PENGURANGAN PENYERAPAN MINYAK dengan TEPUNG PRAGELATINISASI SELAMA DEEP FAT FRYING
FLORENTINA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengurangan Penyerapan Minyak dengan Tepung Pragelatinisasi Selama Deep Fat Frying adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2014 Florentina NIM F24100082
ABSTRAK FLORENTINA. Pengurangan Penyerapan Minyak dengan Tepung Pragelatinisasi Selama Deep Fat Frying. Dibimbing oleh SLAMET BUDIJANTO dan DASE HUNAEFI. Kadar lemak yang terserap pada gorengan selama deep fat frying cukup tinggi. Tepung pragelatinisasi merupakan salah satu ingredien yang dapat mengurangi penyerapan minyak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tepung pragelatinisasi terhadap penyerapan minyak. Tepung pragelatinisasi dapat dibuat dengan menggunakan rice cooker, ekstruder, dan drum dryer. Dalam penelitian ini, kadar air, water holding capacity, dan sifat birefringence pada tepung pragelatinisasi diuji. Selain itu, kadar lemak donat goreng diukur dengan metode soxhlet. Penurunan penyerapan minyak tertinggi hingga terendah yaitu adonan 50% tepung pragelatinisasi dengan menggunakan drum dryer, 50% tepung pragelatinisasi dengan menggunakan ekstruder, dan 50% tepung pragelatinisasi dengan menggunakan rice cooker. Tepung pragelatinisasi dengan drum dryer dapat mengurangi penyerapan minyak terbesar yaitu 33.70%. Kerusakan sifat birefringence dan water holding capacity yang tertinggi pada tepung pragelatinisasi dapat mengurangi penyerapan minyak. Kata kunci: penggorengan minyak terendam, penyerapan minyak, tepung beras pragelatinisasi
ABSTRACT FLORENTINA. Reducing Oil Uptake Using Pregelatinized Flour during Deep Fat Frying . Supervised by SLAMET BUDIJANTO and DASE HUNAEFI. Oil uptake of fried food is quite high during deep fat frying. Pregelatinized flour is one of ingredient that can reduce oil uptake. The aim of this research is to know the effect of pregelatinized flour on oil absorption. Pregelatinized flour can produced by rice cooker, extruder and drum dryer. In this research, water content, water holding capacity, and birefringence characteristic is analysed. Besides, fat content of donuts is measured by soxhlet method. The highest reducing oil uptake to the lowest is 50% pregelatinized flour by drum dryer, 50% pregelatinized flour by extruder and 50% pregelatinized flour by rice cooker. The highest percentage of reducing oil uptake using pregelatinized flour by drum dryer is 33.70%. The highest disruption of birefringence characteristic and water holding capacity of pregelatinized flour can reduce oil uptake. Keywords: deep fat frying, oil uptake, pregelatinized rice flour
PENGURANGAN PENYERAPAN MINYAK GORENG dengan TEPUNG PRAGELATINISASI SELAMA DEEP FAT FRYING
FLORENTINA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Pengurangan Penyerapan Minyak dengan Tepung Pragelatinisasi Selama Deep Fat Frying Nama : Florentina NIM : F24100082
Disetujui oleh
Diketahui oleh
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang berjudul “Pengurangan Penyerapan Minyak dengan Tepung Pragelatinisasi Selama Deep Fat Frying” ini dilaksanakan sejak bulan September 2013 hingga Mei 2014 di laboratorium F-Technopark, laboratorium pilot plant SEAFAST Center, dan laboratorium ITP Fateta IPB . Atas terselesaikannya kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Eko Purwanto dan Mimi Salionas yang merupakan kedua orang tua penulis atas kasih sayang, nasehat, dukungan dan doa bagi penulis sehingga dapat menyelesaikan studi pada tingkat sarjana . 2. Prof Dr Ir Slamet Budijanto yang merupakan dosen pembimbing skripsi dan akademik sejak semester ke-5 atas bimbingan, nasehat dan dukungannya baik secara moril maupun materil selama penulis menjalani perkuliahan dan penelitian. 3. Dr-Ing Dase Hunaefi, STP,M.Food ST sebagai dosen pembimbing kedua yang telah meluangkan waktunya untuk berdiskusi bersama serta memberi semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan tepat waktu dan Dr Nancy Dewi Yuliana, STP,M.Sc sebagai dosen penguji yang telah meluangkan waktunya. 4. Dr Ir Harsi D. Kusumaningrum sebagai dosen akademik pada semester ke-3 dan semester ke-4 yang telah membimbing dan menasehati penulis baik dalam menghadapi permasalahan akademis maupun non-akademis. 5. Andra, Farissa, Willy dan Nyitnyit yang telah membantu serta temanteman ITP 47 lainnya yang telah mendukung, memberi semangat selama menjalani penelitian. 6. Keluarga kost Family house yaitu tante, om dan teman-teman kost yang telah memberi semangat dan dukungan selama menjalani penelitian. 7. Pak Zaenal, Mas Sadar, Mas Ade, Pak Ujang, Pak Wahid, Mbak Ririn, Pak Rozak, Pak Yahya, Bu Antin, Pak Sobirin, Pak Junaidi dan Pak Deni serta seluruh teknisi dan staff UPT Departemen ITP atas bantuannya selama penulis melakukan penelitian di Laboratorium ITP, F-Technopark, dan SEAFAST. Semoga skripsi dari hasil penelitian ini dapat memberikan manfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang pangan dan kontribusi bagi industri pangan.
Bogor, Juni 2014 Florentina
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Bahan
2
Alat
3
Metode Penelitian
3
HASIL DAN PEMBAHASAN SIMPULAN DAN SARAN
7 14
Simpulan
14
Saran
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
18
DAFTAR TABEL Tabel 1 Persiapan bahan adonan donat ............................................................... 3 Tabel 2 Kadar air tepung pragelatinisasi ............................................................ 7 Tabel 3 WHC tepung pragelatinisasi .................................................................. 7 Tabel 4 Kadar lemak donat goreng a ................................................................. 10 Tabel 5 Perbandingan adonan donat antara berbagai perlakuan ....................... 11
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Diagram alir pembuatan adonan donat .............................................. 4 Gambar 2 Diagram alir pembuatan donat goreng ............................................... 5 Gambar 3 Tepung pragelatinisasi (A) Rice cooker (B) Ekstruder (C) Drum dryer .................................................................................................. 7 Gambar 4 Sifat birefringence pada tepung pragelatinisasi (A) Rice cooker (B) Drum dryer (C) Ekstruder (perbesaran 1000x) ..................................... 8 Gambar 5 Persentase penurunan kadar lemak adonan donat ............................ 12 Gambar 6 Skema penurunan penyerapan minyak dengan tepung pragelatinisasi ............................................................................................. 13
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil uji statistik kadar lemak donat goreng ................................. 17
PENDAHULUAN Latar Belakang Fried products merupakan makanan yang tidak asing lagi bagi masyarakat Indonesia. Berdasarkan data Susenas 2013, konsumsi minyak goreng per kapita pada tahun 2013 diprediksi sebesar 10.21 liter/kapita/tahun dan diperkirakan meningkat menjadi sebesar 10.27 liter/kapita/tahun pada tahun 2014. Jumlah yang tinggi ini menyatakan penggunaan minyak goreng yang meningkat untuk mengolah fried products di lingkungan masyarakat. Fried products diolah dengan menggunakan metode penggorengan minyak terendam atau deep fat frying. Penggorengan minyak terendam merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk proses pengolahan secara komersial di industri pangan. Dengan penggorengan minyak terendam ini memungkinkan terjadinya penyerapan minyak ke dalam bahan pangan yang disebabkan oleh pergantian air yang hilang selama evaporasi dengan minyak goreng. Penyerapan minyak dalam makanan yang digoreng berkisar 4 - 14 % dari total beratnya (Ghidurus et al. 2010). Peningkatan kadar lemak yang disebabkan oleh penyerapan minyak pada makanan ini dapat menimbulkan masalah kesehatan seperti obesitas, hipertensi dan jantung koroner (Meulenaer dan Camp 2007). Masalah kesehatan yang muncul ini menantang masyarakat untuk mengkonsumsi produk pangan yang digoreng sehingga minyak yang terserap menjadi titik kritis untuk menurunkan kadar lemak akhir dari produk pangan tersebut (Porta et al. 2012). Selain itu minyak goreng yang merupakan minyak sawit menjadi salah satu bahan yang penting dalam penentuan harga produk dalam industri pangan karena harga minyak yang tinggi (Al-Abdullah et al. 2011). Oleh karena itu, pengurangan penyerapan minyak dapat diharapkan menekan pengeluaran biaya produksi bagi industri pangan yang menerapkan prinsip penggorengan ini. Salah satu bahan yang digunakan untuk mengurangi penyerapan minyak yaitu tepung pragelatinisasi. Menurut Shih et al. (2001) adonan donat yang terdiri dari 50 % tepung terigu dan 50 % tepung beras yang tergelatinisasi menghasilkan kadar lemak 7,93 % sedangkan adonan yang mengandung 100% tepung terigu mengandung kadar lemak 24,36 %. Fried batter yang terdiri dari 5% tepung beras pragelatinisasi dapat menurunkan penyerapan minyak yaitu lemak yang terserap mencapai 22% dengan viskositas yang meningkat (Shih et al. 2005). Tepung pragelatinisasi merupakan tepung yang mengalami proses gelatinisasi dengan air ketika dipanaskan. Tepung pragelatinisasi ini sudah digunakan secara luas sebagai ingredien utama, bulking agent, thickening agent dalam makanan bayi (His dan Hsiao 2004). Proses gelatinisasi ini berkaitan dengan kerusakan struktur granula pati yang menyebabkan granula pati dapat larut dalam air (Ratnayake dan Jackson 2006). Pragelatinisasi merupakan salah satu metode fisik untuk memodifikasi pati dengan menggunakan drum dryer, spray dryer atau extruder (Wadchararat et al. 2006). Pragelatinisasi dengan metode ekstrusi memiliki beberapa keunggulan
2 yaitu serbaguna, memiliki produktivitas yang tinggi, biaya yang rendah, dan dapat mengontrol derajat gelatinisasi sesuai yang diinginkan dengan tepat (Clerici 2012). Drum drying merupakan metode yang biasa digunakan dalam industri pangan dan termasuk metode yang paling mudah dan ekonomis. Gelatinisasi dengan menggunakan twin drum dryer menempati dalam pool dari bahan yang dibentuk antara setengah bagian atas dari kedua drum. Dengan drum dryer, tahap pengeringan terjadi secara simultan dengan tahap gelatinisasi yaitu membentuk lapisan tipis pada permukaan drum (Majzoobi et al. 2011). Pemasakan nasi dengan rice cooker merupakan metode yang tidak asing lagi bagi masyarakat. Metode pemasakan beras yang paling sederhana dan mudah diaplikasikan ini dapat menyebabkan pati tergelatinisasi. Selama pemasakan, beras mengalami perubahan struktur pati, sifat fisik, komposisi kimia, dan kualitas gizi. Perbandingan air dan beras mempengaruhi derajat gelatinisasi. Gelatinisasi pati ini merupakan proses pemecahan ikatan intermolekuler dari pati dengan adanya panas dan air (Daomukda et al. 2011). Pembuatan tepung pragelatinisasi menggunakan bahan baku beras. Ingredien beras popular digunakan dalam makanan karena bergizi, bebas gluten dan hipoalergenik (Shih et al. 2005). Berdasarkan Paten US 6224921 B1, penggunaan tepung terigu sebagai bahan utama pembuatan tepung adonan secara relatif dapat meningkatkan penyerapan minyak daripada tepung beras (Shih et al. 2001). Pada penelitian ini, beras yang digunakan yaitu beras ciherang dengan kandungan amilosa 23,2%, lemak 0,72%, protein 10,3% dan karbohidrat 87,6% (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi 2011). Perumusan Masalah Penyerapan minyak pada gorengan cukup tinggi. Pengurangan penyerapan minyak selama proses penggorengan menjadi suatu tantangan yang harus diselesaikan. Salah satu ingredien yang berpotensi untuk mengurangi penyerapan minyak adalah tepung pragelatinisasi.
Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh tepung pragelatinisasi terhadap penyerapan minyak pada donat goreng serta metode pragelatinisasi yang tepat untuk mengurangi penyerapan minyak.
METODE Bahan Bahan yang digunakan dalam pembuatan tepung pragelatinisasi yaitu beras Ciherang dan air sedangkan pembuatan donat goreng yaitu tepung terigu, mentega, gula pasir, susu bubuk, telur, garam, baking powder, air, minyak goreng dan kertas. Bahan yang digunakan untuk analisis tepung
3
pragelatinisasi dan donat goreng yaitu n-heksana, kertas saring, alumunium foil, dan aquades. Alat Alat yang digunakan untuk membuat tepung pragelatinisasi yaitu baskom, gelas ukur, timbangan, rice cooker, drum dryer, twin screw extruder, pin disc mill dan oven. Alat yang digunakan untuk pembuatan donat goreng yaitu timbangan, baskom, gelas ukur, spatula, handmixer, varimixer, cetakan donat, sheeter, deep fat fryer dan termometer. Alat yang digunakan untuk analisis yaitu blender, oven, cawan aluminium, labu lemak, soxhlet, gelas ukur, sudip, tabung sentrifuge, sentrifuge, obyek glass dan kaca preparat. Metode Penelitian Pembuatan Tepung Pragelatinisasi Pembuatan tepung pragelatinisasi dengan rice cooker yaitu volume beras Ciherang dan air dengan perbandingan 1:1 (2 liter) dimasak dengan rice cooker selama 30 menit. Kemudian nasi dikeringkan dengan oven pada suhu 80 0C selama 1,5 jam dan digiling dengan pin disc mill 80 mesh. Pembuatan tepung pragelatinisasi dengan twin drum dryer yaitu beras Ciherang digiling dengan pin disc mill 80 mesh kemudian ditambahkan air sambil diaduk sehingga larutan terdiri dari 40% solid. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam drum dryer dan digiling dengan pin disc mill 80 mesh. Pembuatan tepung pragelatinisasi dengan twin screw extruder yaitu beras Ciherang direndam dalam air selama 30 menit dengan perbandingan berat beras dan air 1:1. Kemudian sisa air yang tidak terserap ke dalam beras dibuang dan beras yang sudah terserap air ditimbang. Beras tersebut diektrusi dengan ekstrusi ulir ganda tanpa die (Berto BEX-DS-2256 ; 110 ± 5 oC ; kecepatan screw 53 ± 5 rpm, kecepatan auger 20.2 rpm). Setelah itu beras tersebut dikeringkan dengan oven pada suhu 80 0C selama 1 jam dan digiling dengan pin disc mill 80 mesh. Pembuatan adonan donat Adonan donat dipersiapkan dengan menggunakan bahan-bahan sebagai berikut Tabel 1 Persiapan bahan adonan donat Bahan Tepung terigu Telur Gula pasir Margarin Susu bubuk Baking powder Garam Air
Berat (g) 1351 208.70 434.78 51.13 33.91 31.30 5.22 364
4
Tepung terigu pada tabel 1 akan disubtitusi sebesar 50% dengan tepung pragelatinisasi yang telah dibuat yaitu pembuatan dengan rice cooker untuk perlakuan1, pembuatan dengan drum dryer untuk perlakuan 2 dan pembuatan dengan twin screw extruder untuk perlakuan 3. Adonan donat dibuat melalui tahap pencampuran kering dan pencampuran bahan untuk pembuatan krim. Pertama-tama pencampuran bahan dilakukan dengan pencampuran kering dari tepung terigu, baking powder, dan garam selama 1 menit. Pencampuran bahan untuk pembuatan krim diawali pengocokan telur dengan handmixer selama 1 menit kemudian dicampur dengan gula pasir selama 1 menit. Setelah itu, margarin dicampur selama 2 menit dan ditambahkan susu bubuk yang akan dicampur selama 1 menit. Pencampuran kering hingga pencampuran 2 dilakukan dengan menggunakan varimixer. Tahap pencampuran bahan hingga terbentuknya adonan donat dapat ditunjukkan melalui gambar 1. Adonan donat bulat yang sudah dibentuk memiliki berat 12.5-13.5 g per buah. Berikut ini diagram pembuatan adonan donat. Tepung terigu,baking powder, garam
Pencampuran kering
Pencampuran 1
Krim
Pencampuran 2
Air
Sheeting (tebal ½ cm)
Pencetakan bulat adonan donat (diameter 4.5 cm)
Adonan donat bulat Gambar 1 Diagram alir pembuatan adonan donat
5
Penggorengan donat Sebanyak 1 liter minyak goreng dimasukkan ke dalam deep fat fryer. Donat yang sudah dibentuk digoreng dengan suhu minyak 176 0C selama 2 menit 30 detik. Kemudian donat ditiriskan selama 15 detik di atas penggorengan dan 5 menit di atas kertas. Penggorengan dilakukan dua kali pengulangan untuk setiap perlakuan dan kontrol. Berikut ini diagram pembuatan donat goreng. Adonan donat bulat
Penggorengan donat (T= 176 oC, t= 2 menit 30 detik)
Penirisan dalam saringan penggoreng 15 detik
Penirisan di atas kertas 5 menit
Donat goreng Gambar 2 Diagram alir pembuatan donat goreng Analisis Tepung Pragelatinisasi Tepung pragelatinisasi dilakukan analisis kimia berupa analisis kadar air metode oven (SNI 01-2891-1992) dan water holding capacity (Modifikasi dari Quin dan Paton 1979). Sifat birefringence tepung pragelatinisasi diamati dengan menggunakan mikroskop polarisasi. Analisis Water Holding Capacity (Modifikasi dari Quin dan Paton 1979) Sebanyak 2 gram sampel ditambah air secukupnya kemudian divorteks. Larutan tersebut disentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit. Supernatan yang dihasilkan dibuang dan air yang tertahan tersebut dihitung dengan pengurangan berat sampel yang telah dibuang supernatannya dengan berat sampel awal. WHC perkiraan dihitung dengan pembagian berat
6 air yang tertahan dengan berat sampel awal. Hasil WHC perkiraan ini digunakan untuk menentukan WHC sampel dengan memasukkan 2 gram sampel ke dalam 3 buah tabung sentrifus yang berbeda dan diberi air dengan rentang volume masing-masing 0.5 mL dari hasil WHC perkiraan untuk 2 gram sampel. WHC dinyatakan antara sampel yang tidak ada supernatan dengan sampel yang ada supernatan setelah disentrifus. Analisis Donat Goreng Donat goreng dilakukan analisis kadar lemak metode soxhlet (SNI 012891-1992) dan kadar air metode oven (SNI 01-2891-1992). Analisis tersebut dilakukan duplo untuk setiap pengulangan.
7
HASIL DAN PEMBAHASAN Pembuatan Tepung Pragelatinisasi Tepung pragelatinisasi yang dibuat dengan metode gelatinisasi rice cooker, ekstruder dan drum dryer memiliki ukuran partikel yang sama jika diamati secara kasat mata pada gambar 3. Ukuran partikel yang sama ini karena penggunaan mesh yang sama selama proses penggilingan dengan pin disc mill yaitu 80 mesh.
A
B
C
Gambar 3 Tepung pragelatinisasi (A) Rice cooker (B) Ekstruder (C) Drum dryer Analisis Tepung Pragelatinisasi Berdasarkan hasil analisis kadar air pada tabel 2, tepung pragelatinisasi yang dibuat dengan pemasakan dalam rice cooker memiliki kadar air yang terendah yaitu 7.91 % sedangkan drum dryer memiliki kadar air tertinggi yaitu 9.80 %. Tabel 3 menyatakan daya ikat air / WHC (Water Holding Capacity) pada tepung pragelatinisasi dengan drum dryer tertinggi yaitu 2.8 3.1 mL/g sedangkan dengan ekstruder terendah yaitu 1.4 – 1.6 mL/g. Tabel 2 Kadar air tepung pragelatinisasi Tepung Pragelatinisasi Kadar air (% bbb) Rice cooker 7.91 ± 0.00a Drum dryer 9.80 ± 0.06a Ekstruder 9.06 ± 0.01a a rataan±standar deviasi; bbb=bobot basah Tabel 3 WHC tepung pragelatinisasi Tepung Pragelatinisasi Rice cooker Drum dryer Ekstruder
WHC ( mL/g) 2.2 - 2.4 2.8 - 3.1 1.4 - 1.6
8
Kadar air tepung pragelatinisasi pada setiap metode gelatinisasi telah memenuhi persyaratan kadar air tepung yaitu maksimum 13 % seperti kadar air tepung beras pada SNI 3549:2009. Perbedaan kadar air tepung pragelatinisasi yang diproses dengan berbagai metode gelatinisasi karena jumlah air dan suhu yang digunakan tidak sama. Menurut Hsi dan Hsiao (2004), fisikokimia tepung pragelatinisasi tidak hanya dipengaruhi oleh varietas beras namun kondisi perlakuan dan metode prosesnya. Air dan suhu gelatinisasi sangat penting dalam proses gelatinisasi terutama bagaimana perubahan struktur amilosa dan amilopektin pada jumlah air dan suhu yang berbeda (Ratnayake dan Jackson 2006). Kadar air tepung pragelatinisasi dengan metode drum dryer tertinggi karena tidak dilakukan proses pengeringan kembali setelah melewati drum dryer. Dengan metode drum dryer , slurry tepung diproses dengan pemasakan dan pengeringan secara simultan pada drum berputar yang dipanaskan (Kananurux et al 2009). Waktu pengeringan yang lebih lama pada tepung pragelatinisasi dengan metode ekstrusi menyebabkan kadar air produk akhir menjadi lebih rendah daripada metode lainnya. Daya ikat air pada tepung menentukan kemampuan penyerapan tepung terhadap air. Tepung pragelatinisasi dengan metode drum dryer memiliki daya ikat air yang tertinggi karena proses gelatinisasi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan metode rice cooker dan ekstruder. Jumlah kerusakan pati yang tinggi mungkin menyebabkan daya ikat air yang tertinggi pada tepung (Ju et al. 2012). Kandungan air sebesar 60% dan penggunaan suhu yang cukup dalam proses gelatinisasi dengan drum dryer mampu merusak granula pati pada tepung sehingga pati terurai menjadi struktur yang lebih pendek yaitu amilosa. Hal ini dapat dijelaskan dengan sifat birefringence yang sudah tidak ada dalam tepung pragelatinisasi.
Gambar 4 Sifat birefringence pada tepung pragelatinisasi (A) Rice cooker (B) Drum dryer (C) Ekstruder (perbesaran 1000x) Berdasarkan gambar 4, sifat birefringence pada tepung pragelatinisasi (A) dan (B) tidak terlihat yaitu pragelatinisasi dengan metode rice cooker dan drum dryer. Hal ini terjadi ketika granula pati dipanaskan dalam air, granula
9
pati menyerap air dan mengembang. Penyerapan air pada daerah amorf menyebabkan granula pati kehilangan kestabilan struktur kristalinnya sehingga kehilangan sifat birefringence (Ratnayake dan Jackson 2006). Kristalinitas pati ditentukan juga oleh panjang rantai amilopektin karena kemampuannya dalam membentuk double heliks (Hizukuri dkk 1983). Penyerapan air pada granula pati bagian amorf yang disertai dengan perlakuan panas menyebabkan terputusnya titik percabangan amilopektin sehingga panjang rantai amilopektin memendek dan sifat kristalinitas pati hilang. Akan tetapi, struktur pati yang rusak pada bagian amorf tidak hanya amilopektin melainkan amilosa. Panas dan air yang digunakan dalam proses gelatinisasi menyebabkan pembengkakan granula yang tinggi dan amilosa mampu berdifusi keluar dari granula (Harper 1981). Jika bentuk pati dilihat secara detail dengan mikroskop polarisasi, granula pati pada tepung dengan pemasakan metode rice cooker masih terlihat bulat walaupun sifat birefringence telah hilang. Pemasakan beras dalam waktu yang lebih lama dengan rice cooker merupakan salah satu faktor yang menyebabkan hilangnya sifat birefringence. Tepung pragelatinisasi dengan metode drum dryer, bentuk pati yang dihasilkan sudah tidak terlihat lagi. Bentuk pati pada tepung yang tidak merata ini terjadi karena proses gelatinisasi dengan drum dryer yang sangat sempurna. Panas dan air yang digunakan dalam proses drum drying cukup untuk mengelatinisasi semua granula pati pada tepung tersebut. Menurut Jie et al. (2011), penambahan air sebesar 5 – 40 % menyebabkan gelatinisasi pati berlangsung dalam dua tahap yaitu tahap pertama terjadi dislokasi heliks amilopektin kemudian transisi heliks coil (melting) pada tahap kedua karena heliks amilopektin membuka dan membentuk gel yang amorf. Selain itu tepung pragelatinisasi yang diproses dengan drum dryer dibuat dari beras yang sudah digiling menjadi tepung sehingga partikelnya menjadi kecil dan mudah menyerap air. Hal ini yang menyebabkan derajat gelatinisasi yang diperoleh lebih tinggi (Carciofi et al. 2014). Menurut Marshall (1992), gelatinisasi ini dipengaruhi oleh seberapa besar paparan granula pati untuk menerima air dengan adanya perlakuan penggilingan. Tepung pragelatinisasi yang diproses dengan ekstrusi (C) pada gambar 4 masih terlihat sifat birefringence. Namun granula pati yang rusak dengan bentuk yang tidak teratur juga terlihat pada tepung pragelatinisasi ekstrusi ini. Hal ini terjadi karena dalam proses ekstrusi, barel dan ulir pada ekstruder memberikan panas dan gaya shear yang menyebabkan gelatinisasi dan kerusakan pati (Lin et al. 2010) sedangkan pati yang memiliki sifat birefringence merupakan pati yang masih utuh sehingga dapat membentuk dua warna yang berpolarisasi karena perbedaan indeks refraksi dalam granula pati (Cui et al. 2005). Penyerapan air pada beras sebesar 27.6 % dari berat beras dengan cara perendaman beras dengan air selama 30 menit kurang cukup untuk mengelatinisasi semua pati dalam tepung tersebut dengan ekstruder. Kombinasi suhu barrel dan kecepatan screw ekstruder yang meningkat dapat meningkatkan derajat gelatinisasi dari tepung pragelatinisasi. Suhu barrel dan kecepatan screw dapat memberikan panas terhadap gelatinisasi pati Berdasarkan penelitian Lin et al. (2010) tepung beras dengan kadar amilosa
10 26.08 % memiliki derajat gelatinisasi yang tinggi yaitu 92.48% melalui proses ekstrusi dengan suhu barel 70 0C / 110 0C /110 0C dan kecepatan ulir 53 rpm. Penggunaan suhu barel dan kecepatan ulir yang sama seperti Lin et al. (2010) dalam penelitian ini menghasilkan jumlah pati tergelatinisasi yang berbeda. Hal ini dapat diamati pada gambar 4(C), sifat birefringence pati beras masih terlihat. Waktu proses ekstrusi bahan dalam screw yang digunakan ini sangat singkat yaitu sekitar 30 detik sehingga menyebabkan proses gelatinisasi tidak sempurna. Residence time proses ekstrusi mempengaruhi gelatinisasi pati sehingga diperoleh derajat gelatinisasi pati yang diinginkan. Residence time yang meningkat akan meningkatkan derajat gelatinisasi (Chuang et al. 2004). Tingkat kerusakan granula pati dari terbesar hingga terkecil berdasarkan hasil gambar mikroskop polarisasi yaitu tepung pragelatinisasi dengan menggunakan drum dryer, rice cooker dan ekstruder. Kerusakan pati yang terbesar dinyatakan dengan tidak terlihatnya bentuk granula pati beras yang bulat sedangkan kerusakan pati terkecil pada pati yang masih terlihat sifat birefringence. Oleh karena itu, daya ikat air yang terendah terdapat pada pembuatan tepung pragelatinisasi dengan ekstruder. Analisis Donat Goreng Kadar lemak adonan donat dengan tepung pragelatinisasi berdasarkan tabel 4 dari tertinggi hingga terendah yaitu pragelatinisasi dengan metode rice cooker, ekstruder dan drum dryer. Kadar lemak donat tepung pragelatinisasi tertinggi pada metode rice cooker sebesar 13.90 ± 0.11% sedangkan kadar lemak terendah pada metode drum dryer sebesar 10.25 ± 0.06%. Kadar lemak adonan 100% tepung terigu tertinggi yaitu mencapai 15.46 ± 0.19%. Tabel 4 Kadar lemak donat goreng a Donat Kadar lemak (bkc) tepung terigu (100%) 15.46 ± 0.19d b rice cooker (50%) 13.90 ± 0.11c drum dryer (50%)b 10.25 ± 0.06a b ekstruder (50%) 13.40 ± 0.02b b tepung pragelatinisasi; cbk=bobot kering a Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan ada perbedaan nyata (p<0.05). Donat goreng pada setiap perlakuan memiliki kadar lemak yang berbeda nyata (p<0.05). Kadar lemak donat pada adonan donat yang telah disubtitusi dengan 50% tepung beras pragelatinisasi lebih rendah dibandingkan dengan adonan 100% tepung terigu. Penggunaan tepung terigu sebagai bahan utama pembuatan adonan secara relatif dapat meningkatkan kadar lemak. Hal ini karena kandungan gluten yang tinggi pada tepung terigu sedangkan tepung beras memiliki kadar protein sekitar 6-9% (Shih et al. 2001). Gluten dapat menurunkan interaksi polisakarida-polisakarida sehingga menyebabkan peningkatan penyerapan minyak (Mohamed et al. 1998).
11
Penggunaan tepung pragelatinisasi ini dapat mengurangi kadar lemak karena granula pati yang tergelatinisasi dapat menahan air dalam adonan sehingga menghindari penguapan air dalam bahan pangan dan penetrasi dari minyak menuju bahan pangan berkurang (Shih et al. 2001). Adonan donat dengan tepung pragelatinisasi memiliki kadar lemak yang berbeda dengan yang telah dilakukan oleh Shih et al. (2001). Menurut Shih et al.(2001), kadar lemak pada adonan donat yang disubtitusi 50% dengan tepung beras yang sudah digelatinisasi mencapai 7.93% dari kadar lemak awal 24.36%. Perbedaan ini terjadi karena proses pembuatan tepung pragelatinisasi yang berbeda sehingga derajat gelatinisasi yang dimiliki tepung juga berbeda. Selain itu varietas beras yang digunakan pada penelitian ini merupakan beras ciherang dengan kadar amilosa 23.20% sedangkan beras yang digelatinisasi oleh Shih et al.(2001) merupakan beras bulir panjang. Derajat gelatinisasi tepung pragelatinisasi akan mempengaruhi daya ikat air adonan donat sehingga pindah massa dapat berubah saat proses penggorengan. Tabel 5 Perbandingan adonan donat antara berbagai perlakuan Tepung pragelatinisasi
a
rice cooker (50%)
Penurunan kadar lemak terhadap 100% tepung terigu (% bka) 1.56
drum dryer (50%)
5.21
ekstruder (50%)
2.06
bk=bobot kering
Penyerapan minyak terendah terjadi pada adonan donat tepung pragelatinisasi drum dryer dengan persentase penurunan kadar lemak tertinggi dibandingkan dengan 100% tepung terigu. Hal ini terjadi karena tingkat kerusakan pati pada saat proses gelatinisasi dengan drum dryer tertinggi. Kerusakan pati yang tinggi ini menyebabkan daya ikat air adonan donat yang tinggi sehingga perpindahan minyak ke dalam bahan pangan berkurang karena sedikit air yang mengalami penguapan selama proses deep fat frying. Penyerapan minyak tertinggi terjadi pada adonan donat dengan tepung pragelatinisasi rice cooker walaupun daya ikat air tepung ini lebih tinggi daripada tepung pragelatinisasi ekstruder. Minyak yang diserap pada adonan tepung pragelatinisasi rice cooker tinggi kemungkinan karena granula pati yang rusak dengan proses gelatinisasi rice cooker masih membentuk bulatan granula pati sedangkan pada proses gelatinisasi ekstruder, pati yang rusak sudah tidak berbentuk walaupun masih terdapat sifat birefringence. Kerusakan granula pati hingga bentuk granula pati yang tidak teratur dan sifat birefringence yang tidak tampak memiliki daya ikat air adonan yang lebih tinggi.
12
Penurunan kadar lemak (%)
40.00 33.70
35.00 30.00 25.00 20.00 15.00
13.32 10.09
10.00 5.00 0.00 rice cooker
drum dryer
ekstruder
Tepung pragelatinisasi
Gambar 5 Persentase penurunan kadar lemak adonan donat Berdasarkan gambar 5, tepung pragelatinisasi drum dryer dapat menurunkan penyerapan minyak tertinggi sedangkan tepung pragelatinisasi rice cooker menurunkan penyerapan minyak terkecil. Persentase penurunan kadar lemak tepung pragelatinisasi dengan drum dryer masih sangat lebih rendah dibandingkan dengan Shih et al. (2001) yang menurunkan 69,66% kadar lemak dari adonan donat tepung terigu 100%. Namun persentase penurunan kadar lemak dari penelitian ini lebih tinggi daripada fried batter yang disubtitusi 5% tepung beras pragelatini pragelatinisasi sasi dari adonan 100% tepung beras yaitu penurunan kadar lemak sebesar 24.16% (Shih et al. 2005). Penggunaan tepung pragelatinisasi yang dilakukan oleh (Shih et al. 2005) lebih sedikit mengurangi penyerapan minyak karena karakteristik batter yang memiliki viskositas yang kental sehingga ketebalan coating yang menjadi lebih besar dapat menyerap minyak walaupun menghalangi minyak yang masuk ke bagian dalam bahan pangan. Selain itu penggunaan ingredien lain yang dapat mengurangi penyerapan minyak masih lebih efektif dan efisien daripada penelitian ini seperti 0.01 g/mL pektin yang diterapkan pada coating chips pisang dapat menurunkan penyerapan minyak sebesar 43.09% (Singthong et al. 2009) dan pati jagung dengan amilosa tinggi yang dimodifikasi dapat mengurangi penyerapan minyak sebesar 42.18% (Wongkitcharoen et al. 2008). Hal ini terjadi karena kemampuan ingredien lain untuk menghalangi masuknya minyak dan penguapan air yang berlebih pada bahan pangan tersebut berbeda yaitu pektin dan amilosa ddapat apat membentuk gel selama proses penggorengan sehingga menghalangi penguapan air yang berlebih dan minyak yang masuk ke dalam bahan pangan menjadi berkurang.
13
Tepung pragelatinisasi memiliki kemampuan untuk mengurangi penyerapan minyak seperti pada skema sebagai berikut. Tepung pragelatinisasi
WHC
↑ Proses penggorengan (pindah massa dan panas)
Penguapan air
↓
Minyak yang masuk ↓
Kadar lemak bahan pangan ↓
Gambar 6 Skema penurunan penyerapan minyak dengan tepung pragelatinisasi
14
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Tepung pragelatinisasi dapat mengurangi penyerapan minyak donat selama deep fat frying. Penurunan penyerapan minyak tertinggi pada formulasi adonan donat 50% tepung pragelatinisasi dengan gelatinisasi drum dryer yaitu sebesar 33.70%. Proses gelatinisasi tepung beras dengan drum dryer mampu menyebabkan kerusakan pati gelatinisasi yang lebih banyak dan water holding capacity yang lebih tinggi dibandingkan dengan rice cooker dan ekstruder. Saran Tepung pragelatinisasi yang telah dibuat perlu dilakukan pengukuran derajat gelatinisasi sehingga dapat diketahui jumlah pati yang tergelatinisasi secara kuantitatif. Pemilihan varietas beras yang digunakan sebaiknya menggunakan beras dengan kandungan amilosa yang tinggi seperti beras IR 42. Pemilihan pembuatan produk pangan untuk pengaplikasian tepung pragelatinisasi masih kurang tepat karena adonan donat masih sulit untuk dilakukan pengontrolan saat proses deep fat frying sehingga perlu dilakukan percobaan lain pada bahan pangan yang tidak terlalu kompleks komposisinya.
15
DAFTAR PUSTAKA Al-Abdullah B, Angor M, Al-Ismail K, Ajo R. 2011. Reducing uptake during deep-frying of minced chicken meat-balls by coating them with different materials,either alone or in combination. J. Food Sci. 23:331-337. Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2011. Mutu Gizi dan Mutu Rasa Beras Varietas Unggul Ciherang.http://pustaka.litbang.deptan.go.id/publikasi /wr332114.pdf (8 Mei 2014). [BSN] Badan Standar Nasional. 2009. Tepung beras SNI 3549-2009. Carciofi AC, Sa FC. 2014. Extrusion processing conditions and food utilization by dogs and cats. http://br/site/Documentos/VI-Congresso-XIIISimposio-PET/palestra-08-Aulus-Carciofi-Extrusion-processing.pdf(9 Juli 2014). Clerici M. 2012. Physical and/or Chemical Modifications of Starch by ThermoplasticExtrusion.http://cdn.intechopen.com/pdfs/34060/InTechPhy sical_and_or_chemical_modifications_of_starch_by_thermoplastic_extrusi on.pdf (11 September 2013). Chuang G, Yeh AI. 2004. Effect of screw profile on residence time distribution and starch gelatinization of rice flour during single screw extrusion cooking. Journal of Food Engineering 63:21-31. Cui,Steve W, Qiang L, Shery X. 2005. Starch Modification and Applications. Di dalam Food Carbohydrate, Chemistry, Physical Properties and Application.,CRC Press, Boca Raton. Daomukda N, Moongngarm A, Payakapol L, Noisuwan A. 2011. Effect of Cooking Methods on Physicochemical Properties of Brown Rice. 2nd International Conference on Environmental Science and Technology IPCBEE vol.6 , IACSIT Press, Singapore. Ghidurus M, Turtoi M, Boskou G, Niculita P, Stan V. 2010. Nutritional and health aspects related to frying(I).Romanian Biotechnological letters.15(6). Harper JM. 1981. Extrusion of Food, Volume I. CRC Press, Inc Boca RatonFlorida. Hizukuri S, Kaneko T, Takeda Y. 1983. Measurement of the chain length of amy-lopectin and its relevance to the origin of crystalline polymorphism of starch granules. Biochimia et Biophysicia Acta 760:188-191. Hsi Mei Lai dan Hsiao Hsien Cheng. 2004. Properties of pregelatinized rice flour made by hot air or gum puffing. International Journal of Food Science and Technology 39:201-212. Jie Z, Haiyan G, Guanglei L, Xinhong L. 2011. Extruded Corn Flour Changed the functionality behavior of blends. Czech J. Food Sci. 29(5):520-527. Ju HL, Ah RC, Joo YH, Dong JP, Seung TL. 2012. Physical properties of wheat flour composites dry-coated with microparticulated soybean hulls and rice flour and their use for low-fat doughnut preparation. Journal of Cereal Science 56:636-643. Kananurux N, Thongngam M. 2009. Effect Pregelatinization Processes on Functional properties of Banana Flour.http://kucon\.lib.ku.ac.th /Fulltext/KC4706091.pdf (28 April 2014).
16 Lin JS, Jian MW, Chou CF, Liu CC. 2010. Effects of extrusion processing on the pregelatinized flour: enthalpy property, pasting property, and resistant starch content. Oral Presentation Proceedings Food Innovation Asia Conference 2010:Indigenous Food Research and Development to Global Market. http://agri.ubu.ac.th/news/fiac/data/oral_session2.pdf (11 Oktober 2013). Majzoobi M, Radi M, Farahnaky A, Jamalian J, Tongdang T, Mesbahi G. 2011. Physicochemical Properties of Pre-gelatinized Wheat Starch Produced by a Twin Drum Drier. J. Agr. Sci. Tech.13:193-202. Meulenaer DB, Camp J. 2007. Factors that effect fat uptake during French fries production.http://euppa.eu/_files/factors-french-fries.pdf (3 Maret 2014) Marshall WE. 1992. Effect of degree of milling of brown rice and particle size of milled rice on starch gelatinization. Cereal chem. 69(6):632-636. Mohamed S, Hamid NA, Hamid MA. 1998. Food components affecting the oil absorption and crispness of fried batter. J. Sci Food Agric 78:39-45. Porta R, Mariniello L, Pierro PD, Sorrentino A, Giosafatto VC, Marquez G, Esposito M. 2012. Water Barrier Edible Coatings of Fried Foods. J. Biotechnol Biomater 2:7(1-3). Ratnayake WS, Jackson DS. 2006. Gelatinization and Solubility of Corn Starch during Heating in Excess Water: New Insights. Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(10):3712-3716. Rohaya MS, Maskat MY,Ma’aruf AG. 2013. Rheological Properties of Different Degree of Pregelatinized Rice Flour Batter. Sains Malaysiana 42(12):1707-1714. Shih EF, Clawson EL, Daigle KW. 2001. Development of Low Oil-Uptake Donuts. Journal of Food Science 66(1):141-145. Shih F, Daigle KW. 2001. Rice Flour Based Low Oil Uptake Frying Batters.http://naldc.nal.usda.gov/download/6288/pdf (7 Maret 2014) _________________. 2002. Preparation and characterization of low oil uptake rice cake donuts. Cereal Chem. 79(5):745-748. Shih F, Garber B, Daigle KW, Ingram D. 2005. Effects of Rice Batter on Oil Uptake and Sensory Quality of Coated Fried Okra. Journal of Food Science 70(1):18-21. Singthong J, Thongkaew C. 2009. Using hydrocolloids to decrease oil absorption in banana chips. LWT-Food Science and Technology 42:11991203. Quin JR, Paton D. 1979. A pratical measurement of water hydration capacity of protein materials. Cereal Chem. 56(1)38-40. Wadcharat C, Thongngam M, Naivikul O. 2006. Characterization of pregelatinized and heat moisture treated rice flours. Kasetsart J. 40:144153. Wongkitcharoen N, Pasukcharoenying S, Srisuwatchree W, Nopharatana M, Vongsawasdi P.2008. Using modified starch to decrease the oil absorption in fried battered chicken. As J. Food Ag-Ind .1(103):174-183. Zeng J, Gao H, Li G, Liang X. 2011. Extruded Corn Flour Changed the Functionality Behavior of Blends. Czech J. Food Sci. (29)5:520-527.
17
Lampiran 1 Hasil uji statistik kadar lemak donat goreng
Duncan perlakuan
N
Subset for alpha = 0.05 1
50% tepung pragelatinisasi drum dryer 50% tepung pragelatinisasi ekstruder 50% tepung pragelatinisasi rice cooker 100 % tepung terigu
2
2
3
4
10.2500
2
13.3950
2
13.8950
2
Sig.
15.4550 1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.000.
1.000
1.000
1.000
18
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 16 Agustus 1992 dari pasangan Eko Purwanto dan Mimi Salionas. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Jenjang pendidikan yang telah ditempuh oleh penulis adalah SD Tarsisius I (1998-2004), SMPK 2 Penabur Jakarta (2004-2007) dan SMAK 3 Penabur Jakarta (2007-2010). Penulis lulus seleksi masuk ke Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Masuk Seleksi IPB) pada tahun 2010 sebagai mahasiswa Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Penulis merupakan mahasiswa berprestasi pada Tingkat Persiapan Bersama 2010/2011. Selama menjalani perkuliahan, penulis juga aktif dalam mengikuti organisasi Himpunan Mahasiswa Teknologi Pangan (HIMITEPA) pada tahun 2011-2012 sebagai anggota divisi profesi dan Keluarga Mahasiswa Katolik IPB (KEMAKI) pada tahun 2011-2012 sebagai anggota divisi pendidikan anggota. Penulis ikut berpartisipasi dalam kepanitiaan kegiatan HIMITEPA seperti BAUR-ACCESS dan HACCP-PLASMA pada tahun 2012 serta kegiatan Paskah Mahasiswa Seuskupan Bogor tahun 2011.
