Irradiasi Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava dalam Asam Laktat untuk Meningkatkan Baking Expansion.
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
PHP-21
Irradiasi Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava dalam
Asam Laktat untuk Meningkatkan Baking Expansion
UV-A Irradiation For Cassava Starch In Lactic Acid
To Improve Baking Expansion
Arifin Dwi Saputro1*, Haryadi2, Nursigit Bintoro1 dan Anak Agung Istri Sri Wiadnyani3
Teknik Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian – Universitas Gadjah Mada
Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas
Gadjah Mada
Jl. Flora no 1, Bulaksumur, Yogyakarta, 55281
3Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali
1Jurusan
2Jurusan
*Penulis Korespondensi, Email: arifin_saputro@ugm.ac.id
ABSTRAK
Ketergantungan masyarakat Indonesia terhadap produk makanan yang mengandung pati
saat ini menjadi masalah besar di Indonesia. Hal ini ditandai dengan impor gandum dari
luar negeri setiap tahunnya. Oleh karena itu perlu dilakukan substitusi gandum dengan
bahan makanan sumber karbohidrat lainnya, salah satunya adalah pati kasava. Namun
demikian pati kasava memiliki tingkat pengembangan yang rendah ketika
dipanggang/dioven (baking expansion rendah) dan memiliki tekstur yang keras pada
produk yang dihasilkan. Oleh karena itu maka perlu dilakukan proses modifikasi pati
kasava untuk meningkatkan nilai pengembangan pati kasava ketika dipanggang/dioven.
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memodifikasi struktur pati kasava adalah
dengan menggunakan irradiasi sinar Ultraviolet (UV). Proses modifikasi menggunakan
sinar UV diatur pada kondisi proses yang konstan selama pemaparan. Sinar UV yang
digunakan adalah sinar UV-A. Suhu udara selama proses pamaparan adalah 30,5 oC
dengan intensitas sinar 3500 lm/m2. Perendaman asam laktat 1% dilakukan selama 30
menit sebelum proses pemaparan sinar UV-A. Variasi perlakuan yang dilakukan adalah
waktu pemaparan sinar UV-A dan kadar air pati kasava selama pemaparan. Variasi waktu
pemaparan sinar UV-A yang digunakan adalah 7, 8, 9, 10, dan 11 jam. Variasi kadar air
pada waktu pemaparan sinar UV-A adalah 12,5%, 20%, 30%, 40%, dan 53%. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pati kasava terbaik hasil modifikasi adalah pati kasava
UVAL 1040, yaitu pati kasava dengan pemaparan sinar UV-A selama 10 jam dengan pre
treatment perendaman asam laktat 1% selama 30 menit dan kadar air pati selama
pemaparan sebesar 40%. Nilai pengembangan ketika dioven dari pati UVAL 1040 adalah
sebesar 10,20 mL/g, gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan produk sebesar 22,29 N,
kadar amilosa pati adalah sebesar 29,77%, pH sebesar 2,41, dan puncak viskositas pasta
sebesar 371 cP. Sedangkan hasil pengamatan terhadap struktur granula pati menunjukkan
bahwa pada pati UVAL 1040 terjadi pengecilan ukuran granula jika dibandingkan dengan
pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi.
Kata kunci : pati kasava, pati oksidasi ultraviolet, baking expansion, UV-A
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
93
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
ABSTRACT
Indonesian dependency to starch-containing foods becomes big problem in Indonesia. It is remarked
by high import of wheat every year. Hence, substitution of wheat with alternative carbohydrates
sources, in particular cassava starch, is considered. Cassava starch has low expansion ability in
baking process and produces rough texture in final product. Regarding to these, it is considerably
important to modify cassava starch in order to raise its expansion ability for baking process. One
way to modify cassava starch is by UV irradiation. The condition during UV irradiation was set to
be constant. In this research, UV-A with temperature 3.5 oC and light intensity 3500 lm/m2 was
used. Submersion of the starch in 1% lactic acid for 30 minutes was conducted prior to UV-A
irradiation. The research was done by varying UV-A irradiation time and water content of the
starch during irradiation. The UV-A irradiation time was varied from 7, 8, 9, 10, to 11 hours, while
water content of the starch were varied from 12.5%, 20%, 30%, 40%, to 53%. The result shows
that the best modification for cassava starch using UV-A irradiation was reached after 10 hours of
irradiation which was proceded by starch submersion in 1% lactic acid for 30 minutes and had water
content of 40%. This result was obtained by UVAL 1040 starch. The baking expansion ability value
of UVAL starch 1040 is 10.20 ml/g, the force needed to disrupt the final product is 22.29 N, amilose
content is 29.77%, and pH 2.41. UVAL 1040 starch has paste viscosity of 371 centipoise. Starch
granular structure observation shows that UVAL 1040 starch underwent size reduction while
manufactured starch did not undergo any size reduction
Keywords : cassava starch, UV-oxydized starch, baking expansion, UV-A
PENDAHULUAN
Hampir setiap tahun Indonesia mengimpor beras maupun gandum dari luar negeri.
Ketergantungan itu semakin meningkat beberapa tahun terakhir ini. Kondisi
swasembada pangan yang pernah terjadi beberapa dekade yang lalu seakan-akan tidak
bisa dilakukan lagi saat ini. Suarni (2009) menyatakan bahwa kebutuhan terigu di
Indonesia terus meningkat dari 3.40 juta ton pada tahun 2005 menjadi 3.70 juta ton pada
tahun 2006. Indonesia sebagai negara yang kaya akan sumber daya alam hayati
seharusnya tidak terlalu sulit mencari sumber karbohidrat pengganti gandum. Banyak
umbi-umbian yang belum termanfaatkan dengan maksimal seperti kasava, garut,
ganyong, gembili, uwi, dan masih banyak lagi yang lainnya. Jika dapat
memanfaatkannya dengan lebih optimal, bukan tidak mungkin swasembada pangan
akan tercapai lagi, dan ketergantungan terhadap produk impor bisa dikurangi.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap produk impor ini perlu dilakukan
substitusi gandum dengan bahan makanan sumber karbohidrat lainnya. Salah satu
bahan makanan yang berpotensi dikembangkan sebagai pengganti sumber karbohidrat
dari beras maupun gandum adalah kasava. Kasava sangat berpotensi dikembangkan
selain karena kandungan patinya yang tinggi, keberadaan kasava juga sangat melimpah
di Indonesia. Menurut Damardjati et al. (1996), kasava adalah produk terpenting ke
empat di Indonesia setelah beras, jagung, dan kedelai.
Diversifikasi proses pengolahan kasava sangat dibutuhkan untuk meningkatkan fungsi
maupun nilai jual dari produk olahan kasava itu sendiri. Di Afrika, kasava yang
difermentasi sudah menjadi makanan pokok. Di Brazil dan Kolombia, tapioka asam atau
yang biasa dikenal dengan povilho azedo dapat dimanfaatkan untuk membuat roti yang
dapat mengembang besar.
Sinar matahari, khususnya pada panjang gelombang tertentu dapat mendorong oksidasi
yang mengakibatkan pati kasava yang terfermentasi mengembang besar ketika di baking.
Hal ini disebabkan oleh keberadaan sinar UV pada sinar matahari yang digunakan
untuk mengeringkan pati (Demiate et al., 2000). Pengeringan dengan memanfaatkan
94
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
sinar matahari, khususnya pada panjang gelombang UV tertentu, merupakan tahap
penting yang berpengaruh terhadap sifat pengembangan pati pada proses baking. Proses
modifikasi pati kasava dengan oksidasi karena keberadaan asam laktat yang bersinergi
dengan pengeringan dengan sinar matahari sudah terbukti dapat meningkatkan baking
expansion biskuit yang diuji. Hal ini tidak terjadi jika proses pengeringan diganti
menggunakan oven seperti yang banyak dijumpai pada pati kasava buatan pabrik
(Plata-Oviedo dan Camargo, 1998). Kondisi ini disebabkan gabungan reaksi-reaksi asam
laktat dan penyinaran UV dari matahari pada panjang gelombang tertentu pada pati
kasava.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan tingkat pengembangan maksimal
pada proses baking pada pati kasava yang diberi pemaparan sinar UV-A dan
perendaman asam laktat. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mendapatkan
karakteristik pati kasava yang memiliki pengembangan maksimal pada proses baking
tersebut. Asiati et al. (2009) menyatakan bahwa radiasi sinar matahari yang sampai ke
belahan bumi Indonesia berubah-ubah sepanjang tahun. Oleh karena itulah penelitian
ini dilakukan menggunakan alat penghasil sinar UV yang mirip dengan jenis sinar UV
yang ada di sinar matahari yang sampai ke bumi.
BAHAN DAN METODE
Alat
Alat utama yang di gunakan dalam penelitian ini adalah satu set alat pemapar UV-A
buatan sendiri, cabinet dryer, oven baking, waterbath, viscosity analyzer, Scanning Electron
Microscopy (SEM), sentrifuse, Universal Testing Machine (UTM), Spektrofotometer, dan
berbagai peralatan untuk analisis.
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah pati kasava pabrik dengan
merk dagang Gunung Agung produksi Lampung yang diperoleh dari distributornya di
Yogyakarta. Pati kasava rakyat yang diperoleh dari industri pati rakyat terkemuka di
Indonesia, yaitu pati rakyat dari kota Pati, dan pati kasava buatan sendiri (pati
laboratorium) yang digunakan sebagai kontrol.
Pati pabrik adalah pati yang dibuat oleh pabrik dengan memanfaatkan oven/flash dryer
sebagai alat pengeringnya. Pati rakyat adalah pati yang biasa dibuat oleh masyarakat
(rakyat) dengan menggunakan sinar matahari dalam proses pengeringannya, yang
sebelumnya sudah mengalami fermentasi ketika proses pengendapan dilakukan. Pati
laboratorium adalah pati hasil buatan sendiri dengan menggunakan cabinet dryer sebagai
alat pengeringnya.
Penentuan Nilai Baking Expansion Pati Kasava
Proses modifikasi pati kasava pabrik dilakukan dengan menggunakan pemaparan sinar
UV-A untuk mendapatkan pati dengan pengembangan terbesar pada proses baking.
Proses perendaman asam laktat 1% dilakukan dengan mendasarkan pada metode yang
dilakukan oleh Vatanasuchart et al. (2005) dan Demiate et al (2000) dengan sedikit
modifikasi pada lama perendaman. Pati kasava pabrik sebanyak 200 gram (basis kering)
didispersikan pada 600 gram larutan asam laktat 1% (b/b). Kemudian larutan pati ini
didiamkan selama 30 menit pada suhu 25 oC. Setelah 30 menit endapan pati kemudian
diambil dan siap dipapar sinar ultraviolet UV. Proses pemaparan sinar UV-A diatur
pada ketebalan sekitar 4 mm pada tempat sampel. Pada ketebalan sekitar 4 mm
diharapkan penetrasi sinar ultraviolet (UV) bisa maksimal. Pati kasava yang sudah
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
95
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
dimasukkan ke dalam tempat sampel kemudian dimasukkan ke dalam alat pemapar
sinar UV-A.
Proses pemaparan pati kasava menggunakan sinar ultraviolet dilakukan dengan variasi
kadar air dan lama waktu pemaparan sinar UV-A. Variasi kadar air yang dilakukan
adalah 12,5% (kadar air pati kering), 20%, 30%, 40%, dan 53% (kadar air endapan pati).
Pengaturan variasi kadar air pati selama pemaparan menggunakan cabinet dryer. Kisaran
waktu pemaparan sinar ultraviolet (UV) pada pati kasava adalah 1 sampai 11 jam.
Pengukuran nilai baking expansion dilakukan dengan mengacu pada metode Demiate et
al. (2000) yang dimodifikasi. Pati pabrik sebanyak 10 gram ditambah 30 mL aquades
kemudian digelatinisasi di atas waterbath sampai tepat tergelatinisasi. Setelah itu, adonan
pati yang tergelatinisasi dibagi 3 sebelum dilakukan proses baking dengan suhu 200OC
selama 25 menit. Setelah itu, produk yang dihasilkan kemudian di ukur nilai baking
expansionnya yang dinyatakan dalam volume spesifik (mL/g).
Karakterisasi Pati Terbaik Hasil Modifikasi
Analisis Kekerasan Produk
Produk baking dari berbagai jenis pati, baik pati modifikasi atau pati tanpa modifikasi
diuji teksturnya menggunakan Universal Testing Machine (UTM).
Analisis Amilosa
Penentuan Kandungan Amilosa menggunakan metode AOAC (1984).
Analisis Derajat Keasaman
Pengukuran derajat keasaman dilakukan menggunakan metode Vatanasuchart dkk.
(2005).
Analisis Viskositas Pasta
Pengukuran viskositas pati kasava dilakukan dengan melarutkan pati sebanyak 1 gram
dalam 10 mL aquades yang dilanjutkan dengan homogenisasi. Larutan pati ini
kemudian dimasukkan ke dalam alat pengukur viskositas pasta pati. Selama 20 menit
suhu dinaikkan dari 30oC sampai menjadi 95oC kemudian dipertahankan selama 10
menit. Selama 15 menit kemudian suhu diturunkan dari 95 oC menjadi 50 oC.
Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
Untuk mengetahui struktur mikroskopi granula
menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM).
pati,
dilakukan
pengamatan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai Baking Expansion
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kadar air 40% saat pemaparan sinar UV-A,
pati kasava yang sebelumnya direndam asam laktat 1% memiliki nilai baking expansion
yang paling tinggi. Nilai baking expansion pada kadar air 40% saat pemaparan sinar UVA yang tertinggi terjadi pada lama waktu penyinaran selama 10 jam. Kecuali pada
kadar air 53%, hasil penelitian menunjukkan juga bahwa semakin tinggi kadar air pada
saat pemaparan sinar UV-A, nilai baking expansion juga semakin tinggi (Gambar 1). Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa oksigen yang terlarut dalam air memiliki pengaruh
yang lebih besar terhadap proses oksidasi daripada oksigen dalam udara. Kadar air pati
kasava sebesar 53% yang terlalu tinggi jika dibandingkan dengan pati kasava dengan
kadar air 30% dan 40% diduga menjadi penyebab rendahnya nilai baking expansion.
96
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Kadar air 53% yang terlalu tinggi akan mengurangi intensitas sinar UV-A yang
memapar pati kasava karena seiring berjalannya waktu akan terjadi pengendapan pati
kasava. Posisi air yang berada di atas pati kasava yang kemungkinan masih
mengandung partikel-partikel pati yang terlarut akan menghalangi sinar UV-A
memapar pati kasava.
11
10
UVAL53
v (mL/g)
9
UVAL40
UVAL30
8
UVAL20
7
UVAL12.5
6
5
6
7
8
Ket :
9
10
11
12
t (jam)
Angka 53, 40, 30, 20, dan 12,5 pada UVAL 53, UVAL 40, UVAL, 30, UVAL 20, dan UVAL 12,5
menunjukkan besarnya kadar air saat pemaparan sinar UV-A setelah sebelumnya diberi perlakuan
perendaman asam laktat 1% selama 30 menit sebelum pemaparan sinar UV-A.
Gambar 1. Nilai Baking Expansion Pati Kasava Pada Berbagai Kadar Air
Saat Pemaparan Sinar UV
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pati kasava yang dipapar menggunakan sinar
UV-A pada kadar air 40% (setelah sebelumnya direndam dalam asam laktat 1%)
memiliki nilai baking expansion yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan dengan pati
kasava yang disinar UV-A tanpa dilakukan perendaman asam laktat 1% sebelumnya.
Begitu juga pada pati kasava yang dipapar menggunakan sinar UV-A pada kadar air
40% (setelah sebelumnya direndam dalam asam laktat 1%) memiliki nilai baking
expansion yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan dengan pati kasava yang hanya
direndam asam laktat 1% tanpa dipapar sinar UV-A. Fenomena ini menunjukkan
adanya sinegisme antara asam laktat dengan sinar ultraviolet (UV) pada proses oksidasi
pati kasava (Gambar 2).
Volume Spesifik (mL/g)
11
10
UV40
9
AL40
8
UVAL40
7
6
6
Ket :
7
8
9
10
11
12
t (jam)
UV 40 : Pati yang hanya dipapar sinar UV-A pada kadar air 40% selama pemaparan; AL 40 : Pati yang hanya
direndam asam laktat 1% pada kadar air 40% ketika didiamkan diruang gelap; UVAL 1040 : Pati yang direndam
asam laktat 1% dilanjutkan dipapar UV-A pada kadar air 40% selama emaparan.
Gambar 2. Grafik Perbandingan Nilai Baking Expansion UV 40, AL 40, UVAL 40
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
97
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati pabrik dapat ditingkatkan kemampuan
mengembangnya dengan melakukan pemaparan sinar UV-A selama 10 jam pada kadar
air selama pemaparan sinar UV-A sebesar 40% (setelah sebelumnya direndam dalam
asam laktat 1%). Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa pati ini menghasilkan nilai
pengembangan hasil proses baking yang lebih tinggi daripada pati rakyat.
Tabel 1. Perbandingan Hasil Uji Baking Expansion
Pati Tanpa Modifikasi dengan Pati Terbaik Hasil Modifikasi
No
Sampel
v (mL/g)
1
Pati Rakyat
8.67 (a)
2
Pati Pabrik
7.41 (b)
3
Pati Laboratorium
6.33 (c)
4
Pati Oksidasi Terbaik (UVAL1040)
10.20 (d)
Ket : Huruf yang sama menunjukkan bahwa volume spesifik tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%.
Faktor utama yang berperan dalam pengembangan pati kasava selama proses baking
adalah adanya tekanan uap air sebagai akibat adanya air yang terikat dalam pati,
perubahan panas yang mempengaruhi reologi dan pengembangan pati, dan proses
kehilangan air pada jaringan kerupuk pati yang bergantung pada permeabilitas adonan
(Bertolini dkk, 2001). Adanya proses oksidasi pati menyebabkan jumlah air yang terikat
dalam pati kasava semakin banyak. Banyaknya jumlah air yang terikat ini membuat uap
air yang terbentuk selama proses baking semakin banyak juga. Banyaknya uap air yang
terbentuk membuat pengembangan produk menjadi semakin besar.
Karakteristik Pati Terbaik Hasil Modifikasi (UVAL 1040)
Proses oksidasi pati kasava yang akan meningkatkan pengembangan pati pada proses
baking (baking expansion) membuat beberapa karakteristik pati kasava menjadi berubah.
Perubahan inilah yang diduga akan menyebabkan peningkatan nilai baking expansion.
Untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada karakteristik pati kasava yang
dioksidasi menggunakan pemaparan sinar UV-A, maka dilakukan beberapa analisis
seperti pada tabel 2.
Hasil uji kekerasan menunjukkan bahwa pada pati yang diberi pre treatment
perendaman asam laktat 1% dan pemaparan sinar UV-A pada kadar air pati sebesar 40%
selama pemaparan menunjukkan bahwa nilai gaya yang dibutuhkan untuk
menghancurkan produk lebih rendah dibandingkan dengan jenis pati yang lain.
Tabel 2. Perbandingan Beberapa Karakteristik Pati dan
Kekerasan Produk Hasil Baking Beberapa Jenis Pati
Jenis Pati
Pati Rakyat
Pati Pabrik
Pati Laboratorium
UVAL 1040
UV 1040
AL 1040
Jenis Pengujian
Amilosa (%) Viskositas (cP)
Kekerasan (N)
pH
FTIR (%T)
57.48 ( a)
60.13 ( a)
44.26 ( b)
3.44
4.39
6.28
27.85 ( a)
25.91 ( b)
18.63 ( c)
1043.00
1933.00
2995.00
32.25
17.50
-
22.30 ( c)
40.00 ( d)
52.43 ( e)
2.37
6.35
2.41
29.77 ( d)
-
371.00
-
16.00
-
Ket : Huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan bahwa volume spesifik tidak berbeda nyata pada tingkat
kepercayaan 95%.
98
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Kenampakan fisik produk baking hasil kombinasi perendaman asam laktat 1% dan
pemaparan sinar UV-A cenderung lebih porus jika dibandingkan dengan produk hasil
baking pati yang lain. Kondisi inilah yang membuat tekstur lebih renyah dan lunak
sehingga hanya dibutuhkan gaya yang rendah untuk meremukkan produk baking.
Fenomena ini diduga disebabkan oleh masuknya asam laktat selama penyinaran ke
dalam struktur granuler pati melalui lokasi dimana terjadi depolimerisasi struktur
amilopektin. Selain itu, proses kehilangan air pada jaringan kerupuk pati yang
mengembang besar menunjukkan bahwa permeabilitas adonan sangat tinggi.
Permeabilitas adonan yang tinggi mengakibatkan jaringan kerupuk pati menjadi rapuh
dan renyah.
Uji kandungan amilosa pada pati dilakukan untuk mengetahui besar depolimerisasi
amilopektin. Semakin banyak proses depolimerisasi amilopektin, maka prosentase
kandungan amilosa akan semakin meningkat dibanding kondisi sebelumnya. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kadar amilosa pati terbaik hasil modifikasi UVAL 1040
adalah sebesar 29.77%. Kondisi ini naik dari kondisi awal pati pabrik sebelum di
modifikasi, yaitu sebesar 25.91%. Kadar amilosa pati pabrik yang dipapar sinar
ultraviolet (UV) dengan pre treatment proses perendaman asam laktat 1% sebelumnya
(UVAL 1040) mengalami kenaikan prosentase amilosa. Hal ini diduga disebabkan oleh
terjadinya proses depolemerisasi amilopektin pati UVAL 1040. Pati rakyat memiliki
kadar amilosa yang tinggi (27.85%) dibandingkan dengan pati laboratorium, dan pati
pabrik. Hal ini diduga pati rakyat mengalami depolimerisasi amilopektin yang cukup
banyak akibat pengeringan menggunakan sinar matahari setelah proses fermentasi pati
yang terjadi selama pengendapan.
Hasil uji derajat keasaman menunjukkan bahwa pati dengan pengembangan tinggi
memiliki pH yang rendah. Kondisi rendahnya nilai derajat keasaman selain disebabkan
oleh perendaman asam laktat 1% sebagai pre treatment sebelum pemaparan sinar UV-A
juga disebabkan oleh proses oksidasi pati yang memunculkan gugus karbonil dan
karboksil. Sehingga diduga semakin banyak jumlah molekul pati yang teroksidasi, maka
pH akan semakin turun. Demiate dkk. (2000) menyatakan bahwa pati kasava yang
terdepolimerisasi memiliki gugus karboksilat dan menunjukkan perubahan lainnya
pada satuan glukosa yang berkaitan dengan kemampuan mengembang pada baking.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati terbaik hasil modifikasi, yaitu UVAL 1040
memiliki viskositas puncak terendah dibandingkan dengan pati kasava yang lain, yaitu
371 cP (Gambar 3). Hal ini diduga disebabkan oleh terjadinya depolimerisasi
amilopektin yang cukup besar pada pati UVAL 1040. Bertolini dkk. (2001) menyatakan
bahwa kondisi rendahnya viskositas pasta diakibatkan adanya depolimerisasi
amilopektin.
100
3000
90
80
70
2000
60
50
1500
40
1000
UVAL 1040
Suhu (C)
Viscosoty (cP)
2500
Laboratorium
Rakyat
Pabrik
Suhu
30
20
500
10
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
t (menit)
Ket : UVAL 1040 adalah pati yang direndam asam laktat 1% dilanjutkan dipapar UV-A selama 10 jam pada kadar air
40% selama pemaparan.
Gambar 3. Kurva Amilografi Berbagai Pati Kasava
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
99
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Hasil pengamatan terhadap struktur granula pati kasava menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM) menunjukkan bahwa pada pati terbaik hasil modifikasi
ultraviolet (UV), yaitu UVAL 1040 tidak terjadi perubahan yang cukup signifikan pada
strukur mikroskopis granula jika dibandingkan dengan pati pabrik tanpa modifikasi
(gambar 4). Akan tetapi pada sebagian kecil granula pati UVAL 1040 terjadi pengecilan
ukuran granula jika dibandingkan dengan pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi
(gambar 5).
Gambar 4. Struktur Granula Pati Pabrik
Gambar 5. Struktur Granula Pati Modifikasi Terbaik
SIMPULAN
Pati kasava yang memberikan pengembangan terbesar pada proses baking adalah pati
kasava yang dipapar sinar ultraviolet (UV) A selama 10 jam pada kadar air pati selama
pemaparan sebesar 40% dengan pre treatment perendaman asam laktat 1% selama 30
menit, yaitu pati UVAL 1040. Nilai pengembangan hasil proses baking pati UVAL 1040
adalah sebesar 10,20 mL/gr, gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan produk
baking adalah sebesar 22.29 N, kadar amilosa adalah sebesar 29.77%, dan pH sebesar
2.41. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati UVAL 1040 memiliki viskositas pasta
terendah jika dibandingkan dengan pati kasava yang lain dengan viskositas pasta
puncak sebesar 371 cP, dan hasil pengamatan terhadap struktur granula pati
menunjukkan bahwa pada UVAL 1040 terjadi pengecilan ukuran granula jika
dibandingkan dengan pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi.
100
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
DAFTAR PUSTAKA
Asiati S, Hidayati R, Hamdi S, Pariyatmo M, dan Suparno. 2009. Analisis Radiasi UV di
Indonesia 1979-2004. Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN).
Damardjati D.S, Widowati S, Bottema T, dan Henry G. 1996. Cassava Flour Processing
and Marketing in Indonesia. In D. Dufour; G. O’Brien; and R. Best (Eds.).
Cassava Flour and Starch: Progress in research and development 89-104.
Demiate I M, Dupuy N, Huvenne J.P, Cereda M.P, dan Wosiacki G. 2000. Relationship
Between Baking Behavior of Modified Cassava Starches and Starch Chemical
Structure Determined by FTIR Spectroscopy. Carbohydrate Polymer 42 : 149-158.
Plata-Oviedo M, dan Camargo C. 1998. Effect of Acid Treatments and Drying Processes
on Phycho-chemical Functional Properties of Cassava Starch. Journal of the Science
of Food and Agriculture 77: 103-108.
Vatanasuchart N, Naivikul O, Charoenrein S, dan Sriroth K. 2005. Molecular Properties
of Cassava Starch Modified with Different UV Irradiations to Enhance Baking
Expansion. Carbohydrate Polymers 61: 80–87.
Suarni. 2009. Prospek Pemanfaatan Tepung Jagung Untuk Kue Kering (Cookies). Jurnal
Litbang Pertanian, 28 : 63-71.
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
101
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
PHP-21
Irradiasi Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava dalam
Asam Laktat untuk Meningkatkan Baking Expansion
UV-A Irradiation For Cassava Starch In Lactic Acid
To Improve Baking Expansion
Arifin Dwi Saputro1*, Haryadi2, Nursigit Bintoro1 dan Anak Agung Istri Sri Wiadnyani3
Teknik Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian – Universitas Gadjah Mada
Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas
Gadjah Mada
Jl. Flora no 1, Bulaksumur, Yogyakarta, 55281
3Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Udayana
Kampus Bukit Jimbaran, Bali
1Jurusan
2Jurusan
*Penulis Korespondensi, Email: arifin_saputro@ugm.ac.id
ABSTRAK
Ketergantungan masyarakat Indonesia terhadap produk makanan yang mengandung pati
saat ini menjadi masalah besar di Indonesia. Hal ini ditandai dengan impor gandum dari
luar negeri setiap tahunnya. Oleh karena itu perlu dilakukan substitusi gandum dengan
bahan makanan sumber karbohidrat lainnya, salah satunya adalah pati kasava. Namun
demikian pati kasava memiliki tingkat pengembangan yang rendah ketika
dipanggang/dioven (baking expansion rendah) dan memiliki tekstur yang keras pada
produk yang dihasilkan. Oleh karena itu maka perlu dilakukan proses modifikasi pati
kasava untuk meningkatkan nilai pengembangan pati kasava ketika dipanggang/dioven.
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memodifikasi struktur pati kasava adalah
dengan menggunakan irradiasi sinar Ultraviolet (UV). Proses modifikasi menggunakan
sinar UV diatur pada kondisi proses yang konstan selama pemaparan. Sinar UV yang
digunakan adalah sinar UV-A. Suhu udara selama proses pamaparan adalah 30,5 oC
dengan intensitas sinar 3500 lm/m2. Perendaman asam laktat 1% dilakukan selama 30
menit sebelum proses pemaparan sinar UV-A. Variasi perlakuan yang dilakukan adalah
waktu pemaparan sinar UV-A dan kadar air pati kasava selama pemaparan. Variasi waktu
pemaparan sinar UV-A yang digunakan adalah 7, 8, 9, 10, dan 11 jam. Variasi kadar air
pada waktu pemaparan sinar UV-A adalah 12,5%, 20%, 30%, 40%, dan 53%. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pati kasava terbaik hasil modifikasi adalah pati kasava
UVAL 1040, yaitu pati kasava dengan pemaparan sinar UV-A selama 10 jam dengan pre
treatment perendaman asam laktat 1% selama 30 menit dan kadar air pati selama
pemaparan sebesar 40%. Nilai pengembangan ketika dioven dari pati UVAL 1040 adalah
sebesar 10,20 mL/g, gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan produk sebesar 22,29 N,
kadar amilosa pati adalah sebesar 29,77%, pH sebesar 2,41, dan puncak viskositas pasta
sebesar 371 cP. Sedangkan hasil pengamatan terhadap struktur granula pati menunjukkan
bahwa pada pati UVAL 1040 terjadi pengecilan ukuran granula jika dibandingkan dengan
pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi.
Kata kunci : pati kasava, pati oksidasi ultraviolet, baking expansion, UV-A
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
93
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
ABSTRACT
Indonesian dependency to starch-containing foods becomes big problem in Indonesia. It is remarked
by high import of wheat every year. Hence, substitution of wheat with alternative carbohydrates
sources, in particular cassava starch, is considered. Cassava starch has low expansion ability in
baking process and produces rough texture in final product. Regarding to these, it is considerably
important to modify cassava starch in order to raise its expansion ability for baking process. One
way to modify cassava starch is by UV irradiation. The condition during UV irradiation was set to
be constant. In this research, UV-A with temperature 3.5 oC and light intensity 3500 lm/m2 was
used. Submersion of the starch in 1% lactic acid for 30 minutes was conducted prior to UV-A
irradiation. The research was done by varying UV-A irradiation time and water content of the
starch during irradiation. The UV-A irradiation time was varied from 7, 8, 9, 10, to 11 hours, while
water content of the starch were varied from 12.5%, 20%, 30%, 40%, to 53%. The result shows
that the best modification for cassava starch using UV-A irradiation was reached after 10 hours of
irradiation which was proceded by starch submersion in 1% lactic acid for 30 minutes and had water
content of 40%. This result was obtained by UVAL 1040 starch. The baking expansion ability value
of UVAL starch 1040 is 10.20 ml/g, the force needed to disrupt the final product is 22.29 N, amilose
content is 29.77%, and pH 2.41. UVAL 1040 starch has paste viscosity of 371 centipoise. Starch
granular structure observation shows that UVAL 1040 starch underwent size reduction while
manufactured starch did not undergo any size reduction
Keywords : cassava starch, UV-oxydized starch, baking expansion, UV-A
PENDAHULUAN
Hampir setiap tahun Indonesia mengimpor beras maupun gandum dari luar negeri.
Ketergantungan itu semakin meningkat beberapa tahun terakhir ini. Kondisi
swasembada pangan yang pernah terjadi beberapa dekade yang lalu seakan-akan tidak
bisa dilakukan lagi saat ini. Suarni (2009) menyatakan bahwa kebutuhan terigu di
Indonesia terus meningkat dari 3.40 juta ton pada tahun 2005 menjadi 3.70 juta ton pada
tahun 2006. Indonesia sebagai negara yang kaya akan sumber daya alam hayati
seharusnya tidak terlalu sulit mencari sumber karbohidrat pengganti gandum. Banyak
umbi-umbian yang belum termanfaatkan dengan maksimal seperti kasava, garut,
ganyong, gembili, uwi, dan masih banyak lagi yang lainnya. Jika dapat
memanfaatkannya dengan lebih optimal, bukan tidak mungkin swasembada pangan
akan tercapai lagi, dan ketergantungan terhadap produk impor bisa dikurangi.
Untuk mengurangi ketergantungan terhadap produk impor ini perlu dilakukan
substitusi gandum dengan bahan makanan sumber karbohidrat lainnya. Salah satu
bahan makanan yang berpotensi dikembangkan sebagai pengganti sumber karbohidrat
dari beras maupun gandum adalah kasava. Kasava sangat berpotensi dikembangkan
selain karena kandungan patinya yang tinggi, keberadaan kasava juga sangat melimpah
di Indonesia. Menurut Damardjati et al. (1996), kasava adalah produk terpenting ke
empat di Indonesia setelah beras, jagung, dan kedelai.
Diversifikasi proses pengolahan kasava sangat dibutuhkan untuk meningkatkan fungsi
maupun nilai jual dari produk olahan kasava itu sendiri. Di Afrika, kasava yang
difermentasi sudah menjadi makanan pokok. Di Brazil dan Kolombia, tapioka asam atau
yang biasa dikenal dengan povilho azedo dapat dimanfaatkan untuk membuat roti yang
dapat mengembang besar.
Sinar matahari, khususnya pada panjang gelombang tertentu dapat mendorong oksidasi
yang mengakibatkan pati kasava yang terfermentasi mengembang besar ketika di baking.
Hal ini disebabkan oleh keberadaan sinar UV pada sinar matahari yang digunakan
untuk mengeringkan pati (Demiate et al., 2000). Pengeringan dengan memanfaatkan
94
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
sinar matahari, khususnya pada panjang gelombang UV tertentu, merupakan tahap
penting yang berpengaruh terhadap sifat pengembangan pati pada proses baking. Proses
modifikasi pati kasava dengan oksidasi karena keberadaan asam laktat yang bersinergi
dengan pengeringan dengan sinar matahari sudah terbukti dapat meningkatkan baking
expansion biskuit yang diuji. Hal ini tidak terjadi jika proses pengeringan diganti
menggunakan oven seperti yang banyak dijumpai pada pati kasava buatan pabrik
(Plata-Oviedo dan Camargo, 1998). Kondisi ini disebabkan gabungan reaksi-reaksi asam
laktat dan penyinaran UV dari matahari pada panjang gelombang tertentu pada pati
kasava.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan tingkat pengembangan maksimal
pada proses baking pada pati kasava yang diberi pemaparan sinar UV-A dan
perendaman asam laktat. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mendapatkan
karakteristik pati kasava yang memiliki pengembangan maksimal pada proses baking
tersebut. Asiati et al. (2009) menyatakan bahwa radiasi sinar matahari yang sampai ke
belahan bumi Indonesia berubah-ubah sepanjang tahun. Oleh karena itulah penelitian
ini dilakukan menggunakan alat penghasil sinar UV yang mirip dengan jenis sinar UV
yang ada di sinar matahari yang sampai ke bumi.
BAHAN DAN METODE
Alat
Alat utama yang di gunakan dalam penelitian ini adalah satu set alat pemapar UV-A
buatan sendiri, cabinet dryer, oven baking, waterbath, viscosity analyzer, Scanning Electron
Microscopy (SEM), sentrifuse, Universal Testing Machine (UTM), Spektrofotometer, dan
berbagai peralatan untuk analisis.
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah pati kasava pabrik dengan
merk dagang Gunung Agung produksi Lampung yang diperoleh dari distributornya di
Yogyakarta. Pati kasava rakyat yang diperoleh dari industri pati rakyat terkemuka di
Indonesia, yaitu pati rakyat dari kota Pati, dan pati kasava buatan sendiri (pati
laboratorium) yang digunakan sebagai kontrol.
Pati pabrik adalah pati yang dibuat oleh pabrik dengan memanfaatkan oven/flash dryer
sebagai alat pengeringnya. Pati rakyat adalah pati yang biasa dibuat oleh masyarakat
(rakyat) dengan menggunakan sinar matahari dalam proses pengeringannya, yang
sebelumnya sudah mengalami fermentasi ketika proses pengendapan dilakukan. Pati
laboratorium adalah pati hasil buatan sendiri dengan menggunakan cabinet dryer sebagai
alat pengeringnya.
Penentuan Nilai Baking Expansion Pati Kasava
Proses modifikasi pati kasava pabrik dilakukan dengan menggunakan pemaparan sinar
UV-A untuk mendapatkan pati dengan pengembangan terbesar pada proses baking.
Proses perendaman asam laktat 1% dilakukan dengan mendasarkan pada metode yang
dilakukan oleh Vatanasuchart et al. (2005) dan Demiate et al (2000) dengan sedikit
modifikasi pada lama perendaman. Pati kasava pabrik sebanyak 200 gram (basis kering)
didispersikan pada 600 gram larutan asam laktat 1% (b/b). Kemudian larutan pati ini
didiamkan selama 30 menit pada suhu 25 oC. Setelah 30 menit endapan pati kemudian
diambil dan siap dipapar sinar ultraviolet UV. Proses pemaparan sinar UV-A diatur
pada ketebalan sekitar 4 mm pada tempat sampel. Pada ketebalan sekitar 4 mm
diharapkan penetrasi sinar ultraviolet (UV) bisa maksimal. Pati kasava yang sudah
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
95
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
dimasukkan ke dalam tempat sampel kemudian dimasukkan ke dalam alat pemapar
sinar UV-A.
Proses pemaparan pati kasava menggunakan sinar ultraviolet dilakukan dengan variasi
kadar air dan lama waktu pemaparan sinar UV-A. Variasi kadar air yang dilakukan
adalah 12,5% (kadar air pati kering), 20%, 30%, 40%, dan 53% (kadar air endapan pati).
Pengaturan variasi kadar air pati selama pemaparan menggunakan cabinet dryer. Kisaran
waktu pemaparan sinar ultraviolet (UV) pada pati kasava adalah 1 sampai 11 jam.
Pengukuran nilai baking expansion dilakukan dengan mengacu pada metode Demiate et
al. (2000) yang dimodifikasi. Pati pabrik sebanyak 10 gram ditambah 30 mL aquades
kemudian digelatinisasi di atas waterbath sampai tepat tergelatinisasi. Setelah itu, adonan
pati yang tergelatinisasi dibagi 3 sebelum dilakukan proses baking dengan suhu 200OC
selama 25 menit. Setelah itu, produk yang dihasilkan kemudian di ukur nilai baking
expansionnya yang dinyatakan dalam volume spesifik (mL/g).
Karakterisasi Pati Terbaik Hasil Modifikasi
Analisis Kekerasan Produk
Produk baking dari berbagai jenis pati, baik pati modifikasi atau pati tanpa modifikasi
diuji teksturnya menggunakan Universal Testing Machine (UTM).
Analisis Amilosa
Penentuan Kandungan Amilosa menggunakan metode AOAC (1984).
Analisis Derajat Keasaman
Pengukuran derajat keasaman dilakukan menggunakan metode Vatanasuchart dkk.
(2005).
Analisis Viskositas Pasta
Pengukuran viskositas pati kasava dilakukan dengan melarutkan pati sebanyak 1 gram
dalam 10 mL aquades yang dilanjutkan dengan homogenisasi. Larutan pati ini
kemudian dimasukkan ke dalam alat pengukur viskositas pasta pati. Selama 20 menit
suhu dinaikkan dari 30oC sampai menjadi 95oC kemudian dipertahankan selama 10
menit. Selama 15 menit kemudian suhu diturunkan dari 95 oC menjadi 50 oC.
Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
Untuk mengetahui struktur mikroskopi granula
menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM).
pati,
dilakukan
pengamatan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai Baking Expansion
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kadar air 40% saat pemaparan sinar UV-A,
pati kasava yang sebelumnya direndam asam laktat 1% memiliki nilai baking expansion
yang paling tinggi. Nilai baking expansion pada kadar air 40% saat pemaparan sinar UVA yang tertinggi terjadi pada lama waktu penyinaran selama 10 jam. Kecuali pada
kadar air 53%, hasil penelitian menunjukkan juga bahwa semakin tinggi kadar air pada
saat pemaparan sinar UV-A, nilai baking expansion juga semakin tinggi (Gambar 1). Hasil
penelitian ini menunjukkan bahwa oksigen yang terlarut dalam air memiliki pengaruh
yang lebih besar terhadap proses oksidasi daripada oksigen dalam udara. Kadar air pati
kasava sebesar 53% yang terlalu tinggi jika dibandingkan dengan pati kasava dengan
kadar air 30% dan 40% diduga menjadi penyebab rendahnya nilai baking expansion.
96
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Kadar air 53% yang terlalu tinggi akan mengurangi intensitas sinar UV-A yang
memapar pati kasava karena seiring berjalannya waktu akan terjadi pengendapan pati
kasava. Posisi air yang berada di atas pati kasava yang kemungkinan masih
mengandung partikel-partikel pati yang terlarut akan menghalangi sinar UV-A
memapar pati kasava.
11
10
UVAL53
v (mL/g)
9
UVAL40
UVAL30
8
UVAL20
7
UVAL12.5
6
5
6
7
8
Ket :
9
10
11
12
t (jam)
Angka 53, 40, 30, 20, dan 12,5 pada UVAL 53, UVAL 40, UVAL, 30, UVAL 20, dan UVAL 12,5
menunjukkan besarnya kadar air saat pemaparan sinar UV-A setelah sebelumnya diberi perlakuan
perendaman asam laktat 1% selama 30 menit sebelum pemaparan sinar UV-A.
Gambar 1. Nilai Baking Expansion Pati Kasava Pada Berbagai Kadar Air
Saat Pemaparan Sinar UV
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pati kasava yang dipapar menggunakan sinar
UV-A pada kadar air 40% (setelah sebelumnya direndam dalam asam laktat 1%)
memiliki nilai baking expansion yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan dengan pati
kasava yang disinar UV-A tanpa dilakukan perendaman asam laktat 1% sebelumnya.
Begitu juga pada pati kasava yang dipapar menggunakan sinar UV-A pada kadar air
40% (setelah sebelumnya direndam dalam asam laktat 1%) memiliki nilai baking
expansion yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan dengan pati kasava yang hanya
direndam asam laktat 1% tanpa dipapar sinar UV-A. Fenomena ini menunjukkan
adanya sinegisme antara asam laktat dengan sinar ultraviolet (UV) pada proses oksidasi
pati kasava (Gambar 2).
Volume Spesifik (mL/g)
11
10
UV40
9
AL40
8
UVAL40
7
6
6
Ket :
7
8
9
10
11
12
t (jam)
UV 40 : Pati yang hanya dipapar sinar UV-A pada kadar air 40% selama pemaparan; AL 40 : Pati yang hanya
direndam asam laktat 1% pada kadar air 40% ketika didiamkan diruang gelap; UVAL 1040 : Pati yang direndam
asam laktat 1% dilanjutkan dipapar UV-A pada kadar air 40% selama emaparan.
Gambar 2. Grafik Perbandingan Nilai Baking Expansion UV 40, AL 40, UVAL 40
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
97
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati pabrik dapat ditingkatkan kemampuan
mengembangnya dengan melakukan pemaparan sinar UV-A selama 10 jam pada kadar
air selama pemaparan sinar UV-A sebesar 40% (setelah sebelumnya direndam dalam
asam laktat 1%). Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa pati ini menghasilkan nilai
pengembangan hasil proses baking yang lebih tinggi daripada pati rakyat.
Tabel 1. Perbandingan Hasil Uji Baking Expansion
Pati Tanpa Modifikasi dengan Pati Terbaik Hasil Modifikasi
No
Sampel
v (mL/g)
1
Pati Rakyat
8.67 (a)
2
Pati Pabrik
7.41 (b)
3
Pati Laboratorium
6.33 (c)
4
Pati Oksidasi Terbaik (UVAL1040)
10.20 (d)
Ket : Huruf yang sama menunjukkan bahwa volume spesifik tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%.
Faktor utama yang berperan dalam pengembangan pati kasava selama proses baking
adalah adanya tekanan uap air sebagai akibat adanya air yang terikat dalam pati,
perubahan panas yang mempengaruhi reologi dan pengembangan pati, dan proses
kehilangan air pada jaringan kerupuk pati yang bergantung pada permeabilitas adonan
(Bertolini dkk, 2001). Adanya proses oksidasi pati menyebabkan jumlah air yang terikat
dalam pati kasava semakin banyak. Banyaknya jumlah air yang terikat ini membuat uap
air yang terbentuk selama proses baking semakin banyak juga. Banyaknya uap air yang
terbentuk membuat pengembangan produk menjadi semakin besar.
Karakteristik Pati Terbaik Hasil Modifikasi (UVAL 1040)
Proses oksidasi pati kasava yang akan meningkatkan pengembangan pati pada proses
baking (baking expansion) membuat beberapa karakteristik pati kasava menjadi berubah.
Perubahan inilah yang diduga akan menyebabkan peningkatan nilai baking expansion.
Untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada karakteristik pati kasava yang
dioksidasi menggunakan pemaparan sinar UV-A, maka dilakukan beberapa analisis
seperti pada tabel 2.
Hasil uji kekerasan menunjukkan bahwa pada pati yang diberi pre treatment
perendaman asam laktat 1% dan pemaparan sinar UV-A pada kadar air pati sebesar 40%
selama pemaparan menunjukkan bahwa nilai gaya yang dibutuhkan untuk
menghancurkan produk lebih rendah dibandingkan dengan jenis pati yang lain.
Tabel 2. Perbandingan Beberapa Karakteristik Pati dan
Kekerasan Produk Hasil Baking Beberapa Jenis Pati
Jenis Pati
Pati Rakyat
Pati Pabrik
Pati Laboratorium
UVAL 1040
UV 1040
AL 1040
Jenis Pengujian
Amilosa (%) Viskositas (cP)
Kekerasan (N)
pH
FTIR (%T)
57.48 ( a)
60.13 ( a)
44.26 ( b)
3.44
4.39
6.28
27.85 ( a)
25.91 ( b)
18.63 ( c)
1043.00
1933.00
2995.00
32.25
17.50
-
22.30 ( c)
40.00 ( d)
52.43 ( e)
2.37
6.35
2.41
29.77 ( d)
-
371.00
-
16.00
-
Ket : Huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan bahwa volume spesifik tidak berbeda nyata pada tingkat
kepercayaan 95%.
98
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Kenampakan fisik produk baking hasil kombinasi perendaman asam laktat 1% dan
pemaparan sinar UV-A cenderung lebih porus jika dibandingkan dengan produk hasil
baking pati yang lain. Kondisi inilah yang membuat tekstur lebih renyah dan lunak
sehingga hanya dibutuhkan gaya yang rendah untuk meremukkan produk baking.
Fenomena ini diduga disebabkan oleh masuknya asam laktat selama penyinaran ke
dalam struktur granuler pati melalui lokasi dimana terjadi depolimerisasi struktur
amilopektin. Selain itu, proses kehilangan air pada jaringan kerupuk pati yang
mengembang besar menunjukkan bahwa permeabilitas adonan sangat tinggi.
Permeabilitas adonan yang tinggi mengakibatkan jaringan kerupuk pati menjadi rapuh
dan renyah.
Uji kandungan amilosa pada pati dilakukan untuk mengetahui besar depolimerisasi
amilopektin. Semakin banyak proses depolimerisasi amilopektin, maka prosentase
kandungan amilosa akan semakin meningkat dibanding kondisi sebelumnya. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kadar amilosa pati terbaik hasil modifikasi UVAL 1040
adalah sebesar 29.77%. Kondisi ini naik dari kondisi awal pati pabrik sebelum di
modifikasi, yaitu sebesar 25.91%. Kadar amilosa pati pabrik yang dipapar sinar
ultraviolet (UV) dengan pre treatment proses perendaman asam laktat 1% sebelumnya
(UVAL 1040) mengalami kenaikan prosentase amilosa. Hal ini diduga disebabkan oleh
terjadinya proses depolemerisasi amilopektin pati UVAL 1040. Pati rakyat memiliki
kadar amilosa yang tinggi (27.85%) dibandingkan dengan pati laboratorium, dan pati
pabrik. Hal ini diduga pati rakyat mengalami depolimerisasi amilopektin yang cukup
banyak akibat pengeringan menggunakan sinar matahari setelah proses fermentasi pati
yang terjadi selama pengendapan.
Hasil uji derajat keasaman menunjukkan bahwa pati dengan pengembangan tinggi
memiliki pH yang rendah. Kondisi rendahnya nilai derajat keasaman selain disebabkan
oleh perendaman asam laktat 1% sebagai pre treatment sebelum pemaparan sinar UV-A
juga disebabkan oleh proses oksidasi pati yang memunculkan gugus karbonil dan
karboksil. Sehingga diduga semakin banyak jumlah molekul pati yang teroksidasi, maka
pH akan semakin turun. Demiate dkk. (2000) menyatakan bahwa pati kasava yang
terdepolimerisasi memiliki gugus karboksilat dan menunjukkan perubahan lainnya
pada satuan glukosa yang berkaitan dengan kemampuan mengembang pada baking.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati terbaik hasil modifikasi, yaitu UVAL 1040
memiliki viskositas puncak terendah dibandingkan dengan pati kasava yang lain, yaitu
371 cP (Gambar 3). Hal ini diduga disebabkan oleh terjadinya depolimerisasi
amilopektin yang cukup besar pada pati UVAL 1040. Bertolini dkk. (2001) menyatakan
bahwa kondisi rendahnya viskositas pasta diakibatkan adanya depolimerisasi
amilopektin.
100
3000
90
80
70
2000
60
50
1500
40
1000
UVAL 1040
Suhu (C)
Viscosoty (cP)
2500
Laboratorium
Rakyat
Pabrik
Suhu
30
20
500
10
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
t (menit)
Ket : UVAL 1040 adalah pati yang direndam asam laktat 1% dilanjutkan dipapar UV-A selama 10 jam pada kadar air
40% selama pemaparan.
Gambar 3. Kurva Amilografi Berbagai Pati Kasava
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
99
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
Hasil pengamatan terhadap struktur granula pati kasava menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM) menunjukkan bahwa pada pati terbaik hasil modifikasi
ultraviolet (UV), yaitu UVAL 1040 tidak terjadi perubahan yang cukup signifikan pada
strukur mikroskopis granula jika dibandingkan dengan pati pabrik tanpa modifikasi
(gambar 4). Akan tetapi pada sebagian kecil granula pati UVAL 1040 terjadi pengecilan
ukuran granula jika dibandingkan dengan pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi
(gambar 5).
Gambar 4. Struktur Granula Pati Pabrik
Gambar 5. Struktur Granula Pati Modifikasi Terbaik
SIMPULAN
Pati kasava yang memberikan pengembangan terbesar pada proses baking adalah pati
kasava yang dipapar sinar ultraviolet (UV) A selama 10 jam pada kadar air pati selama
pemaparan sebesar 40% dengan pre treatment perendaman asam laktat 1% selama 30
menit, yaitu pati UVAL 1040. Nilai pengembangan hasil proses baking pati UVAL 1040
adalah sebesar 10,20 mL/gr, gaya yang dibutuhkan untuk menghancurkan produk
baking adalah sebesar 22.29 N, kadar amilosa adalah sebesar 29.77%, dan pH sebesar
2.41. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati UVAL 1040 memiliki viskositas pasta
terendah jika dibandingkan dengan pati kasava yang lain dengan viskositas pasta
puncak sebesar 371 cP, dan hasil pengamatan terhadap struktur granula pati
menunjukkan bahwa pada UVAL 1040 terjadi pengecilan ukuran granula jika
dibandingkan dengan pati pabrik sebelum dilakukan modifikasi.
100
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
Prosiding Seminar Nasional PERTETA 2012
Malang, Jawa Timur, 30 November – 2 Desember 2012
DAFTAR PUSTAKA
Asiati S, Hidayati R, Hamdi S, Pariyatmo M, dan Suparno. 2009. Analisis Radiasi UV di
Indonesia 1979-2004. Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN).
Damardjati D.S, Widowati S, Bottema T, dan Henry G. 1996. Cassava Flour Processing
and Marketing in Indonesia. In D. Dufour; G. O’Brien; and R. Best (Eds.).
Cassava Flour and Starch: Progress in research and development 89-104.
Demiate I M, Dupuy N, Huvenne J.P, Cereda M.P, dan Wosiacki G. 2000. Relationship
Between Baking Behavior of Modified Cassava Starches and Starch Chemical
Structure Determined by FTIR Spectroscopy. Carbohydrate Polymer 42 : 149-158.
Plata-Oviedo M, dan Camargo C. 1998. Effect of Acid Treatments and Drying Processes
on Phycho-chemical Functional Properties of Cassava Starch. Journal of the Science
of Food and Agriculture 77: 103-108.
Vatanasuchart N, Naivikul O, Charoenrein S, dan Sriroth K. 2005. Molecular Properties
of Cassava Starch Modified with Different UV Irradiations to Enhance Baking
Expansion. Carbohydrate Polymers 61: 80–87.
Suarni. 2009. Prospek Pemanfaatan Tepung Jagung Untuk Kue Kering (Cookies). Jurnal
Litbang Pertanian, 28 : 63-71.
Sinar Ultraviolet – A pada Pati Kasava – Saputro, dkk
101