrobiologi, dan organoleptik miso kedelai hitam. Jurnal Pangan dan
Agroindusti. 3(3): 889-898.
Anderson, RA. 1982. Water absorption and solubility and amylograph characteristics on
roll-cooked small grain products. Cereal Chem. 59: 265-269
Anggraeni, YP dan Yuwono, SS. 2014. Pengaruh fermentasi alami pada chipsubi jalar
(ipomea batatas) terhadap sifat fisik tepung ubi jalar terfermentasi. Jurnal Pangan
dan Agroindustri. 2(2): 59-69.
AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical
Chemists. Association of Analytical Chemists, Inc. Arlington, VA.
Apriyantono, A, Fardiaz, D, Puspitasari, NL, Sedarnawati, dan Budiyanto, S. 1989.
Analisis Pangan. Bogor : PAU Pangan dan Gizi.
Arifin, R, Hariyadi, R D, Hariyadi, P, dan Fardiaz, D. 2014. Profile of microorganisms
and amylose content of white corn flours of two local varieties as affected by
fermentation process. IPCBEE. 77(13): 60-65.
Bertolini, AC, Mestres, C, Raffi, J, Buleon, A, Lerner, D, dan Colona, P. 2001.
Photodegradation of cassava and corn starch. J. Agr. Food Chem. 49: 675-682.
Chimsamran, K, Piyachomkwan, K, Santisopasri, V, dan Sriroth, K. 2005. Effect of
lactic acid fermentation on psycho-chemical properties of starch derived from
cassava, sweet potato, and rice. Kasetsart J. (Nat.Sci.) 39: 76-87.
de Garmo, ED, Sullivan, WG, dan Canada, JR. 1984. Engineering Economics. Mc
Millan Publishing Company, New York.
Demiate, IM, Dupuy, N, Huvenne, JP, Cereda, MP, dan Wosiacki, G. 2000.
Relationship between baking behavior of modified cassava starches and starch
chemical structure determinded by FTIR spectroscopy. Carbohydrate Polymer.
42: 149-158.
Dewan Standarisasi Nasional. 1994. Tapioka. SNI-01-3451-1994.
Hayek, SA dan Ibrahim, SA. 2013. Current limitations and challenges with lactic acid
bacteri: a review. Food and Nutrition Sciences. 4(1): 73-87.
Igbabul, BD, Amove, J, dan Twadue, I. 2014. Effect of fermentation on the proximate
composition, antinutritional factors and functional properties of cocoyam
(Colocasia esculenta) flour. African Journal of Food Science and Technology
5(3): 67-74. DOI: http:/dx.doi.org/10.14303/ajfst.2014.016
Jenie, BSL, Putra, RP, dan Kusnandar, F. 2012. Fermentasi kultur campuran bakteri
asam laktat dan pemanasan otoklaf dalam meningkatkan kadar pati resisten dan
105
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
sifat fungsional tepung pisang tanduk (Musa paradisiaca formatypica). J.
Pascapanen. 9(1): 18-26.
Koswara, S. 2009a. Teknologi Pengolahan Roti. http://www.ebookpangan.com
(20
Oktober 2015).
Koswara, S. 2009b. Ubijalar dan Hasil Olahannya (Teori dan Praktek).
http://www.ebookpangan.com (19 Oktober 2015).
Kurniati, LI, Aida, N, Gunawan, S, dan Widjaja, T. 2012. Pembuatan mocaf (modified
cassava flour) dengan proses fermentasi menggunakan Lactobacillus plantarum,
Saccharomyces cereviseae, dan Rhizopus oryzae. Jurnal Teknik Pomits. 1(1): 1-6.
Kustyawati, ME, Sari, M, dan Haryati, T. 2013. Efek fermentasi dengan Saccharomyces
cerevisiae terhadap karakteristik biokimia tapioka. Agritech. 33(3): 287.
Leach, HW, McCowan, LD., dan Schoch, TJ. 1959. Structure of the starch granules. In :
Sweeling power and solubility patterns of different starches. Cereal Chemistry
36 : 534-544.
Oloyede, OO, James, S, Ocheme, OB, Chinma, CE, dan Akpa, VE. 2016. Effects of
fermentation time on the functional and pasting properties.
Oluwole, OB, Kosoko, SB, Owolabi, SO, Salami, MJ, Elemo, GN, dan Olatope, SOA.
2012. Development and production of fermented flour from sweet potato (Ipomea
batatas L.) as a potential food security product. Journal of Food Science and
Engineering. 2(1): 257-262.
Putri, WDR, Haryadi, DW, Marseno, dan Cahyanto, MN. 2011. Effect of
biodegradation by lactic acid bacteria on physica properties of cassava stach. Int.
Food Res. J. 18(3): 1149-1154.
Rahman, SM. 2007. Handbook of Food Preservation. Second Edition. CRC Press, Boca
Raton.
Rahmawati, IS, Zubaida, E, dan Saparianti, E. 2015. Evaluasi pertumbuhan isolat
probiotik (L. Casei dan L. Plantarum) dalam medium fermentasi berbasis ubi jalar
(Ipomea batatas L.) selama proses fermentasi (kajian jenis isolat dan jenis tepung
ubi jalar). Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 4(4): 133-141.
Rattanachaikunsopon, P dan Phumkhachorn, P. 2010. Lactic acid bacteria: their
antimicrobial compounds and their uses in food production. 1(4): 218-228.
Retnaningtyas, DA dan Putri, WDR. 2014. Karakterisasi sifat fisikokimia pati ubi jalar
oranye hasil modifikasi perlakuan STTP (lama perendaman dan konsentrasi).
Jurnal Pangan dan Agroindustri. 2(4): 68-77.
Sathe, SK dan Salunke, DK. 1981. Isolation, partial characterization and modification
of the great northern bean (Phaseolus vulgaricus L.). J. Food Sci. 46: 617-621.
Setiarto, RHB, Jenie, BSL, Faridah, DN, Saskiawan, I, dan Sulistiani. 2015. Seleksi
bakteri asam laktat penghasil amilase dan pululanase dan aplikasinya pada
fermentasi talas. J. Teknol. Dan Industri Pangan. 26(1): 80-89.
Tope, AK. 2014. Effect of fermentation on nutrient composition and anti-nutrient
contents of ground Lima bean seeds fermented with Aspergillus fumigatus,
Rhizopus stolonifer and Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Adv. Res. 2(7): 12081215.
Van Hal, M. 2000. Quality of sweet potato flour during processing and storage. Food
Rev. Int. 16(1), 1–37.
Wibowo, P, Saputra, JA, Ayucitra, A, dan Setiawan, LE. 2008. Isolasi pati dari pisang
kepok dengan menggunakan metode alkaline steeping. Widya Teknik. 7(2): 113123.
106
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Yuwono, SS, Febrianto, K, dan Dewi, NS. 2013. Pembuatan beras tiruan berbasis
modified cassava flour (mocaf): kajian proporsi mocaf: tepung beras dan
penambahan tepung porang. Jurnal Teknologi Pertanian. 14(3): 175-182.
107
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
PENGARUH METODE DAN LAMA FERMENTASI TERHADAP
KARAKTERISTIK KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG UBI JALAR
ORANYE
Effect of Fermentation Method and Time on Chemical and Functional
Characteristics of Orange Fleshed Sweet Potato Flour
Elisa Julianti1*, Mimi Nurminah1, Gusti Ananda Syahputri1
1
Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan-Fakultas Pertanian-USU
Jalan Prof.A.Sofyan No. 3 Kampus USU Medan 20155
*
Email : [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh metode dan waktu fermentasi terhadap
karakteristik kimia dan fungsional tepung ubi jalar oranye. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan
rancangan acak lengkap dengan dua faktor, yaitu metode fermentasi (F): (fermentasi alami, fermentasi
ragi, fermentasi bakteri asam laktat) dan lama fermentasi (L): (24 jam, 48 jam, 72 jam). Hasil penelitian
menunjukkan metode fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar air, derajat
asam, dan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap, daya serap air dan minyak, swelling
power, kelarutan, dan baking expansion. Lama fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata
terhadap baking expansiondan swelling power, serta pengaruh berbeda tidak nyata terhadap kadar air,
derajat asam, daya serap air dan minyak, dan kelarutan. Interaksi antara kedua faktor memberikan
pengaruh yang berbeda tidak nyata terhadap karakteristik kimia dan fungsional tepung. Metode dan lama
fermentasi yang menghasilkan tepung dengan mutu terbaik adalah metode fermentasi dengan bakteri
asam laktat selama 72 jam.
Kata kunci: lama fermentasi, metode fermentasi, tepung ubi jalar oranye.
Abstract
The aim of this research was to find the effect of fermentation method and time on chemichal and
functional characteristics of orange fleshed sweet potato flour. This research was by using completely
randomized design with two factors, i.e. fermentation method (F) : (natural fermentation; fermentation by
yeast; fermentation by lactic acid bacteria) and fermentation time (L): (24 hours; 48 hours; 72 hours).
The results showed that the fermentation method had significant effect on moisture content and acidity
degree,but did not differ significantly on water and oil absorption index, swelling power, solubility, and
baking expansion. The fermentation time had significant effect on baking expansion and swelling power
but did not differ significantly on moisture content, acidity degree, water and oil absorption, and
solubility. The interaction between the two factors did not differ significantly on chemical and functional
characterstics of flour. The fermentation method that produced the best quality of flour was fermentation
by using lactic acid bacteria method for 72 hours.
Keywords : Blanching, Drying, Functional Characteristics, Purple Sweet Potato Flour.
PENDAHULUAN
Ubi jalar (Ipomoea batatas Lam) merupakan salah satu tanaman umbi-umbian
yang kaya akan karbohidrat terutama pati, sehingga dapat dijadikan sebagai sumber
kalori. Ubi jalar dapat dibedakan berdasarkan warna kulit dan daging umbinya. Jenis ubi
jalar yang banyak dijumpai adalah ubi jalar berdaging umbi ungu, oranye, putih dan
kuning. Ubi jalar oranye mengandung beta karoten yang lebih tinggi dibanding jenis ubi
jalar lainnya. Betakaroten merupakan bahan pembentuk vitamin A di dalam tubuh.
Selain betakaroten, warna jingga pada ubi jalar juga kaya akan senyawa lutein dan
zeaxanthin, pasangan antioksidan karotenoid. Keduanya merupakan pigmen warna
97
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
sejenis klorofil, yang merupakan bahan pembentuk vitamin A. Lutein dan zeaxanthin
sendiri merupakan senyawa aktif yang memiliki peran penting menghalangi proses
perusakan sel. Ubi jalar juga mempunyai keunggulan pada kandungan vitamin C
(Kotecha dan Kadam, 1998).
Ubi jalar mengandung kadar air yang tinggi sehingga bersifat mudah rusak dan
sulit disimpan lama dalam keadaan segar. Pengeringan ubi jalar yang selanjutnya diolah
menjadi tepung merupakan salah satu solusi untuk mengatasi permasalahan ini. Tepung
ubi jalar dapat dijadikan sebagai bahan baku untuk produk pangan seperti cakes,
cookies, dan roti, sehingga merupakan produk alternatif yang dapat dipasarkan oleh
petani (Van Hal, 2000).
Tepung ubi jalar oranye memiliki kelemahan berupa kadar protein yang lebih
rendah, memiliki karakteristik pasta tipe A Brabender Amylograph yang dicirikan
dengan tingginya nilai viskositas puncak dan diikuti dengan menurunnya viskositas
pada saat dingin. Hal ini menyebabkan terbatasnya penggunaan tepung ubi jalar pada
produk pangan. Upaya yang dapat dilakukan untuk memperbaiki karakteristik tepung
ubi jalar adalah dengan melakukan modifikasi pengolahan tepung ubi jalar. Modifikasi
pengolahan tepung diharapkan mampu memperbaiki atau mengganti beberapa sifat
alami tepung. Salah satu modifikasi pengolahan yang dapat digunakan adalah
fermentasi.
Penelitian Anggraeni dan Yuwono (2014) menunjukkan fermentasi alami dapat
memberikan pengaruh pada sifat fisik ubi jalar terfermentasi seperti meningkatkan
kecerahan warna tepung dan menghilangkan aroma langu. Pengaruh proses fermentasi
pati secara alami maupun menggunakan starter bakteri asam laktat (BAL) terhadap pati
ubi kayu, beras, dan ubi jalar juga sudah diteliti oleh Chinsamran et al. (2005), dan
diperoleh bahwa proses fermentasi baik secara alami maupun menggunakan starter BAL
dapat meningkatkan kandungan protein dan mineral dari pati, menurunkan viskositas
pati, serta menyebabkan terjadinya depolimerisasi pati karena terbentuknya suasana
asam. Hasil penelitian Igbabul et al. (2014) menunjukkan bahwa proses fermentasi pada
talas dapat meningkatkan nilai gizi dan mengurangi komponen antigizi, memperbaiki
sifat fungsional dan meningkatkan penggunaan tepung talas untuk berbagai produk
pangan.
Menurut Oluwole el al. (2012) bakteri asam laktat dan khamir merupakan
mikroorganisme yang dapat digunakan untuk fermentasi tanaman batang dan akar.
Mikroorganisme ini biasa digunakan oleh masyarakat Afrika Barat untuk
memfermentasikan produk-produk dengan kandungan pati yang tinggi.
Hasil akhir
dari tepung terfermentasi tidak hanya ditentukan oleh perbedaan metode, tetapi juga
dipengaruhi oleh lama fermentasi ubi jalar. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
pengaruh metode dan waktu fermentasi terhadap karakteristik kimia dan fungsional
tepung ubi jalar oranye.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah varietas ubi jalar ungu
dengan umur panen 3,5 bulan yang didapat dari daerah Berastagi, Sumatera Utara.
Starter mikroba yang digunakan dalam proses fermentasi adalah ragi instan
(Saccharomyces cerevisae), dan bakteri asam laktat (BAL) yang diambil dari yoghurt
komersial Biokul Plain®. Bahan kimia yang digunakan untuk analisa mutu kimia
tepung ubi jalar ungu adalah bahan kimia untuk analisa kadar lemak, protein, beta
karoten, pati, amilosa, gula reduksi, total gula dan kadar serat kasar.
98
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Peralatan yang digunakan adalah peralatan untuk pembuatan tepung ubi jalar
ungu yang merupakan alat buatan lokal, yaitu mesin pengiris umbi, oven pengering,
disc mill (penggiling tepung), dan mesin pengayak tepung yang dilengkapi dengan
saringan 60 mesh. Alat yang digunakan untuk pengamatan karakteristik kimia dan
fungsional tepung adalah oven (Memmert tipe BMV 30), tanur Carbolite Furnaces (tipe
EML 11/2), spektrofotometer UV (Genesys 20), timbangan analitik (Sartorius) dan alatalat gelas lainnya.
Pembuatan Tepung Ubi Jalar Oranye
Proses pembuatan tepung ubi jalar dilakukan dengan cara sortasi pada ubi jalar
oranye yang akan digunakan, kemudian dibersihkan dari tanah atau pasir yang masih
tinggal di permukaan kulit. Selanjutnya ubi jalar oranye dikupas dan dicuci kemudian
diris menggunakan mesin pengiris dengan ketebalan 2-3 mm. Irisan bahan dibagi
menjadi 9 kelompok yang masing-masing difermentasi dengan metode dan lama
fermentasi yang berbeda. Kelompok I-III difermentasi dengan cara merendam irisan
umbi di dalam air (fermentasi spontan) selama 24, 48 dan 72 jam. Kelompok IV-VI
chips difermentasi dengan menambahkan starter mikroba berupa ragi instan sebanyak
0,5% dari berat air perendam selama 24,48, dan 72 jam. Kelompok VII – IX chips
difermentasi dengan menambahkan starter bakteri asam laktat sebanyak 1 x 107/ml ke
dalam air perendam selama 24, 48, dan 72 jam. Kelompok kontrol adalah irisan ubi
jalar ungu yang tidak diberi perlakuan perendaman. Masing-masing kelompok dibuat
dalam 3 ulangan. Irisan ubi jalar yang sudah difermentasi ditiriskan dan dicuci untuk
menghentikan proses fermentasi, kemudian dan disusun pada loyang untuk proses
pengeringan dalam oven. Pengeringan dilakukan pada suhu 50oC selama 10 jam
(sampai kering) hingga ubi jalar dapat dipatahkan. Ubi jalar kering digiling atau
dihaluskan dengan mesin penggiling, kemudian diayak dengan mesin pengayak dengan
ayakan berukuran 60 mesh. Tepung ubi jalar yang dihasilkan kemudian dikemas dalam
plastik dan ditutup rapat.
Pengamatan dan Analisis Data
Tepung ubi jalar yang dihasilkan dianalisa karakteristik kimianya berupa kadar
air (AOAC, 1995), dan derajat asam (Dewan Standarisasi Nasional, 1994). Pengujian
sifat fungsional tepung meliputi daya serap air dan minyak (Sathe dan Salunkhe, 1981),
swelling power(Leach, et al., 1959), kelarutan atau Solubility(Anderson, 1982), dan uji
baking expansion (Demiate, et al., 2000). Pemilihan perlakuan terbaik didapatkan
dengan mempertimbangkan swelling power, baking expansion, daya serap air, dan daya
serap minyak dengan menggunakan indeks efektivitas berdasarkan metode deGarmo et
al. (1984). Tepung ubi jalar dengan mutu terbaik selanjutnya dianalisis komposisi
proksimatnya meliputi kadar air dengan metode oven, kadar abu, kadar protein dengan
metode Kjeldahl, kadar lemak dengan ekstraksi soxhlet dan kadar karbohidrat by
difference (AOAC, 1995), kadar serat kasar (AOAC, 1995), beta karoten (Apriyantono
et al., 1989), kadar pati dengan metode hidrolisis asam (Apriyantono,et al., 1989),
amilosa dan amilopektin(SNI-6128-2008),gula reduksi (Apriyantono, et al., 1989), dan
total gula (Apriyantono, et al., 1989).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Metode dan Lama Fermentasi Terhadap Karakteristik Kimia Tepung
Ubi Jalar Oranye
99
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Karakteristik kimia tepung ubi jalar oranye dari hasil penelitian meliputi kadar
air dan derajat asam. Pengaruh metode dan lama fermentasi terhadap karakteristik kimia
dari tepung ubi jalar oranye dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Pengaruh metode fermentasi terhadap karakteristik kimia yang diamati.
Metode Fermentasi (F)
Parameter
F1 = Alami
F2= Ragi Instan
F3= BAL
Kadar air (%)
7,31±0,46b,B
8,16±0,73a,A
6,81±0,42b,B
Derajat asam (%)
7,89±0,37a,A
5,85±0,36b,B
8,16±0,46a,A
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. Angka yang diikuti
dengan huruf yang berbeda dalam satu baris menunjukkan berbeda nyata (P0,05) terhadap derajat asam tepung.
Tabel 1 menunjukkan fermentasi ragi memiliki nilai derajat asam yang lebih
rendah dibandingkan dengan fermentasi alami dan fermentasi BAL. Hal ini dikarenakan
fermentasi alami dan fermentasi BAL menggunakan bakteri asam laktat dalam
fermentasinya. Selama proses fermentasi, bakteri asam laktat akan memproduksi asam
organik seperti asam laktat dan asam asetat yang mampu menciptakan suasana asam
pada produk (Rattanavhaikunsopon dan Phumkhachorn, 2010). Bakteri asam laktat
memanfaatkan gula pada bahan untuk menghasilkan asam laktat serta adanya enzim
pektinolitik dan selulolitik yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat mampu
menghancurkan dinding sel pati sehingga terjadi pembebasan granula pati. Selanjutnya
100
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
granula pati akan dihidrolisis oleh mikroba untuk menghasilkan monosakarida yang
digunakan sebagai bahan baku untuk menghasilkan asam-asam organik seperti asam
laktat (Anggraeni dan Yuwono, 2014). Metode fermentasi ragi menggunakan khamir
Saccharomyces cerevisiae yang menghasilkan enzim zymase untuk merombak glukosa
pada bahan menjadi alkohol dan karbondioksida (Koswara, 2009a). Hal ini
menyebabkan derajat asam pada metode ini lebih rendah dibandingkan fermentasi alami
dan fermentasi BAL.
Pengaruh Metode dan Lama Fermentasi Terhadap Karakteristik Fungsional
Tepung Ubi Jalar Oranye
Karakteristik fungsional tepung ubi jalar oranye dari hasil penelitian meliputi
daya serap air, daya serap minyak, swelling power, kelarutan (solubility), dan baking
expansion. Pengaruh metode dan lama fermentasi terhadap karakteristik fungsional dari
tepung ubi jalar oranye dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4.
Tabel 3. Pengaruh metode fermentasi terhadap karakteristik fungsional yang diamati.
Metode Fermentasi (F)
Parameter
F1 = Alami
F2 = Ragi instan
F3 = BAL
Daya serap air (g/g)
1,76±0,13
1,80±0,15
1,78±0,14
Daya serap minyak (g/g)
1,31±0,06
1,36±0,06
1,32±0,10
Swelling power (g/g)
8,27±0,15
8,60±0,22
8,43±0,46
Kelarutan (solubility) (%)
1,68±0,17
1,68±0,02
1,76±0,06
Baking expansion (ml/g)
0,96±0,11
1,00±0,09
1,00±0,09
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi.
Daya serap air dan minyak
Tabel 3 dan Tabel 4 menunjukkan metode dan lama fermentasi memberikan
pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap daya serap air dan minyak tepung.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan interaksi metode dan lama fermentasi
memberikan pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap daya serap air dan minyak
tepung.
Tabel 4. Pengaruh lama fermentasi terhadap karakteristik fungsional yang diamati.
Lama Fermentasi (L)
Parameter
L1=24 jam
L2= 48 jam
L3 = 72 jam
Daya serap air (g/g)
1,75±0,11
1,85±0,13
1,74±0,14
Daya serap minyak (g/g)
1,31±0,07
1,35±0,08
1,34±0,08
b
ab
Swelling power (g/g)
8,22±0,26
8,46±0,27
8,62±0,34a
Kelarutan (solubility) (%)
1,64±0,08
1,67±0,06
1,81±0,10
Baking expansion (ml/g)
0,91±0,08b,B
1,02±0,06a,A
1,03±0,11a,A
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. Angka yang diikuti
dengan huruf yang berbeda dalam satu baris menunjukkan berbeda nyata (P0,05) terhadap kelarutan (solubilty) tepung. Hasil
analisis sidik ragam menunjukkan interaksi metode dan lama fermentasi memberikan
pengaruh berbeda tidak nyata (P>0,05) terhadap kelarutan (solubility) tepung.
Baking expansion
Tabel 3 menunjukkan metode fermentasi memberikan pengaruh berbeda tidak
nyata (P>0,05) terhadap baking expansion tepung. Tabel 4 menunjukkan lama
fermentasi memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (P0,05) terhadap baking
expansion tepung.
Tabel 4 menunjukkan peningkatan lama fermentasi meningkatkan baking
expansion tepung. Bertolini et al., (2001) mengatakan bahwa pengembangan pada saat
pemanggangan dapat terjadi karena adanya peningkatan tekanan oleh penguapan air.
Baking expansion dihasilkan oleh pembentukan struktur matriks amorf (tidak beraturan)
dengan ikatan hidrogen. Struktur matriks amorf disusun oleh amilosa sedangkan
amilopektin menyusun bagian kristalin pati. Pada saat gelatinisasi, daerah amorf akan
menyerap air lebih awal karena amilosa lebih hidrofilik sehingga peningkatan baking
expansion dapat dihubungkan dengan peningkatan amilosa. Tepung yang memiliki
kandungan amilosa lebih tinggi akan menyerap air lebih awal dan mengembang ketika
dipanaskan (Yuwono et al., 2013). Peningkatan amilosa selama proses fermentasi dapat
terjadi karena adanya enzim isoamilase yang dihasilkan oleh ragi roti serta enzim
pullulanase yang dihasilkan oleh BAL. Kedua enzim ini mampu menghidrolisis ikatan
percabangan α-1,6 glikosidik penghubung amilopektin dan meningkatkan amilosa pada
tepung (Kustyawati et al., 2013; Setiarto et al., 2015).
Pemilihan Metode dan Lama Fermentasi yang Menghasilkan Tepung Ubi Jalar
Oranye dengan Mutu Terbaik
Berdasarkan hasil pengujian tepung ubi jalar oranye dengan metode dan lama
fermentasi yang berbeda, maka pengambilan tepung terbaik dilihat dari parameter nilai
102
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
swelling power, baking expansion, daya serap air, dan daya serap minyak. Penentuan
perlakuan terbaik diambil menggunakan metode indeks efektivitas menurut deGarmo et
al. (1984). Dari parameter tersebut diperoleh perlakuan terbaik, yaitu tepung ubi jalar
dengan metode fermentasi BAL dan lama fermentasi 72 jam. Selanjutnya dilakukan
pengujian karakteristik kimia tepung ubi jalar perlakuan terbaik meliputi kadar βkaroten, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat kasar, kadar pati, kadar
amilosa dan amilopektin, total gula dan gula reduksi (Tabel 5).
Pada Tabel 5 dapat dilihat bahwa tepung ubi jalar oranye dengan fermentasi
BAL 72 jam mengalami peningkatan β-karoten, kadar pati, dan kadar amilosa serta
penurunan kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat, kadar amilopektin, total
gula, dan gula reduksi dibandingkan dengan tepung ubi jalar kontrol. Kandungan βkaroten tepung fermentasi lebih tinggi disebabkan karena asam-asam organik yang
dihasilkan selama proses fermentasi dapat menurunkan pH sehingga mampu
mengurangi kemampuan enzim lipoksigenase dalam mengkatalis reaksi oksidasi βkaroten dan kehilangan β-karoten selama pengolahan dapat diminimalisir (Rahman,
2007).
Kadar abu tepung ubi jalar oranye kontrol lebih tinggi dari tepung ubi jalar hasil
fermentasi. Hal ini disebabkan adanya mineral yang larut dalam air seperti kalium dan
natrium (Koswara, 2009b). Pada pembuatan tepung, adanya proses perendaman dan
pencucian chips ubi jalar mengakibatkan larutnya kalium dan natrium sehingga mineral
tersebut terbuang pada proses.
Tabel 5. Karakteristik kimia tepung ubi jalar kontrol dan tepung dari hasil perlakuan
terbaik
Komposisi
Kontrol
Fermentasi BAL 72 jam
β-karoten (mg/100 g)
23,83±2,60
26,64±3,77
Kadar abu (%)
1,99±0,22
1,31±0,15
Kadar protein (%)
4,90±0,54
2,94±0,15
Kadar lemak (%)
1,73±0,13
1,18±0,04
Kadar serat (%)
3,88±0,15
3,43±0,46
Kadar pati (%)
56,36±0,84
68,17±4,73
Kadar amilosa (%)
20,59±3,08
25,96±0,64
Kadar amilopektin (%)
79,41±3,08
74,04±0,64
Total gula (%)
10,02±0,81
2,77±0,20
Gula reduksi (%)
2,88±0,10
TD
Keterangan: Angka dalam tabel merupakan rataan dari 3 ulangan, ± standar deviasi. TD = tidak
terdeteksi.
Kadar protein tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih tinggi dari tepung
ubi jalar kontrol. Bakteri asam laktat merupakan bakteri proteolitik yang mampu
menghasilkan enzim protease yaitu enzim pemecah protein. Penurunan protein atau N
total selama proses fermentasi disebabkan karena adanya perombakan protein menjadi
asam amino dan peptida oleh bakteri asam laktat (Rahmawati et al., 2015). Menurut
Rizzani (2008) dalam Rahmawati et al. (2015) asam amino yang terbentuk akan
digunakan untuk pertumbuhan sel sehingga menyebabkan penurunan protein atau
jumlah nitrogen total.
Kadar lemak tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih rendah dibandingkan
kontrol. Penurunan ini diakibatkan oleh adanya aktivitas lipolitik sekunder. Aktivitas
103
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
lipolitik ini dikendalikan oleh enzim lipase yang dihasilkan oleh bakteri asam laktat
sehingga dihasilkan asam lemak dan gliserol. Gliserol bersifat larut dalam air sehingga
hilang akibat perendaman dan pencucian chips ubi jalar oranye (Hayek dan Ibrahim,
2013).
Kadar serat kasar tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi juga lebih rendah
dibandingkan kontrol. Penurunan ini terjadi karena bakteri asam laktat mampu
menghidrolisis serat menjadi lebih sederhana yaitu monosakarida (glukosa) (Kurniati et
al., 2012). Kadar pati tepung ubi jalar oranye hasil fermentasi lebih tinggi daripada
tepung ubi jalar kontrol. Aktivitas BAL dalam merombak serat kasar yang mengelilingi
granula pati menyebabkan terjadinya liberasi granula pati sehingga meningkatkan kadar
pati.
Kadar amilopektin tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih rendah daripada
kontrol, tetapi sebaliknya kadar amilosa tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih tinggi
dibandingkan kontrol. Penurunan amilopektin dan peningkatan kadar amilosa pada
tepung hasil fermentasi BAL disebabkan oleh aktivitas enzim pullulanase. Enzim ini
mampu memotong struktur cabang dari amilopektin (Retnaningtyas dan Putri, 2014).
Pemotongan rantai cabang amilopektin akan menurunkan kadar amilopektin dan
meningkatkan jumlah dari rantai lurus sehingga meningkatkan kadar amilosa (Arifin et
al., 2014). Setiarto et al. (2015) menyatakan bahwa bakteri asam laktat merupakan
bakteri yang mampu menghasilkan enzim pullulanase (amilopektin
6glucanohydrolase, EC 3.2.1.41) yaitu enzim yang menghidrolisis ikatan percabangan α1,6 glikosidik penghubung amilopektin dan menghasilkan oligosakarida rantai pendek.
Total gula tepung ubi jalar hasil fermentasi lebih rendah dibandingkan kontrol.
Gula reduksi tepung ubi jalar kontrol adalah 2,88 % dan tidak terdeteksi pada tepung
ubi jalar fermentasi. Penurunan ini disebabkan oleh aktivitas metabolisme bakteri asam
laktat yang terlebih dahulu memanfaatkan gula-gula sederhana seperti maltosa dan
glukosa (Jenie et al., 2012). Selama fermentasi glukosa dihidrolisis menjadi asam
laktat, asam organik, dan energi sehingga total gula bahan akan menurun dengan adanya
fermentasi dibandingkan dengan tepung tanpa perlakuan fermentasi (Rahmawati et al.,
2015). Penurunan pada gula reduksi juga terjadi karena mikroba memanfaatkan gula
reduksi dalam bahan sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya (Andarti et al.,
2015)
KESIMPULAN
Modifikasi proses pengolahan tepung ubi jalar oranye melalui fermentasi irisan
ubi jalar sebelum dikeringkan memberikan pengaruh terhadap karakteristik kimia dan
fungsional tepung ubi jalar yang dihasilkan. Interaksi perlakuan metode fermentasi
dengan lama fermentasi tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap
karakteristik kimia dan fungsional tepung, tetapi pengaruh perlakuan secara tunggal
yaitu lama fermentasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar air,d
erajat asam, daya serap minyak dan air, kelarutan dan baking expansion. Proses
fermentasi irisan ubi jalar dengan menggunakan starter bakteri asam laktat selama 72
jam, menghasilkan tepung ubi jalar dengan karakteristik fungsional terutama baking
expansion yang tinggi sehingga dapat digunakan untuk produk yang memerlukan daya
pengembangan yang tinggi seperti produk bakery. Hasil pengujian perlakuan terbaik
dibandingkan dengan tepung ubi jalar yang tidak difermentasi (kontrol) menunjukkan
adanya peningkatan β-karoten, kadar pati, dan kadar amilosa serta penurunan kadar abu,
kadar protein, kadar lemak, kadar serat, kadar amilopektin, total gula, dan gula reduksi.
104
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kepada Direktorat Riset dan Pengabdian pada Masyarakat
Kementrian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi serta Universitas Sumatera Utara
yang telah membiayai penelitian ini melalui skim Penelitian Unggulan Perguruan
Tinggi Tahun 2016.
DAFTAR PUSTAKA
Aditiya, R, Rusmarilin, H, dan Limbong, LN. 2014. Optimasi pembuatan virgin coconut
oil (VCO) dengan penambahan ragi roti (Saccharomyces cerevisiae) dan lama
fermentasi dengan VCO pancingan. J. Rekayasa Pangan dan Pert. 2(2): 51-57.
Andarti, IY dan Wardani, AK. 2015. Pengaruh lama fermentasi terhadap karakteristik
kimia, mikrobiologi, dan organoleptik miso kedelai hitam. Jurnal Pangan dan
Agroindusti. 3(3): 889-898.
Anderson, RA. 1982. Water absorption and solubility and amylograph characteristics on
roll-cooked small grain products. Cereal Chem. 59: 265-269
Anggraeni, YP dan Yuwono, SS. 2014. Pengaruh fermentasi alami pada chipsubi jalar
(ipomea batatas) terhadap sifat fisik tepung ubi jalar terfermentasi. Jurnal Pangan
dan Agroindustri. 2(2): 59-69.
AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical
Chemists. Association of Analytical Chemists, Inc. Arlington, VA.
Apriyantono, A, Fardiaz, D, Puspitasari, NL, Sedarnawati, dan Budiyanto, S. 1989.
Analisis Pangan. Bogor : PAU Pangan dan Gizi.
Arifin, R, Hariyadi, R D, Hariyadi, P, dan Fardiaz, D. 2014. Profile of microorganisms
and amylose content of white corn flours of two local varieties as affected by
fermentation process. IPCBEE. 77(13): 60-65.
Bertolini, AC, Mestres, C, Raffi, J, Buleon, A, Lerner, D, dan Colona, P. 2001.
Photodegradation of cassava and corn starch. J. Agr. Food Chem. 49: 675-682.
Chimsamran, K, Piyachomkwan, K, Santisopasri, V, dan Sriroth, K. 2005. Effect of
lactic acid fermentation on psycho-chemical properties of starch derived from
cassava, sweet potato, and rice. Kasetsart J. (Nat.Sci.) 39: 76-87.
de Garmo, ED, Sullivan, WG, dan Canada, JR. 1984. Engineering Economics. Mc
Millan Publishing Company, New York.
Demiate, IM, Dupuy, N, Huvenne, JP, Cereda, MP, dan Wosiacki, G. 2000.
Relationship between baking behavior of modified cassava starches and starch
chemical structure determinded by FTIR spectroscopy. Carbohydrate Polymer.
42: 149-158.
Dewan Standarisasi Nasional. 1994. Tapioka. SNI-01-3451-1994.
Hayek, SA dan Ibrahim, SA. 2013. Current limitations and challenges with lactic acid
bacteri: a review. Food and Nutrition Sciences. 4(1): 73-87.
Igbabul, BD, Amove, J, dan Twadue, I. 2014. Effect of fermentation on the proximate
composition, antinutritional factors and functional properties of cocoyam
(Colocasia esculenta) flour. African Journal of Food Science and Technology
5(3): 67-74. DOI: http:/dx.doi.org/10.14303/ajfst.2014.016
Jenie, BSL, Putra, RP, dan Kusnandar, F. 2012. Fermentasi kultur campuran bakteri
asam laktat dan pemanasan otoklaf dalam meningkatkan kadar pati resisten dan
105
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
sifat fungsional tepung pisang tanduk (Musa paradisiaca formatypica). J.
Pascapanen. 9(1): 18-26.
Koswara, S. 2009a. Teknologi Pengolahan Roti. http://www.ebookpangan.com
(20
Oktober 2015).
Koswara, S. 2009b. Ubijalar dan Hasil Olahannya (Teori dan Praktek).
http://www.ebookpangan.com (19 Oktober 2015).
Kurniati, LI, Aida, N, Gunawan, S, dan Widjaja, T. 2012. Pembuatan mocaf (modified
cassava flour) dengan proses fermentasi menggunakan Lactobacillus plantarum,
Saccharomyces cereviseae, dan Rhizopus oryzae. Jurnal Teknik Pomits. 1(1): 1-6.
Kustyawati, ME, Sari, M, dan Haryati, T. 2013. Efek fermentasi dengan Saccharomyces
cerevisiae terhadap karakteristik biokimia tapioka. Agritech. 33(3): 287.
Leach, HW, McCowan, LD., dan Schoch, TJ. 1959. Structure of the starch granules. In :
Sweeling power and solubility patterns of different starches. Cereal Chemistry
36 : 534-544.
Oloyede, OO, James, S, Ocheme, OB, Chinma, CE, dan Akpa, VE. 2016. Effects of
fermentation time on the functional and pasting properties.
Oluwole, OB, Kosoko, SB, Owolabi, SO, Salami, MJ, Elemo, GN, dan Olatope, SOA.
2012. Development and production of fermented flour from sweet potato (Ipomea
batatas L.) as a potential food security product. Journal of Food Science and
Engineering. 2(1): 257-262.
Putri, WDR, Haryadi, DW, Marseno, dan Cahyanto, MN. 2011. Effect of
biodegradation by lactic acid bacteria on physica properties of cassava stach. Int.
Food Res. J. 18(3): 1149-1154.
Rahman, SM. 2007. Handbook of Food Preservation. Second Edition. CRC Press, Boca
Raton.
Rahmawati, IS, Zubaida, E, dan Saparianti, E. 2015. Evaluasi pertumbuhan isolat
probiotik (L. Casei dan L. Plantarum) dalam medium fermentasi berbasis ubi jalar
(Ipomea batatas L.) selama proses fermentasi (kajian jenis isolat dan jenis tepung
ubi jalar). Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 4(4): 133-141.
Rattanachaikunsopon, P dan Phumkhachorn, P. 2010. Lactic acid bacteria: their
antimicrobial compounds and their uses in food production. 1(4): 218-228.
Retnaningtyas, DA dan Putri, WDR. 2014. Karakterisasi sifat fisikokimia pati ubi jalar
oranye hasil modifikasi perlakuan STTP (lama perendaman dan konsentrasi).
Jurnal Pangan dan Agroindustri. 2(4): 68-77.
Sathe, SK dan Salunke, DK. 1981. Isolation, partial characterization and modification
of the great northern bean (Phaseolus vulgaricus L.). J. Food Sci. 46: 617-621.
Setiarto, RHB, Jenie, BSL, Faridah, DN, Saskiawan, I, dan Sulistiani. 2015. Seleksi
bakteri asam laktat penghasil amilase dan pululanase dan aplikasinya pada
fermentasi talas. J. Teknol. Dan Industri Pangan. 26(1): 80-89.
Tope, AK. 2014. Effect of fermentation on nutrient composition and anti-nutrient
contents of ground Lima bean seeds fermented with Aspergillus fumigatus,
Rhizopus stolonifer and Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Adv. Res. 2(7): 12081215.
Van Hal, M. 2000. Quality of sweet potato flour during processing and storage. Food
Rev. Int. 16(1), 1–37.
Wibowo, P, Saputra, JA, Ayucitra, A, dan Setiawan, LE. 2008. Isolasi pati dari pisang
kepok dengan menggunakan metode alkaline steeping. Widya Teknik. 7(2): 113123.
106
Prosiding Seminar Nasional FKPT-TPI 2017
Kendari, Sulawesi Tenggara, 20-21 September 2017
Yuwono, SS, Febrianto, K, dan Dewi, NS. 2013. Pembuatan beras tiruan berbasis
modified cassava flour (mocaf): kajian proporsi mocaf: tepung beras dan
penambahan tepung porang. Jurnal Teknologi Pertanian. 14(3): 175-182.
107