Physicochemical and Functional Properties of Starch from Breadnut (Artocarpus communis

Komposisi Kimia Biji Kluwih (Sukatiningsih)

SIFAT FISIKOKIMIA DAN FUNGSIONAL PATI BIJI KLUWIH (Artocarpus Communis G.Forst)

Physicochemical and Functional Properties of Starch from Breadnut (Artocarpus communis G.Forst) Seed Sukatiningsih1) 1)

Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember. Telp.0331 335232 Fax.0331 321784. Email: [email protected]

ABSTRACT Basic information on chemical composition of Indonesian breadnut seed flour and physicochemical as well functional properties of its starch is scarce and therefore the product is still underutilized in industry. The objective of this research is to study the chemical composition of breadnut seed and to evaluate some of the physicochemical and functional properties of its starch for food processing. The starch of the breadnut seed was extracted with brine at a various salt concentration, i.e. 0%, 0.03%, and 0.1%. (w/v). The results indicated that the dried seed of breadnut with moisture content of 10.835% was composed of protein (8.843%), 5.599% lipid, ash (1.499 %), 8.197 % crude fiber, and carbohydrate (64.965 %). It also contains phenols at a level of 0.061 %. The concentration of salt increased the yield, degree of whittenes, gelatinization temperature, paste viscosity, swelling capacity increased with salt concentration, but the amylose content was reduced. The starch granule was not affected by the salt concentration. Key words : breadnut seed, starch, physicochemical properties. PENDAHULUAN Indonesia kaya akan sumber daya alam hayati yang belum dimanfaatkan secara optimal.Dalam usaha memaksimalkan potensi sumber pangan lokal maka perlu digali sumber pangan lain selain beras,sehingga dapat menunjang diversifikasi pangan dan dapat menumbuhkan dan mendorong pengembangan agroindustri.Informasi dasar mengenai produk pangan lokal tersebut masih minim,karena itu penelitian dasar sangat diperlukan untuk memahami karakteristik hasil pertanian sehingga dapat digunakan sebagai dasar pengembangan agroindustri yang sesuai. Kluwih (Artocarpus Communis G. Forst) merupakan salah satu tanaman yang banyak ditemukan di Indonesia. Buah kluwih mirip sukun, bedanya kluwih berkulit kasar dan memiliki biji. Sementara sukun berkulit lebih halus dan

tidak berbiji (Novary, 1999). Biji kluwih yang sudah tua dijual dalam bentuk matang yaitu direbus, makanan ini banyak ditemui di daerah pedesaan. Buah kluwih banyak mengandung karbohidrat. Menurut Reeve (1974) dalam Suryaningsih (1993) tingginya kandungan karbohidrat dalam kluwih disebabkan tingginya kandungan pati yang tersimpan dalam sel parenkim daging buah, yang kadarnya mencapai 67,5 % (Peters dalam Suryaningsih 1993) Mengacu pada penelitian Agustina (2005) bahwa kandingan pati biji kluwih berkisar antara 30,15 – 39,09 %, maka biji kluwih dapat dimanfaatkan sebagai salah satu alternatif sumber pati untuk bahan pangan atau bahan industri. Pati menjadi prioritas dalam penelitian ini, dengan pertimbangan aplikasinya di industri sangat luas serta berkaitan sangat erat dengan fenomena HTC (Hard to Cook) produk pangan olahan. 163

Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 6 No. 3 (Desember 2005) 163 - 169 Ekstraksi pati biji kluwih dilakukan dengan pelarut air, larutan garam 0.03 % dan 0.1 % setelah biji kluwih dihancurkan. Perendaman dalam larutan garam menyebabkan terjadinya perapuhan jaringan sehingga ketika biji kluwih dihancurkan pati mudah terektrak keluar dari jaringan parenkim (Nurshodiq,1999;Sathe and Salunkhe,1981;Widowati dkk.,1997). Selain itu larutan garam dapat mencegah terjadinya pencoklatan. Menurut Makfoeld (1982) adanya senyawa fenol yang terkandung dalam lendir biji menyebabkan warna pati menjadi coklat.Tetapi lendir tersebut dapat diendapkan oleh adanya ion Na+ atau Ca+ .Konsentrasi larutan garam yang terlalu rendah menyebabkan penghambatan pencoklatan dan mempersulit ektraksi pati, tetapi konsentrasi garam yang terlalu tinggi menyebabkan pati menjadi asin sehingga membatasi pemanfaatan pati sebagai bahan industri. Biji kluwih belum banyak dimanfaatkan oleh masyarakat untuk dijadikan produk pangan ataupun nonpangan. Hal ini dikarenakan masih belum diketahuinya karakteristik kimia biji kluwih yaitu kadar air, abu, protein, lemak, serat, karbohidrat, pati, fenol serta sifat fisikokimia dan fungsional pati biji kluwih. Dengan mengkaji dan mengetahui karakteristik kimia biji kluwih serta sifat fisikokimia dan fungsional pati biji kluwih diharapkan biji kluwih dapat digunakan secara optimal sesuai dengan karakteristik yang dimilikinya. BAHAN DAN METODE Bahan Biji kluwih dari buah kluwih yang masak diperoleh dari Situbondo dan garam dapur di beli dari pasar Tanjung, Jember. Metode Penelitian terdiri atas Pengolahan tepung biji kluwih dan Pengolahan pati 164

biji kluwih. Penelitian dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 kali ulangan. Pengolahan Tepung Biji Kluwih Pengolahan tepung biji kluwih dilakukan dengan metode sederhana sebagai berikut 1) Pengupasan kulit luar dan kulit ari biji kluwih, pengirisan tebal 0.2 cm; 2) Penjemuran 4 jam ; 3) 0 Pengeringan dengan oven suhu 50 C selama 10 jam; 4) Penggilingan dan pengayakan ukuran 80 mesh; 5) Tepung biji kluwih siap dianalisis. Pengolahan Pati Biji Kluwih Pengolahan pati biji kluwih dilakukan sebagai berikut : 1)pengupasan biji diikuti perendaman dalam larutan garam 0 %, 0.03 %, 0.1 % selama 1 jam; 2) penghancuran dengan blender dan penyaringan menggunakan kain saring dengan pencucian 3 kali hingga kandungan pati dalam ampas terikut semua. Pencucian menggunakan larutan garam 0 %, 0.03 %, dan 0.1 %; 3) pengendapan selama 24 jam,untuk memisahkan pati dan cairan ; 4) pengeringan pati dengan menuang pati dalam loyang, pengeringan dalam tray drier selama 3 jam pada suhu 40o C, selanjutnya pengeringan dengan oven o suhu 40 C selama 48 jam; 5) penggilingan pati kering pengayakan ukuran 80 mesh; 6) pati siap dianalisis. Analisa dan Analisa Data Analisa tepung biji kluwih meliputi kadar protein dengan metode Kjeldahl (Sudarmadji, dkk, 1996;Williams,1984). kadar lemak metode Soxhlet (Sudarmadji dkk, 1992; Williams,1984), kadar abu (Sudarmadji dkk, 1992; Williams,1984), kadar fenol metode Follin-Ciocalteu (Fardiaz dkk, 1992), kadar serat metode oksidasi (Sudarmadji dkk, 1992; Williams,1984), kadar air (Sudarmadji dkk, 1992; Williams,1984), dan karbohidrat by difference . Karakteristik sifat fisikokimia pati biji kluwih yang dipelajari adalah rendaman pati (Tejasari, 2002), derajat putih

Komposisi Kimia Biji Kluwih (Sukatiningsih) menggunakan color reader, (Fardiaz dkk, 1992), kadar amilosa (Fardiaz dkk,1992) bentuk dan ukuran granula pati, dengan mikroskop dengan perbesaran 400 kali. Sifat fungsional yang dipelajari adalah suhu gelatinisasi (Swinkels and Veendam, 1985), viskositas pasta (Swinkels and Veendam, 1985), daya pemekaran (Swinkels and Veendam, 1985). Data yang diperoleh diolah menggunakan analisa sidik ragam dilanjutkan uji DMRT.Untuk analisa komposisi kimia tepung biji kluwih digunakan metode deskriptif dimana hasil penelitian dianalisa, dirata-rata dari 3 kali ulangan, dicari standart deviasinya, ditabulasi kemudian diinterpretasikan sesuai hasil pengamatan yang ada HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik kimia Tepung biji kluwih. Komposisi kimia tepung biji kluwih dibandingkan dengan biji nangka dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi kimia tepung biji kluwih dan tepung biji nangka (%) Komponen

Protein Lemak Abu Fenol Serat Air * Karbohidrat

Biji kluwih

8.843 + 0.371 5.599 + 0.529 1.499 + 0.061 0.061 + 0.001 8.197 + 0.001 10.835 + 0.050 64.965 + 0.00

Biji nangka kunir ** 1.300 2.220 2.220 13.260 81.000

Keterangan : * biji kluwih kering Kadar air biji kluwih segar 82.619 % + 0.052. ** Ridoi, 2001. Pada Tabel 1 terlihat bahwa kandungan protein biji kluwih 8.8426 + 0.3714%.Kadar protein ini cukup besar bahkan lebih tinggi dibandingkan biji nangka yang hanya mengandung protein 1.30 – 1.63 % (Ridoi, 2001).

Sebagai perbandingan protein beras giling 6,8%, beras jagung kuning 8,7 % (Anonim,1992).Kandungan protein biji kluwih setara dengan beras jagung kuning.. Kadar lemak biji kluwih 5.599 + 0.529 %, lebih tinggi dibandingkan biji nangka yang berkadar 2.22 – 2.45 % (Ridoi, 2001), beras giling ( 0,7 %) dan beras jagung kuning ( 4,5 %) (Anonim,1992). Lemak dalam biji kluwih mempengaruhi rasa dan aroma biji kluwih bila dimasak. Kadar abu biji kluwih 1,499 % lebih kecil dibandingkan biji nangka yang kadar abunyasebesar 2,220% (Ridoi, 2001), beras giling ( 1,468 % )dan beras jagung kuning ( 3,936 %) (Anonim, 1992). Abu merupakan mineral yang dikandung oleh bahan pangan tersebut. Senyawa fenol adalah senyawa yang dapat menyebabkan pencoklatan. Adanya senyawa ini berpengaruh terhadap warna tepung dan warna pati biji kluwih. Pada biji kluwih kandungan fenol sebesar 0.0614 + 0.0008 %. Dengan adanya fenol ini pati biji kluwih berwarna coklat jika tidak diberi perlakuan khusus. Kandungan karbohidrat biji kluwih sebesar 64.965 %. Kandungan ini cukup tinggi. Ini menujukkan biji kluwih berpotensi sebagai salah satu sumber karbohidrat. Kandungan serat biji kluwih sebesar 8.196 % + 0.003%. Sebagai bahan pangan kandungan serat ini cukup besar. Serat sangat penting bagi tubuh. Konsumsi serat yang cukup dapat menurunkan kadar kolesterol darah sehingga mencegah berbagai penyakit seperti tekanan darah tinggi, jantung koroner dan batu empedu, mengontrol glukosa darah sehingga mencegah penyakit diabetes melitus (Astawan,1998; Winarno,2002), serat pangan mampu mengurangi kadar kolesterol serum (Muchtadi,2001). Berdasar komposisi kimia diatas, dapat dikatakan bahwa biji kluwih memiliki keseimbangan nutrisi yang meliputi karbohidrat, lemak, protein dan mineral yang baik tetapi juga mengandung senyawa fenol yang mengakibatkan pencoklatan enzimatis 165

Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 6 No. 3 (Desember 2005) 163 - 169 yang mengakibatkan warna gelap bila biji disimpan atau dibuat tepung. Rendemen dan, sifat fisikokimia pati biji kluwih. Rendemen dan sifat fisikokimia pati biji kuwih seperti terlihat pada Tabel 2. Tabel 2. karakteristik sifat fisik dan rendemen pati biji kluwih. kluwih Sifat fisik Ukuran granula (mm) dan bentuk granula

Perlakuan garam(%) 0%

Jumlah

Derajat putih (w) % Rende men (%)

0% 0.03 % 0.1 % 0% 0.03 % 0.1 %

Terkecil =0.003 a Terbesar= 0.007 b Bulat Terkecil = 0.003 a Terbesar= 0.007 b Bulat Terkecil = 0.003 a Terbesar= 0.007 b Bulat 62.179 a 63.021 ab 65.143 c + 9.97 a 10.200 ab 11.350 c

Kadar amilos a(%)

0% 0.03 % 0,10%

15, 997 c 13,071 b 12,348 ab

0.03 %

0.1 %

Ukuran dan bentuk granula pati biji kluwih dilihat menggunakan mikroskop perbesaran 400 X. Dari hasil pengamatan didapatkan ukuran granula pati terkecil 0.003 + 0 mm dan terbesar 0.007 + 0 mm, baik pada perlakuan tanpa garam maupun penambahan garam 0.03 % dan 0.1 %. Ukuran granula ini tergolong kecil jika dibandingkan dengan ukuran granula jagung dengan diameter 0.015 mm, tapioka dengan diameter 0.02 mm (Hariyadi,1995. Hal ini berpengaruh terhadap sifat pengendapan pati. Semakin kecil ukuran granula pati maka pati sukar mengendap sehingga pada proses

166

pembuatan pati sulit dipisahkan.Bentuk granula pati biji kluwih dapat dilihat pada Gambar 1 Gambar 2 terlihat granula pati pecah tidak berkumpul dan terlihat fraksi amilosa berwarna biru. Derajat putih menunjukkan bahwa semakin besar angka yang dihasilkan warnanya semakin mendekati putih. Konsentrasi garam berpengaruh sangat nyata terhadap derajat putih pati biji kluwih,makin tinggi konsentrasi garam makin putih warna pati. Adanya senyawa fenol memungkinkan terjadinya pencoklatan pada proses pembuatan pati sehingga menyebabkan warna kecoklatan. Perendaman dalam larutan garam mengakibatkan warna semakin mendekati putih disebabkan ion Na dari garam berikatan dengan gugus OH fenol sehingga tidak terbentuk kuinon yang berwarna coklat (Winarno, 2002) Rendemen pati biji kluwih dipengaruhi oleh konsentrasi garam seperti terlihat pada Tabel 2.Konsentrasi garam berpengaruh sangat nyata terhadap rendemen pati biji kluwih Makin tinggi konsentrasi garam, rendemen pati biji kluwih makin tinggi Hal ini disebabkan kelarutan pati dalam larutan garam kecil seperti ditunjukkan Gambar 1,granula pati terdispersi merata pada larutan garam 0% (A),sedangkan pada larutan garam 0,03% (B) granula pati tidak terdispersi merata dan pada larutan garam 0,1% granula pati mengumpul (C) dan mengendap.) Selain itu garam berikatan dengan lendir dan gum membentuk senyawa komplek yang mengendap bersama pati sehingga meningkatkan rendemen pati (Mafoeld,1982; Widowati dkk.,1997; Winarno,2002). Jika dibandingkan dengan rendemen pati umbi suweg yang hanya 6.19 % sampai 7.21 % (Nurshodiq, 1999) maka rendemen pati biji kluwih ini tergolong tinggi.

Komposisi Kimia Biji Kluwih (Sukatiningsih)

A

A

B

B

C

C

Gambar 1. Foto Granula Pati pada perendaman dan ekstraksi dengan Larutan Garam 0% (A), 0,03% (B), 0,1% (C)

Konsentrasi garam sangat berpengaruh terhadap kadar amilosa pati biji kluwih,makin tinggi konsentrasi garam kadar amilosa makin kecil.Hal ini disebabkan beberapa ion anorganik + 2+ menaikkan seperti Na ,Ca dan Cl aktivitas enzim amilase dan dikenal sebagai aktivator (Gaman and Sherington,1992)), sehingga amilosa dihidrolisis akibatnya jumlahnya akan berkurang. Pati biji kluwih memiliki kandungan amilosa rendah dibandingkan pati jagung yang besarnya 25 % (Setiadji,1996),atau pati ganyong yaitu 39,30 %,ubi jalar 28,93 %,pati garut 28,64 % (Utomo dan Antarlina,1997) dan pati aren 21,30 % (Haryadi,1995).Pati terdiri atas fraksi amilosa dan amilopektin, kandungan masing-masing fraksi ini berpengaruh terhadap sifat gel pati yang dihasilkan. Sifat tersebut akan berpengaruh terhadap

Gambar 2. Foto Granula Pati tergelatinisasi

tekstur produk yang menggunakan pati tersebut. Sifat fungsional pati biji kluwih Hasil analia terhadap sifat fungsional pati biji kluwih seperti terlihat pada Tabel 3. Konsentrasi garam sangat berpengaruh terhadap suhu gelatinisasi pati biji kluwih, peningkatan konsentrasi garam meningkatkan suhu gelatinisasi. Garam bersifat higroskopis yang mampu mengikat air,sehingga berpengaruh Penggelembungan granula pati mengakibatkan suhu gelatinisasi menjadi tinggi, Kisaran suhu gelatinisasi dipengaruhi oleh keberadaan garam, pengaruhnya menaikkan suhu gelatinisasi. Garam dapur pada kadar 2,5 % menaikkan puncak viskositas pati jagung dan pati gandum (Haryadi (1995).

167

Jurnal Teknologi Pertanian, Vol. 6 No. 3 (Desember 2005) 163 - 169

Tabel 3. Sifat fungsional pati biji kluwih. No Sifat fungsional Perlakuan 0 1 Suhu gelatinisasi ( C) Garam 0 % Garam (w/v) 0.03 % Garam (w/v) 0.1 % 2 Daya pemekaran (%) Garam 0% Garam (w/v) 0.03 % Garam (w/v) 0.1 % 3 Viskositas pasta (mPas) Garam 0% Garam (w/v) 0.03 % Garam (w/v) 0.1 %

Ekstraksi pati dengan larutan garam berpengaruh terhadap daya pemekaran pati biji kluwih walaupun secara statistik tidak berbeda nyata.Peningkatan konsentrasi garam mengakibatkan air terserap dalam granula makin banyak sehingga kekuatan pemekaran pati makin tinggi.Jika dibandingkan dengan pati umbi suweg sebesar 1562 % sampai 1618 % (Nurshodiq,1999) maka kekuatan pemekaran pati biji kluwih tidak berbeda jauh. Konsentrasi garam sangat berpengaruh terhadap viskositas pasta pati biji kluwih,peningkatan konsentrasi garam meningkatkan viskositas panas maupun viskositas dingin pasta pati biji kluwih.hal ini berkaitan pula dengan kadar amilosa yang berkurang.Dengan berkurangnya kandungan amilosa secara proporsi amilopektin akan bertambah sehingga pasta semakin kental dan viskositas makin tinggi. KESIMPULAN Tepung biji kluwih mengandung komponen kimia yang lengkap dengan kandungan karbohidrat dalam jumlah tinggi sehingga berpotensi untuk digunakan pada produk tertentu yang berbasis karbohidrat. Peningkatan konsentrasi garam menyebabkan perubahan sifat fisikokimia dan fungsional pati biji kluwih.Terhadap

168

Jumlah 74.333 a 79.33 b 79.667 bc 1493.360 a 1562.700 a 1615.680 a panas = 21.500 dingin = 26.00 panas = 36.000 dingin = 39.000 panas = 61.500 dingin = 66.00

a d ab e c f

sifat fisikokimia ,peningkatan derajat putih,dan rendemen pati namun menurunkan kadar amilosa,sedangkan ukuran dan bentuk granula pati tidak dipengaruhi.Terhadap sifat fungsional, peningkatan suhu gelatinisasi, daya pemekaran dan viskositas pasta. Pada pembuatan pati biji kluwih ditemukan hambatan berupa sulitnya dilakukan pemisahan antara cairan dan endapan, untuk itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai cara terbaik pemisahan antara endapan pati dan cairannya, sehingga pembuatan pati biji kluwih bisa optimal. Selain itu dapat pula dilakukan penelitian lanjutan memngenai pemanfaatan pati biji kluwih pada sifat fungsional pati yang telah diketahui pada penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Agustina, 2005. Pengaruh Blanching, Natrium Klorida dan Natrium Metabisulfit terhadap Sifat Fisikokimia dan Fungsional Tepung Biji Kluwih (Artocarpus communis G.Forst) Jur.THP,FTP.Univ.Jember. Anonim, 1992. Daftar Komposisi Bahan Makanan Direktorat Gizi Dep. Kesehatan RI Bhatara Karya Aksara, Jakarta. Astawan, M., 1998. Penggunaan Serat Makanan Untuk Pencegahan Berbagai Penyakit, Jurnal Ilmu dan

Komposisi Kimia Biji Kluwih (Sukatiningsih)

Teknologi Pangan, (Desember) vol.3 no.2:41-51. Fardiaz, D., N. Andarwulan, A. Apriantono dan N. L. Puspitasari, 1992. Tehnik Analisa Sifat Kimia dan Fungsional Komponen Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB Bogor. Gaman P. And K.B. Sherington, 1992. Ilmu Pangan, Pengantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi, terjemahan M.Gardjito, S.Naruki dan Sardjono, Edisi ke 2 Gadjah Mada University Press Yogyakarta. Haryadi, 1995. Sifat sifat Fungsional Pati Dalam Bahan Pangan, FTPUGM, Yogyakarta Makfoeld, D., 1982. Deskripsi Pengolahan Hasil Nabati, Penerbit Agritech, Yogyakarta Muchtadi, D., 2001. Sayuran Sebagai Sumber Serat Pangan Untuk Mencegah Timbulnya Penyakit Degeneratif , J.Teknologi & Industri Pangan vol.XII no.1: 61-71. Novary, E.W., 1999. Penanganan dan Pengolahan Sayuran Segar, Penebar Swadaya, Jakarta Pengaruh Nurshodiq,M., 1999. Penggunaan NaCL Pada Berbagai Konsentrasi dan Suhu Perendaman Selama Ekstraksi Terhadap Sifat Fsik, Kimia dan Fungsional Umbi Suweg, Jur.THP,FTP.Univ.Jember. Ridoi A.S.,2001.Karakteristik Sifat Fisikokimia dan Fungsional Tepung Biji Nangka, skripsi Jur.THP.FTP.Univ.Jember. Sathe,S.K. and Salunkhe, 1981. Isolation, Partial Characteristic and Modification of the Great Northern Bean (Phaseolus Vulgaris ) Starch, J.Food Sci 46 (2) :617

Setiadji,1996. Kimia Organik II. Faperta Univ.Jember. Sudarmadji, S.B.Haryono dan Suhardi, 1992. Prosedur Analisa Untuk Bahan Makanan dan Pertanian, Liberty, Yogyakarta. Suryaningsih,W., 1993. Pengaruh Tingkat Penambahan Nangka muda dan Kluwih Dalam Pembuatan Dendeng Sapi Terhadap Mutu Produk,. Politehnik Pertanian Universitas Jember Swinkels and J. J. M. Veendams, 1985.Composition and Properties of Commercial Native Starches, Starch 37:1-5. Tejasari, 2002. Kajian Umbi-umbian, FTP. Univ.Jember. Utomo J.S. dan S.A.Antarlina, 1997. Kajian Sifat Fisik dan Kimia Pati Umbi-umbian selain Ubikayu. Proseding Seminar Teknologi Pangan, Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbiumbian,Malang. Widowati S, M.G.Waha dan B.A.S. Santosa, 1997. Ektraksi dan Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Fungsional Pati Beberapa Varitas Talas (Colocassia Esculenta L.Schott ) Proseding Seminar Nasional Teknologi Pangan, Patpi, Denpasar, Bali. Williams,S., 1984. Official Methods of Analysis of The Association of Official Analytical Chemists 14 th.ed.Published by The AOAC Inc.Arlington,Virginia,USA. Winarno F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia, Jakarta.

169