UBI KAYU / SINGKONG (MANIHOT ESCULENTA) Salah satu jenis umbi-umbian yang penting di daerah tropis. Berprospek baik di masa depan. Kelebihannya yaitu dapat tumbuh di tanah yang relatif kurang subur dan kering, mudah dipelihara, mempunyai daya tahan yang relatif tinggi terhadap penyakit, mampu bersaing dengan berbagai tumbuhan pengganggu, produksinya tinggi. Dapat dimakan sebagai makanan pokok penduduk di beberapa daerah serta dapat digunakan sebagai komoditas ekspor. Sebagai tanaman rakyat, ubi kayu lebih berperan sebagai pangan penduduk di daerah rawan pangan.
BAGIAN-BAGIAN TANAMAN UBI KAYU (MANIHOT UTILISIMA POHL)
IRISAN MELINTANG UMBI UBI KAYU.
PENGOLAHAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU Pengolahan Tapioka
Pemilihan Bahan Baku Pengupasan dan Pencucian Pemarutan/Penggilingan Penyaringan Pengendapan dan Pemurnian Pati Pengeringan Pengemasan
Pengolahan Tepung Ubi kayu (Tepung Kasava) Pembuatan Tepung Asia
III. PENGOLAHAN SINGKONG
A. TAPIOKA Pati ubikayu disebut juga tapioka diperoleh dari pengolahan umbi tanaman ubikayu (Manihot esculenta, Crantz). Sifat-sifat tapioka ; 1. bentuk bulat, permukaan datar salah satu sisi ada celahnya berbentuk konus yg meluas ke arah hilum. 2. Ukuran granula pati ; kecil 5 - 15 mikron, sedang 16 - 25 mikron & besar 26 – 35 mikron Penggunaan tapioka : utk pangan & non pangan. Utk pangan : krupuk, makroni, roti/kue, sirup dll. Utk non pangan : lem, industri tekstil sebagai sizing agent.
STRUKTUR ANATOMIS UBIKAYU Ditinjau dari segi botani umbi ubikayu sebenarnya merupakan umbi akar. Akar yg telah mengalami perubahan sedemikian rupa berubah fungsinya sebagar bagian utk menyimpan makanan yg berupa karbohidrat (pati). Secara anatomis ubikayu terdiri atas : 1. kulit. Kulit terdiri atas kulit luar yg tipis & kulit dalam yg tebal (korteks). 2. Daging umbi (silinder pusat), Banyak patinya. 3. Tulang umbi (core), merupakan bagian tengah dari umbi.
KOMPOSISI KIMIA UBIKAYU Tabel. Komposisi kimia ubikayu Komponen Air Pati Protein Lemak Abu selulosa
jumlah 60-70% 22-31% 3% 1% 0,5% 2%
Selain komponen tersebut juga terdapat HCN yg dalam keadaan bebas atau terikat. Jumlahnya bervariasi, yg banyak HCN adalah ubikayu varietas SPP (Sao Pedro Petro) = varietas ubikayu pahit. Varietas ubikayu manis kadar HCN-nya rendah.
SYARAT MUTU UBIKAYU YANG AKAN DIOLAH MENJADI TAPIOKA 1. Segar ubikayu yang akan diolah menjadi tapioka harus segar tidak lebih dari 48 jam setelah panen. Jika lebih dari 48 jam ubikayu akan “poyo”, warna coklat kehitaman yg akan menurukan kualitas tapioka. Ubikayu “poyo” disebabkan karena adanya enzim polifenol oksidase. Enzim tersebut jika kontak dg udara dan dengan adanya substrat polifenol akan membentuk senyawa quinon yang berwarna kecoklatan. 2. Tidak cacat, tidak busuk dan tidak berjamur. 3. Umur ubikayu optimum, kadar patinya optimum sehingga rendemen yang diperoleh besar.
PENGOLAHAN TAPIOKA (1) Cara tradisional
dilakukan oleh para pengusaha kecil atau pabrik tapioka kasar dengan produk akhir berupa aci kasar yang masih harus diolah lagi menjadi tapioka halus
(2) Cara modern
dilakukan oleh pabrik-pabrik besar dengan peralatan dan mesin yang dapat mengolah ubi kayu dalam skala besar. Perbedaan utama terletak pada cara penghancuran umbi, pemisahan pati/pengendapan dan pada produk akhir.
Tahapan utama pembuatan tapioka adalah
Pemisahan granula pati yang terperangkap di dalam sel bersamasama dengan komponen protoplasma lainnya seperti protein, lemak, karbohidrat dan komponen lainnya. Pemisahan dilakukan dengan proses purifikasi di dalam fase air.
CARA PENGOLAHAN UBIKAYU MENJADI TAPIOKA Prinsip pengolahan pati : Memisahkan granula pati dari bahan non pati. Pengolahan ubikayu menjadi tapioka terdiri atas: 1. Pengupasan kulit & pencucian. 2. Pemarutan. 3. Ekstraksi & penyaringan. 4. Pemisahan/Pengendapan. 5. Pengeringan 6. Penggilingan 7. Pengayakan 8. pengemasan & penyimpanan
KETERANGAN PROSES PENGOLAHAN 1. Pengupasan Tujuan : utk menghilangkan kotoran & kulit luar yg menempel pd ubikayu. Alat yg digunakan : bak yg dilengkapi dg baling-baling. 2. Pencucian Tujuan : utk menghilangkan atau membersihkan kotoran yg melekat pada ubikayu dg menggunakan air. 3. Sortasi Tujuan : utk menghilangkan bonggol ubikayu, sehingga memudahkan dlm proses pemarutan. Selain itu juga utk memisahkan ubikayu yg busuk.
LANJUTAN
4. Pemarutan Tujuan : menghancurkan sel-sel ubikayu, sehingga granulagranula yg terdapat di dalam sel-sel ubikayu menjadi bebas dan mudah dikeluarkan/diekstraksi. 5. Penyaringan Tujuan : utk memisahkan hasil parutan menjadi susu pati dan ampasnya. 6. Ekstraksi Tujuan : mengeluarkan granula pati dari sel-sel ubikayu dengan menggunakan air sekaligus memisahkan larutan pati dari ampasnya.
LANJUTAN
Tahapan utama pengolahan pati ubi kayu : Penghancuran sel-sel parenkim dan pemisahan butiran pati dari bahan-bahan lain yang tidak larut. Pekerjaan ini dapat dilakukan dengan pemarutan (tradisional) atau penggilingan dengan mesin crusher (modern). Proses pada tahapan ini meliputi proses pengupasan, pencucian dan pemarutan atau penggilingan. Ekstraksi dan pemisahan pati dan serat/ampas dengan cara pemerasan dan penyaringan hancuran umbi hasil pemarutan dengan alat penyaring yang biasanya terdiri dari kain tipis atau kawat halus. Untuk melepaskan pati dari jaringan serat, peranan air sangat penting. Jumlah air yang digunakan sangat menentukan rendemen pati yang dihasilkan. Biasanya untuk 1 ton ubi kayu diperlukan sekitar 14.000 – 18.000 liter air.
LANJUTAN
7. Pemisahan Tujuan utk memisahkan pati dari komponen non pati yaitu getah dan air. Pemisahan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu : a. Pengendapan : susu pati dibiarkan, maka pati akan mengendap. b. separasi dg alat separator, prinsip kerja berdasarkan perbedaan berat jenis antara komponen pati dan non pati. 8. Pengeringan Tujuan : utk menghilangkan sebagian besar air dari pati basah. Ada 2 Cara : pengeringan dg sinar matahari & dg alat flash drier.
Pengendapan butir-butir pati hasil ekstraksi dalam bak pengendap atau lajur-lajur pengendap diikuti dengan pencucian endapan. Pada industri besar pemisahan butiran pati dilakukan dengan sentrifugasi. Pengurangan kadar air tapioka basah sampai kadar air tertentu sehingga bahan tersebut menjadi awet. Fase ini terdiri dari proses pengeringan dengan cara penjemuran atau dengan pengering buatan (oven). Hasil dari proses ini adalah berupa butiran-butiran tapioka kasar. Penggilingan tapioka kasar dengan mesin penggiling dilanjutkan pengayakan sampai diperoleh kehalusan tepung dengan ukuran mesh tertentu (60 – 80 mesh).
LANJUTAN
Pengeringan pati basah dg alat pengeringan flash drier waktunya lebih singkat sekitar 60 detik. Suhu yg digunakan 100-150oC. Mutu pati lebih terjamin daripada dg pengeringan tradisional. 9. Pengemasan Tujuan : a. mencegah peningkatan kadar air pati. b. mencegah kontaminasi c. memudahkan dalam penyimpanan dan pemasaran. ~ Pengemas yg digunakan kantong plastik rangkap 2 dan dijahit. ~ kantong bagian luar terdapat tulisan tentang identitas produk. ~ Berat pati tiap kantong 50 kg.
DIAGRAM ALIR PROSES PENGOLAHAN TAPIOKA INDUSTRI SKALA MENENGAH
Skema Pembuatan Tepung Ubi kayu (Kasava) Ubi kayu segar
Pengupasan dan pencucian Perajangan
Penggilingan
Pemarutan
Pengeringan
Pemerasan
Pemerasan
Penggilingan
Ampas
Pengayakan Pengeringan
Tepung kasava
Air perasan
Ampas
Pengendapan Pengeringan
Air perasan Pengendapan
Pengeringan
Pengeringan
Pencampuran
Pencampuran
Penggilingan
Penggilingan
Tepung Kasava
Tepung Kasava
Tingkat penghilangan HCN pada tiap tahapan pengolahan tepung ubi kayu UBI KAYU KUPAS, 41 ppm
DIPARUT 38,07 PPM / 7,2 %
DIRENDAM-TIRISKAN
DIPRES 30,93 PPM / 24,6 %
DIOVEN
DIPARUT 37,35 ppm / 37,7 %
DIJEMUR
DIPRES 25,55 PPM / 37,7 %
DIJEMUR DIJEMUR
DIGILING DIOVEN
DIJEMUR
DIAYAK ( 30 – 40 MESH ) 16,15 (60,7%)
14,29 (65,2%)
11,30 (72,5%)
12,91 (68,5%)
12,36 (69,9%)
10,01 (75,6%)
PENGOLAHAN TEPUNG UBI KAYU (TEPUNG KASAVA) Ubi kayu segar (bersih) 1000 kg 35% padatan
Sludge 120 kg 10% padatan Protein = 35%
Pati 252 kg 88% padatan Protein = 0,2% Abu = 0,15% PH = 4,5 – 5,5
Pakan ternak 114 kg 85% padatan Protein = 25% Karbohidrat = 30%
SIFAT FISIKO KIMIA TEPUNG DAN PATI UBI KAYU
Derajat Putih Sifat Mikroskopik Granula Pati Kekuatan Gel Pola Analisa Amilograph Kriteria Mutu Tepung dan Pati Ubi kayu a. Ukuran partikel (Mesh) b. Penampakan c. Serat (pulp) d. Viskositas (kekentalan) e. Kadar abu f. Kadar Air g. Keasaman h. Kadar HCN
Komposisi Kimia Tapioka dan Tepung Ubi kayu Tepung Komposisi (%,db) Air (wb) Abu Lemak Protein Serat Karbohidrat Pati Amilosa Total gula HCN (ppm)
Tapioka 11,47 0,06 0,19 0,76 0,03 87,52 85,19 22,51 1,43 0,40
ubi kayu 8 – 11 1–2 0,46 - 0,55 0,86 - 1,22 1,12 – 2,39 86,44 – 89,31 74,48 – 78,24 18,80 - 20,80 5,68 - 7,38 11,16 – 20,53
Standar mutu tapioka (SNI 01-3451-1994) Karakteristik
Syarat I
II
III
Kadar air, % b/b, maks.
15
15
15
Kadar abu, % b/b, maks
0,60
0,60
0,60
Serat dan kotoran, % b/b, maks
0,60
0,60
0,60
min. 94,5
min. 92,0
Kurang dari 92,0
3–4
2,5 – 3
Kurang dari 2,5
kurang dari 3 ml 1N NaOH/100gr
kurang dari 3 ml 1N NaOH/100gr
kurang dari 3 ml 1N NaOH/100gr
Negatif
Negatif
Negatif
Derajat Putih (BaSO4 = 100) Kekentalan 0Engler Derajat asam
Kadar HCN, % b/b
Standar mutu tepung ubi kayu (SNI 01-2997-1996) NO 1
JENIS UJI
SATUAN
PERSYARATAN
Keadaan
1.1
Bau
Khas Ubi kayu
1.2
Rasa
-
Khas Ubi kayu
1.3
Warna
-
Putih
2
Benda – Benda Asing
-
Tidak Boleh Ada
3
Serangga
-
Tidak Boleh Ada
4
Jenis Pati
-
Khas Ubi kayu
5
Abu, % b/b
-
Maks. 1,5
6
Air, % b/b
-
Maks. 12
7
Derajat Putih, % b/b (BaSO4)
-
Min. 85
8
Serat Kasar, % b/b
-
Maks. 4
9
Derajat Asam, ml N NaOH 100 g
-
Maks 3
10
Asam Sianida
mg/kg
Maks. 40
NO
JENIS UJI (lolos
ayakan
SATUAN
11
Kehalusan mesh), %
80
12
Pati, % b/b
13
Bahan tambahan makanan (bahan pemutih dan pematang tepung)
14
Cemaran Logam
PERSYARATAN
-
Min. 90
-
Min. 75
Sesuai SNI 01-0222-1995
14.1 Timbal (Pb)
mg/kg
Maks. 1,0
14.2 Tembaga (Cu)
mg/kg
Maks. 10,0
14.3 Seng (Zn)
mg/kg
Maks. 40,0
14.4 Raksa (Hg)
mg/kg
Maks. 0,05
mg/kg
Maks. 0,5
15
Arsen (As)
16
Cemaran Mikroba
16.1 Angka Lempeng
koloni/g
Maks. 1.0 x 106
16.2 E. Coli
koloni/g
Maks. 10
15.3 Kapang
koloni/g
Maks. 1.0 x 104
PENGGUNAAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU Pati dan bentuk yang termodifikasi digunakan langsung untuk memasak, pengental pada produk sop, makanan bayi, saus, pengisi, tablet dan produk-produk farmasi lainnya, sebagai bahan pengikat yang berguna untuk memperbaiki tekstur selama proses pemasakan seperti pada produk sosis dan olahan daging lainnya, dan sebagai stabilizer dengan tujuan meningkatkan kapasitas pengikatan air (water holding capacity). Pati ubi kayu dapat dikonversi menjadi sirup glukosa atau dekstrosa kristal. Kedua produk tersebut bersaing dengan sukrosa untuk penggunaannya pada produk buah kaleng, konfeksionari, jam, jelly, preserve, es krim, produk bakery, farmasi, minuman dan fermentasi alkohol.
PENGGUNAAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU Manfaat tepung ubi kayu sangat luas. Tepung ubi kayu dapat digunakan sebagai bahan baku utama atau sebagai bahan campuran untuk pembuatan berbagai jenis makanan antara lain roti, mie, kue-kue, donat, biskuit, dan lainnya. Tepung ubi kayu dapat digunakan untuk mensubstitusi tepung terigu dalam pembuatan produk-produk pangan seperti roti, biskuit, pasta dan kue. Disamping itu tepung kasava merupakan komoditas ekspor dan sebagai bahan pangan penganekaragaman menu makanan pokok rakyat (tiwul)
PRODUK BAKERY Roti tawar = 100% tepung terigu. Roti tawar dari tepung ubi kayu modifikasi proses terutama dalam jumlah air yang digunakan dan waktu pengadukan. Analisa farinograph adonan roti Parameter Daya serap air (%) Waktu pembentukan adonan (mnt) Waktu puncak Stabilitas adonan
Tingkat substitusi tepung ubi kayu 0 5 10 15 62 62 61.5 61 20 15.5 13 10.5 5.5 3 2 6.5 6 5
Semakin tinggi tingkat substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu, daya kembang roti semakin menurun Selain itu pembuatan roti dengan menggunakan tepung non terigu memerlukan tambahan beberapa bahan yang berkaitan dengan tidak tersedianya protein dalam bentuk gluten sebagaimana yang terkadung dalam tepung terigu. Gluten sendiri berfungsi untuk mempertahankan udara yang masuk kedalam adonan pada saat proses pengadukan dan gas yang dihasilkan oleh ragi pada waktu fermentasi sehingga adonan menjadi mengembang.
Pembuatan roti dari tepung ubi kayu memerlukan adanya penambahan bahan-bahan pengikat butir pati (bread improver).
Antara lain xanthan gum dan bahan-bahan lain seperti CMC (carboksimetilcelulose), alginat, gliseril monostearat dan lain sebagainya. Bahan-bahan ini akan meningkatkan daya tarik menarik antar butir-butir pati sehingga sebagian besar gas yang terdapat di dalam adonan dapat dipertahankan. Dengan demikian akan dihasilkan adonan yang cukup mengembang dan pada akhirnya akan diperoleh roti dengan volume yang relatif besar, remah yang halus dan tekstur yang lembut.
Substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu dalam selang 10 – 40% menghasilkan roti manis yang masih dapat diterima. Dalam pembuatan biskuit dan cookies
penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu mampu menurunkan kekuatan gluten dan merupakan bahan yang perlu ditambahkan jika kandungan protein dalam tepung terigu terlalu tinggi karena akan menyebabkan biskuit atau cookies yang dihasilkan menjadi keras. Dengan demikian penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu dapat meningkatkan volume dan kerenyahan biskuit atau cookies. Penggunaan tapioka untuk biskuit manis maupun asin berkisar pada konsentrasi 5 – 10 % untuk mendapatkan biskuit dengan tekstur yang lebih empuk, meningkatkan cita rasa dan menurunkan kelengketan di dalam mulut. Sedangkan perbandingan tepung ubi kayu terhadap tepung terigu dalam pembuatan biskuit yang menghasilkan karakteristik yang baik adalah 7 : 3.
KONFEKSIONERI
Pati dan pati yang termodifikasi digunakan untuk berbagai macam permen seperti jelly beans, toffee, hard dan soft gums, hard candy, fondant dan sebagainya. Biasanya pati digunakan untuk membuat gum, pasta dan permen lainnya, terutama untuk mempermudah pencetakan dan bahan pelumur sehingga tidak lengket. Penggunaan dekstrosa yang merupakan hasil hidrolisis pati tapioka mampu mencegah kristalisasi pada hard candy serta menurunkan higroskopisitas dari produk akhir.
BUAH KALENGAN, JAM & PRESERVE (OLAHAN BUAH DENGAN GULA) Menggunakan dekstrosa dari tapioka menggantikan sukrosa yg membantu untuk : mempertahankan tingkat padatan dalam produk tanpa memberikan adanya efek kemanisan yang berlebih sehingga flavor buah-nya masih dapat dirasakan. mencegah kristalisasi gula.
MONOSODIUM GLUTAMAT (MSG) Pati ubi kayu dan molase sbg bahan baku utama. Pati biasanya dihidrolisis menjadi glukosa dengan pemanasan dalam larutan asam hidroklorat atau asam sulfat pada tekanan tertentu. Glukosa difilter dan dikonversi menjadi asam glutamat dengan fermentasi bakterial. Asam glutamat yang dihasilkan dimurnikan, difilter dan diperlakukan dengan soda kaustik untuk memproduksi monosodium glutamat.
PRODUKSI KARAMEL KOMERSIAL Karamel adalah zat pewarna makanan, konfeksionari dan minuman yang lebih disukai terbuat dari glukosa daripada sukrosa karena lebih murah. Jika gula inversi, dekstrosa atau glukosa dipanaskan maka akan terbentuk senyawa yang sangat berguna sebagai flavouring agent.
PEMBUATAN TEPUNG ASIA Onggok sebagai ampas dari ekstraksi pati. Onggok laku dijual sebagai bahan baku pakan ternak Disamping itu onggok ini merupakan bahan baku pembuatan tepung asia. Tepung asia adalah tepung yang dihasilkan dari onggok melalui proses Pengeringan Pengggilingan Pengayakan
Tepung asia dapat digunakan sebagai bahan pencampur dalam pembuatan kerupuk dengan daya kembang yang cukup baik.
Pengolahan onggok 1. Pengepresan
Pengepresan ampas pati dilakukan dengan cara meletakkan ampas pati yang telah dibungkus dengan kain dibawah tumpukan batu atau benda berat lain. Waktu pengepresan lebih kurang 5 – 12 jam atau satu hari.
2. Pembuatan bongkahan onggok
Ampas pati yang sudah ditumpuk beberapa hari atau yang sudah dipres dibuat berbongkah dengan kepalan tangan.
3. Pengeringan
Pengeringan onggok bertujuan untuk mengurangi kadar air onggok sampai batas air tertentu, sehingga onggok tersebut awet. Pengeringan dilakukan dengan cara penjemuran, yaitu bongkahan-bongkahan onggok basah diletakkan di atas jemurannya sampai kering. Penjemuran onggok kadang-kadang di tempat yang tidak cukup memperoleh sinar matahari, sehingga terjadi penjamuran onggok yang menyebabkan mutu onggok turun.
Pengolahan onggok belum diperhatikan betul oleh para pengusaha pabrik tapioka kasar, sebab harga onggok relatif murah tetapi usaha yang diperlukan untuk pengolahannya hampir sama dengan usaha yang diperlukan untuk tapioka kasar. Proses pengolahan dan peralatan pengolahan umbi ubi kayu yang sederhana dapat menghasilkan lebih kurang 25 –35 kilogram tapioka kasar kering dan lebih kurang 5 – 10 kilogram onggok kering dari 100 kg bahan baku umbi kayu tanpa kulit.
Gambaran Umum Pemanfaatan Ubi kayu Dalam Industri Produk Olahan Ubi Kayu
Konsumen Pengguna
1.Tapioka 2.Onggok 3.Asam Sitrat 4.Single Cell Protein 5.Enzim 6.Tapioka Pearls 7.Dekstrin 8.Pati Modifikasi 9.Glukosa 10.Ethanol 11.Asam-Asam Organik 12.Senyawa Kimia Lain 13.Protein 14.Sirup Fruktosa 15.Glukosa Kristal 16.Gaplek 17.Pellet 18.Tepung Kasava 19.Cassapro
Industri pangan Industri pakan ternak Industri pangan atau kimia Industri pakan ternak Industri gula atau kimia Industri pangan Industri tekstil dan farmasi Industri pangan Industri pangan Industri kimia Industri kimia dan pangan Industri kimia/farmasi Industri pangan Industri pangan Industri farmasi/kimia Industri pangan Industri pakan ternak Industri pangan Industri pakan ternak
TUGAS RUMAH 1. Jelaskan sifat-sifat fisikokimiawi tapioka ? 2. Jelaskan pengaruh sifat-sifat tersebut terhadap penggunaannya dalam industri pangan maupun non pangan ? 3. Bagaimanakah sifat-sifat mi jika dibuat dari produk tapioka ?
