Potensi Bahan Baku Industri Pati dan Pati Modifikasi di Indonesia
TITI CANDRA SUNARTI Dep.Teknologi Industri Pertanian Institut Pertanian Bogor 2011
Starchy staples is providing the highest portion of energy, 1990-1992
Asia & Africa : >70% of total calories comes from this crops
Major sources of carbohydrate production in the world
Natural Sources of sugar Sugar cane, tebu (Saccharum officinarum)
•Tropical grasses need a lots of sunlight and water. •The cane will be harvested after 12 months •Yields ~ 100 tons caner per ha or 10 tons sugar per ha
Sugar beet, bit (Beta vulgaris)
z
z
z
Sugar beet is a temperate climate biennial root crop. The beet stores the sucrose in the bulbous root which bears a strong resemblance to a fat parsnip. A typical sugar content for mature beets is 17% by weight Sugar production is only about 7 tons per hectare.
Nutritive value of major cereals/100g edible portion * CHO = carbohydrate; NSP = Non-starch polysaccharides; TDF == Total dietary fibre Cereal
Energy kJ
Moisture %
Protein g
Fat g
CHO* g
NSP* g
TDF* g
Starch g
Sugars g
Wheat
1318
14.0
12.7
2.2
63.9
9.0
12.6
61.8
2.1
Maize
1515
12.0
8.7
0.8
77.7
na
11.0
71
1.6
Rice
1531
11.8
6.4
0.8
80.1
2.0
3.5
80.1
1.0
Barley
1282
11.7
10.6
2.1
64.0
14.8
17.3
62.2
1.8
Sorghum
1610
14.0
8.3
3.9
57.4
na
13.8
(50)
1.3
Millet
1481
13.3
5.8
1.7
75.4
na
8.5
60
4
Rye
1428
15.0
8.2
2.0
75.9
11.7
14.6
75.9
na
Oats
1698
8.9
12.4
8.7
72.8
6.8
10.3
72.8
1.2
Konsumsi Karbohidrat di Indonesia
Pakan 11%
Industri 2% Lain2 9%
Pangan 78%
Sumber Karbohidrat untuk Pangan di Indonesia Gandum Lain2 2% 8% Ubi Jalar 4%
Ubi Kayu 20%
Jagung 9%
Beras 57%
Ekspor-Impor Pati dan Pati Termodifikasi Indonesia Tahun 2003
Ribu Ton 250 200 150 100 50 0 Pati Ekspor
Pati Termodifikasi Impor
Ekspor-Impor Pati di Indonesia Tahun 2003
Ribu Ton 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Tapioka
Jagung
Gandum Ekspor
Impor
Kentang
Lain-lain
Produk Pati Dunia Penggunaan Pati di dunia Pati Alami 30% Pengental 47%
Pati Alami 29% Hidrolisat Pati 54% Pati Termodifikasi 17%
Konsumsi Pati di Eropa Barat
Pati Modifikasi 23%
Sumber Bahan Baku Industri Pati
Jagung
Hampir di seluruh dunia
Gandum
Eropa Barat, Amerika Utara, Australia
Kentang
Eropa
Ubi Kayu
Asia
Sumber pati Æ biji-bijian, umbi-umbian, dan batang (1) Biji-bijian Serealia : Beras (Oryza sativa), Gandum (Triticum sp.) Jagung (Zea mays), Sorgum (Sorgum bicolor), Millet (Eragrotis tef), Barley (Hordeum sp.), Oat (Avena sativa), Rye (Secale cereale), dll Leguminosa : Kacang hijau, kacang Bogor, kacang merah, dll (2) Akar, umbi, rhizoma Singkong (Manihot utilisima), Ubi jalar (Ipomoea batata), Kentang (Solanum tuberosum), Talas (Colocasia esculenta), Kimpul (Xanthosoma sp.), Garut (Maranta arundiacea), Uwi (Dioscorea sp.), Suweg (Amorphophallus campanulatus), Iles-iles (A. variabilis), Ganyong (Canna edulis), dll (3) Batang Sagu (Metroxylon sago), Aren (Arenga pinnata), Kelapa Sawit
Produksi dan Konsumsi Sumber Pati di Indonesia
Ribu Ton
60 50 40 30 20 10 0 Beras
Jagung
Produksi
Ubi Kayu
Ubi Jalar
Konsumsi
Sagu
Umbi lain
Jagung ÆTanaman jagung (Zea mays)
Produk utama : biji jagung Limbah hasil pertanian : Î Limbah lignoselulosik -Pelepah Jagung Æ pakan ternak -Klobot jagung Æ kemasan produk, rokok -Tongkol jagung (Xilan) Æ xilosa, xilitol, furfural
Jenis-jenis jagung : Î berdasarkan kualitas, kuantitas, dan pola komposisi endosperma jagung 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Dent Flint Flour Sweet Pop Pod
Berdasarkan kandungan Amilosa 1. Normal Corn Æ76% Amilopektin 2. Waxy Corn Æ 99% Amilopektin 3. High Amylose Corn Æ 20-50% Amilopektin
Pengolahan Jagung
(1) Dry milling - Jagung pipilan Æ pakan ternak - Tepung jagung (corn meal) (2) Wet milling : pemisahan komponen jagung Produk : pati (maizena), gluten, maize oil, Hasil samping : corn steep liquor, bungkil (3) Penggunaan langsung sebagai bahan pangan - Alkali cooked corn based product Co. Tortila, Taco, Corn Mass - Sweet corn Æ kaya akan phytoglikogen - Popcorn, snack tertua di dunia maksimum rasio ekspansi 40 kali - Sayuran, baby corn
Pengembangan produk berbasis pati
Singkong/Ubi Kayu Umbi kayu tanaman singkong (Manihot utilisima) Jenis umbi dibedakan atas kandungan HCN dalam umbi
Varietas Î
Singkong manis (var. palmata)
Singkong pahit (var. aipi)
Toksisitas (HCN per kg umbi)
HCN < 50 mg Tidak beracun
HCN ~ 250 mg
Kandungan pati
Lebih rendah
Tinggi
Aplikasi
Produk pangan
Bahan baku Industri pati
Pengeringan Tapioka Pengeringan Onggok
Ubi kayu Umbi Ekstraksi Basah Pati (Tapioka)
Kulit umbi Pengeringan Onggok
Tepung Singkong Tepung Asia
Produk olahan dari singkong (di Amerika Selatan)
Ubi Jalar (Ipomoea batatas) Jenis-jenis ubi jalar 1. Warna umbi Æ putih, jingga, ungu 2. Tekstur umbi setelah dimasak Æ Keras, kering Æ Lunak, berair, lengket Æ Umbi yang kasar
1. Konsumsi langsung Rebus, bakar, goreng 2. Produk pangan olahan - Tepung ubi jalar, chips 3. Pakan Ternak 4. Pati ubi jalarÆ industri Co. Industri gula cair
Masalah dalam Industri Pati Î Produksi Pati di Indonesia didominasi oleh industri kecil dan RT
Ind.Menengah dan Besar 3% Ind. Kecil 18%
Ind. Rumah Tangga 79%
Masalah di Industri Pati z z z z z z z z z z z z
Penggunaan teknologi dan peralatan yang sederhana Î kualitas pati rendah - Kadar air tinggi - Derajat asam tinggi - Serat dan kotoran tinggi Prasarana dan sarana yang tidak memadai, misalkan pengangkutan yang membutuhkan waktu Î bahan baku mudah rusak Kebijakan lain : pajak, subsidi bahan bakar, izin impor, dll.
Memilih Pati yang Tepat untuk Produk Pangan z
z
z
Apa sistem produk target ? - Produk yang perlu dimasak atau produk instant ? - Produk makanan beku atau makanan kaleng ? - Berapa lama waktu simpan produk ? - Dalam bentuk fisik apa, pati digunakan ? Apa bahan lain yang terkandung di dalamnya ? Gula ? Asam ? Lemak ? Protein ? Apa pengaruh bahan tersebut terhadap pati & sifat fungsionalnya ? Bagaimana kondisi proses produksinya ? Waktu ? Suhu ? gesekan ?
Î Tentukan jenis pati yang akan digunakan.
Prospek Pengembangan Industri Gula (Pemanis) Non-Tebu
TITI CANDRA SUNARTI Departemen Teknologi Industri Pertanian Institut Pertanian Bogor 2011
World map of sugar production Sugar is produced in 121 countries in the world. Annual global production : 120 millions tons ~70% is produced from sugar cane, and the remaining 30% from sugar beet
Produksi dan Konsumsi Gula Tebu di Indonesia 4
Jumlah ( Juta Ton)
3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1994
1996
1998
2000
2002
2004
Tahun Produksi
Impor
Suplai (Produksi + Impor)
Konsumsi
2006
Low-caloric sweetener 13%
G ula R afinasi 47%
Caloric sweetener 87%
Konsumsi pemanis per kapita di USA
Corn S weetener 53%
Dekstrosa 5%
Glukosa 26% HFS 69%
Substitusi Gula Sukrosa 1. Gula Palm 2. Madu 3. Low calory sweetener - Natural Sweetener - Pemanis sintetis 4. Hidrolisat pati
Gula Palma z
z
Gula Palma Potensial : - Kelapa - Aren - Siwalan Pengembangan Produk - Gula cetak - High density invert palm sugar - Gula semut (crystal palm sugar)
Indonesia Palm Sugar Component
Palm Juice (Nira) Aren
Siwalan
Nypa
Coconut
Dry matters (g/l) Sucrose (g/l) Reducing sugar (g/l) Protein (g/l) Lipid (g/l) Ash (g/l) N (mg/l) P (mg/l) K (mg/l) Ca (mg/l) Mg (mg/l)
140-180 130-170 2-4 410 10 1200 10 100
100-150 6-10 2
170-180 130-180 7-9 4-5 360 110 1900 60 30
150-200 120-180 7-10 1-6 0.4 1–4 300–510 60-100 1200-2000 10-20 30-50
pH
8
6.5
7.5
7.2
Sumber : Flach dan Rumawas (1996)
Gula Turunan Pati dan Bahan Lignoselulosa
Selulosa
Pati
Hemiselulosa
Hidrolisis Xylan Maltosa
Glukosa
Isomerisasi Hidrolisis Fruktosa Xylosa
Hidrogenasi
Hidrogenasi
Maltitol Sorbitol
Mannitol
Xylitol
Tingkat kemanisan relatif gula & polyol Gula
Kemanisan relatif (%)
Sugar Alkohol (polyol)
Kemanisan Relatif (%)
Fruktosa
170
Manitol
40-50
Gula invert
130
Sorbitol
40-50
Sukrosa
100
Xilitol
Glukosa
75
Maltosa
30
Galaktosa
30
Laktosa
15
100
Arabinitol
~100
Isomaltitol
50
Laktitol
30
Maltitol
~90
L-sorbosa D-xilosa Laktulosa
60-80 50 ~60
