PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT

PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT

Oleh : JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

19/10/2014

StarchPorcessing/SUG/2012

1

Pohon Industri Singkong

19/10/2014


2

Pohon Industri Jagung

19/10/2014


3

A. PERUBAHAN SIFAT PATI PASCA PANEN / SEBELUM PENGOLAHAN

19/10/2014


4

Perubahan Pati Praproses • Bahan hasil pertanian dalam bentuk utuh melakukan respirasi (fisiologi pascapanen) • Terjadi proses hidrolisis enzimatis dari pati menjadi maltodekstrin dan glukosa • Glukosa dioksidasi menjadi energi, CO2 dan air • Perubahan proporsi pati dengan oligosakarida dan glukosa menyebabkan perubahan tekstur bahan bila dimasak dan rasa menjadi lebih manis • Pengendalian perubahan dapat ditekan dengan perlakuan pendinginan (paling ekonomis) 19/10/2014


5

B. PERUBAHAN PATI SELAMA PROSESING

19/10/2014


6

Perubahan Pati Selama Proses Pengolahan • Swelling • Gelatinisasi • Cross link Starch • Esterifikasi • Hidrolisis • Isomerisasi • Oksidasi • Karamelisasi • Maillard 19/10/2014


7

Starch granules •

• •

19/10/2014

If we look at a potato cell under the microscope ....we see the starch granules stained blue (by iodine), the cell wall and with difficulty the cell membrane The cell wall is composed of cellulose and offers some resistance to ‘break’ The cytoplasm contains the dissolved sugars and salts - the fluids of the cells


8

Swelling (Mengembang) • Terjadi pada saat akan memasak pati. • Pati bila diberi air akan mengalami pengembangan volume. • Kekuatan pengembangan tersebut akan semakin besar dengan meningkatnya suhu larutan pati. • Berbeda antar jenis pati. 19/10/2014


9

Struktur sel pati yang mengalami pengembangan akibat penambahan air

19/10/2014


10

Pengaruh peningkatan suhu terhadap ukuran granula pati, pada suhu tertentu (60o C) mengalami stasioner (tetap) 19/10/2014


11

Gelatinisasi (kanji) • Terjadi pada proses pemasakan larutan pati. • Peristiwa rusaknya ikatan antarmolekul pada larutan pati dengan naiknya suhu, sehingga larutan pati mengalami gelatinisasi (kanji) dan viskositas menjadi tinggi (lebih kental). • Pada keadaan tersebut ikatan samping H mengikat air dalam jumlah yang lebih banyak, struktur larutan pati menjadi lebih merata, dan berkurangnya daerah kristal. • Untuk pati dengan kandungan amilosa tinggi (amilopektin rendah), sulit mengalami gelatinisasi pada suhu >100oC, dapat membentuk lapisan dan serat, kelarutan dan daya kembang tinggi pada kondisi alkali. 19/10/2014


12

Cooked Potato Granules • • • • •

During MOIST cooking the starch granules absorb water and swell. The granules are now softer and more digestible. The cell walls soften too and the fork meets less resistance when it is pushed into potatoes which are adequately cooked. Further cooking results in the starch granules BURSTING the long molecules of starch form a GEL with water. This is called GELATINISATION and occurs when starch (and flour) is used to thicken -sauces and custard.

19/10/2014


13

Semakin tinggi suhu pemasakan akan menyebabkan peningkatan viskositas, akan tetapi pada suhu tertentu akan stasioner

19/10/2014


14

Cross Link Starch (Pati ikat silang) • Ikat silang antar rantai amilosa, sehingga viskositas meningkat  untuk produksi lem dan pengental

19/10/2014


15

Photomicrograph of crosslink starch granules heated at 95oC for 30 menit 19/10/2014


16

Esterifikasi (ikat silang R-COO-R) • Merupakan produk pati yang telah mengalami esterifikasi antara gugus OH sehingga panjang rantai pati dapat diatur, • Sifat larutan patinya menjadi lebih tahan terhadap panas; kemampuan hidrolisis rendah, stabil dalam pH rendah, swelling dapat dihambat dalam air panas atau mendidih. • Produk pati ini banyak digunakan sebagai makanan bayi, salad dressing, stabiliser dan pengental. 19/10/2014


17

Hidrolisis • Terjadi akibat adanya pemberian asam/basa atau enzim pada larutan pati, dalam industri gula pati. • Apabila larutan pati dalam pH rendah dilakukan pemanasan pada suhu tertentu dan tekanan tinggi akan menyebabkan beberapa bagian pati terhidrolisis menjadi rantai sedang (dektrin), dan rantai tunggal dekstrosa. • Teknologi tersebut yang banyak digunakan dalam industri bahan pemanis dari tepung tapioka. • Selain dengan menggunakan beberapa enzim seperti enzim amilase, yang banyak digunakan pada industri HFS (High fructose syrup). 19/10/2014


18

19/10/2014


19

19/10/2014


20

19/10/2014


21

19/10/2014


22

Isomerisasi • Terjadi pada proses produksi gulasirup dari pati. • Proses isomerisasi merupakan perubahan (konversi) dari senyawa glukosa (dengan gugus fungsional aldosa) menjadi fruktosa (gugus fungsional ketosa) • Tingkat kemanisan fruktose meningkat 3 kali lipat dibanding glukosa • Perubahan dilakukan dengan menggunakan enzim gukosa-isomerase. • Teknik yang digunakan adalah imobilized enzim (enzim diambil dari mikroba dan dijerap dalam matrik resin • Larutan glukosa dilewatkan kolom yang berisi imobilized enzim 19/10/2014


23

Karamelisasi (Pencoklatan) • Terjadi pada proses pengolahan aneka permen dan roti. • Merupakan reaksi pembentukan warna coklat akibat pemanasan larutan gula, pH semakin rendah semakin tinggi warna coklat. • Termasuk kategori pencoklatan non-enzimatis. • Produk karamel banyak digunakan sebagai pewarna makanan dan minuman. • Campuran permen cokelat, wafer dll. 19/10/2014


24

Maillard • Pembentukan warna coklat akibat reaksi senyawa gula sederhana dengan adanya asam amino • Semakin besar jika aw atau kadar air rendah, banyak pada produk kering yang digoreng. • Contoh pencoklatan pada produk kerupuk yang digoreng agak suram (kuning – kecoklatan)

19/10/2014


25

C. PERUBAHAN SELAMA PENYIMPANAN

19/10/2014


26

Perubahan Selama Penyimpanan • Hidrasi (absorbsi) • Retrogradasi • Fermentasi • Perubahan aroma dan warna • Serangan kapang • Serangan serangga dan rodensia

19/10/2014


27

Hidrasi (absorbsi) • Produk olahan bentuk tepung jika mengandung gula reduksi (glukosa) banyak, cenderung akan menyerap uap air selama penyimpanan sehingga kadar airnya meningkat. • Dampak dari meningkatnya kadar air tepung, menyebabkan pembongkahan (agregasi) dan aw meningkat sehingga kemungkinan ditumbuhi kapang tinggi. • Produk tepung pati yang bagus jika glukosa rendah dan penyimpanan dengan wadah kedap udara.

19/10/2014


28

Retrogradasi • Terjadi pada produk roti yang disimpan dingin • Retrogradasi berhubungan dengan jumlah cabang pada rantai pati, • Pati yang kandungan amilopektin tinggi seperti jagung ketan tidak mengalami retrogradasi pada pendinginan/ pembekuan. • Pada peristiwa retrogradasi terjadi ikatan hidrogen antara gugus OH pada pati tergelatinisasi selama pendinginan. • Air yang berada pada gel akan keluar dari struktur dan pati menjadi tidak terlarut.

19/10/2014


29

Produk yang mengalami retrogradasi

19/10/2014


30

Fermentasi • Terjadi pada produk karbohidrat berbentuk larutan, terutama gula • Jika dalam penyimpanan tidak rapat akan menyebabkan kontaminasi yeast, akan menyebabkan fermentasi • Pada fermentasi karbohidrat sederhana akan diubah menjadi alkohol (etanol) • Produk cair yang baik disimpan dalam wadah yang kedap, sehingga mengurangi kontaminasi 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 dari udara

31

Perubahan Aroma dan Warna Perubahan Aroma : • Terjadi pada penyimpanan tepung pati yang wadahnya tidak kedap dan waktu simpan terlalu lama • Menyebabkan penyimpangan aroma (jawa=apek) nilai sensoris menurun

Perubahan Warna : • Beberapa produk tepung yang mengandung senyawa tanin cenderung akan mengalami perubahan warna akibat oksidasi

19/10/2014


32

19/10/2014


33

Serangan Kapang • Serangan kapang terjadi pada bahan pangan olahan yang kandungan airnya agak tinggi akibat proses penyimpanan yang kurang baik. • Kapang dapat menyebabkan perubahan warna pada produk tepung, dan beberapa menimbulkan racun bagi konsumen. • Perlu aplikasi wadah yang kedap udara dan memperkecil kontaminan dari ruang proses pengolahan, dengan sanitasi yang baik.

19/10/2014


34

Serangga Serangga dan Rodensia • Serangga menyukai produk tepung karbohidrat kering • Rodensia menyukai semua jenis produk olahan. • Serangan menyebabkan kehilangan bahan (bobot) tetapi produk yang diserang tidak mengalami perubahan khemis

19/10/2014


35

D. PRODUK OLAHAN & TEKNOLOGI PROSESING • • • • • •

Gula pasir Gula palma Tepung tapioka Tepung Mocaf Maltodekstrin Sirup gula (glukosa)

19/10/2014


36

Stasiun Preparasi

Stasiun Kristalisasi

Stasiun Pemurnian

Stasiun Finishing


Stasiun Evaporasi

Stasiun Ekstraksi

19/10/2014

Diagram Alir Proses Pengolahan Gula Tebu

37

Diagram Alir Proses Pengolahan Tapioka

19/10/2014


38

Diagram Alir Proses Pembuatan Gula Sirup

19/10/2014


39

Tugas Terstruktur Mandiri • Cari salah satu proses pengolahan bahan hasil pertanian, yang melibatkan proses fisis, mekanis, khemis dan miktobiolosis-enzimatis. • Tampilkan flow chart proses pengolahan secara lengkap, kondisi proses pengolahan optimalnya. • Buat tabel matrik tahapan dan perubahan karakteristik bahan selama proses pengolahan. • Lengkapi dengan neraca masa dan neraca energi bila memungkinkan.

19/10/2014

Starchcompos/SUG/2012

40

Contoh : Sirup Glukosa Tahapan Proses

Perubahan Fisis

Perubahan Mekanis

Perubahan Khemis

Perubahan Mikro-ensim

Likuifikasi Sakarifikasi Filtrasi Ion exchange

Hilangnya residu asam

Evaporasi Isomerasi Dekolorisasi

Hilangnya warna gelap

Evaporasi

19/10/2014


41

PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT

Recommend Documents