KARAKTERISTIK EGG REPLACER DARI ISOLAT PROTEIN KEDELAI, ISOLAT PROTEIN SUSU, PATI JAGUNG, PATI KENTANG, GUAR GUM, DAN XANTHAN GUM
SKRIPSI
Oleh: JUNI ARIO 100305056/ Ilmu dan Teknologi Pangan
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
KARAKTERISTIK EGG REPLACER DARI ISOLAT PROTEIN KEDELAI, ISOLAT PROTEIN SUSU, PATI JAGUNG, PATI KENTANG, GUAR GUM, DAN XANTHAN GUM
SKRIPSI
Oleh: JUNI ARIO 100305056/ Ilmu dan Teknologi Pangan
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
Judul Skripsi
: Karakteristik Egg Replacer dari Isolat Protein Kedelai, Isolat Protein Kedelai, Isolat Protein Susu, Pati Jagung, Pati Kentang, Guar Gum, dan Xanthan Gum Nama : Juni Ario NIM : 100305056 Program Studi : Ilmu dan Teknologi Pangan
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si Ketua
Era Yusraini, S.TP, M.Si Anggota
Mengetahui,
Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Ketua Program Studi
Tanggal Lulus
: 26 Januari 2015
ABSTRAK JUNI ARIO: Karakteristik Egg Replacer dari Isolat Protein Kedelai, Isolat Protein Susu, Pati Jagung, Pati Kentang, Guar Gum, dan Xanthan Gum, dibimbing oleh Elisa Julianti dan Era Yusraini. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi karakteristik fisikokimia dan fungsional egg replacer berbahan dasar isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan satu faktor yaitu perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum (E): 62,5%:0%:18,75%:18,125%:0,625%:0% (E1); (62,5%:0%:18,75%:17,5%:1,25%:0% (E2); 62,5%:0%:18,75%:16,875%:1,875%:0% (E3); 62,5%:0%:18,75%:18,125%:0%:0,625% (E4); 62,5%:0%:18,75%:17,5%:0%:1,25% (E5); 62,5%:0%;18,75%:16,875%:0%:1,875% (E6); 0%:62,5%: 18,75%:18,125%:0,625%:0% (E7); 0%:62,5%:18,75%:17,5%:1,25%:0% (E8); 0%:62,5%;18,75%: 16,875%:1,875%:0% (E9); 0%:62,5%:18,75%:18,125%:0%:0,625% (E10); 0%:62,5%:18,75%:17,5%: 0%:1,25% (E11); 0%:62,5%;18,75%: 16,875%:0%:1,875% (E12). Parameter yang dianalisa adalah warna, densitas kamba, kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, kadar karbohidrat, kapasitas buih, stabilitas buih, aktivitas emulsi, dan stabilitas emulsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum memberikan pengaruh berbeda sangat nyata (P<0,01) terhadap semua parameter, kecuali kadar air yang memberikan pengaruh berbed a tidak nyata (P>0,05). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum memiliki karakteristik fisikokimia dan fungsional berbeda sangat nyata (P<0,01) dengan karakteristik fisikokimia dan fungsional kontrol (tepung telur). Formulasi E12 (0%:62,50%;18,75%:16,875%:0%:1,875%) memiliki karakteristik yang hampir menyerupai tepung telur sehingga dapat digunakan sebagai alternatif telur pada produk pangan berbahan dasar telur seperti roti dan cake. Kata kunci: Egg replacer, tepung telur, isolat protein, pati, gum
ABSTRACT
JUNI ARIO: The Characteristics of egg replacer from soy protein isolate, whey protein isolate, corn starch, potato starch, guar gum, and xanthan gum, supervised by Elisa Julianti and Era Yusraini. The research was aimed to study the physicochemical and functional characterization of egg replacer from soy protein isolate, whey protein isolate, corn starch, potato starch, guar gum, and xanthan gum. The research had been performed using factorial completely randomized design, with one factor i.e the ratio of: soy protein isolate, whey protein isolate, corn starch, potato starch, guar gum, and xanthan gum (E): 62,5%:0%:18,75%:18,125%:0,625%:0% (E1); (62,5%:0%:18,75%:17,5%: 1,25%:0% (E2); 62,5%:0%:18,75%:16,875%:1,875%:0% (E3); 62,5%:0%:18,75%:18,125%:0%: 0,625% (E4); 62,5%:0%:18,75%:17,5%:0%:1,25% (E5); 62,5%:0%;18,75%:16,875%:0%:1,875% (E6); 0%:62,5%:18,75%:18,125%:0,625%:0% (E7); 0%:62,5%:18,75%:17,5%:1,25%:0% (E8); 0%: 62,5%;18,75%:16,875%:1,875%:0% (E9); 0%:62,5%:18,75%:18,125%:0%:0,625% (E10); 0%:62,5%: 18,75%:17,5%:0%:1,25% (E11); 0%:62,5%;18,75%:16,875%:0%:1,875% (E12). Parameters analyzed were color, bulk density, moisture content, ash content, fat content, protein content, carbohydrate content, foaming capacity, foaming stability, emulsion activity, and emulsion stability. The research showed that the ratio of soy protein isolate, whey protein isolate, corn starch, potato starch, guar gum, and xanthan gum had highly significant effect (p<0,01) on all parameters except moisture content. The research showed that the ratio of soy protein isolate, whey protein isolate, corn starch, potato starch, guar gum, and xanthan gum was significantly diffe rent (p<0,01) with physicochemical and functional characterization with physicochemical and functional characterization of control (egg flour). Ratio at E12 (0%:62,5%;18,75%:16,875%:0%:1,875%) had the characteristics that almost resembles to egg flour, so it could be used as a egg replacer on egg-based products such as bread and cake. Keyword: Egg replacer, egg flour, protein isolate, starch, gum
i
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Asahan pada tanggal 9 Juni 1991 dari bapak Sukatmin dan ibu Misni. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis lulus dari SMA Swasta Muhammadiyah 8 Kisaran dan masuk ke Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) tahun 2010. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di beberapa organisasi dan kegiatan. Di antaranya sebagai wakil ketua umum Ikatan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (IMITP) periode 2012/2013, ketua divisi pertanian Gerakan Mahasiswa Asahan (GEMAS) periode 2011/2012, ketua kajian dan strategi Forum Mahasiswa Asahan (FOSMA) periode 2011/2012, wakil ketua divisi informasi dan kreativitas BKM Al-Mukhlisin FP-USU tahun 2010-2012, dan Anggota DKP Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) periode 2011/2012. Penulis juga menjadi asisten Laboratorium Analisa Kimia Bahan Pangan tahun 2012-2015. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. Socfin Indonesia kebun Aek Loba di Kabupaten Asahan Provinsi Sumatera Utara mulai bulan Juli sampai Agustus 2013.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Karakteristik Egg Replacer dari Isolat Protein Kedelai, Isolat Protein Susu, Pati Jagung, Pati Kentang, Guar Gum, dan Xanthan Gum”. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada Dr.
Ir.
Elisa
Julianti, M.Si selaku ketua komisi pembimbing, Era Yusraini, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing, dan Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MS yang telah membimbing dalam penyusunan skripsi ini, serta kepada teman-teman dan semua pihak yang membantu sehingga penelitian dan skripsi ini dapat terselesaikan. Terima kasih untuk seluruh dosen dan staf tata usaha Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Terima kasih spesial kepada Fattya Rahmah Saputri, The Coker ’10, teman-teman stambuk 2010, adik-adik stambuk 2011, 2012, dan 2013. Semoga skripsi ini bermanfaat
bagi
pihak
yang
membutuhkan
dan
kepentingan
penelitian
selanjutnya.
Medan, Januari 2015
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Hal ABSTRAK ........................................................................................................
i
RIWAYAT HIDUP ..........................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ......................................................................................
iii
DAFTAR ISI ....................................................................................................
iv
DAFTAR TABEL.............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................
viii
PENDAHULUAN............................................................................................. Latar Belakang ........................................................................................... Perumusan Masalah ................................................................................... Tujuan Penelitian........................................................................................ Kegunaan Penelitian................................................................................... Hipotesa Penelitian.....................................................................................
1 1 3 4 5 5
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... Isolat Protein Kedelai................................................................................. Isolat Protein Susu ..................................................................................... Pati Jagung ................................................................................................. Pati Kentang............................................................................................... Guar Gum................................................................................................... Xanthan Gum ............................................................................................. Telur ........................................................................................................... Tepung Telur .............................................................................................. Egg Replacer ............................................................................................. Sifat Fungsional Protein.............................................................................
6 6 8 10 12 14 16 18 20 21 24
BAHAN DAN METODA ................................................................................ Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................... Bahan Penelitian......................................................................................... Reagensia.................................................................................................... Alat Penelitian ............................................................................................ Metode Penelitian....................................................................................... Model Rancangan....................................................................................... Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... Pembuatan pati kentang ...................................................................... Pembuatan tepung telur utuh...............................................................
27 27 27 27 27 28 29 30 30 30
iv
v
Pembuatan egg replacer ..................................................................... Pengamatan dan Pengukuran Data ............................................................ Warna.................................................................................................. Densitas kamba ................................................................................... Kadar air ............................................................................................. Kadar abu ........................................................................................... Kadar lemak ........................................................................................ Kadar protein ...................................................................................... Kadar karbohidrat (by difference) ...................................................... Kapasitas dan stabilitas buih............................................................... Aktivitas dan stabilitas emulsi.............................................................
31 35 35 35 35 36 37 37 38 38 39
HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................... Karakteristik Fisik, Kimia, dan Fungsional Tepung Telur Utuh ............... Karakteristik Fisik Egg Replacer .............................................................. Warna.................................................................................................. Densitas kamba ................................................................................... Karakteristik Kimia Egg Replacer ............................................................ Kadar air ............................................................................................. Kadar abu............................................................................................ Kadar lemak ........................................................................................ Kadar protein....................................................................................... Kadar karbohidrat................................................................................ Karakteristik Fungsional Egg Replacer..................................................... Kapasitas buih ..................................................................................... Stabilitas buih...................................................................................... Aktivitas emulsi................................................................................... Stabilitas emulsi...................................................................................
40 40 40 42 46 48 50 51 53 55 56 57 59 62 65 67
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ Kesimpulan................................................................................................. Saran ..........................................................................................................
69 69 70
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
73
LAMPIRAN......................................................................................................
78
DAFTAR TABEL
Hal 1.
Komposisi kimia kedelai kering per 100 g ................................................
6
2.
Komposisi isolat protein kedelai per 28 g .................................................
7
3.
Komposisi ASI, susu sapi, susu kambing, susu domba, dan susu kerbau .
8
4.
Komposisi isolat protein susu per 28 g......................................................
9
5.
Komposisi kimia jagung.............................................................................
10
6.
Kandungan gizi kentang per 100 gram bahan ...........................................
13
7.
Kadar proksimat pati jagung dan pati kentang merah varietas desiree .....
14
8.
Karakteristik pasta pati kentang varietas desiree ......................................
14
9.
Kandungan gizi telur dan olahannya ..........................................................
18
10. Sifat fungsional protein beserta mekanisme dan sumber proteinnya di dalam sitem pangan.................................................................................... 24 11. Karakteristik fisik, kimia, dan fungsional tepung telur utuh......................
40
12. Karakteristik fisik egg replacer ..............................................................
41
13. Perbedaan karakteristik fisik egg replacer dengan karakteristik fisik kontrol (tepung telur utuh) .........................................................................
42
14. Karakteristik kimia egg replacer ...............................................................
49
15. Perbedaan karakteristik kimia egg replacer dengan karakteristik kimia kontrol (tepung telur utuh) .........................................................................
50
16. Karakteristik fungsional egg replacer .......................................................
58
17. Perbedaan karakteristik fungsional egg replacer dengan karakteristik fungsional kontrol (tepung telur utuh) .......................................................
59
vi
DAFTAR GAMBAR
Hal 1.
Struktur kimia guar gum ............................................................................
15
2.
Struktur kimia xanthan gum.......................................................................
17
3.
Skema pembuatan pati kentang..................................................................
32
4.
Skema pembuatan tepung telur utuh ..........................................................
33
5.
Skema pembuatan egg replacer ................................................................
34
6.
Nilai L warna egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ......................
43
7.
Nilai a warna egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh).......................
44
8.
Nilai b warna egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ......................
46
9.
Densitas kamba egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh)...................
47
10. Kadar air egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) .............................
51
11. Kadar abu egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh)............................
52
12. Kadar lemak egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh)........................
53
13. Kadar protein egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ......................
56
14. Kadar karbohidrat egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ...............
57
15. Kapasitas buih egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ....................
60
16. Stabilitas buih egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) pada waktu 15 menit ...................................................................................................... 63 17. Stabilitas buih egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) pada waktu 30 menit ...................................................................................................... 63 18. Aktivitas emulsi egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh) ..................
66
19. Stabilitas emulsi egg replacer dan kontrol (tepung telur utuh)..................
67
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Hal 1.
Data sidik ragam nilai L warna egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap nilai L warna ..............................................................................................
78
Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap nilai L warna ................................
79
Data sidik ragam nilai a warna egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap nilai a warna...............................................................................................
80
Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap nilai a warna .................................
81
Data sidik ragam nilai b warna egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap nilai b warna...............................................................................................
82
Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap nilai b warna .................................
83
Data sidik ragam densitas kamba egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap densitas kamba ............................................................................
84
Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap densitas kamba .............................
85
Data sidik ragam kadar air egg replacer ..................................................
86
10. Data sidik ragam kadar abu egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap kadar abu ...................................................................................................
87
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
viii
ix
11. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap kadar abu ......................................
88
12. Data sidik ragam kadar lemak egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap kadar lemak ................................................................................................
89
13. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap kadar lemak ..................................
90
14. Data sidik ragam kadar protein egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap kadar protein ..............................................................................................
91
15. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap kadar protein.................................
92
16. Data sidik ragam kadar karbohidrat egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap kadar karbohidrat.........................................................................
93
17. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap kadar karbohidrat ..........................
94
18. Data sidik ragam kapasitas buih egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap kapasitas buih ..............................................................................
95
19. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap kapasitas buih ...............................
96
20. Data sidik ragam stabilitas buih (pada waktu 15 menit) egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap stabilitas buih (pada waktu 15 menit)..........................................................................................................
97
21. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan
x
xanthan gum dengan kontrol terhadap stabilitas buih (pada waktu 15 menit)..........................................................................................................
98
22. Data sidik ragam stabilitas buih (pada waktu 30 menit) egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap stabilitas buih (pada waktu 30 menit)..........................................................................................................
99
23. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap stabilitas buih (pada waktu 30 menit).......................................................................................................... 100 24. Data sidik ragam aktivitas emulsi egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap aktivitas emulsi ............................................................................ 101 25. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap aktivitas emulsi ............................. 102 26. Data sidik ragam stabilitas emulsi egg replacer dan uji DMRT efek utama pengaruh perbandingan isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum egg replacer terhadap stabilitas emulsi ........................................................................... 103 27. Uji Dunnet perbedaan perlakuan egg replacer dari isolat protein kedelai, isolat protein susu, pati jagung, pati kentang, guar gum, dan xanthan gum dengan kontrol terhadap stabilitas emulsi............................. 104 28. Foto-foto penelitian .................................................................................... 105
