LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLAANNYA

Insentif PKPP No. Urut : 49

LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLAANNYA (Laporan Ringkas Hasil Litbang Sesuai PP Nomor 20 Tahun 2005)

Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies)

PROGRAM INSENTIF RISET : PENINGKATAN KEMAMPUAN PENELITI & PEREKAYASA

FOKUS BIDANG PENELITIAN : PERTANIAN PANGAN

BALAI BESAR TEKNOLOGI PATI BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI

2012

LEMBAR PENGESAHAN Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) PROGRAM INSENTIF RISET : PENINGKATAN KEMAMPUAN PENELITI & PEREKAYASA

FOKUS BIDANG PENELITIAN: PERTANIAN PANGAN

BALAI BESAR TEKNOLOGI PATI BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI

Jakarta, September 2012 Peneliti Utama,

Ir. Sabirin, M.Si NIP. 196712071994031001 LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLEENNYA

(Laporan Ringkas Hasil Litbang Sesuai PP Nomor 20 Tahun 2005)

1

Identitas Lembaga Penelitian dan Pengembangan Nama Perguruan Tinggi/ Lembaga Penelitian dan Pengembangan Pimpinan

Balai Besar Teknologi Pati

Alamat Lembaga Litbang

Gedung II BPPT, Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp. 0213169598 Fax. 0213169598

Ir. Bambang Triwiyono, M.Si.

Identitas Kegiatan Judul Kegiatan Litbang yang dilakukan Abstraksi

Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) Kebutuhan pangan rakyat Indonesia terhadap produk pangan olahan berbasis gandum masih sangat tinggi, sedangkan kebutuhan gandum nasional hanya dipenuhi dari impor. Pada tahun 2010 impor gandum Indonesia menembus hingga 5,85 juta ton (senilai 25 triliun) atau setara dengan konsumsi terigu 4,3 juta ton, dan diperkirakan konsumsi gandum nasional naik 6% per tahun. Ketergantungan bahan baku industri pangan terhadap gandum (impor) harus dikurangi, sebagai upaya pencapaian ketahanan pangan jangka panjang dan menciptakan kemandirian bangsa. Salah satunya dengan mengolah dan memanfaatkan biji sorgum menjadi tepung sorgum termodifikasi untuk substitusi tepung gandum. Sorgum (Sorghum bicolor) merupakan tanaman serealia yang cukup potensial untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai adaptasi lingkungan yang cukup luas, khususnya pada lahan marginal. Sorgum mempunyai nilai gizi yang memadai sebagai bahan pangan, yaitu mengandung sekitar 73% karbohidrat, 11% protein, dan 3,3% lemak. Sifat fisiko-kimia tepung sorgum dan tepung gandum mempunyai perbedaan yang tidak signifikan dalam beberapa hal, antara lain swelling power, solubility, dan Rapid Visco Analyser (RVA) pasting properties. Tepung sorgum dapat dimodifikasi sebagai bahan pangan substitusi gandum dengan cara mengganggu (disruption) struktur protein body yang 2

bersifat rigid (kaku). Hal tersebut dapat dilakukan dengan pemberian treatment tekanan dan panas yang relatif tinggi menggunakan teknik ekstrusi. Protein kafirin yang terbungkus dalam protein body dapat diaktifkan sifat fungsionalnya sesuai dengan yang dibutuhkan dalam produk pangan olahannya. Dalam produk makanan, pati merupakan komponen penting sebagai pengental (thickener) dan gelling agent, sedangkan protein berperan sebagai struktur pembangun dalam pangan olahan. Oleh karena itu, modifikasi tepung sorgum dengan teknik ekstrusi untuk bahan baku pangan substitusi gandum perlu dilakukan pengujian aplikasi pada skala pilot plant Karakterisasi bahan baku tepung sorgum dan hasil modifikasinya akan dibandingkan terhadap tepung gandum yang biasa digunakan dalam industri mie (noodle) dan kue kering (cookies), yang meliputi sifat fisiko-kimia swelling power, solubility, dan RVA pasting properties. Selanjutnya, Proses pengujian penggunaan tepung sorgum termodifikasi untuk substitusi tepung gandum dalam pembuatan pangan olahan (noodle dan cookies) dengan komposisi 3050% tepung sorgum termodifikasi serta uji sensory organoleptik terhadap responden untuk mengetahui tingkat penerimaan (level of acceptance), dan sosialisasi produk terhadap industri pangan olahan berbasis pati/pemerintah daerah. Metode modifikasi sifat fisiko-kimia tepung sorgum dengan teknik ekstrusi dirancang dengan metode central composite design dengan beberapa variabel bebas sehingga didapat kondisi operasi proses modifikasi tepung sorgum untuk substitusi tepung gandum, yaitu tepung sorgum termodifikasi yang mirip terigu cakra kembar dan tepung sorgum termodifikasi yang mirip terigu segitiga biru. Tingkat penerimaan yang cukup baik pun diterima dari para panelis setelah kedua jenis tepung termodifikasi tersebut diaplikasikan dalam pembuatan mie (LoA =3,43) dan cookies (LoA=3,75) hal ini mengindikasikan bahwa tepung sorgum termodifikasi bisa menjadi bahan pangan substitusi gandum sehingga perlunya upaya untuk peningkatan kapasitas yang pada akhirnya akan dapat dimanfaatkan oleh mitra industri untuk diaplikasikan dalam industri pangan olahan. Industri pangan yang selama ini hanya bertumpu pada tepung terigu 3

(noodle dan cookies) dapat menerapkan dan memanfaatkan teknologi ini, sehingga kebutuhan gandum impor dapat dikurangi secara bertahap dan kapasitas produksi sorgum di Indonesia yang masih lesu dapat berkembang karena ada pengguna di tingkat industri. Kata kunci : tepung sorgum, modifikasi, ekstrusi, substitusi, gandum. Tim Peneliti 1. Nama Koordinator/ Utama (PU)

Peneliti

Ir. Sabirin, M.Si.

2. Alamat Koordinator/PU

Gedung II BPPT Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp. 0213169598 Fax. 0213169598.

3. Nama Anggota Peneliti

Dr. Ir. M. Budi Kusarpoko, M.Si Ir. Bambang Triwiyono, M.Si Yanuar Sigit Pramana, ST Andy Marjono Putranto, ST

4. Alamat Anggota Peneliti

Gedung II BPPT Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp. 0213169598 Fax. 0213169598

Waktu Pelaksanaan Litbang Publikasi

08 Februari 2012 – 08 Oktoberr 2012 1. Oke Zone , tahun 2012, jakarta 2.Pameran Hakteknas, 2012, BPPT Jakarta. 3. Pameran Hakteknas, 2012, Kantor Gubernur Lampung

(Isilah dengan nama publikasi, tahun dan tempat publikasi dilakukan)

4

Identitas Kekayaan Intelektualdan Hasil Litbang Ringkasan Kekayaan Intelektual 1. Perlindungan Kekayaan Intelektual yang dihasilkan dari Litbang dengan dukungan insentif KNRT periode 2009 a. Paten (masih dalam proses)

Waktu Pendaftaran : 3 Nov.2011

b. Hak Cipta

Waktu Pendaftaran : -

c. Merek

Waktu Pendaftaran : -

d. Disain Industri

Waktu Pendaftaran : -

e. Disain Tata Letak dan Sirkuit Terpadu

Waktu Pendaftaran : -

f. Varietas Tanaman

Waktu Pendaftaran : -

2. Nama Penemuan Baru : Prototipe produk tepung sorgum termodifikasi dan prototipe teknologi proses modifikasi tepung sorgum. 3. Nama Penemuan Baru Non Komersial : 4. Cara Alih Teknologi a. Lisensi : b. Kerjasama : Kerjasama kolaborasi riset atau memanfaatkan hasil riset dengan Mitra c. Pelayanan Jasa Iptek : Jasa KonsultansiTeknologi kepada Industri Pangan Berbasis Pati di Indonesia d. Publikasi : Publikasi Ilmiah Ringkasan Hasil Penelitian dan Pengembangan Luaran dari kegiatan ini berupa prototipe produk tepung sorgum termodifikasi yang memiliki sifat fisiko-kimia mendekati tepung gandum (terigu) dan prototipe teknologi proses modifikasi tepung sorgum untuk substitusi tepung gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies). Hasil Proses Modifikasi Tepung Sorgum dan Karakterisasi Sifat Fisiko-kimia & Komponen Intrinsik Bahan baku dan produk hasil pengujian proses modifikasi dengan teknik ekstrusi pada berbagai variabel proses dianalisa karakteristik sifat fisiko-kimia dan komponen intrinsiknya, dengan hasil sebagai berikut:

5

Tabel 1. Hasil Karakterisasi Sifat Fisiko-kimia dan Komponen Intrinsik Tepung Sorgum Alami, Terigu Komersial, dan Sorgum Termodifikasi

Dari data tersebut di atas terlihat bahwa setelah dimodifikasi pada berbagai kondisi operasi, tepung sorgum termodifikasi mempunyai nilai maximum viscosity, swelling power, dan solubility yang berbeda/berubah dari sifat tepung sorgum alaminya. Sifat fisiko-kimia tersebut berubah karena adanya modifikasi yang melibatkan perlakuan panas dan tekanan, serta komposisi sorgum yang mempengaruhi kadar air dalam bahan yang akan diekstrusi. Sifat fisiko-kimia tersebut merupakan sifat fungsional yang berpengaruh terhadap karakteristik produk pangan olahan yang dihasilkan. Maximum viscosity (RVA pasting properties) merupakan parameter kunci dari respon sifat fisiko-kimia yang diamati. Dari sejumlah respon tersebut, akan dilakukan analisa data untuk menentukan kondisi operasi proses modifikasi yang dapat menghasilkan sifat fisiko-kimia mendekati terigu komersial. Bench mark yang digunakan adalah terigu yang biasa digunakan untuk pembuatan noodle, yaitu terigu Cakra Kembar (max viscosity 107 BU) dan terigu yang biasa digunakan untuk pembuatan cookies/kue, yaitu terigu Segitiga Biru (max viscosity 34 BU). Rancangan percobaan (experimental design) dan respon/parameter kunci maximum viscosity tersaji pada tabel berikut: Tabel 2. Rancangan Percobaan dan Respon Maximum Viscosity

6

Respon Terhadap Maximum Viscosity:

Gambar 1. Grafik Pareto Efek Terhadap Respon Maximum Viscosity Dari gambar (grafik pareto) terlihat bahwa harga efek variabel Komposisi Sorgum melebihi garis p=,05 sedangkan harga efek dari variabel lain tidak melewati garis p=,05. Ini berarti bahwa variabel Komposisi Sorgum merupakan variabel yang paling berpengaruh terhadap Maximum Viscosity, sedangkan pengaruh variabel yang lain terhadap Maximum Viscosity kurang signifikan.

Gambar 2. Grafik Kontur Permukaan terhadap Respon Maximum Viscosity Dari grafik optimasi 3 dimensi dan grafik kontur permukaan dapat dilihat bahwa kondisi nilai 7

minimum maupun nilai maksimum tidak terlihat, karena titik kritis yang muncul adalah titik saddle (saddle point). Nilai minimum akan muncul jika level variabel Komposisi Sorgum berada pada kisaran ≥ 85%, sedangkan nilai maksimum akan muncul jika level variabel Komposisi Sorgum berada pada kisaran ≤ 60%. Dari grafik tersebut terlihat bahwa penentuan level variabel Temperatur cukup tepat, nilai minimum maupun nilai maksimum berada pada kisaran 40-65oC, artinya variabel mempunyai pengaruh yang kurang signifikan terhadap respon maximum vicosity. Bench mark yang digunakan adalah terigu Cakra Kembar (max viscosity 107 BU) dan terigu Segitiga Biru (max viscosity 34 BU). Dari grafik 3 dimensi dan kontur permukaan tersebut dapat diprediksikan kondisi operasi yang akan menghasilkan respon nilai maximum vicosity yang mendekati 107 BU dan 34 BU. Dari hasil pengolahan data statistik diperoleh bahwa kondisi operasi yang akan menghasilkan nilai mendekati viskositas terigu Cakra Kembar dan Segitiga Biru adalah sebagai berikut:

Spesifikasi Produk Produk tepung sorgum termodifikasi yang dihasilkan mempunyai sifat fisiko kimia yang mendekati terigu komersial. Tabel 3. Perbandingan Karakteristik Sogum alami, Terigu, dan Sorgum Termodifikasi

Keterangan: • TST-CK: Produk tepung sorgum termodifikasi yang mempunyai karakteristik mirip terigu Cakra Kembar • TST-SB: Produk tepung sorgum termodifikasi yang mempunyai karakteristik mirip terigu Segitiga Biru 8

Gambar/Photo Produk Hasil Penelitian dan Pengembangan

M/C Penyosoh

Biji Sorgum

Hammer Mill

Vibrating Screen

Biji Sorgum Sosoh

Extruder

Cookies Sorgum Sorgum Termodifikasi

Unit Penepungan Mie Goreng Sorgum

Bolu Sorgum

9

Pengelolaan 1. Sumber Pembiayaan Penelitian dan Mitra Kerja a. APBN (Insentif PKPP - KNRT)

: Rp. 250.000.000-

b. APBD

: Rp. -

c. Mitra Kerja - Dalam Negeri

: Rp. 100.000.000 (In-Kind)

- Luar Negeri

: Rp.-

2. Pemanfaatan Sarana dan Prasarana Penelitian a. Sarana

b. Prasarana 3. Pendokumentasian

: - Mesin Penyosoh, Hammer Mill, Extruder, Disk Mill, Vibrating Screen dan Laboratorium. :: Foto-foto Kegiatan

Jakarta, September 2012 Direktur /Kepala Balai Besar Teknologi Pati

Ir.Bambang Triwiyono, M.Si NIP. 195705091984031002

10

DAFTAR BARANG/BAHAN UNTUK KEGIATAN/PENELITIAN Judul Penelitian

: Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies)

Nama Peneliti Utama Tahun Penelitian

: Ir. Sabirin, M.Si. : 2012

No

Jenis

Volume

Nilai (Rp)

Lokasi

Status Bahan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Biji Sorgum Terigu Solar Setil Trimetil Ammonium Bromida EDTA-2Na/Titriplex Dinatrium Hidrophospat Sodium Lauryl Sulfat Etoksi-Etanol Acetone Sodium Dihidrogen phospat 1-hydrate Sulfuric Acid 95-97 % Minyak sayur Majun Alkohol Masker Sarung tangan karet Sarung tangan kain Penutup rambut Detergen Sikat kawat Terpal 4x6 m Saringan Diskmill Bak plastik

2150 kg 2105 kg 4000 Lt 100 gr 100 gr 500 gr 1 Kg 2,5 Lt 2,5 Lt 1 Kg 2,5 Lt 10 Lt 10 Pcs 5 Lt 10 Kotak 8 Pasang 8 Pasang 8 Pcs 2 Kg 5 Pcs 3 Pcs 5 Pcs 10 Pcs

8.385.000 18.920.000 18.000.000 1.486.000 750.000 707.000 1.080.000 452.000 375.000 1.015.000 498.500 147.000 150.000 100.000 500.000 160.000 80.000 160.000 30.000 50.000 450.000 500.000 400.000

Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta Jakarta

Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Habis Terpakai Barang Terpakai Habis Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai Habis Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai Barang Terpakai

Koordinator/Peneliti Utama (Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies))

Ir. Sabirin, M.Si NIP. 196712071994031001

11