SKRIPSI
MEMPELAJARI PENGARUH PEMANASAN DAN PENDINGINAN BERULANG TERHADAP KARAKTERISTIK SIFAT FISIK DAN FUNGSIONAL PATI GARUT (Marantha arundinacea) TERMODIFIKASI
Oleh : ADE IRMA SURIANI F24104029
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Ade Irma Suriani. F24104029. Mempelajari Pengaruh Pemanasan dan Pendinginan Berulang Terhadap Karakteristik Sifat Fisik dan Fungsional Pati Garut (Marantha arundinacea) Termodifikasi. Dibawah bimbingan : Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc dan Didah Nur Faridah, STP., M.Si. ABSTRAK Tanaman garut (Maranta arundinaceae, Arrowroot, West Indian Arrowroot) telah dicanangkan Pemerintah sebagai salah satu komoditas bahan pangan yang memperoleh prioritas untuk dikembangkan atau dibudidayakan karena memiliki potensi sebagai sumber karbohidrat. Tanaman garut belum dikembangkan secara sungguh-sungguh di Indonesia, padahal garut memiliki banyak kegunaan terutama sebagai bahan pangan. Salah satu cara peningkatan kegunaan umbi garut adalah mengolahnya menjadi pati termodifikasi. Modifikasi pati dilakukan untuk memperoleh sifat fisiko-kimia dan fungsional yang lebih baik dibandingkan dengan pati alami. Salah satu cara modifikasi yang dapat dilakukan yaitu secara fisik, pati dipanaskan pada suhu tinggi kemudian didinginkan. Modifikasi ini dapat menurunkan daya cerna pati dan meningkatkan kadar pati resisten. Menurut Lehmann et al., (2002), pati resisten diketahui baik untuk fungsi fisiologi tubuh, antara lain menurunkan indeks glikemik, tidak menyebabkan konstipasi, menurunkan kolesterol, dan mengurangi resiko kanker usus sehingga dapat dimanfaatkan sebagai ingredien dalam pembuatan pangan fungsional. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pemanasan dan pendinginan berulang terhadap karakteristik sifat fisik dan fungsional pati garut (Marantha arundinacea). Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahapan. Pada tahap pertama dilakukan ekstraksi pati garut. Pada tahap kedua dilakukan modifikasi pati secara fisik dengan cara memanaskan pati pada suhu tinggi 121oC menggunakan autoklaf dan pendinginan. Pada penelitian ini dilakukan enam perlakuan modifikasi yang dibedakan dengan siklus autoklaf dan waktu pemanasan yang berbeda-beda. Pada tahap ketiga dilakukan analisis sifat fisik (rendemen, bentuk dan ukuran granula, densitas kamba, densitas padat, dan derajat putih,) dan sifat fungsional pati (absorbsi air dan minyak, kelarutan dan swelling power, viskositas panas dan dingin, kekuatan gel, Brabender amilograf, kejernihan pasta, dan freeze-thaw stability). Rendemen pati dari garut dengan umur panen 4-6 bulan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 10.78 % (bb). Rendemen pati garut termodifikasi paling tinggi yaitu pati dengan perlakuan pemanasan 3 siklus 30 menit (71,26 %) serta rendemen paling rendah yaitu pati 5 siklus 30 menit (44,30 %). Pati termodifikasi yang memiliki densitas kamba dan densitas padat yang diinginkan adalah nilai yang paling besar yaitu pati dengan perlakuan 3 siklus 30 menit berturut-turut 0.617 g/ml dan 0.744 g/ml. Nilai densitas kamba yang besar berarti untuk satuan berat yang sama akan membutuhkan ruang yang kecil. Derajat putih pati garut dan Novelose 330 (RS III komersil dari pati garut) yang merupakan pati termodifikasi (RS III) pati jagung sebagai kontrol berturut-turut 82.32 % dan 91.91 %. Derajat putih pati garut lebih rendah bila dibandingkan dengan derajat putih pati Novelose 330. Diantara keenam sampel pati
termodifikasi, derajat putih yang paling tinggi adalah pati dengan perlakuan 1 siklus 30 menit yaitu 69.72 %. Pati garut termodifikasi yang memiliki nilai absorbsi air yang paling tinggi adalah pati dengan perlakuan pemanasan 1 siklus 30 menit yakni sebesar 6.15 g/g sementara absorbsi minyak yang paling tinggi yakni dimiliki oleh pati yang dipanaskan 3 siklus 30 menit yakni sebesar 1.05 g/g. Absorbsi air yang tinggi cocok digunakan untuk produk sejenis roti sedangkan absorbsi minyak yang tinggi tidak cocok digunakan untuk produk yang melalui proses penggorengan. Viskositas panas dan dingin paling tinggi berturut-turut yaitu pati 1 siklus 15 menit sebesar 121.5 cP dan 200.5 cP. Semakin banyak siklus yang dilakukan menunjukkan nilai viskositasnya semakin rendah. Kekuatan gel pati termodifikasi jauh lebih rendah dibandingkan pati garut murni tanpa modifikasi (94.9 force) pati 1 siklus 15 menit sebesar 28.1(force). Kejernihan pasta paling tinggi adalah pati 1 siklus 15 menit sebesar 32.99 %. Kemampuan pati termodifikasi mengalami sineresis paling tinggi pada keenam sampel yaitu 3 siklus 30 menit (32.85 %). Kelarutan dan swelling power yang paling tinggi adalah pati 3 siklus 15 menit yaitu 66.66 % dan 2.81 %. Suhu awal gelatinisasi dan suhu puncak berturut-turut pati garut murni adalah 75.75oC dan 85.85 oC. Viskositas pati garut murni 1290 BU sedangkan pada pati garut yang termodifikasi tidak ditemukan adanya suhu gelatinisasi. Pati garut termodifikasi lebih stabil dibandingkan pati garut murni terlihat dari viskositas setback yang semakin rendah.
MEMPELAJARI PENGARUH PEMANASAN DAN PENDINGINAN BERULANG TERHADAP KARAKTERISTIK SIFAT FISIK DAN FUNGSIONAL PATI GARUT (Marantha arundinacea) TERMODIFIKASI
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: ADE IRMA SURIANI F24104029
2008 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN MEMPELAJARI PENGARUH PEMANASAN DAN PENDINGINAN BERULANG TERHADAP KARAKTERISTIK SIFAT FISIK DAN FUNGSIONAL PATI GARUT (Marantha arundinacea) TERMODIFIKASI
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: ADE IRMA SURIANI F24104029 Dilahirkan pada tanggal 04 November 1986
Tanggal lulus : 10 September 2008 Menyetujui Bogor, 10 September 2008
Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc
Didah Nur Faridah, STP., M.Si.
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II Mengetahui:
Dr. Ir. Dahrul Syah, Msc. Ketua Departemen ITP
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis
dilahirkan
di
Padangsidimpuan,
04
November 1986 dan merupakan anak keempat dari pasangan (Alm) H. Awaluddin Dalimunthe dan Hj. Nuri Ritonga. Penulis menempuh pendidikannya di TK Indra Murni, SD 142440 Kayuombun, SLTP N 4 Padangsidimpuan, SMA N 1 Padangsidimpuan dan berhasil masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB) di Depertemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama melakukan studi di Depertemen Ilmu dan Teknologi Pangan, penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan dan organisasi. Penulis adalah anggota organisasi Ikatan Mahasiswa Tapanuli Selatan (IMATAPSEL), Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI), Majelis Penasehat Forum Bina Islami (MP FBI) FATETA, berpengalaman sebagai Staf Divisi Produksi Praktikum Terpadu Cream Filled Bread (CFB) Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB 2007. Penulis terlibat dalam beberapa kepanitiaan : MPKMB 2006, BAUR 2006, TECHNO F (2006-2007). Penulis juga termasuk dalam 2 kelompok PKM Penelitian dari DIKTI yang didanai dengan judul : “Formulasi Produk Baru Minuman Instan dari Serbuk Cincau Hijau (Cyclea barbata) – Khitosan Sebagai Pangan Fungsional Pencegah Kanker yang Kaya Antioksidan” (2007), dan “Permen Jelly Macho (Madu – Cincau (Cyclea barbata)) Sebagai Sumber Energi dan Pangan Fungsional Pencegah Kanker yang Kaya Antioksidan” (2008) Penulis menyelesaikan tugas akhirnya untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, dengan melekukan penelitian yang berjudul “Karakterisasi Sifat Fisik dan Fungsional Pati Garut (Marantha arundinacea) Termodifikasi. Penelitian ini dilakukan mulai bulan Maret 2008 sampai dengan Juni 2008. Penelitian ini bertempat di laboratorium ITP, Technopark dan Seafast Center IPB.
i
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur hanya kepada Allah SWT, Rabb semesta alam yang telah menciptakan manusia ke bumi dengan dilengkapi akal sehingga bisa merasakan betapa luas ilmu yang dimiliki-Nya. Shalawat salam ke junjungan kita Nabi Muhammad saw, tauladan seluruh umat di dunia yang telah mengajarkan kita akan indahnya hidup dibawah naungan Islam. Alhamdulillah, syukur ke hadirat Allah yang telah memberikan kemudahan bagi penulis untuk menyelesaikan tugas skripsi ini sebagai syarat kelulusan untuk meraih gelar sarjana. Selain itu, banyak pihak yang juga telah membantu penulis selama penyelesaiannya dan yang telah menemani selama perjalanan hidup. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang mendalam kepada : 1. Dr. Ir. Ratih – Dewanti Hariyadi, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik sekaligus Dosen Pembimbing I Skripsi. Terimakasih atas bimbingan, masukan, dorongan dan saran yang Ibu berikan selama ini sangat berarti. 2. Didah Nur Faridah S.TP., M.Si. selaku Dosen Pembimbing II Skripsi. Terima kasih atas kesabaran dan ketulusan, saran serta dorongan dalam membimbing penulis menyelesaikan skripsi. 3. Elvira Syamsir S.TP. MSi. selaku Dosen Penguji. Terima kasih atas bimbingannya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi. 4. Keluargaku tercinta : Umak, Abang Tua, Kak Intan dan Kak Masni. Terimakasih atas cinta, semangat, kasih sayang dan kekuatan doa yang sudah diberikan. 5. Teman satu bimbingan : Ratih, Sukma, dan Netha. Terimakasih atas semangat dan dukungannya selama dalam satu bimbingan. 6. Teman – teman Kedai Pagi [Keluarga Dakwah Islami Pangan dan Gizi] ITP 41: Hesti, Citra, April, Umul, Risma, Cici, Shinta, Shofi, Sabina, Novi, Dilla, Amel, Nona, Erma, Yunita, Gina, Kurnia, Gema, Sofyan, Nanang, Chabib, Tuko, Sigit, Ary, Eka Febrial, Hans, Aris, dan Taqi.
ii
Terima kasih atas kebersamaan dari TPB membangun silaturahim selama di ITP. 7. Teman Seperjuangan di Fateta : Tika, Meli, Ely, Venty, Ayi, Rita, Hanik, Listya, Dedeh, Neisya, Firdaus, Didin, Aang, Catur, Faqih, Nikmatullah, Triono. Jazakumullah khair atas kebersamaannya. 8. Teman satu tim pendamping Beastudi Etos-dompet Dhuafa Republika Bogor : Mb. Eka, K’ Budi, K’ Rohim, Ferdes dan Koordinator Wilayah Bogor Ust. Asep Nurhalim. Dan seluruh etoser putra/putri angkatan 43 dan 44. Terimakasih atas pengertian, dukungan dan semangatnya. 9. Teman – teman ITP 41 : Wulan, Sisi, Memed, Fina, Ety, Manto, Bima, Farid, Dikin, Tika, Wachyu, Teny, dan yang semua teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas kebersamaannya 10. Teman – teman kelompok PKM ”Permen Macho” : Ucok, Syaiful, dan Lily. Terimakasih dan mohon maaf kalau belum bisa optimal dalam PKM. 11. Teman – teman Fateta 42, 43 : Lisma, Shelvi, Triyanti, Dewi, Nina, Rika, Dita, Nita, Dhenok, Lely, Mita, Riska, Sarah, Wahyu, dan Anna. Terimakasih atas kerjasamanya di Fateta. 12. Teman – teman Andalebers 2 : Ratna, Vera, Noko, Yuyun, Mesil, Rima, Sisi, Anri, Devi, Suci, Susi, Ciciw, Atul, Mb. Ncie, Fitri, Nayla, Lina, Aci, Apri, Ratih, Wina, Nisa, Siti, dan Aini. Terima kasih atas keceriaan dan dan persaudaraan yang diberikan selama kebersamaan ini. 13. Rekan – rekan satu tugas : Aci, Ratna, Pipit, Widia, Yolanda, Idha, Indah, Mb. Dwi, Mb. Niken, Mb. Diah. Terimakasih atas persaudaraan dan kasih sayang yang diberikan. 14. Teman-teman satu OMDA IMATAPSEL : Nina, Kiky, Ana, Rika, Darwisah, Eli, Dewi, Ilham, Aulia, Insanul, Anwar, Aziz, Saleh, Kampas, Gading, Amrul, Epit, Dodi, Raden, Bang Aulia, Bang Sahrul, Bang Zambak, Febri, Herman, dan Azrul. Terimakasih tu sudena dukungan, semangat, dohot parkouman na madung dilehen. 15. Teman – teman mujahid-mujahidah KAMMI komisariat IPB dan KAMMI Daerah Bogor. Dakwah yang kita jalani masih akan sangat panjang.
iii
16. Staff dan Teknisi Laboratorium ITP dan Seafast : Pak Rozak, Pak Wahid, Pak Yahya, Pak Sidik, Mas Edi, Pak Gatot, Pak Sobirin, Pak Junaidi, Pak Deni, Pak Iyas, Pak Nur, Bu Rubiyah, Bu Antin, Mb Ari dan teknisi lainnya yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian. 17. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat disebutkan satupersatu. Penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi berbagai pihak dengan berbagai cara. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, kritk dan saran yang membangun sangat diharapkan.
Bogor, 10 September 2008
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR ..................................................................................
i
DAFTAR ISI ................................................................................................. iv DAFTAR TABEL ......................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
vii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. viii I. PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ........................................................................... 1 B. TUJUAN PENELITIAN .......................................................................
2
C. MANFAAT PENELITIAN ...................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 3 A. UMBI GARUT (Marantha arundinacea) ............................................ 3 B. PATI .....................................................................................................
5
1. Amilosa ............................................................................................
6
2. Amilopektin ...................................................................................... 7 3. Granula Pati ...................................................................................... 8 4. Gelatinisasi Pati ................................................................................ 9 5. Retrogradasi dan Sineresis ...............................................................
11
6. Persyaratan Pati bagi Industri Pangan .............................................. 12 7. Pati Garut .........................................................................................
13
C. MODIFIKASI PATI ............................................................................
13
III. METODOLOGI PENELITIAN ............................................................
16
A. BAHAN DAN ALAT ..........................................................................
16
B. METODE PENELITIAN .....................................................................
16
1. Ekstraksi Pati ..................................................................................
17
2. Modifikasi Pati ...............................................................................
18
3. Analisa Sifat Fisik dan Fungsional Pati ..........................................
20
a. Rendemen .................................................................................. 20 b. Granula Pati................................................................................. 20
