Pengaruh Waktu Pengocokan Pada Uji Solvent Radiant Capacity (Src) Asam Laktat Dalam Gandum
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Gandum
Gandum (Triticum spp.) merupakan tanaman serealia dari suku padi-padian yang
kaya akan karbohidrat. Selain sebagai bahan makanan, gandum dapat pula diolah
sebagai bahan-bahan industri yang penting, baik bentuk karbohidrat utamanya atau
komponen lainnya (Gembong, 2004).
Tanaman gandum dapat tumbuh ideal di daerah subtropik. Tanaman gandum
(Triticum aestivum L.) dapat berkembang dengan baik pada daerah dengan curah hujan
rata-rata 254 mm sampai 1,779 mm per tahun dan daerah yang mempunyai infiltrasi
yang baik. Curah hujan yang tinggi kurang baik untuk pertumbuhan tanaman gandum
karena pada kondisi ini jamur dan bakteri akan cepat berkembang. Suhu optimum untuk
budidaya tanaman gandum adalah berkisar antara 20-22 ºC (Hariyanto et al., 2002).
Komoditas gandum merupakan bahan makanan penting di dunia sebagai sumber
kalori dan protein. Gandum merupakan bahan baku tepung terigu yang banyak
digunakan untuk pembuatan berbagai produk makanan seperti roti, mie, kue biskuit, dan
makanan ringan lainnya (Wiyono, 1980). Gandum cukup terkenal dibandingkan bahan
makanan lainnya sesama serealia karena kandungan gluten dan proteinnya yang cukup
tinggi pada biji gandum. Biji gandum memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi
diantaranya karbohidrat 60-80%, protein 25%,lemak 8-13%, mineral 4,5% dan sejumlah
vitamin lainnya (Sramkova et al., 2009).
Universitas Sumatera Utara
6
Tabel 1. Daftar komposisi tepung terigu Menurut Departemen Kesehatan RI (
per 100 gram )
Komposisi
Kalori (kal)
Protein (g)
Lemak (g)
Karbohidrat (g)
Kalsium (mg)
Fosfor (mg)
Besi (mg)
Vitamin A (SI)
Vitamin B1 (mg)
Vitamin C
Air (g)
Jumlah
365
8,50
11,3
77,3
16
106
1,2
0
0,12
0
11
Sumber : Departemen Kesehatan RI (1989)
2.1.1 Jenis Jenis Gandum
Gandum dapat diklasifikasikan berdasarkan tekstur biji (kernel) menjadi hard
wheat (T.aestivum), soft wheat (T. compactum), dan durum wheat (T.durum).
a.
Hard Wheat (T. aestivum)
Hard wheat mengandung kadar protein 12-18%. Gandum ini mempunyai ciri-ciri kulit
luar berwarna coklat, biji keras, dan berdaya serap air tinggi. Jenis gandum ini sangat
cocok untuk membuat roti karena tepung yang dihasilkan berkualitas baik dan
mengandung protein bermutu tinggi. Contoh gandum keras adalah gandum hard spring
dan gandum hard winter.
b. Soft Wheat (T. compactum)
Soft wheat mengandung kadar protein rendah yaitu 7-12%. Gandum ini
mempunyai ciri-ciri berwarna putih sampai merah dan berbiji lunak. Tepung gandum
Universitas Sumatera Utara
7
ini cocok untuk membuat cake karena adonan yang dihasilkan memiliki daya serap air
rendah. Contoh jenis gandum ini adalah standard wheat.
c.
Durum Wheat (T.durum)
Durum wheat merupakan jenis yang khusus. Ciri gandum ini adalah bagian
dalam (endosperm) yang berwarna kuning tidak seperti gandum pada umumnya yang
memiliki warna putih dan memiliki biji yang lebih keras, serta kulit yang berwarna
coklat. Gandum ini sering digunakan untuk membuat produk pasta berdasarkan warna
bran, gandum diklasifikasikan menjadi red (merah) dan white (putih). Sedangkan
berdasarkan musim tanam dibedakan menjadi dua yaitu winter dan spring
(Samuel,1972).
2.2.
Tepung Terigu
Tepung terigu adalah tepung atau bubuk halus yang berasal dari bulir gandum,
dan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kue, mie, dan roti. Tepung terigu
mengandung banyak zat pati, yaitu karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air.
Tepung terigu juga mengandung protein dalam bentuk gluten, yang berperan
dalam menentukan kekenyalan makanan yang terbuat dari bahan terigu. Tepung terigu
memiliki perbedaan dengan tepung gandum utuh, bedanya terigu berasal dari biji
gandum yang dihaluskan, sedangkan tepung gandum utuh (whole wheat flour) berasal
dari gandum beserta kulit arinya yang ditumbuk (Nurmala, 1980).
Tepung terigu merupakan tepung yang dapat dipakai untuk membuat roti karena
mengandung gluten sebagai kerangka dasar roti. Tepung terigu yang digunakan di
pabrik roti diperoleh dari gandum yang digiling (Mudjajanto dan Lilik, 2004). Tepung
Universitas Sumatera Utara
8
terigu banyak digunakan dalam industry pangan. Komponen terbanyak dalam tepung
terigu adalah pati dengan kandungan amilosa 20-26 % dan amilopektin 70-75 %
(Tarwotjo,1998 ).
Sulit mencari pengganti tepung terigu tidak lepas dari kandungan yang
dimilikinya, dimana tepung terigu memiliki protein khusus yaitu gluten sebesar 80 %
dari total protein. Gluten inilah yang membuat roti mengembang selama proses
pembuatannya ( Utami, 1992).
2.3.
Serealia
Serealia adalah biji rumput-rumputan yang dibudidayakan. Serealia merupakan
sumber terpenting pangan bagi manusia dan menjadi makanan pokok di sebagian besar
negara total. Di beberapa negara, serealia memberikan 70% atau lebih masukan energi
total. Serealia mungkin digunakan dalam bentuk biji-bijian, misalnya beras, atau
dihaluskan menjdai tepung, misalnya tepung terigu. Serealia paling penting adalah
gandum, beras, jagung, “ barley”, “oats” dan “rye”. Gandum tumbuh di Eropa, Amerika
Utara, sebagian Asia dan Australia yang beriklim sedang.
Biji gandum tertutup oleh kulit yang keras dan berserat, disebut sekam. Di
dalam terdapat lembaga yang merupakan biji sebenarnya atau embrio dan terletak pada
bagian bawah biji. Komponen terbesar biji adalah endosperma, persediaan makanan
berpati bagi lembaga. Lapisan luar endosperma, disebut lapisan aleuron. Lembaga
dipisahkan dari endosperma oleh skutelum.
Universitas Sumatera Utara
9
Komposisi gandum bervariasi tergantung pada jenisnya. Sebagai contoh, gandum
Kanada yang keras banyak mengandung gluten ( protein ), sedang kadar gluten pada
gandum inggris yang lunak sangat rendah. Istilah “ keras” dan “lunak” menunjuk pada
sifat gandum saat digiling dan tidak boleh dikacaukan dengan “kuat” dan “lemah” yang
mengarah pada sifat tepung pada sifat tepung saat dipanggang.
Kekuatan tepung lebih tergantung pada mutu daripada jumlah gluten. Tepung
yang kuat adalah tepung yang menghasilkan adonan yang sukar meregang dan
mempunyai sifat dapat menahan gas dengan baik. Tepung yang kuat cocok untuk
pembuatan roti, sedang tepung yang lemah baik untuk kue dan biskuit. Secara umum,
gandum keras akan menghasilkan tepung yang kuat dan gandum lunak menghasilkan
tepung yang lemah.
Di dalam biji gandum, nutrien tidaklah tersebar secara merata. Endosperma
merupakan sekitar 83% berat total biji. Endosperma terutama tersusun daru pati, tetapi
juga mengandung protein, beberapa vitamin B dan elemen mineral. Terhadap nutrien
biji utuh, endosperma mengandung 70- 75% protein, 32% riboflavin, 12% asam
nikotinat, 3% vitamin.
Sekam dan lapisan aleuron menyumbang 14,5% berat biji. Sekam terutam
tersusun dari selulosa ( serat ) yang tak dapat dicerna, namun juga mengandung vitamin
B dan elemen mineral. Lapisan aleuron ( biasanya terbuang bersama sekam selam
penggilingan ) kaya akan protein dan vitamin B, terutama asam nikotinat. Terhadap
nutrien biji utuh, sekam dan lapisan aleuron mengandung : 86% asam nikotinat, 42%
riboflavin, 33% tiamin, 19% protein.
Universitas Sumatera Utara
10
Lembaga ( termasuk skutelum ) hanya menyusun 2,5% berat biji. Lembaga kaya
akan lemak, protein, zat besi dan vitamin B ( skutelum terutama kaya akan tiamin ).
Terhadap nutrien biji utuh, lembaga mengandung : 64% tiamin, 26% riboflavin, 8%
protein, 2% asam nikotinat.
Untuk diubah menjadi bentuk yang lebih mudah dicerna, gandum digiling
menjadi tepung. Sekam dan lembaga dikeluarkan sebagai “flake” dan endosperma
dihancurkan menjadi bubuk halus. Pada tahun 1870-an, mesin penggiling dari baja
mulai diperkenalkan, menggantikan penggilingan batu pipih.
Terdapat tiga tahap utama dalam penggilingan tepung
1. Pembersihan dan penyiapan
Mula-mula gandum dilewatkan serangkaian mesin untuk menghilangkan kotoran,
dedak dan sebagainya. Gandum kemudian dikondisikan, yaitu dilembabkan ke tingkat
kelembapan yang optimum untuk penggilingan, melalui proses pembasahan dan
pengeringan biji. Proses ini mengeraskan sekam sehingga lebih mudah dipisahkan
selama penggilingan dan membuat endosperma lebih mudah remuk sehingga lebih
mudah pula digiling menjadi tepung.
2.Pemecahan
Gandum bersih yang telah mengalami “conditioning” dilewatkan lima pasang
penggilas baja berombak (“corrugated”) yang dikenal sebagai rol pemecah. Dari tiap
pasangan, sebuah penggilasnya berputar dua setengah kali lebih cepat dari penggilas
satunya, sehingga biji akan terkelupas dan endosperma akan terpisah dari sekam.
Setelah melewati setiap rol, produk diayak dan dipisahkan menjadi tiga fraksi :
Universitas Sumatera Utara
11
a. partikel kasar sekam yang dilekati endosperma. Bagian ini akan diteruskan ke
rol pemecah.
b. Partikel endosperma yang kasar, disebut semolina. Partikel sekam yang
bercampur dengan semolina dipisahkan dengan menggunakan hembusan udara, sekam
lebih ringan daripada semolina.
c. Sejumlah kecil partikel halus endosperma atau tepung. Secara bertahap, jarak
antara rol-rol pemecah dibuat makin sempit sehingga di setiap tahap lebih banyak
endosperma dipisahkan dari sekam.
3. Pengecilan ukuran
Semolina yang diperoleh dari rol pemecah dilewatkan sepuluh atau lebih rol
pengecil ukuran. Rol ini berupa penggilas yang halus dan dari setiap pasangan, sebuah
penggilasnya berputar satu setengah kali lebih cepat dari lainnya. Partikel endosperma
mengalami pengecilan ukuran secara bertahan oleh gencetan rol sehingga kerusakan
granula pasti adalah minimum. Setelah melewati setiap rangkaian rol, produk diayak
dan dipisahkan menjadi partikel halus tepung, partikel lebih besar yang akan dilewatkan
rol pengecil ukuran berikutnya serta partikel kasar yang nantinya dikembalikan ke rol
pertama.
Seperti halnya rol pemecah, rol pengecil ukuran juga diatur saling berdekatan
secara bertahap dan pada akhir proses akan diperoleh tepung putih yang halus. Oleh
sistem pengecilan ukuran tersebut, lembaga akan menjadi pipih, bukannya hancur, dan
dihilangkan dengan pengayakan.
Universitas Sumatera Utara
12
Tingkat ekstraksi adalah persentase biji utuh yang diubah menjadi tepung.
Tepung dari biji utuh
100%
Tepung dari biji pecah kulit
85-90%
Tepung terigu
70-72%
Tepung dari biji utuh mengandung biji utuh, termasuk sekam dan lembaga,
sedang tepung terigu hanya mengandung endosperma.
Berhubung tepung dengan hasil ekstraksi rendah sedikit atau tidak mengandung
sekam atau lembaga, maka jumlah protein, lemak, vitamin B, mineral dan serat akan
berkurang, sejak tahun 1956, tepung terigu yang dihasilkan di Inggris diperkaya dengan
thiamin, asam nikotinat, zat besi dan kalsium. Berdasar hukum di Inggris, semua tepung
harus mengandung paling sedikit :
0,24 mg tiamin per 100g,
1,60 mg asam nikotinat per 100g,
1,65 mg zat besi per 100g
Roti dibuat dari adonan tepung gandum, air, garam dan khamir. Bila air
ditambahkan ke dalam tepung, protein gandum, yakni glutenin dan gliadin, membentuk
gluten yang elastik. Peremasan akan membentuk jaringan gluten dalam adonan,.
Sebelum dipanggang, adonan dibiarkan mengembang. Selama tahap ini, adonan akan
memuai karena pembentukan karbon dioksida, hasil fermentasi gula oleh khamir yang
terdapat dalam adonan. Jaringan gluten menjebak gas tersebut dan selama
Universitas Sumatera Utara
13
pemanggangan gluten akan terkoagulasi, sehingga menentukan ukuran dan bentuk roti
yang tetap.
Sekarang kebanyakan roti buatan Inggris dibuat dengan menggunakan proses
pembuatan roti Chorleywood yang tahap fermentasi awalnya diganti dengan
pengadukan mekanis yang kuat dalam waktu singkat, mengunakan pengaduk khusus
berkecepatan tinggi.
Enzim memainkan peranan sangat penting dalam pembuatan roti. Tepung
mengandung amilase ( diastase ) yang oleh adanya air, merubah pati menjadi maltosa.
Enzim maltase yang dikeluarkan oleh khamir meneruskan pemecahan maltosa menjadi
glukosa.Kemudian glukosa difermentasi oleh beberapa enzim dalam khamir, yang
secara keseluruhan dikenal sebagai zymase.
Hasil-hasil proses fermentasi adalah karbon dioksida yang mengisi adonan
dengan udara dan etanol (etil alkohol) yang dikeluarkan dari roti pada waktu
pemanggangan.
Amilase
Pati
maltase
maltosa
dalam tepung
zymase
glukosa
dalam khamir
karbondioksida dan etanol
dalam khamir
Protease, terdapat dalam tepung dan khamir, juga penting dalam pembuatan roti.
Protease bereaksi pada protein tepung, yaitu gluten, membuat gluten lebih “extensible”
dan mampu menahan karbon dioksida yang dihasilkan oleh fermentasi.
Universitas Sumatera Utara
14
2.3.1
Kandungan Kimia Serealia
Gandum disamping beras, merupakan sumber karbohidrat yang terpenting di
dunia, selain itu juga mengandung protein, mineral dan vitamin. Roti Amerika banyak
mengandung vitamin dan niacin yang dapat menghilangkan penyakit beri-beri dan
pelagra. Ribolflavin dan besi (Fe) juga memperkaya kandungan gizi dari roti.
Disamping itu, juga dapat menyembuhkan penyakit Celiac dan karang gigi.
Kandungan kimia gandum dibandingkan dengan beras dan jagung dapat dilihat pada
tabel 2.
Tabel 2. Kandungan Kimia Gandum, Beras dan Jagung
Kandungan Kimia
Air %
Abu %
Protein % (Nx5,7)
Lemak kasar %
Serat kasar %
Pati %
Energi, kcal/kg
Asam amino %
Lysine
Histidine
Agrinine
Asam aspartic
Threonine
Serine
Asam glutamic
Proline
Glicyne
Tryptophan
Analine
Cystine
Gandum
Beras
*)
Jagung
(Yellow U.S.
no. 2)
Keras
(Hard)
12.,34
1,54
11,93
1,60
2,28
57,13
3910,00
Lunak
(Soft)
13,88
1,41
10,48
1,68
1,91
57,49
3782,00
1,90
8,76 (Nx5,9)
2,00
1,00
77,00
-
11,00
1,03
7,84
3,78
2,89
3786,00
0,33
0,28
0,57
0,63
0,36
0,59
4,07
1,31
0,53
0,45
0,29
0,34
0,29
0,59
0,61
0,35
0,58
3,86
1,21
0,50
0,44
0,32
0,26
0,22
0,64
0,34
0,27
0,30
0,82
0,30
0,45
0,09
0,12
0,17
0,7
0,44
0,34
0,09
Universitas Sumatera Utara
15
Sumber
:
Millfeed Manual (MNF, 1972) cit. Saunders, Walker dan
Kohler 1974 dalam Tati Nurmala, 1980
*) Sumber Kik dan Williams cit. Grist, dalam beras pecah
kulit.
Ternyata gandum mengandung lebih tinggi protein daripada beras dan jagung,
begitu pula asam-asam amino pada gandum lebih lengkap dan lebih besar jumlahnya.
Demikian pula bila dibandingkan dengan asam amino dari hewan. Lysine jauh lebih
besar pada gandum yang merupakan sumber protein yang efisien, juga lebih tinggi
daripada kedelai di mana hampir tidak terdapat Lysine pada tempe. Mineral dan vitamin
terbanyak terdapat pada lapisan aleuron biji gandum.
Gandum kekurangan akan carotene dan vitamin A dibandingkan dengan jagung,
disamping itu jagung juga mengandung fraksi-xanthopil yang sangat baik untuk
peternakan ayam penghasil daging (broiler) dan telur. Namun gandum banyak
mengandung vitamin B1, B2 dan B6.
Endosperm gandum merupakan sumber utama protein dan pati, sedangkan
lembaganya dan aleuron banyak mengandung minyak, protein nongluten dan vitamin.
Tabel. 3. Susunan Kimia Biji Gandum
Komponen Kimia (%)
Aleuron Endosperma
Tepung (ekstraksi 72%)
Protein
13,3
26,6
11,8
Lemak
2,0
10,9
1,2
Mineral
1,7
4,3
0,46
Serat
2,3
2,5
0,4
Karbohidrat lain
68,7
44,2
74,1
Air
12,0
11,5
12,0
Sumber : USDA Hand Book No. 8 (revised), 1963, cit Reitz, 1967.
Universitas Sumatera Utara
16
Susunan kimia secara umum dari beberapa serealia dapat dilihat pada Tabel 4,
yang dibandingkan terhadap jagung, sorghum dan padi.
Tabel 4. Susunan Kimia dari Beberapa Serealia pada Kadar Air Dasar.
Jenis serealia
Karbohidrat
Gandum keras
64
Gandum lunak
69
Jagung “Dent”
72
Sorghum
71
Padi
77
Sumber : Reitz, 1967
Protein
(%)
14
10
10
13
8,9
Lemak
(%)
2
2
5
3
2
Seart
(%)
2
2
2
2
1
Lain-lain
18
17
11
11
11,1
Daerah asal dari tanaman gandum tidak diketahui secara pasti. Diduga berasal
dari daerah luas yang membentang dari Asia Tengah (India bagian Barat Laut, Kashmir,
Afganistan, Tadjikistan, Uzbeskistan, Transkaukasia dan bagian Barat Laut Tian Shan)
ke Timur Dekat (Asia Kecil, Transkaukasia, Iran dan Dataran Tinggi Turkmenistan),
daerah sekitar Laut Tengah dan Ethiopia (Vavilov cit. Satari, dkk. 1976). Gandum telah
digunakan sebagai bahan makanan manusia kira-kira 6000 tahun yang lalu, hal mana
dibuktikan dari penemuan arkheologi di Mesir, Turki dan di dalam puing-puing dari
Lake Dwellers di Swiss.
Sejarah Cina menunjukkan bahwa budidaya gandum telah ada di sana sejak
tahun 2700 SM., dan merupakan salah satu dari lima jenis tanaman yang ditanam pada
tiap-tiap upacara tahunan. Peninggalan atau sisa karbon dari gandum dan cetakan
gandum dari tanah liat dan cetakan roti, telah ditemukan pada zaman Neolithic Jarno di
Irak sebelah utara, yang diperkirakan dengan radio karbon data dari tahun 6900
S.M.(Satari, dkk., 1976).
Universitas Sumatera Utara
17
Sebagai tanaman yang berasal dari daerah sub-tropis, maka dewasa ini, terutama
melalui usaha-usaha manusia di bidang pemuliaan tanaman dan budidaya tanaman,
penyebaran tanaman gandum meluas ke daerah iklim sedang dan daerah tropis.
Daerah produksi gandum yang utama terletak di antara 30°-55°C L.U. dan di
antara 25°-40° L.S. dengan pusat-pusat utama berada di daerah iklim sedang, seperti
Amerika Serikat, Kanada dan Ausralia ( Tabel 5). Prancis menghasilkan produksi per
hektar tertinggi di dunia yaitu 44,1 kw/ha (tahun 1972), sedangkan areal terluas di dunia
Uni Sovyet yaitu 60 juta hektar. Produksi total tertinggi yaitu di Amerika Serikat 42,042
juta metrik ton (Tabel 5).
Tabel 5. Negara-Negara Produsen Gandum di Dunia
Negara
Produksi 1000 Areal 1000 ha
metrik ton
Uni Sovyet
63.300
60.000
Amerika Serikat
42.042
19.143
Kanada
14.514
8.640
Prancis
17.600
3.988
India
24.477
19.163
Italia
9.423
3.821
Turki
9.500
8.100
Australia
6.477
7.406
Sumber : USDA, 1973, dalam Tati Nurmala (1980)
Produksi
kw/ha
13,8
22.0
16.8
44.1
13.8
24.7
11.7
8.7
Hampir 90 persen dari produksi gandum di dunia terdiri dari tiga jenis species,
yaitu “common wheat” (gandum biasa), “club wheat” dan “durum wheat”. Gandum
biasa diklasifikasikan sebagai Triticum Aestivum L atau T. Vulgare, gandum club
sebagai Triticum Compactum Hort (banyak tumbuh di daerah yang basah), dan gandum
durum sebagai Triticum Durum (untuk membuat maccaroni). Spesies-spesies tersebut
Universitas Sumatera Utara
18
terbagi dalam tiga sub-grup yaitu diploid, tetraploid (T. Durum) dan hexaploid (T.
vulgare).
T. aegilopoides, lebih menyerupai rumput daripada T. monococcum. Kedua
spesies mempunyai satu butir pada tiap bulir (spikelet) karenanya dianggap sebagai tipe
paling primitif. Karena hanya ada satu gabah tiap bulir, maka disebut einkron.
T. durum (gandum makaroni) mempunyai butir berwarna merah. Tiap butir
mempunyai dua gabah. Bahan untuk membuat maccaroni, speghetti dan vermicelli.
T.dicoccum (emmer) digunakan dalam jumlah terbatas sebagai bahan makanan
ternak. Spesies ini mempunyai sifat resistensi terhadap penyakit, merupakan jenis dari
hard red spring wheat.
T. turgidum (pulard) hampir menyerupai T. durum. Bulir-bulir cenderung untuk
bercabang dan gabahnya besar. Di Amerika dan Inggris, spesies ini tidak mempunyai
arti ekonomis yang penting.
T. polonicum (gandum Polandia) mempunyai bentuk gabah yang panjang. Nilai
ekonominya kurang penting, hanya baik untuk makaroni.
T. thimopheevi sering disilangkan sebagai varietas-varietas standar untuk
memperbaiki resistensi terhadap penyakit.
T. vulgare syn. T. aestivum (gandum biasa) adalah spesies yang paling banyak
ditanam di dunia. Setiap bulir terdiri dari dua sampai lima gabah. Warna bulir bervariasi
dari putih hingga merah tua. Ada varietas-varietas musim dingin dan musim semi (hard
Universitas Sumatera Utara
19
red spring, hard red winter dan soft red winter). Tepung gandum ini digunakan untuk
membuat roti.
T. compactum (club wheat) mempunyai bulir yang terdiri dari tiga sampai lima
gabah, bewarna putih hingga merah. Malai pendek dan berisi bulir yang berbentuk
menyerupai gada (pemukul). Dari gandum lunak dibuat crackers, kadang-kadang juga
dibuat roti. Ditanam pada musim dingin dan semi.
T. spelta biasanya mempunyai dua gabah pada setiap bulir seperti emmer.
Dilihat dari nilai ekonomis, jenis gandum ini tidak penting.
Bulir gandum yang digiling di pabrik harus memenuhi pengujian mutu gandum yang
meliputi beberapa karakteristik. Pengujian-pengujian tersebut adalah sebagai berikut :
(1)
Uji berat merupakan pengukuran berat per unit volume gandum. Hasil uji berat
yang rendah menyebabkan kualitas butir dan tepung yang rendah, syarat
minimum adalah 73 kg per kilometer.
(2)
Uji kotoran, yaitu pemisahan butir-butir gandum dari benda asing, biji gandum
yang terekrut dan yang pecah (broken wheat). Benda tersebut terbawa sewaktu
proses panen, perontokan dan penyimpanan. Syarat maksimum adalah 0,1 – 0,5
persen.
(3)
Uji kadar air butir gandum syarat maksimum 12,5 persen, baik untuk gandum
keras maupun gandum lunak. Gandum yang disimpan pada kadar air yang tinggi
akan cepat berkecambah dan mudah terserang jamur, disamping itu juga
menyebabkan naiknya kadar maltose dalam biji gandum, yang menjadikan
Universitas Sumatera Utara
20
rendahnya tepung. Kadar maltose yang terlalu tinggi (lebih dari satu persen)
akan menyebabkan sifat gluten yang lembek. Sebaliknya kadar air yang terlalu
rendah memberikan kerusakan fisik butir gandum yang tinggi pada waktu
digiling sehingga mengurangi berat.
(4)
Uji kemurnian butir dari campuran tanaman lain minimal 99,6 persen.
(5)
Uji bobot dari 1000 butir. Dikehendaki bobot 1000 butir sekitar 28-40 gram.
(6)
Uji keseragaman ukuran dan bentuk biji.
(7)
Uji kadar serat dan kadar abu. Persyaratannya adalah 2 – 2,7 persen, dan abu 1,4
– 2 persen.
(8)
Rendemen tepung sekitar 85 persen.
(9)
Uji kadar protein butir gandum syaratnya adalah 6 – 20 persen untuk gandum
lunak dan ganum keras.
(10)
Menghasilkan tepung dengan daya isap terhadap air 52 – 60 persen, merupakan
karakteristik yang sangat penting bagi para konsumen tepung terigu.
Penyakit dan hama gandum yang menyerang pada umumnya adalah cendawan
dan insekta. Serangan cendawan selama pertumbuhan di lapangan (Alternaria,
Fusarium dan Helminthosporium) yang berasal atau terbawa biji, tidak akan terbawa di
gudang penyimpanan yang suhu udaranya sangat rendah. Faktor suhu udara,
kelembapan dan lamanya penyimpanan sangat menentukan serangan cendawan di
gudang. Kadar air gandum 13 persen (maksimal) menentukan berapa lama gandum
Universitas Sumatera Utara
21
tahan disimpan dengan aman, karena semakin lama gandum disimpan kadar airnya akan
bertambah. Pada suhu 5° - 10°C pertumbuhan cendawan sangat lambat, sedangkan pada
suhu 26,7° - 32,2°C pertumbuhannya sangat cepat. Gandum yang disimpan hanya
beberapa minggu sebelum digiling dapat disimpan pada kadar air yang agak tinggi
(lebih tinggi dari 13 persen), dengan suhu penyimpanan yang agak tinggi pula daripada
suhu penyimpanan untuk berbulan-bulan lamanya. Panen dapat dilakukan bili bijinya
sudah keras bila dipijit, sekitar 45 hari setelah bermalai.
Keistimewaan dari tanaman sorghum memiliki kemampuan untuk tumbuh
kembali setelah dipotong atau dipanen disebut “ratoon”, setelah panen akan tumbuh
tunas-tunas baru yang tumbuh dari bagian batang di dalam tanah. Oleh karena itu
pangkasannya harus tepat di atas permukaan tanah. Ratoon sorghum dapat dilakukan 2
– 3 kali, apabila dipelihara dan dipupuk dengan baik, hasil ratoon dapat menyamai hasil
panen pertama, hasil selanjutnya akan menurun. Kultivar unggul sorghum antara lain
yaitu : Cempaka, katengu, Darso, UPCA S1, UPCA S2, Birdproof dan
sebagainya.(Nurmala,T., 1998)
2.4.
Pati
Pati adalah cadangan makanan utama pada tanaman. Senyawa ini sebenarnya
campuran dua polisakarida.
(a) Amilosa
Molekul amilosa terdiri dari 70 hingga 350 unit glukosa yang berikatan
membentuk rantai lurus. Kira-kira 20% dari pati adalah amilosa.
Universitas Sumatera Utara
22
(b) Amilopektin
Molekul ini terdiri hingga 100.000 unit glukosa yang berikatan membentuk
struktur rantai bercabang.Pemeriksaan mikroskopik menunjukkan bahwa pati pada
tanaman terdapat sebagai granula-granula kecil. Lapisan luar dari setiap granula terdiri
atas molekul-molekul pati yang tersusun amat rapat sehingga tidak tertembus air dingin.
Sumber pati asal tanaman yang bebrbeda mempunyai ciri khas pada bentuk, dan pada
penyebaran ukuran-ukuran granula pati itu.
2.4.1. Sifat sifat pati
1. Kenampakan dan kelarutan
Pati berwarna putih, berbentuk serbuk bukan kristal yang tidak larut dalam air
dingin.
2. Rasa manis
Tidak seperti monosakarida dan disakarida, pati dan polisakarida lain tidak
mempunyai rasa manis.
3. Hidrolisis
Hidrolisis pati dapat dilakukan oleh asam atau enzim. Jika pati dipanaskan
dengan asam akan terurai menjadi molekul-molekul yang lebih kecil secara berurutan,
dan hasil akhirnya adalah glukosa.
(C6H10O5)n
pati
+
nH2O
air
nC6H12O6
glukosa
Universitas Sumatera Utara
23
Ada beberapa tingkatan dalam reaksi diatas. Molekul-molekul pati mula-mula
pecah menjadi unit-unit rantaian glukosa yang lebih pendek yang disebut dextrin.
Dextrin ini dipecah lebih jauh menjadi maltose (dua unit glukosa) dan akhirnya maltosa
pecah menjadi glukosa.
pati
dextrin
maltosa
glukosa
sirup glukosa komersial dihasilkan dengan jalan menghidrolisis pati jagung
dengan asam klorida encer. Hidrolisisnya tidak sempurna dan sirup glukosa yang juga
dinamakan sirup jagung atau glukosa cair, merupakan campuran glukosa, maltosa,
dextrin dan air.
Hidrolisis pati dapat juga dilakukan oleh kegiatan enzim. Dalam pencernaan,
enzim amilase memecah pati menjadi maltosa. Amilase juga terdapat pada tepung dan
biji yang berkecambah. Pada produk-produk tersebut enzim ini biasanya dikenal dengan
nama diastase. Diastase penting pada pembuatan roti dan pembuatan bir karena enzim
ini dapat menghasikan gula ( maltosa ) yang seterusnya oleh enzim yang dihasilkan
khamir akan dipecah lebih lanjut menjadi alkohol dan karbon dioksida.
4. Pengaruh panas
(a) Panas yang lembab (dengan air)
Jika suspensi pati dalam air dipanaskan, air akan menembus lapisan luar granula
dan granula ini dimulai menggelembung. Ini terjadi saat temperatur meningkat dari
60°C samapai 85°C. Granula-granula dapat menggelembung hingga volumenya lima
kali lipat volume semula. Ketika ukuran granula pati membesar, campurannya menjadi
Universitas Sumatera Utara
24
kental. Pada suhu kira-kira 85°C granula pati pecah dan isinya terdispersi merata
keseluruh air disekelilingnya.
Molekul berantai panjang mulai membuka atau terurai dan campuran pati atau
air menjadi makin kental, membentuk sol. Pada pendinginan, jika perbandingan pati dan
air cukup besar, molekul pati membentuk jaringan dengan molekul air terkurung
didalamnya sehingga terbentuk gel. Keseluruhan proses ini dinamakan gelatinisasi.
Gelatinisasi pati sangat penting dalam proses pengolahan. Misalnya, gelatinisasi
terjadi pada pengentalan macam-macam saos, sup dan kuah daging (“gravies”) dengan
penambahan tepung dan tepung jagung. Gelatinisasi juga penting pada pemanggangan
roti atau makanan yang dibuat dari tepung lainnya karena berperan dalam menimbulkan
sifat lemah yang diinginkan dan tekstur produknya.
(b) Panas kering (tanpa air)
Banyak makanan berpati juga mengandung sedikit dextrin. Pada proses
pemanasan, dextrin terpolimerisasi membentuk senyawa kompleks berwarna coklat
dinamakan pirodextrin. Pirodextrin ini memberikan sumbangan pada warna coklat
banyak makanan termasuk roti panggang dan kerak roti.(gaman,M.1981)
2.5.
Produksi Asam Laktat
Dalam produksi, asam laktat didefinisikan sebagai campuran dari asam laktat
dan hibrida asam laktat yang mengandung tidak kurang dari 85% dan tidak lebih dari
92% asam laktat. Prinsip utama pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi adalah
pemecahan laktosa menjadi bentuk monosakaridanya dan dari monosakarida tersebut
Universitas Sumatera Utara
25
dengan bantuan enzim yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp. akan diubah menjadi
asam laktat, Asam laktat murni tidak berbau, tidak berwarna, dan bersifat higroskopis
pada suhu kamar.
Dalam keadaan tidak murni asam laktat berwarna kekuningan karena
mengandung pigmen karoten. Sifat fisik asam laktat antara lain adalah bobot jenisnya
1,249; bobot molekulnya 90,08; titik beku 16,8°C, dan titik didihnya 122°C pada
tekanan 14mmHg. Sedang sifat kimiawinya di antaranya adalah dapat larut dalam eter,
alkohol, gliserin, dan air. Asam laktat tidak larut dalam kloroform, eter disulfida, dan
karbon disulfida.
Di dalam industri asam laktat, laktosa sebagai bahan baku utama didapat dari air
dadih susu (whey) yang merupakan hasil samping dari pembuatan keju atau dari susu
itu sendiri. Banyak air susu di Indonesia yang dibuang begitu saja karena dianggap
sudah rusak dan tidak berguna lagi, padahal kandungan laktosa dalam air susu sekitar
4,2 – 5 %. Asam laktat digunakan secara luas di industri kimia, antara lain
penggunaannya dalam industri makanan dan minuman, industri farmasi, dan industri
kulit. Untuk industri makanan dan minuman, biasanya diperlukan asam laktat berkadar
50 – 80 %, sedangkan untuk industri farmasi diperlukan kadar yang lebih tinggi lagi,
yaitu 85 – 90 %. Reaksi kimia dalam pembuatan asam laktat adalah sebagai berikut.
Lactobacillus sp.
C6H12O6
Gula
2CH3CHOHCOOH
Asam laktat (produktivitas: 80 – 85%)
Universitas Sumatera Utara
26
1.
Bahan baku
Untuk menghasilkan asam laktat diperlukan bahan baku utama yaitu air dadih
susu (whey), kapur berhidrat, dan asam sulfat. Mikroorganisme yang berperan dalam
proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat adalah Lactobacillus sp. Selain itu
dibutuhkan pula arang aktif dan air sebagai bahan tambahan.
2.
Peralatan
Peralatan yang dibutuhkan dalam proses pembuatan asam laktat dengan cara
fermentasi adalah tangki fermentasi (fermentor), tangki koagulasi, filter, evaporator,
acidifier, kristaliser, pengering, dan pompa transfer boiler.
3.
Proses pembuatan Asam Laktat
Asam laktat dibuat dengan proses fermentasi sukrosa, glukosa atau fruktosa
yang diperoleh dari molase, atau laktosa yang diperoleh dari air dadi susu. Fermentasi
terjadi dengan bantuan enzim-enzim yang diproduksi oleh bakteri Lactobacillus
delbruckii. Air dadih susu merupakan hasil samping dari proses pembuatan keju dari
kasein susu. Bersama-bersama dengnan kultur bakteri, air dadih tersebut dimasukkan ke
dalam tangki fermentasi di mana pada tangki tersebut terjadi proses fermentasi. Untuk
mencapai kondisi yang optimum bagi pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme,
lingkungan dan keadaan fermentor dijaga baik. Suhu optimum sekitar 28 – 30°C dengan
pH dipertahankan sekitar 5 – 5,8. Kalsium karbonat ditambahkan untuk menjaga derajat
keasaman tersebut. Proses fermentasi berjalan 5 – 8 hari.
Universitas Sumatera Utara
27
Jika fermentasi berlangsung lama, pertumbuhan bakteri tersebut terhambat oleh
keasaman yang dihaslikannya sendiri. Untuk mencegah hal tersebut, maka perlu
dilakukan penambahan kalsium hidroksida sehingga terbentuk Ca-laktat. Setelah
fermentasi Ca-laktat dipanaskan dengan uap dalam tangki koagulasi dan selanjutnya
disaring sehingga bebas dari bahan-bahan yang tidak diinginkan seperti laktalbumin.
Cairan utama yaitu larutan Ca-laktat dimurnikan dengan arang (charcoal) pada alat
revaporator vakum. Hasil penguapannya berupa kristal Ca-laktat.
Untuk mendapatkan asam laktat, kristal Ca-laktat dilarutkan dengan asam sulfat
dengan alat acidifier, di mana pada alat itu Ca-sulfat diendapkan. Selain itu protein yang
ada juga diendapkan. Cairan yang keluar dari acidifier itu disaring untuk memisahkan
filtrat dengan endapan protein dan Ca-sulfat yang terbentuk, dan selanjutnya diuapkan
lagi dalam evaporator vakum untuk menghasilkan asam laktat kasar (crude lactic acid)
yang mengandung 22 – 44% laktat.
Asam laktat yang dapat dikonsumsi diperoleh dari kristal Ca-laktat yang
dilarutan dengan air dan ditambah dengan asam sulfat untuk mendapatkan 20 – 25%
asam laktat murni. Kemudian larutan ini dipertinggi kadarnya hingga 50% dengan
menambahkan campuran asam sulfat dan Ca-laktat dalam alat yang disebut dissolver
(pengencer).
Untuk pemurnian digunakan arang dan endapan Ca-sulfat yang terbentuk
dikeluarkan melalui proses pemisahan dan filtratnya diuapkan lagi dalam evaporator
vakum untuk menghasilkan asam laktat yang berkonsentrasi 85%. Asam laktat kasar
dapat dijadikan asam laktat murni dengan proses ekstraksi pelarut menggunakan
Universitas Sumatera Utara
28
isopropil eter sebagai pelarut juga dapat menggunakan proses esterifiasi dengan
metanol.
Hasilnya
dihidrolisis
yang
akan
menghasilkan
asam
laktat
murni.(Budiyanto,A.K., 2002)
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Gandum
Gandum (Triticum spp.) merupakan tanaman serealia dari suku padi-padian yang
kaya akan karbohidrat. Selain sebagai bahan makanan, gandum dapat pula diolah
sebagai bahan-bahan industri yang penting, baik bentuk karbohidrat utamanya atau
komponen lainnya (Gembong, 2004).
Tanaman gandum dapat tumbuh ideal di daerah subtropik. Tanaman gandum
(Triticum aestivum L.) dapat berkembang dengan baik pada daerah dengan curah hujan
rata-rata 254 mm sampai 1,779 mm per tahun dan daerah yang mempunyai infiltrasi
yang baik. Curah hujan yang tinggi kurang baik untuk pertumbuhan tanaman gandum
karena pada kondisi ini jamur dan bakteri akan cepat berkembang. Suhu optimum untuk
budidaya tanaman gandum adalah berkisar antara 20-22 ºC (Hariyanto et al., 2002).
Komoditas gandum merupakan bahan makanan penting di dunia sebagai sumber
kalori dan protein. Gandum merupakan bahan baku tepung terigu yang banyak
digunakan untuk pembuatan berbagai produk makanan seperti roti, mie, kue biskuit, dan
makanan ringan lainnya (Wiyono, 1980). Gandum cukup terkenal dibandingkan bahan
makanan lainnya sesama serealia karena kandungan gluten dan proteinnya yang cukup
tinggi pada biji gandum. Biji gandum memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi
diantaranya karbohidrat 60-80%, protein 25%,lemak 8-13%, mineral 4,5% dan sejumlah
vitamin lainnya (Sramkova et al., 2009).
Universitas Sumatera Utara
6
Tabel 1. Daftar komposisi tepung terigu Menurut Departemen Kesehatan RI (
per 100 gram )
Komposisi
Kalori (kal)
Protein (g)
Lemak (g)
Karbohidrat (g)
Kalsium (mg)
Fosfor (mg)
Besi (mg)
Vitamin A (SI)
Vitamin B1 (mg)
Vitamin C
Air (g)
Jumlah
365
8,50
11,3
77,3
16
106
1,2
0
0,12
0
11
Sumber : Departemen Kesehatan RI (1989)
2.1.1 Jenis Jenis Gandum
Gandum dapat diklasifikasikan berdasarkan tekstur biji (kernel) menjadi hard
wheat (T.aestivum), soft wheat (T. compactum), dan durum wheat (T.durum).
a.
Hard Wheat (T. aestivum)
Hard wheat mengandung kadar protein 12-18%. Gandum ini mempunyai ciri-ciri kulit
luar berwarna coklat, biji keras, dan berdaya serap air tinggi. Jenis gandum ini sangat
cocok untuk membuat roti karena tepung yang dihasilkan berkualitas baik dan
mengandung protein bermutu tinggi. Contoh gandum keras adalah gandum hard spring
dan gandum hard winter.
b. Soft Wheat (T. compactum)
Soft wheat mengandung kadar protein rendah yaitu 7-12%. Gandum ini
mempunyai ciri-ciri berwarna putih sampai merah dan berbiji lunak. Tepung gandum
Universitas Sumatera Utara
7
ini cocok untuk membuat cake karena adonan yang dihasilkan memiliki daya serap air
rendah. Contoh jenis gandum ini adalah standard wheat.
c.
Durum Wheat (T.durum)
Durum wheat merupakan jenis yang khusus. Ciri gandum ini adalah bagian
dalam (endosperm) yang berwarna kuning tidak seperti gandum pada umumnya yang
memiliki warna putih dan memiliki biji yang lebih keras, serta kulit yang berwarna
coklat. Gandum ini sering digunakan untuk membuat produk pasta berdasarkan warna
bran, gandum diklasifikasikan menjadi red (merah) dan white (putih). Sedangkan
berdasarkan musim tanam dibedakan menjadi dua yaitu winter dan spring
(Samuel,1972).
2.2.
Tepung Terigu
Tepung terigu adalah tepung atau bubuk halus yang berasal dari bulir gandum,
dan digunakan sebagai bahan dasar pembuatan kue, mie, dan roti. Tepung terigu
mengandung banyak zat pati, yaitu karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air.
Tepung terigu juga mengandung protein dalam bentuk gluten, yang berperan
dalam menentukan kekenyalan makanan yang terbuat dari bahan terigu. Tepung terigu
memiliki perbedaan dengan tepung gandum utuh, bedanya terigu berasal dari biji
gandum yang dihaluskan, sedangkan tepung gandum utuh (whole wheat flour) berasal
dari gandum beserta kulit arinya yang ditumbuk (Nurmala, 1980).
Tepung terigu merupakan tepung yang dapat dipakai untuk membuat roti karena
mengandung gluten sebagai kerangka dasar roti. Tepung terigu yang digunakan di
pabrik roti diperoleh dari gandum yang digiling (Mudjajanto dan Lilik, 2004). Tepung
Universitas Sumatera Utara
8
terigu banyak digunakan dalam industry pangan. Komponen terbanyak dalam tepung
terigu adalah pati dengan kandungan amilosa 20-26 % dan amilopektin 70-75 %
(Tarwotjo,1998 ).
Sulit mencari pengganti tepung terigu tidak lepas dari kandungan yang
dimilikinya, dimana tepung terigu memiliki protein khusus yaitu gluten sebesar 80 %
dari total protein. Gluten inilah yang membuat roti mengembang selama proses
pembuatannya ( Utami, 1992).
2.3.
Serealia
Serealia adalah biji rumput-rumputan yang dibudidayakan. Serealia merupakan
sumber terpenting pangan bagi manusia dan menjadi makanan pokok di sebagian besar
negara total. Di beberapa negara, serealia memberikan 70% atau lebih masukan energi
total. Serealia mungkin digunakan dalam bentuk biji-bijian, misalnya beras, atau
dihaluskan menjdai tepung, misalnya tepung terigu. Serealia paling penting adalah
gandum, beras, jagung, “ barley”, “oats” dan “rye”. Gandum tumbuh di Eropa, Amerika
Utara, sebagian Asia dan Australia yang beriklim sedang.
Biji gandum tertutup oleh kulit yang keras dan berserat, disebut sekam. Di
dalam terdapat lembaga yang merupakan biji sebenarnya atau embrio dan terletak pada
bagian bawah biji. Komponen terbesar biji adalah endosperma, persediaan makanan
berpati bagi lembaga. Lapisan luar endosperma, disebut lapisan aleuron. Lembaga
dipisahkan dari endosperma oleh skutelum.
Universitas Sumatera Utara
9
Komposisi gandum bervariasi tergantung pada jenisnya. Sebagai contoh, gandum
Kanada yang keras banyak mengandung gluten ( protein ), sedang kadar gluten pada
gandum inggris yang lunak sangat rendah. Istilah “ keras” dan “lunak” menunjuk pada
sifat gandum saat digiling dan tidak boleh dikacaukan dengan “kuat” dan “lemah” yang
mengarah pada sifat tepung pada sifat tepung saat dipanggang.
Kekuatan tepung lebih tergantung pada mutu daripada jumlah gluten. Tepung
yang kuat adalah tepung yang menghasilkan adonan yang sukar meregang dan
mempunyai sifat dapat menahan gas dengan baik. Tepung yang kuat cocok untuk
pembuatan roti, sedang tepung yang lemah baik untuk kue dan biskuit. Secara umum,
gandum keras akan menghasilkan tepung yang kuat dan gandum lunak menghasilkan
tepung yang lemah.
Di dalam biji gandum, nutrien tidaklah tersebar secara merata. Endosperma
merupakan sekitar 83% berat total biji. Endosperma terutama tersusun daru pati, tetapi
juga mengandung protein, beberapa vitamin B dan elemen mineral. Terhadap nutrien
biji utuh, endosperma mengandung 70- 75% protein, 32% riboflavin, 12% asam
nikotinat, 3% vitamin.
Sekam dan lapisan aleuron menyumbang 14,5% berat biji. Sekam terutam
tersusun dari selulosa ( serat ) yang tak dapat dicerna, namun juga mengandung vitamin
B dan elemen mineral. Lapisan aleuron ( biasanya terbuang bersama sekam selam
penggilingan ) kaya akan protein dan vitamin B, terutama asam nikotinat. Terhadap
nutrien biji utuh, sekam dan lapisan aleuron mengandung : 86% asam nikotinat, 42%
riboflavin, 33% tiamin, 19% protein.
Universitas Sumatera Utara
10
Lembaga ( termasuk skutelum ) hanya menyusun 2,5% berat biji. Lembaga kaya
akan lemak, protein, zat besi dan vitamin B ( skutelum terutama kaya akan tiamin ).
Terhadap nutrien biji utuh, lembaga mengandung : 64% tiamin, 26% riboflavin, 8%
protein, 2% asam nikotinat.
Untuk diubah menjadi bentuk yang lebih mudah dicerna, gandum digiling
menjadi tepung. Sekam dan lembaga dikeluarkan sebagai “flake” dan endosperma
dihancurkan menjadi bubuk halus. Pada tahun 1870-an, mesin penggiling dari baja
mulai diperkenalkan, menggantikan penggilingan batu pipih.
Terdapat tiga tahap utama dalam penggilingan tepung
1. Pembersihan dan penyiapan
Mula-mula gandum dilewatkan serangkaian mesin untuk menghilangkan kotoran,
dedak dan sebagainya. Gandum kemudian dikondisikan, yaitu dilembabkan ke tingkat
kelembapan yang optimum untuk penggilingan, melalui proses pembasahan dan
pengeringan biji. Proses ini mengeraskan sekam sehingga lebih mudah dipisahkan
selama penggilingan dan membuat endosperma lebih mudah remuk sehingga lebih
mudah pula digiling menjadi tepung.
2.Pemecahan
Gandum bersih yang telah mengalami “conditioning” dilewatkan lima pasang
penggilas baja berombak (“corrugated”) yang dikenal sebagai rol pemecah. Dari tiap
pasangan, sebuah penggilasnya berputar dua setengah kali lebih cepat dari penggilas
satunya, sehingga biji akan terkelupas dan endosperma akan terpisah dari sekam.
Setelah melewati setiap rol, produk diayak dan dipisahkan menjadi tiga fraksi :
Universitas Sumatera Utara
11
a. partikel kasar sekam yang dilekati endosperma. Bagian ini akan diteruskan ke
rol pemecah.
b. Partikel endosperma yang kasar, disebut semolina. Partikel sekam yang
bercampur dengan semolina dipisahkan dengan menggunakan hembusan udara, sekam
lebih ringan daripada semolina.
c. Sejumlah kecil partikel halus endosperma atau tepung. Secara bertahap, jarak
antara rol-rol pemecah dibuat makin sempit sehingga di setiap tahap lebih banyak
endosperma dipisahkan dari sekam.
3. Pengecilan ukuran
Semolina yang diperoleh dari rol pemecah dilewatkan sepuluh atau lebih rol
pengecil ukuran. Rol ini berupa penggilas yang halus dan dari setiap pasangan, sebuah
penggilasnya berputar satu setengah kali lebih cepat dari lainnya. Partikel endosperma
mengalami pengecilan ukuran secara bertahan oleh gencetan rol sehingga kerusakan
granula pasti adalah minimum. Setelah melewati setiap rangkaian rol, produk diayak
dan dipisahkan menjadi partikel halus tepung, partikel lebih besar yang akan dilewatkan
rol pengecil ukuran berikutnya serta partikel kasar yang nantinya dikembalikan ke rol
pertama.
Seperti halnya rol pemecah, rol pengecil ukuran juga diatur saling berdekatan
secara bertahap dan pada akhir proses akan diperoleh tepung putih yang halus. Oleh
sistem pengecilan ukuran tersebut, lembaga akan menjadi pipih, bukannya hancur, dan
dihilangkan dengan pengayakan.
Universitas Sumatera Utara
12
Tingkat ekstraksi adalah persentase biji utuh yang diubah menjadi tepung.
Tepung dari biji utuh
100%
Tepung dari biji pecah kulit
85-90%
Tepung terigu
70-72%
Tepung dari biji utuh mengandung biji utuh, termasuk sekam dan lembaga,
sedang tepung terigu hanya mengandung endosperma.
Berhubung tepung dengan hasil ekstraksi rendah sedikit atau tidak mengandung
sekam atau lembaga, maka jumlah protein, lemak, vitamin B, mineral dan serat akan
berkurang, sejak tahun 1956, tepung terigu yang dihasilkan di Inggris diperkaya dengan
thiamin, asam nikotinat, zat besi dan kalsium. Berdasar hukum di Inggris, semua tepung
harus mengandung paling sedikit :
0,24 mg tiamin per 100g,
1,60 mg asam nikotinat per 100g,
1,65 mg zat besi per 100g
Roti dibuat dari adonan tepung gandum, air, garam dan khamir. Bila air
ditambahkan ke dalam tepung, protein gandum, yakni glutenin dan gliadin, membentuk
gluten yang elastik. Peremasan akan membentuk jaringan gluten dalam adonan,.
Sebelum dipanggang, adonan dibiarkan mengembang. Selama tahap ini, adonan akan
memuai karena pembentukan karbon dioksida, hasil fermentasi gula oleh khamir yang
terdapat dalam adonan. Jaringan gluten menjebak gas tersebut dan selama
Universitas Sumatera Utara
13
pemanggangan gluten akan terkoagulasi, sehingga menentukan ukuran dan bentuk roti
yang tetap.
Sekarang kebanyakan roti buatan Inggris dibuat dengan menggunakan proses
pembuatan roti Chorleywood yang tahap fermentasi awalnya diganti dengan
pengadukan mekanis yang kuat dalam waktu singkat, mengunakan pengaduk khusus
berkecepatan tinggi.
Enzim memainkan peranan sangat penting dalam pembuatan roti. Tepung
mengandung amilase ( diastase ) yang oleh adanya air, merubah pati menjadi maltosa.
Enzim maltase yang dikeluarkan oleh khamir meneruskan pemecahan maltosa menjadi
glukosa.Kemudian glukosa difermentasi oleh beberapa enzim dalam khamir, yang
secara keseluruhan dikenal sebagai zymase.
Hasil-hasil proses fermentasi adalah karbon dioksida yang mengisi adonan
dengan udara dan etanol (etil alkohol) yang dikeluarkan dari roti pada waktu
pemanggangan.
Amilase
Pati
maltase
maltosa
dalam tepung
zymase
glukosa
dalam khamir
karbondioksida dan etanol
dalam khamir
Protease, terdapat dalam tepung dan khamir, juga penting dalam pembuatan roti.
Protease bereaksi pada protein tepung, yaitu gluten, membuat gluten lebih “extensible”
dan mampu menahan karbon dioksida yang dihasilkan oleh fermentasi.
Universitas Sumatera Utara
14
2.3.1
Kandungan Kimia Serealia
Gandum disamping beras, merupakan sumber karbohidrat yang terpenting di
dunia, selain itu juga mengandung protein, mineral dan vitamin. Roti Amerika banyak
mengandung vitamin dan niacin yang dapat menghilangkan penyakit beri-beri dan
pelagra. Ribolflavin dan besi (Fe) juga memperkaya kandungan gizi dari roti.
Disamping itu, juga dapat menyembuhkan penyakit Celiac dan karang gigi.
Kandungan kimia gandum dibandingkan dengan beras dan jagung dapat dilihat pada
tabel 2.
Tabel 2. Kandungan Kimia Gandum, Beras dan Jagung
Kandungan Kimia
Air %
Abu %
Protein % (Nx5,7)
Lemak kasar %
Serat kasar %
Pati %
Energi, kcal/kg
Asam amino %
Lysine
Histidine
Agrinine
Asam aspartic
Threonine
Serine
Asam glutamic
Proline
Glicyne
Tryptophan
Analine
Cystine
Gandum
Beras
*)
Jagung
(Yellow U.S.
no. 2)
Keras
(Hard)
12.,34
1,54
11,93
1,60
2,28
57,13
3910,00
Lunak
(Soft)
13,88
1,41
10,48
1,68
1,91
57,49
3782,00
1,90
8,76 (Nx5,9)
2,00
1,00
77,00
-
11,00
1,03
7,84
3,78
2,89
3786,00
0,33
0,28
0,57
0,63
0,36
0,59
4,07
1,31
0,53
0,45
0,29
0,34
0,29
0,59
0,61
0,35
0,58
3,86
1,21
0,50
0,44
0,32
0,26
0,22
0,64
0,34
0,27
0,30
0,82
0,30
0,45
0,09
0,12
0,17
0,7
0,44
0,34
0,09
Universitas Sumatera Utara
15
Sumber
:
Millfeed Manual (MNF, 1972) cit. Saunders, Walker dan
Kohler 1974 dalam Tati Nurmala, 1980
*) Sumber Kik dan Williams cit. Grist, dalam beras pecah
kulit.
Ternyata gandum mengandung lebih tinggi protein daripada beras dan jagung,
begitu pula asam-asam amino pada gandum lebih lengkap dan lebih besar jumlahnya.
Demikian pula bila dibandingkan dengan asam amino dari hewan. Lysine jauh lebih
besar pada gandum yang merupakan sumber protein yang efisien, juga lebih tinggi
daripada kedelai di mana hampir tidak terdapat Lysine pada tempe. Mineral dan vitamin
terbanyak terdapat pada lapisan aleuron biji gandum.
Gandum kekurangan akan carotene dan vitamin A dibandingkan dengan jagung,
disamping itu jagung juga mengandung fraksi-xanthopil yang sangat baik untuk
peternakan ayam penghasil daging (broiler) dan telur. Namun gandum banyak
mengandung vitamin B1, B2 dan B6.
Endosperm gandum merupakan sumber utama protein dan pati, sedangkan
lembaganya dan aleuron banyak mengandung minyak, protein nongluten dan vitamin.
Tabel. 3. Susunan Kimia Biji Gandum
Komponen Kimia (%)
Aleuron Endosperma
Tepung (ekstraksi 72%)
Protein
13,3
26,6
11,8
Lemak
2,0
10,9
1,2
Mineral
1,7
4,3
0,46
Serat
2,3
2,5
0,4
Karbohidrat lain
68,7
44,2
74,1
Air
12,0
11,5
12,0
Sumber : USDA Hand Book No. 8 (revised), 1963, cit Reitz, 1967.
Universitas Sumatera Utara
16
Susunan kimia secara umum dari beberapa serealia dapat dilihat pada Tabel 4,
yang dibandingkan terhadap jagung, sorghum dan padi.
Tabel 4. Susunan Kimia dari Beberapa Serealia pada Kadar Air Dasar.
Jenis serealia
Karbohidrat
Gandum keras
64
Gandum lunak
69
Jagung “Dent”
72
Sorghum
71
Padi
77
Sumber : Reitz, 1967
Protein
(%)
14
10
10
13
8,9
Lemak
(%)
2
2
5
3
2
Seart
(%)
2
2
2
2
1
Lain-lain
18
17
11
11
11,1
Daerah asal dari tanaman gandum tidak diketahui secara pasti. Diduga berasal
dari daerah luas yang membentang dari Asia Tengah (India bagian Barat Laut, Kashmir,
Afganistan, Tadjikistan, Uzbeskistan, Transkaukasia dan bagian Barat Laut Tian Shan)
ke Timur Dekat (Asia Kecil, Transkaukasia, Iran dan Dataran Tinggi Turkmenistan),
daerah sekitar Laut Tengah dan Ethiopia (Vavilov cit. Satari, dkk. 1976). Gandum telah
digunakan sebagai bahan makanan manusia kira-kira 6000 tahun yang lalu, hal mana
dibuktikan dari penemuan arkheologi di Mesir, Turki dan di dalam puing-puing dari
Lake Dwellers di Swiss.
Sejarah Cina menunjukkan bahwa budidaya gandum telah ada di sana sejak
tahun 2700 SM., dan merupakan salah satu dari lima jenis tanaman yang ditanam pada
tiap-tiap upacara tahunan. Peninggalan atau sisa karbon dari gandum dan cetakan
gandum dari tanah liat dan cetakan roti, telah ditemukan pada zaman Neolithic Jarno di
Irak sebelah utara, yang diperkirakan dengan radio karbon data dari tahun 6900
S.M.(Satari, dkk., 1976).
Universitas Sumatera Utara
17
Sebagai tanaman yang berasal dari daerah sub-tropis, maka dewasa ini, terutama
melalui usaha-usaha manusia di bidang pemuliaan tanaman dan budidaya tanaman,
penyebaran tanaman gandum meluas ke daerah iklim sedang dan daerah tropis.
Daerah produksi gandum yang utama terletak di antara 30°-55°C L.U. dan di
antara 25°-40° L.S. dengan pusat-pusat utama berada di daerah iklim sedang, seperti
Amerika Serikat, Kanada dan Ausralia ( Tabel 5). Prancis menghasilkan produksi per
hektar tertinggi di dunia yaitu 44,1 kw/ha (tahun 1972), sedangkan areal terluas di dunia
Uni Sovyet yaitu 60 juta hektar. Produksi total tertinggi yaitu di Amerika Serikat 42,042
juta metrik ton (Tabel 5).
Tabel 5. Negara-Negara Produsen Gandum di Dunia
Negara
Produksi 1000 Areal 1000 ha
metrik ton
Uni Sovyet
63.300
60.000
Amerika Serikat
42.042
19.143
Kanada
14.514
8.640
Prancis
17.600
3.988
India
24.477
19.163
Italia
9.423
3.821
Turki
9.500
8.100
Australia
6.477
7.406
Sumber : USDA, 1973, dalam Tati Nurmala (1980)
Produksi
kw/ha
13,8
22.0
16.8
44.1
13.8
24.7
11.7
8.7
Hampir 90 persen dari produksi gandum di dunia terdiri dari tiga jenis species,
yaitu “common wheat” (gandum biasa), “club wheat” dan “durum wheat”. Gandum
biasa diklasifikasikan sebagai Triticum Aestivum L atau T. Vulgare, gandum club
sebagai Triticum Compactum Hort (banyak tumbuh di daerah yang basah), dan gandum
durum sebagai Triticum Durum (untuk membuat maccaroni). Spesies-spesies tersebut
Universitas Sumatera Utara
18
terbagi dalam tiga sub-grup yaitu diploid, tetraploid (T. Durum) dan hexaploid (T.
vulgare).
T. aegilopoides, lebih menyerupai rumput daripada T. monococcum. Kedua
spesies mempunyai satu butir pada tiap bulir (spikelet) karenanya dianggap sebagai tipe
paling primitif. Karena hanya ada satu gabah tiap bulir, maka disebut einkron.
T. durum (gandum makaroni) mempunyai butir berwarna merah. Tiap butir
mempunyai dua gabah. Bahan untuk membuat maccaroni, speghetti dan vermicelli.
T.dicoccum (emmer) digunakan dalam jumlah terbatas sebagai bahan makanan
ternak. Spesies ini mempunyai sifat resistensi terhadap penyakit, merupakan jenis dari
hard red spring wheat.
T. turgidum (pulard) hampir menyerupai T. durum. Bulir-bulir cenderung untuk
bercabang dan gabahnya besar. Di Amerika dan Inggris, spesies ini tidak mempunyai
arti ekonomis yang penting.
T. polonicum (gandum Polandia) mempunyai bentuk gabah yang panjang. Nilai
ekonominya kurang penting, hanya baik untuk makaroni.
T. thimopheevi sering disilangkan sebagai varietas-varietas standar untuk
memperbaiki resistensi terhadap penyakit.
T. vulgare syn. T. aestivum (gandum biasa) adalah spesies yang paling banyak
ditanam di dunia. Setiap bulir terdiri dari dua sampai lima gabah. Warna bulir bervariasi
dari putih hingga merah tua. Ada varietas-varietas musim dingin dan musim semi (hard
Universitas Sumatera Utara
19
red spring, hard red winter dan soft red winter). Tepung gandum ini digunakan untuk
membuat roti.
T. compactum (club wheat) mempunyai bulir yang terdiri dari tiga sampai lima
gabah, bewarna putih hingga merah. Malai pendek dan berisi bulir yang berbentuk
menyerupai gada (pemukul). Dari gandum lunak dibuat crackers, kadang-kadang juga
dibuat roti. Ditanam pada musim dingin dan semi.
T. spelta biasanya mempunyai dua gabah pada setiap bulir seperti emmer.
Dilihat dari nilai ekonomis, jenis gandum ini tidak penting.
Bulir gandum yang digiling di pabrik harus memenuhi pengujian mutu gandum yang
meliputi beberapa karakteristik. Pengujian-pengujian tersebut adalah sebagai berikut :
(1)
Uji berat merupakan pengukuran berat per unit volume gandum. Hasil uji berat
yang rendah menyebabkan kualitas butir dan tepung yang rendah, syarat
minimum adalah 73 kg per kilometer.
(2)
Uji kotoran, yaitu pemisahan butir-butir gandum dari benda asing, biji gandum
yang terekrut dan yang pecah (broken wheat). Benda tersebut terbawa sewaktu
proses panen, perontokan dan penyimpanan. Syarat maksimum adalah 0,1 – 0,5
persen.
(3)
Uji kadar air butir gandum syarat maksimum 12,5 persen, baik untuk gandum
keras maupun gandum lunak. Gandum yang disimpan pada kadar air yang tinggi
akan cepat berkecambah dan mudah terserang jamur, disamping itu juga
menyebabkan naiknya kadar maltose dalam biji gandum, yang menjadikan
Universitas Sumatera Utara
20
rendahnya tepung. Kadar maltose yang terlalu tinggi (lebih dari satu persen)
akan menyebabkan sifat gluten yang lembek. Sebaliknya kadar air yang terlalu
rendah memberikan kerusakan fisik butir gandum yang tinggi pada waktu
digiling sehingga mengurangi berat.
(4)
Uji kemurnian butir dari campuran tanaman lain minimal 99,6 persen.
(5)
Uji bobot dari 1000 butir. Dikehendaki bobot 1000 butir sekitar 28-40 gram.
(6)
Uji keseragaman ukuran dan bentuk biji.
(7)
Uji kadar serat dan kadar abu. Persyaratannya adalah 2 – 2,7 persen, dan abu 1,4
– 2 persen.
(8)
Rendemen tepung sekitar 85 persen.
(9)
Uji kadar protein butir gandum syaratnya adalah 6 – 20 persen untuk gandum
lunak dan ganum keras.
(10)
Menghasilkan tepung dengan daya isap terhadap air 52 – 60 persen, merupakan
karakteristik yang sangat penting bagi para konsumen tepung terigu.
Penyakit dan hama gandum yang menyerang pada umumnya adalah cendawan
dan insekta. Serangan cendawan selama pertumbuhan di lapangan (Alternaria,
Fusarium dan Helminthosporium) yang berasal atau terbawa biji, tidak akan terbawa di
gudang penyimpanan yang suhu udaranya sangat rendah. Faktor suhu udara,
kelembapan dan lamanya penyimpanan sangat menentukan serangan cendawan di
gudang. Kadar air gandum 13 persen (maksimal) menentukan berapa lama gandum
Universitas Sumatera Utara
21
tahan disimpan dengan aman, karena semakin lama gandum disimpan kadar airnya akan
bertambah. Pada suhu 5° - 10°C pertumbuhan cendawan sangat lambat, sedangkan pada
suhu 26,7° - 32,2°C pertumbuhannya sangat cepat. Gandum yang disimpan hanya
beberapa minggu sebelum digiling dapat disimpan pada kadar air yang agak tinggi
(lebih tinggi dari 13 persen), dengan suhu penyimpanan yang agak tinggi pula daripada
suhu penyimpanan untuk berbulan-bulan lamanya. Panen dapat dilakukan bili bijinya
sudah keras bila dipijit, sekitar 45 hari setelah bermalai.
Keistimewaan dari tanaman sorghum memiliki kemampuan untuk tumbuh
kembali setelah dipotong atau dipanen disebut “ratoon”, setelah panen akan tumbuh
tunas-tunas baru yang tumbuh dari bagian batang di dalam tanah. Oleh karena itu
pangkasannya harus tepat di atas permukaan tanah. Ratoon sorghum dapat dilakukan 2
– 3 kali, apabila dipelihara dan dipupuk dengan baik, hasil ratoon dapat menyamai hasil
panen pertama, hasil selanjutnya akan menurun. Kultivar unggul sorghum antara lain
yaitu : Cempaka, katengu, Darso, UPCA S1, UPCA S2, Birdproof dan
sebagainya.(Nurmala,T., 1998)
2.4.
Pati
Pati adalah cadangan makanan utama pada tanaman. Senyawa ini sebenarnya
campuran dua polisakarida.
(a) Amilosa
Molekul amilosa terdiri dari 70 hingga 350 unit glukosa yang berikatan
membentuk rantai lurus. Kira-kira 20% dari pati adalah amilosa.
Universitas Sumatera Utara
22
(b) Amilopektin
Molekul ini terdiri hingga 100.000 unit glukosa yang berikatan membentuk
struktur rantai bercabang.Pemeriksaan mikroskopik menunjukkan bahwa pati pada
tanaman terdapat sebagai granula-granula kecil. Lapisan luar dari setiap granula terdiri
atas molekul-molekul pati yang tersusun amat rapat sehingga tidak tertembus air dingin.
Sumber pati asal tanaman yang bebrbeda mempunyai ciri khas pada bentuk, dan pada
penyebaran ukuran-ukuran granula pati itu.
2.4.1. Sifat sifat pati
1. Kenampakan dan kelarutan
Pati berwarna putih, berbentuk serbuk bukan kristal yang tidak larut dalam air
dingin.
2. Rasa manis
Tidak seperti monosakarida dan disakarida, pati dan polisakarida lain tidak
mempunyai rasa manis.
3. Hidrolisis
Hidrolisis pati dapat dilakukan oleh asam atau enzim. Jika pati dipanaskan
dengan asam akan terurai menjadi molekul-molekul yang lebih kecil secara berurutan,
dan hasil akhirnya adalah glukosa.
(C6H10O5)n
pati
+
nH2O
air
nC6H12O6
glukosa
Universitas Sumatera Utara
23
Ada beberapa tingkatan dalam reaksi diatas. Molekul-molekul pati mula-mula
pecah menjadi unit-unit rantaian glukosa yang lebih pendek yang disebut dextrin.
Dextrin ini dipecah lebih jauh menjadi maltose (dua unit glukosa) dan akhirnya maltosa
pecah menjadi glukosa.
pati
dextrin
maltosa
glukosa
sirup glukosa komersial dihasilkan dengan jalan menghidrolisis pati jagung
dengan asam klorida encer. Hidrolisisnya tidak sempurna dan sirup glukosa yang juga
dinamakan sirup jagung atau glukosa cair, merupakan campuran glukosa, maltosa,
dextrin dan air.
Hidrolisis pati dapat juga dilakukan oleh kegiatan enzim. Dalam pencernaan,
enzim amilase memecah pati menjadi maltosa. Amilase juga terdapat pada tepung dan
biji yang berkecambah. Pada produk-produk tersebut enzim ini biasanya dikenal dengan
nama diastase. Diastase penting pada pembuatan roti dan pembuatan bir karena enzim
ini dapat menghasikan gula ( maltosa ) yang seterusnya oleh enzim yang dihasilkan
khamir akan dipecah lebih lanjut menjadi alkohol dan karbon dioksida.
4. Pengaruh panas
(a) Panas yang lembab (dengan air)
Jika suspensi pati dalam air dipanaskan, air akan menembus lapisan luar granula
dan granula ini dimulai menggelembung. Ini terjadi saat temperatur meningkat dari
60°C samapai 85°C. Granula-granula dapat menggelembung hingga volumenya lima
kali lipat volume semula. Ketika ukuran granula pati membesar, campurannya menjadi
Universitas Sumatera Utara
24
kental. Pada suhu kira-kira 85°C granula pati pecah dan isinya terdispersi merata
keseluruh air disekelilingnya.
Molekul berantai panjang mulai membuka atau terurai dan campuran pati atau
air menjadi makin kental, membentuk sol. Pada pendinginan, jika perbandingan pati dan
air cukup besar, molekul pati membentuk jaringan dengan molekul air terkurung
didalamnya sehingga terbentuk gel. Keseluruhan proses ini dinamakan gelatinisasi.
Gelatinisasi pati sangat penting dalam proses pengolahan. Misalnya, gelatinisasi
terjadi pada pengentalan macam-macam saos, sup dan kuah daging (“gravies”) dengan
penambahan tepung dan tepung jagung. Gelatinisasi juga penting pada pemanggangan
roti atau makanan yang dibuat dari tepung lainnya karena berperan dalam menimbulkan
sifat lemah yang diinginkan dan tekstur produknya.
(b) Panas kering (tanpa air)
Banyak makanan berpati juga mengandung sedikit dextrin. Pada proses
pemanasan, dextrin terpolimerisasi membentuk senyawa kompleks berwarna coklat
dinamakan pirodextrin. Pirodextrin ini memberikan sumbangan pada warna coklat
banyak makanan termasuk roti panggang dan kerak roti.(gaman,M.1981)
2.5.
Produksi Asam Laktat
Dalam produksi, asam laktat didefinisikan sebagai campuran dari asam laktat
dan hibrida asam laktat yang mengandung tidak kurang dari 85% dan tidak lebih dari
92% asam laktat. Prinsip utama pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi adalah
pemecahan laktosa menjadi bentuk monosakaridanya dan dari monosakarida tersebut
Universitas Sumatera Utara
25
dengan bantuan enzim yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp. akan diubah menjadi
asam laktat, Asam laktat murni tidak berbau, tidak berwarna, dan bersifat higroskopis
pada suhu kamar.
Dalam keadaan tidak murni asam laktat berwarna kekuningan karena
mengandung pigmen karoten. Sifat fisik asam laktat antara lain adalah bobot jenisnya
1,249; bobot molekulnya 90,08; titik beku 16,8°C, dan titik didihnya 122°C pada
tekanan 14mmHg. Sedang sifat kimiawinya di antaranya adalah dapat larut dalam eter,
alkohol, gliserin, dan air. Asam laktat tidak larut dalam kloroform, eter disulfida, dan
karbon disulfida.
Di dalam industri asam laktat, laktosa sebagai bahan baku utama didapat dari air
dadih susu (whey) yang merupakan hasil samping dari pembuatan keju atau dari susu
itu sendiri. Banyak air susu di Indonesia yang dibuang begitu saja karena dianggap
sudah rusak dan tidak berguna lagi, padahal kandungan laktosa dalam air susu sekitar
4,2 – 5 %. Asam laktat digunakan secara luas di industri kimia, antara lain
penggunaannya dalam industri makanan dan minuman, industri farmasi, dan industri
kulit. Untuk industri makanan dan minuman, biasanya diperlukan asam laktat berkadar
50 – 80 %, sedangkan untuk industri farmasi diperlukan kadar yang lebih tinggi lagi,
yaitu 85 – 90 %. Reaksi kimia dalam pembuatan asam laktat adalah sebagai berikut.
Lactobacillus sp.
C6H12O6
Gula
2CH3CHOHCOOH
Asam laktat (produktivitas: 80 – 85%)
Universitas Sumatera Utara
26
1.
Bahan baku
Untuk menghasilkan asam laktat diperlukan bahan baku utama yaitu air dadih
susu (whey), kapur berhidrat, dan asam sulfat. Mikroorganisme yang berperan dalam
proses fermentasi untuk menghasilkan asam asetat adalah Lactobacillus sp. Selain itu
dibutuhkan pula arang aktif dan air sebagai bahan tambahan.
2.
Peralatan
Peralatan yang dibutuhkan dalam proses pembuatan asam laktat dengan cara
fermentasi adalah tangki fermentasi (fermentor), tangki koagulasi, filter, evaporator,
acidifier, kristaliser, pengering, dan pompa transfer boiler.
3.
Proses pembuatan Asam Laktat
Asam laktat dibuat dengan proses fermentasi sukrosa, glukosa atau fruktosa
yang diperoleh dari molase, atau laktosa yang diperoleh dari air dadi susu. Fermentasi
terjadi dengan bantuan enzim-enzim yang diproduksi oleh bakteri Lactobacillus
delbruckii. Air dadih susu merupakan hasil samping dari proses pembuatan keju dari
kasein susu. Bersama-bersama dengnan kultur bakteri, air dadih tersebut dimasukkan ke
dalam tangki fermentasi di mana pada tangki tersebut terjadi proses fermentasi. Untuk
mencapai kondisi yang optimum bagi pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme,
lingkungan dan keadaan fermentor dijaga baik. Suhu optimum sekitar 28 – 30°C dengan
pH dipertahankan sekitar 5 – 5,8. Kalsium karbonat ditambahkan untuk menjaga derajat
keasaman tersebut. Proses fermentasi berjalan 5 – 8 hari.
Universitas Sumatera Utara
27
Jika fermentasi berlangsung lama, pertumbuhan bakteri tersebut terhambat oleh
keasaman yang dihaslikannya sendiri. Untuk mencegah hal tersebut, maka perlu
dilakukan penambahan kalsium hidroksida sehingga terbentuk Ca-laktat. Setelah
fermentasi Ca-laktat dipanaskan dengan uap dalam tangki koagulasi dan selanjutnya
disaring sehingga bebas dari bahan-bahan yang tidak diinginkan seperti laktalbumin.
Cairan utama yaitu larutan Ca-laktat dimurnikan dengan arang (charcoal) pada alat
revaporator vakum. Hasil penguapannya berupa kristal Ca-laktat.
Untuk mendapatkan asam laktat, kristal Ca-laktat dilarutkan dengan asam sulfat
dengan alat acidifier, di mana pada alat itu Ca-sulfat diendapkan. Selain itu protein yang
ada juga diendapkan. Cairan yang keluar dari acidifier itu disaring untuk memisahkan
filtrat dengan endapan protein dan Ca-sulfat yang terbentuk, dan selanjutnya diuapkan
lagi dalam evaporator vakum untuk menghasilkan asam laktat kasar (crude lactic acid)
yang mengandung 22 – 44% laktat.
Asam laktat yang dapat dikonsumsi diperoleh dari kristal Ca-laktat yang
dilarutan dengan air dan ditambah dengan asam sulfat untuk mendapatkan 20 – 25%
asam laktat murni. Kemudian larutan ini dipertinggi kadarnya hingga 50% dengan
menambahkan campuran asam sulfat dan Ca-laktat dalam alat yang disebut dissolver
(pengencer).
Untuk pemurnian digunakan arang dan endapan Ca-sulfat yang terbentuk
dikeluarkan melalui proses pemisahan dan filtratnya diuapkan lagi dalam evaporator
vakum untuk menghasilkan asam laktat yang berkonsentrasi 85%. Asam laktat kasar
dapat dijadikan asam laktat murni dengan proses ekstraksi pelarut menggunakan
Universitas Sumatera Utara
28
isopropil eter sebagai pelarut juga dapat menggunakan proses esterifiasi dengan
metanol.
Hasilnya
dihidrolisis
yang
akan
menghasilkan
asam
laktat
murni.(Budiyanto,A.K., 2002)
Universitas Sumatera Utara