3/1/2016
Oleh : DR.Ir. Susinggih Wijana, MS.
1
Jurusan Teknologi Industri Pertanian FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
SENYAWA KARBOHIDRAT
DEFINISI KARBOHIDRAT Definisi karbohidrat atau hidrat arang adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon, hidrogen dan oksigen, dan pada umumnya unsur hidrogen dan oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Mempunyai rumus molekul (CH2O)n untuk monosakarida. Karbohidrat sebagai bahan pangan adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil enersi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil).
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
2
3/1/2016 3
RTP MS1/ Meta bolis ma
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT 3/1/2016
Monosakarida (unit terkecil/monomer) : glukosa, manosa, galaktosa dan fruktosa Disakarida (2 molekul monomer) : sukrosa, maltosa, laktosa Oligosakarida (3-10 unit monomer) : rafinosa, stakiosa, dll. Polisakarida (banyak atau > 10 monomer) : pati, selulosa, pektin, serta glikogen, khitin dan kitosan (hewan).
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
4
KARBOHIDRAT MONOSAKARIDA 3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Glukosa
Fruktosa
5
DISAKARIDA (2
MOLEKUL
MONOSAKARIDA)
3/1/2016
Sukrosa
Laktosa
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
6
OLIGOSAKARIDA
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
7
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
8
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
9
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
10
STARCH MOLECULE KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
The Enzyme AMYLASE breaks down this long chain of GLUCOSE units into shorter chains (DEXTRINS) or into pairs of glucose units (MALTOSE).
3/1/2016
11
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
12
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
13
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
14
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
15
GLIKOGIN Polimer glukosa dengan struktur yg mirip dgn amilopektin, tapi banyak cabang (setiap 8 residu) dan lebih pendek. Terdapat di hewan sebagai bentuk simpanan karbohidrat, ketika dibutuhkan energi akan dipecah menjadi glukosa melalui proses glicogenolisis, ersimpan dalam hati dan otot.
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
16
KITIN
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
polimer N-asetil β – D glukosamin. Terhubung dengan ikatan β 14 , sehingga memiliki struktur yg mirip dengan selulosa kecuali pada gugus OH atom C 2 diganti dengan gugus amino yg terasilasi. Terdistribusi luas di banyak organisme terutama menyusun eksoskeleton pada beberapa moluska dan artropoda,
3/1/2016
Merupakan
17
KITOSAN 3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Kitosan dihasilkan oleh deasetilasi molekul basa N (nitrogen) parsial pada kitin, yang secara komersil diekstrak dari kulit udang dan kerang Kitosan diproduksi secara komersil dalam skala besar di Jepang, Amerika Utara, Polandia, Italia, Rusia, Norwegia, dan India. Kini kitosan banyak digunakan di bidang pangan, farmasi, medis, tekstil, pertanian, dan industri lain misalnya purifikasi limbah
18
3/1/2016
Kitindan Kitosan
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
19
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
20
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
21
SUMBER SENYAWA KARBOHIDRAT
Ubi kayu (singkong/cassava) Ubi jalar (sweet potato) Kentang (potato) Jagung (corn) Gandum (wheat) Padi (rice) Garut (arrow root) Sagu (palm)
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Merupakan senyawa polimer alami yang disintesis oleh tanaman dengan adanya sinar matahari , CO2 dan air Banyak terdapat sebagai cadangan makanan tanaman
3/1/2016
22
KOMODITI UBI-UBIAN Ubi jalar
3/1/2016
Garut
Kentang
Ubi kayu
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Gembili
Bentul 23
Sorgum
KOMODITI PADI-PADIAN Gandum
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
24
Sagu
TANAMAN PALMA Aren
Nipah
3/1/2016
Kelapa
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Tepung sagu
Gula palma
25
PRODUKTIVITAS TANAMAN
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
26
PENTINGNYA INFO PRODUKTIVITAS TANAMAN
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
skala produksi dalam satuan luasan wilayah (sentra produksi) total produksi daerah Mempengaruhi kontinyuitas dalam satuan waktu produksi, musiman atau sepanjang tahun waktu operasi efektif pabrik dalam 1 tahun. Mempengaruhi berapa luasan lahan produksi bagi pabrik untuk menjaga keamanan produksi, jika harga produk di pasaran terlalu tinggi. Mempengaruhi lokasi dalam perancangan
3/1/2016
Mempengaruhi
27
Tabel 1. Komposisi Kimia Ubi-ubian (dalam 100 g bahan) Ubi Jalar 70,00
Kentang
Karbohidrat (g)
34,7
27,3
19,1
Kalsium (mg) Besi (mg)
33,00 0,7
34,00 0,1
0,11 0,07
Energi (kalori) Protein
146 1,20
117
23 2,00
Lemak
0,30
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Ubi Kayu 62,5
3/1/2016
Komponen Air (g)
0,10 28
Tabel 2. Komposisi Kimia Biji-bijian (dalam 100 g bahan) Tepung Jagung
Air (g)
13,0
12,0
Lemak (g)
0,7
1,21
Karbobidrat (g)
78,7
77,3
Protein (g)
6,7
8,4
Kalsium (mg)
10,0
5,0
Besi (mg)
0,9
1,2
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Padi Giling
3/1/2016
Komponen
29
Tabel 3. Karakteristik Beberapa Tepung Rerata Ukuran (Um)
Beras ketan
0
2 – 15
6
Jagung ketan
70
4 – 20
10
Jagung
28
5 – 25
14
Ubi kayu
17
3 – 30
14
Ubi jalar
18
4 – 40
7 dan 20
Gandum
26
3 – 35
Ubi garut
21
9 – 40
19
Sagu
26
15 – 50
23
Kentang
20
10 - 100
33
Sumber Pati
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Ukuran Granula (Um)
3/1/2016
Kadar Amilosa (%)
30
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
31
3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
32
KEGUNAAN (MANFAAT) 3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Sebagian besar digunakan untuk makanan se- bagai sumber kalori (1 gr setara 4 kalori). Banyak digunakan dalam berbagai industri : Pangan (industri aneka kerupuk) Sizing dan finishing tekstil Industri Farmasi Produksi kertas Makanan ternak (tepung gaplek dll)
33
CONTOH
MANFAAT (PANGAN
INDUSTRI)
& 3/1/2016
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Tepung casava diproduksi dari ubi kayu, sebagai bahan baku dalam industri pangan : kerupuk, puding, campuran mie dll. Beberapa produk pati diolah melalui proses pregelatinisasi, selanjutnya dikeringkan untuk bahan baku produk olahan lanjutanatau produk instan. Selain untuk bahan pangan, pati banyak digunakan dalam industri kertas sebagai pengikat, dan industri tekstil untuk memperbaiki kekokohan kain dan kenampakan mengkilat, serta industri misil sebagai filler bahan peledak. Dalam indutri farmasi, produk olahan tapioka (gula alkohol seperti sorbitol dan manitol) untuk pemanis obat34 obatan (sirup obat).
KEGUNAAN
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Bahan karbohidrat dalam bentuk kasar (kadar serat tinggi) digunakan untuk pakan ternak, pengolahan tidak perlu sampai pemurnian cukup penggilingan saja Aneka produk olahan pakan : tepung gaplek, tepung jagung, tepung batang sagu dll. Gaplek ubi jalar punya potensi tinggi untuk pakan ternak (produktivitas tinggi), hingga kini belum dimanfaatkansecara maksimal Perlu dicek kandungan senyawa antigizi : tanin, racun HCN pada ubi, deoscorin dan deosgenin pada gadung Senyawa Ca-oksalat pada talas-talasan penyebab gatal.
3/1/2016
UNTUK PAKAN (TERNAK)
35
KOMODITI POTENSIAL LAIN ......
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
tanaman mangrove (lindur) potensi untuk pakan ternak, tanaman cocok untuk reboisasi pantai dan nilai ekonomi kerakyatan Tanaman porang banyak mengandung glukomanan, bagus untuk produksi mie kualitas tinggi (internasional)
3/1/2016
Aneka
36
BAHAN BERSERAT
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
senyawa polimer karbohidrat dalam bentuk selulosa Diambil dari bagian kulit batang, daun dan pelepah Komoditi : waru, nanas, pisang abaca, sisal, kapas, mendong dll. Bentuk produk olahan : benang, kain tenun, tikar dan kerajinan furniture
3/1/2016
Merupakan
37
KAYU 3/1/2016 KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Kayu merupakan untaian selulosa yang diikat oleh senyawa lignin (penguat) Dimensi serat berpengaruh terhadap kualitas kayu, dan sebaliknya jenis kayu berpengaruh ke kualitas serat Jenis kayu keras dan kayu lunak, dibedakan berdasar ratio diameter/panjang serat (kuat 1/25; lunak 1/8). Untuk bahan bangunan dan pulp, pulp manjadi kertas dan aneka produk lain (kertas seni, kertas industri, lembarang surat berharga) Produk terkini olahan kertas yang kebutuhan pasar besar adalah kertas tisue, adsorben (softtex dan pamphes ), tissue basah.
38
PRODUK
OLAHAN Kertas tissue 3/1/2016
Anyaman bambu Furniture serat
KLasifikasiKarbohidrat/SUG/2012
Papan partikel
Tenun serat nanas
Kertas seni 39