TINJAUAN PUSTAKA
Ubi Jalar (Ipomoea batatas L) Tanaman ubi jalar (Ipomoea batatas L) diduga berasal dari benua Amerika, tetapi para ahli botani dan pertanian memperkirakan daerah asal tanaman ubi jalar adalah Selandia Baru, Polinesia dan Amerika bagian tengah. Ubi jalar mulai menyebar ke seluruh dunia, terutama ke negara-negara beriklim tropis pada abad ke-16. Orang-orang Spanyol menyebarkan ubi jalar ke kawasan Asia, terutama Filipina, Jepang dan Indonesia. Cina merupakan penghasil ubi jalar terbesar mencapai 90% (rata-rata 114,7 juta ton) dari yang dihasilkan dunia (FAO, 2004). Nilai gizi ubi jalar secara kualitatif selalui dipengaruhi oleh varitas, lokasi dan musim tanam.
Pada musim kemarau dari varitas yang sama akan
menghasilkan tepung yang relatif lebih tinggi daripada musim penghujan, demikian juga ubi jalar yang berdaging merah umumnya mempunyai kadar karoten yang lebih tinggi daripada yang berwarna putih. Tanaman pupuk.Penambahan
ubi
jalar
kalium
sangat
sebesar
150kg
tanggapterhadap KCl/ha
pada
penambahan varietas
lokal
dapatmeningkatkan hasil sebesar 28,7%dan penambahan 150 kg KCl/ha padasumber nitrogen urea 100 kg/hadan pada sumber nitrogen ZA 200kg/ha ternyata meningkatkan hasilsecara nyata sebesar 67,7 dan23,8%(Basuki et al., 1987). Kalium meningkatkan aktivitas fotosintesisdan mempunyai pengaruh yang lebihbesar terhadap proses pembentukanumbi daripada pertumbuhanbatang dan daun. Pembentukanumbi akan terhambat apabila tanahkekurangan oksigen dan air
Universitas Sumatera Utara
tanahterlalu tinggi (Soemarno, 1981), sedangkan media tumbuh yang baikuntuk ubi jalar adalah tanah bertekstur lempung atau lempung berpasir dan drainase baik. Menurut Yufdy et al., (2006) varietas ubi jalar cukup banyak, namun baru 142 jenis yang sudah diidentifikasi oleh para peneliti. Varietas yang digolongkan sebagai varietas unggul harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a) berdaya hasil tinggi, di atas 30 ton/hektar, b) berumur pendek (genjah) antara 3-4 bulan, c) rasa ubi enak dan manis, d) tahan terhadap hama penggerek ubi (Cylas sp) dan penyakit kudis oleh cendawan Elsinoe sp, e) kadar karoten tinggi di atas 10 mg/100 g dan f) keadaan serat ubi relatif rendah. Beberapa varietas unggul yang telah dilepaskan ke lapangan memiliki umur yang berbeda, demikian juga dengan ketahanan terhadap hama boleng. Secara fisik,kulit ubi jalar lebih tipis dibandingkan kulit ubi kayu dan merupakan umbi dari bagian batang tanaman. Warna kulitubi jalar bervariasi dan tidak selalu sama dengan warna umbi. Warna daging umbinya bermacam-macam, dapat berwarna putih, kuning, jingga kemerahan, atau keabuan.Demikian pula bentuk umbinya seringkali tidak seragam (Syarief dan Irawati, 1988). Salah satu varietas unggul ubi jalar adalah varietas sari.Tipe tanaman semi kompak.Produktivitas mencapai 30– 35 t/ha.Bentuk umbi bulat telur membesar pada bagian ujung, tangkai umbi sangat pendek.Warna kulit umbi merah dan warnadaging umbi kuning. Rasa enak, manis, kandungan bahan kering 28%, kandungan pati 32%, kandungan beta karoten 381 mkg/100 g, agak tahan hama boleng, dan penyakit kudis. Varietas Sari ini beradaptasi luas dan berkembang di daerah
sentra
produksi
ubi
jalar
di
Malang
dan
Mojokerto
serta
Universitas Sumatera Utara
diKaranganyar.Umbi dari varietas Sari cocok digunakan untuk campuran industri saus tomat. Umur panen 3,5–4,0 bulan (Balittan Pangan Malang, 2009). Umbi tanaman ubi jalar terjadi karena adanya proses diferensiasi akar sebagai akibat terjadinya penimbunan asimilat dari daun yang membentuk umbi (Widodo, 1986). Umbi tanaman ubi jalar memiliki ukuran, bentuk, warna kulit, dan warna daging bermacam-macam, tergantung pada varietasnya.Ukuran umbi tanaman ubi jalar bervariasi, ada yang besar dan ada pula yang kecil.Bentuk umbi tanaman ubi jalar ada yang bulat, bulat lonjong (oval), dan bulat panjang.Kulit umbi ada yang berwarna putih, kuning, ungu, jingga, dan merah.Demikian pula, daging umbi tanaman ubi jalar ada yang berwarna putih, kuning, jingga, dan ungu muda.Struktur kulit umbi tanaman ubi jalar juga bervariasi antara tipis samapi tebal dan bergetah.Bentuk dan ukuran umbi merupakan salah satu kriteria unutk menentukan harga jual di pasaran. Bentuk umbi yang rata (bulat dan bulat lonjong) dan tidak banyak lekukan termasuk umbi yang berkualitas baik (Juanda dan Cahyono, 2000). Ubi jalar yang berwarna putih lebih diarahkan untuk pengembangan tepung dan pati karena umbi yang berwarna cerah cenderung lebih baik kadar patinya
dan
warna
tepung
lebih
menyerupai
terigu
(Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Bentuk olahan ubi jalar yang cukup potensial dalam kegiatan agroindustri sebagai upaya peningkatan nilai tambah adalah tepung dan pati yang merupakan produk antara untuk industri pangan seperti roti, cake, biskuit dan mie terutama sebagai substitusi dalam penggunaan terigu. Sebagai contoh, kue kering (cookies) dapat diolah dari 100% tepung ubi jalar, sedangkan cake dibuat dari campuran 25-
Universitas Sumatera Utara
50% tepung ubi jalar dengan 50-75% terigu. Selain itu penggunaan tepung ubi jalar pada pembuatan cake dan kue dapat menghemat penggunaan gula sebesar 20% dibandingkan dengan cake dan kue yang dibuat dari 100% terigu, karena kandungan gula pada ubi jalar yang cukup tinggi.Mie dapat dibuat dari campuran 20% tepung ubi jalar dan 80% terigu (Antarlina, 1999).
Kalium Ada 6 unsur yang dibutuhkan tanaman alam jumlah banyak. Diantaranya N, P, K, Ca, S, dan Mg. Keenam unsur tersebut lebih dikenal sebagai unsur hara makro. Bahkan N, P, K disebut sebagai unsur hara pokok, karena mutlak dibutuhkan tanaman untuk tumbuh.
Pemupukan memang tidak selamnya
memberikan jaminan kesuburan bagi tanaman.Pasalnya, pemupukan yang keliru justru membawa petaka bagi tanaman.Pemahaman tentang pupuk dan pemupukan sangat penting untuk diketahui baik itu jenis, dosis, aplikasi, hingga waktu pemupukan yang tepat agar dapat memberikan produktivitas dan pertumbuhan yang maksimal bagi tanaman. Jenis unsur hara Potassium (K) bermanfaat untk membantu pembentukan protein, karbohidrat, dan gula. Membantu pengangkutan gula dari daun ke buah, memperkuat jaringan tanaman, serta meningkatkan daya tahan terhadap penyakit (Redaksi agromedia, 2007). Bila tanaman kekurangan K, maka banyak proses yang tidak berjalan dengan baik, misalnya terjadinya kumulasi karbohidrat, menurunnya kadar pati, dan akumulasi senyawa nitrogen dalam tanaman. Apabila kegiatan enzim terhambat, maka akan terjadi penimbunan senyawa tertentu karena prosesnya
Universitas Sumatera Utara
menjadi terhenti. Misalnya, enzim katalase yang mengubah glukosa menjadi pati : ADP-Glukosa + pati
ADP + Glicolyl-pati
Pada garis besarnya, fungsi kalium di dalam tanaman antara lain : membentuk dan mengangkut karbohidrat, sebagai katalisator dalam pembentukan protein, mengatur kegiatan berbagai unsur mineral, memperkuat tegaknya batang sehingga tidak mudah roboh, meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah, biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat, kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih baik(Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Tanaman ubi jalar amat tanggap (respon) terhadap pemberian pupuk N (urea) dan K (KCl). Hasil penelitian Balittan Pangan Malang menunjukkan bahwa pemberian pupuk urea dan KCl masing-masing 100 kg/ha memberi hasil 31,26 ton ubi/ha peningkatan dosis urea dan KCl masing-masing menjadi 200 kg/ha dapat menaikkan hasil menjadi 33,83 ton/ha. Pemupukan bertujuan menggantikan unsur hara yang tersangkut saat panen, menambah kesuburan tanah, dan menyediakan unsur hara bagi tanaman.Dosis pupuk anjuran yang tepat bagi tanaman ubi jalar berdasarkan penelitian Balittan Pangan Malang adalah 100-200 kg urea + 100-200 kg KCl/ha (Rukmana, 1997). Fungsi utama unsur kalium dalam tanaman adalah mempertahankan turgor (tegangan) di dalam merman sel. Selain itu, unsur ini juga berperan penting dalam proses fotosintesis, produksi makanan di dalam tanaman, reaksi enzim, meningkatkan mekanisme ketahanan tanaman terhadap penyakit, dan menjaga agar tanaman tetap berdiri tegak. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa peranan
utama
unsur
kalium
sangat
erat
kaitannya
dengan
kualitas
Universitas Sumatera Utara
tanaman.Pemberian pupuk K pada tanaman ubi jalar dapat meningkatkan produksi secara nyata terutama pupuk K. Hal ini disebabkan unsur K sangat membantu pembentukan umbi. Pemupukan Kberkorelasi positif dengan umbi yang dihasilkan.Semakin banyak karbohidrat yang terbentuk akan meningkatkan pemupukan karbohidrat pada umbi dan akhirnya dapat semakin memperbesar umbi. Pada keadaan unsur K cukup tersedia maka ukuran bobot dan mutu umbi yang dihasilkan akan meningkat. Ubi jalar membutuhkan unsur kalium yang banyak untuk pertumbuhan umbinya (Osman, 1996). Dosis pemupukan untuk ubi jalar berkisar 100 kg urea/ha, 100 kg SP-36 /ha, dan 100 kg KCl/ha.Dosis pemupukan ini dibagi 3.Sepertiga dosis diberikan saat tanaman berumur 2 MST.Sedangkan sisanya diberikan berselang satu bulan kemudian. Salah satu varietas unggul ubi jalar adalah varietas sari yang memiliki umur panen 3,5-4 bulan, produksi 30-35 ton/ha, agak tahan terhadap hama boleng, tahan hama penggulung daun, dan cocok untuk lahan sawah dan tegalan, serta pegunungan (Purnomo dan Purnamawati, 2007). Kalium sangat penting untuk produksi dan translokasi karbohidrat serta protein.Unsur ini erat kaitannya dengan pembentukan gula, pati, selulosa, dan protein dalam tanaman, namun K tidak terdapat dalam bahan tersebut.Jumlah K yang diserap tanaman tergantung pada jenis dan besarnya produksi tanaman. Tanaman berumbi membutuhkan unsur K lebih banyak dibandingkan unsur lain. Serapan K yang tidak optimal akan menyebabkan proses metabolisme dalam tanaman tidak dapat berjalan optimal karena unsur K dalam tanaman diperlukan sebagai karier dalam proses transportasi unsur hara dari akar ke daun dan translokasi asimilat dari daun ke seluruh jaringan tanaman (Fitter dan Hay, 1991).
Universitas Sumatera Utara
Persediaan kalium di dalam tanah dapat berkurang, karena tiga hal yaitu pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium oleh air, dan erosi tanah. Biasanya tanaman menyerap kalium lebih banyak daripada unsur hara lain, kecuali nitrogen. Kalium di dalam jaringan tanaman tetap berbentuk ion K+. Secara umum peran kalium berhubungan dengan proses metabolisme, seperti fotosintesis dan respirasi. Beberapa peran kalium yang perlu diketahui sebagai berikut : translokasi (pemindahan) gula pada pembentukan pati dan protein. Meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit. Memperbaiki ukuran dan kualitas buah pada masa generatif. Menambah rasa manis pada buah (Novizan, 2002). Penggunaan pupuk kalium (K) di Indonesia kurang mendapat perhatian bila dibandingkan dengan penggunaan pupuk Nitrogen (N) dan Fosfor (F).Hal ini tidak berarti bahwa pupuk K tidak digunakan bagi pertanaman, mungkin pada pertanaman rakyatlah yang kurang, sebab kurang adanya respons.Sedangkan pada perkebunan-perkebunan penggunaan pupuk K ternyata cukup banyak, dapat dikatakan bahwa perkebunan-perkebunan merupakan konsumen pupuk K yang terbanyak.Pupuk K sesungguhnya sangat baik atau sangat nyata bagi pertanaman umbi-umbian (Sutejo, 2002). Untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman ubi jalar disamping membutuhkan unsur N dan P, unsur K sangat dibutuhkan untuk meningkatkan aktivitas kambium dalam akar umbi yang menyimpan pati di dalamnya dan juga untuk meningkatkan aktivitas sintetase pati dalam umbi (Hahn dan Hoyzo, 1984). Menutut Palmer (1982) yang dikutip oleh Rahardjo dkk (1994), bahwa kadar karbohidrat umbi dapat mencapai 80-90% dari bobot kering atau 18-35% dari
Universitas Sumatera Utara
bobot basah umbi. Kays (1985) menyatakan bahwa karbohidrat dan gula umbi dipengaruhi oleh faktor lingkungan, lingkungan yang dingin pada masa prapanen dapat meningkatkan kadar gula pada umbi. Kadar pati umbi tidak menunjukkan perbedaan di antara semua dosis K. Hal tersebut berbeda dengan hasil yang dilaporkan oleh Tuherkih, dkk (1994), bahwa pemupukan NPK dengan dosis yang tinggi dapat meningkatkan kadar pati umbi (Sumayku dan Paulus, 2006). Kalium berfungsi sebagai activator enzim dalam proses fotosintesis dan respirasi, translokasi karbohidrat, sintesis protein dan pati. Berperan dalam proses buka tutup stomata karena fungsinya dalam pengaturan potensi osmotikselsel.unsur hara kalium diambil tanaman dalam bentuk ion K+.Unsur K rata-rata menyusun 1,0% bagian tanaman. Unsur ini berperan berbeda disbanding N, S, dan P karena sedikit berfungsi sebagai penyususn komponen tanaman, seperti protplasma, lemak, dan selulosa, tetapi terutama berfungsi dalam pengaturan mekanisme (bersifat katalitik atau katalisator) seperti fotosintesis, translokasi karbohidrat, sintesis protein, dan lain-lain (Hanafiah, 2005). Kebutuhan tanaman akan kalium cukup tinggi dan pengaruhnya banyak hubungannya dengan pertumbuhan tanaman yang sehat. Kalium sangat dibutuhkan untuk pembentukan pati dan translokasi hasil-hasil fotosintesis seperti gula.Banyak pakar berpendapat bahwa peranan kalium yang utama adalah terletak pada kemampuannya sebagai katalisator. Hal ini dapat dibuktikan dengan penambahan lima persen KCl, akan menstimulir enzim amilase dalam penguraian pati menjadi maltosa. Gejala kahat kalium dapat dilihat pada helaian daun, dimana tepi-tepi daun menjadi kering dan berwarna kuning coklat, sedangkan permukaannya mengalami klorosis (Damanik et al., 2010).
Universitas Sumatera Utara
Komposisi Kimia Ubi Jalar Komposisi kimia yang berbeda dari beberapa varietas/klon ubi jalar akan menghasilkan mutu tepung yang bervariasi pula. MenurutSuarni et al, (2005) tingginya kadar abu pada bahan menunjukkan tingginya kandungan mineral namun dapat juga disebabkan oleh adanya reaksi enzimatis (browning enzymatic) yang menyebabkan turunnya derajat putih tepung. Ditambahkan oleh Mudjisono dalamGinting dan Suprapto (2005) bahwa kadar abu yang tinggi pada bahan tepung kurang disukai karena cenderung memberi warna gelap pada produknya. Semakin rendah kadar abu pada produk tepung akan semakin baik, karena kadar abu selain mempengaruhi warna akhir produk juga akan mempengaruhi tingkat kestabilan tepung akan semakin baik, karena kadar abu selain mempengaruhi warna akhir produk juga akan mempengaruhi tingkat kestabilan adonan (Bogasari, 2006; Ambarsari, et al., 2009). Komposisisi zat gizi dari varietas ubi jalar yang berbeda (putih, kuning dan ungu) hampir sama namun varietas ubi jalar ungu lebih kaya akan kandungan vitamin A yang mencapai 7.700 mg per 100 g. Jumlah ini ratusan kali lebih besar dari kandungan vitamin A bit dan 3 kali lipat lebih besar dari tomat. Setiap 100 g ubi jalar ungu mengandung energi 123 kkal, protein 1.8 g, lemak 0.7 g, karbohidrat 27.9 g, kalsium 30 mg, fosfor 49 mg, besi 0.7 mg, vitamin A 7.700 SI, vitamin C 22 mg dan vitamin B1 0.09 mg. Kandungan betakaroten, vitamin E dan vitamin C bermanfaat sebagai antioksidan pencegah kanker dan beragam penyakitkardiovaskuler. Ubi juga kaya akan karbohidrat dan energi yang mampu mengembalikan tenaga. Kandungan serat dan pektin di dalam ubi jalar sangat baik
Universitas Sumatera Utara
untuk mencegah gangguan pencernaan seperti wasir, sembelit hingga kanker kolon (Sutomo, 2007).Komposisi kimia ubi jalar dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Komposisi Kimia Ubi Jalar dalam 100 gr bahan segar Senyawa
Komposisi
Energi (kj/100 gram) Protein (%) Lemak (%) Pati (%) Gula (%) Serat makanan (%) Kalsium (mg/100 gram) Fosfor (mg/100 gram) Besi (mg/100 gram) Vitamin A (mg/100 gram) Vitamin B1 (mg/100 gram) Vitamin C (mg/100 gram) Air (gram)
71,1 1,43 0,17 22,4 2,4 1,6 29 51 0,49 0,01 0,09 24 83,3
Sumber : Sentra Informasi Iptek, (2005).
Pati
Pati secara alami terdapat di dalam senyawa-senyawa organik di alam yang tersebar luar seperti di dalam biji-bijian, akar, batang yang disimpan sebagai energi selama dormansi dan perkecambahan. Ketika tanaman menghasilkan molekul-molekul pati, tanaman akan menyimpannya di dalam lapisan-lapisan di sekitar pusat hilum membentuk suatu granula yang kompak (Smith, 1982). Pati merupakan suatu karbohidrat yang tersusun atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen dengan perbandingan : 6:10:5 (C6H10O5)n. Pati merupakan polimer
kondensasi
dari
suatu
glukosa
yang
tersusun
dari
unit-unit
anhidroglukosa. Unit-unit glukosa terikat satu dengan lainnya melalui C1 Oksigen yang dikenal sebagai ikatan glikosida (Swinkels, 1985).
Universitas Sumatera Utara
Pati merupakan campuran dari amilosa dan amilopektin yang tersusun di dalam granula pati. Amilosa merupakan polimer linier yang mengandung 5002000 unit glukosa yang terikat oleh ikatan α-(1,4) sedangkan amilopektin selain mengandung ikatan α-(1,4) juga mengandung ikatan α-(1,6) sebagai titik percabangannya. Molekul amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2 ( Smith, 1982; Swinkels, 1985; Pomeranz 1991). Pati memegang peranan penting dalam industri pengolahan pangan secara luas juga dipergunakan dalam industri seperti kertas, lem, tekstil, lumpur pemboran, permen, glukosa, dekstrosa, sirop fruktosa, dan lain-lain.Dalam perdagangan dikenal dua macam pati yaitu pati yang belum dimodifikasi dan pati yang telah dimodifikasi.Pati yang belum dimodifikasi atau pati biasa adalah semua jenis pati yang dihasilkan dari pabrik pengolahan dasar misalnya tepung tapioka (EbookPangan.com, 2006). Kualitas pati dan tepung ubi jalar tidak terlepas dari bahan baku yang bermutu termasuk ukuran umbi. Untuk tujuan konsumsi langsung, ukuran umbi yang diperlukan mempunyai bobot 100-200 g per umbi (sedang sampai besar), sementara untuk tujuan industri diperlukan umbi berukuran di atas 200 g per umbi.
Umbi segar ubijalar dari varietas yang berbeda dapat menghasilkan
karakteristik pasta pati yang berbeda yang mempengaruhi mutu mie. Umbi yang terdapat pada ubi jalar atau akar pada ketela pohon atau singkong mengandung pati yang cukup banyak, sebab ketela pohon selain dapat digunakan sebagai makanan sumber karbohidrat, juga digunakan sebagai bahan baku dalam pabrik tapioka. Butir-butir pati apabila diamati dengan menggunakan mikroskop, ternyata berbeda-beda bentuknya, tergantung dari tumbuhan apa pati
Universitas Sumatera Utara
tersebut diperoleh. Butir-butir pati tidak larut dalam air dingin tetapi apabila suspensi dalam air dipanaskan, akan terjadi suatu larutan koloid yang kental. Larutan koloid ini apabila diberi larutan iodium akan berwarna biru. Warna biru terserbut disebabkan oleh molkeul amilosa yang membentuk senyawa. Amilopektin dengan iodium akan memebrikan warna ungu atau merah lembayung (Poedjiadi dan Supriyanti, 2006). Banyak macam pati ditemukan di alam karena ia disintesis oleh ribuan macam tumbuhan. Sebagai senyawa atau zat, pati yang berasal dari banyak sumber tersebut dibedakan dari bentuk mikroskopisnya. Setiap macam pati memiliki bentuk partikel atau granula yang berbeda. Bentuk granula pati secara mikroskopis ersebut dipakai untuk membedakan berbagai pati alamiah secara praktis. Granula pati mengandung 14% sampai dengan 19% air, 10% di antaranya sebagai air terikat daklam molekul. Rumus kimia pati yang bermolekul air adalah sebagai berikut (C6H10O5.H2O)n Di alam, lebih banyak ditemukan pati berstruktur amilopektin, yaitu 80-90%, sedangkan sisanya 10%-20% merupakan pola amilosa. Kedua tipe tersebut dapat dipisahkan, yaitu dengan melarutkannya ke dalam air mendidih, amilosa akan mengendap sedangakn amilopektin membentuk koloid yang kalau dibiarkan akan menarik air dan terbentuk pasta (Hawab, 2004). Perbandingan molekul amilosa dan amilopektin di dalam pati tergantung dari sumber tanaman asal, misalnya jagung mempunyai 25 % amilosa dan sisanya amilopektin. Jagung dengan amilosa tinggi dapat mencapai 80% amilosa sedangkan tapioka hanya mengandung 17% amilosa (Smith, 1982). Komponen
Universitas Sumatera Utara
lain selain amilosa dan amilopektin disebut komponen minor karenanya kandungannya sangat kecil tetapi sangat mempengaruhi dari sifat fisika-kimia pati. Komponen ini diantaranya protein yang jumlahnya kurang dari 5%, lemak yang jumlahnya sekitar 1% (Eliasson and Gudmundsson 1996).
CH2OH H HO
CH2OH
O
H
H OH
H
H
OH
H
O
CH2OH
O H OH
H
H
OH
O
H
H H
O
H
OH
H OH
H
OH
n
Gambar 2. Struktur rantai linier dari molekul amilosa.
CH2OH H H O
CH2OH
O
OH
H
H
OH
O
H
OH
O
H H
O
OH
H
H
OH
Ikatan a -1,6
H O
H CH2OH
O
H
H H
CH2 CH2OH
H
H H
O
O
OH
H
H
OH
O
H
H
H H
O
OH
H
H
OH
O
Ikatan a -1,4
Gambar 3. Struktur molekul amilopektin (Swinkels 1985). Jika granula pati dipanaskan dan akan tercapai pada suhu dimana pada saat itu akan terjadi hilangnya sifat polarisasi cahaya pada hilum, mengembangnya
Universitas Sumatera Utara
granula pati yang bersifat tidak dapat kembali disebut dengan gelatinisasi (Swinkels, 1985). Menurut Olku and Rha (1978) di dalam Pomeranz (1991) gelatinisasi granula pati mencakup : 1. Hidrasi dan mengembangnya beberapa kali dari ukuran semula, 2. Hilangnya sifat birefringence, 3.Peningkatan kejernihan pasta, 4.Peningkatan konsistensi dan pencapaian puncak secara cepat dan jelas, 5. Ketidaklarutan molekul-molekul linier dan pendifusian dari granula-granula yang pecah, 6. Retrogradasi dari campuran sampai membentuk gel. Suhu gelatinisasi untuk pati asli merupakan kisaran temperatur, semakin besar kisaran suhunya sangat dipengaruhi oleh ikatan granula yang bervariasi sesuai dengan jenis pati. Kisaran suhu gelatinisasi pati jagung 70-890C, kentang 57-870C, gandum 50-860C, tapioka 68-920C, Corn waxy 68-900C (Smith 1982; Swinkels, 1985). Bentuk dan ukuran granula pati tergantung dari jenis tanaman penghasil pati.Perbedaan derajat putih ini disebabkan karena sumber atau jenis asal dari patinya, dimana tapioka berasal dari akar sedangkan sawit dan sagu berasal dari batang.Kejenihan pasta pati kelapa sawit lebih rendah dari pati sagu dan tapioka.Hal ini menunjukkan bahwa pati kelapa sawit bersifat lebih opaque dibanding sagu dan tapioka.Menurut Radley (1977) kejernihan dipengaruhi oleh persentase kandungan bahan selain pati seperti sisa serat, partikel protein dan lemak.Bahan-bahan tersebut meningkatkan keburaman, seperti yang telah diketahui kandungan serat dan lemak pati kelapa sawit lebih tinggi dari sagu dan tapioka sehingga mengakibat-kan %T menjadi rendah.
Universitas Sumatera Utara
Viskositas puncak pati tapioka sebesar 568 BU lebih tinggi dari pati sawit 484 BU dan Sagu 408 BU. Dari nilai ini dapat dikatakan tapioka lebih kental dari sawit dan sagu pada konsentrasi yang sarna. Hal ini diduga karena tingginya kandungan protein pada tapioka.Kandungan protein yang tinggi didalam pati dapat meningkatkan viskositas puncak dan suhu gelatinisasi (Jane et al.1992). Menurut Hoover (I996) dan Rasper (1982) diacu dalam Ratnayake et al,(2001)sifat pasta pati dipengaruhi oleh granula yang mengembang, pergesekan diantara granula yang mengembang, peluruhan amilosa, kristalinitas pati dan panjang rantai komponen pati. Stabilitas pasta pati didefinisikan sebagai selisih antara viskositas puncak dengan viskositas pada suhu 95°C yang dipertahankan selama 30 menit (Muhammad et al.,2000).(Ridwansyah, 2002). Pati Ubi Jalar Ubi jalar (Ipomea batatas) termasuk dalam famili Cavalvuloceae.Varietas ubi jalar sangat beragam. Dua kelompok ubi jalar yang umum dibudidayakan adalah jenis ubi jalar yang memiliki daging ubi keras (padat), kering dan berwarna putih; dan jenis ubi jalar dengan daging umbi lunak, kadar air tinggi dan warnanya kuning – oranye (Anonim, 2003). Karbohidrat merupakan kandungan utama dari ubi jalar.Selain itu, ubi jalar juga mengandung vitamin, mineral, fitokimia (antioksidan) dan serat (pektin, selulosa, hemiselulosa). Kadar pati di dalam ubi jalar ubi jalar segar sekitar 20% (Santosa et al, 1997). Pati ubi jalar berbentuk bulat sampai oval, dengan diameter 3 – 40 µm dengan kandungan amilosa sekitar 15 – 25% (Moorthy, 2004). Penelitian Syamsir dan Honestin (2007) menunjukkan bahwa tepung ubi jalar dari varietas sukuh yang dibuat dengan pengeringan sinar matahari memiliki suhu gelatinisasi yang tinggi (80.3°C), viskositas puncak tinggi
Universitas Sumatera Utara
(540 BU), dengan breakdown dan set back yang tinggi (berturut-turut 75 BU dan 165 BU). Menurut Moorthy (2004), pasta pati ubi jalar terbentuk pada kisaran suhu 66.0-84.6°C, dengan viskositas puncak sekitar 480 BU, volume pengembangan
pati
sekitar
20-27
ml/g
dengan
kelarutan
15-
35%
(Syamsir, 2008). Kandungan pati yang terdapat didalam pati ubi jalar berkisar antara 88.1 sampai 99.8% dan kandungan amilosa sekitar 8.5 sampai 37.4%(Takedaand others 1986; Tian and others 1991; Madhusudhan and others 1992; Collado and Corke 1997; Garcia and Walter 1998; Oduro and others 2000). Ukuran kedalaman granula diantara 2.1 sampai 30.7 μm dan ukuran titik tengahnya dimulai dari 9.2 sampai 11.3 μm (Zhang and Oates 1999) dalam
(Zhen et al., 2003).
Kandungan pati di dalam tepung cukup penting, sehingga semakin tinggi kandungan pati semakin dikehendaki konsumen. Kandungan pati didalam bahan bakunya akan dipengaruhi oleh umur tanaman dan lama penyimpanan setelah panen. Umur optimal ubi jalar tercapai apabila kandungan patinya maksimum dan kandungan seratnya rendah.Oleh karena itu pada pembuatan tepung ubi jalar apabila dikehendaki kandungan patinya maksimum, maka ubi jalar hasil panen sebaiknyasegera diolah dan tidak dilakukan penyimpanan, toleransi penyimpanan setelah panen dapat dilakukan.Perlakuan tersebut dapat menurunkan kandungan patinya.Namun demikian, toleransi penyimpanan setelah panen dapat dilakukan hingga maksimum tujuh hari (Antarlina dan Utomo, 1999). Pembuatan tepung dan pati ubi jalar adalah sejenis pengolahan yang berguna untuk memperpanjang umur simpan ubi jalar. Pati ubi jalar merupakan starch dari ubi jalar yang mempunyai sifat diantara pati singkong dan pati
Universitas Sumatera Utara
kentang. Berbagai jenis produk yang dapat diproduksi dari pati ubi jalar adalah gula dan sirup(Syarief dan irawati, 1988). Secara alami pati merupakan butiran-butiran kecil yang disebut granula. Bentuk granula pati beragam, dan penampakan mikroskopik dari granula pati seperti bentuk, ukuran, keseragaman, letak hilum bersifat khas untuk setiap jenis pati sehingga dapat digunakan untuk identifikasi pati (Hodge, J.E and E.M Osman. 1976 dalam Fraidah, et al., 2003). Ukuran granula pati bervariasi dari 2100 µm dan dapat berbentuk oval, bulat, atau tidak teratur.Bentuk dan ukuran granula tidak tergantung pada kandungan amilosa.Secara alami pati dalam granula aslinya memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda-beda (Liu, 2005). Kandungan pati pada beberapa bahan pangan pati (%) dalam basis keringdapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3.Kandungan Pati Pada Beberapa Bahan Pangan Bahan Pangan Biji gandum Beras Jagung Biji sorghum Kentang Ubi jalar Ubi kayu
Pati (%) dalam basis kering 67 89 57 72 75 90 90
Sumber : Iptek Net, (2005).
Tepung Ubi Jalar Tepung ubi jalar merupakan bentuk produk setengah jadi dari umbi ubi jalar.Tepung ubi jalar mempunyai banyak kelebihan antara lain: lebih luwesuntuk pengembangan produk pangan dan nilai gizi, lebih tahan disimpansehingga penting sebagai penyedia bahan baku industri dan harga lebih stabil, memberi
Universitas Sumatera Utara
nilai tambah pendapatan produsen dan menciptakan industri pedesaan serta meningkatkan mutu produk. Manfaat yang timbul dari upaya pemanfaatan tepung ubi jalar adalah dinamika ekonomi pedesaan akan meningkat karena adanya rangsangan aktivitas ekonomi ubi jalar, petani produsen ubi jalar akan terangsang untukmeningkatkan produktivitas karena adanya jaminan pasar dan harga, munculnyaindustri pengolahan memungkinkan terserapnya surplus tenaga kerja yang pada umumnya terdapat di pedesaan, industri pangan olahan dapat menekan biayaproduksi dan ketergantungannya pada terigu, dan negara dapat menghematdevisa melalui pengurangan impor terigu (Heriyanto dan Winarto, 1998). Pembuatan tepung dan pati ubi jalar adalah sejenis pengolahan yang berguna untuk memperpanjang umur simpan ubi jalar. Pati ubi jalar merupakan starch dari ubi jalar yang mempunyai sifat diantara pati singkong dan pati kentang. Berbagai jenis produk yang dapat diproduksi dari pati ubi jalar adalah gula dan sirup(Syarief dan irawati, 1988). Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang ada baik di dalam maupun luar negeri dan standar yang ditetapkan oleh perusahaan eksportir, makarekomendasi yang dapat diberikan untuk penetapan standar mutu tepung ubi jalar di Indonesia adalah: kadar airmaksimal 10%, kadar abu maksimal 3%, kadar lemak maksimal 1%, kadar protein minimal 3%, kadar serat kasarminimal 2%, dan kadar karbohidrat minimal 85%. Selain persyaratan kimia juga ditetapkan persyaratan fisik danmikrobiologis. Persyaratan fisik mengikuti persyaratan produk tepung pada umumnya yaitu bentuk, bau dan warna normal, tidak diperkenankan
Universitas Sumatera Utara
keberadaan benda-benda asing, dan dengan tingkat kehalusan minimal 95%produk lolos ayakan 80 mesh (Ambarsari, et al., 2009). Menurut penelitian Antarlina (1994) tepung ubi jalar mempunyai kadar protein yang rendah. Untuk meningkatkan kadar protein tepung ubi jalar dalam pembuatan kue, perlu substitusi dengan tepung yang mempunyai kadar protein yang lebih tinggi. Tepung ubi jalar mempunyai kandungan karbohidrat paling tinggi dibandingkan tetapi mempunyai kandungan lemak yang lebih rendah dan kandungan abu lebih tinggi dari pada tepung jagung.Makin tinggi kandungan abu, warna tepung menjadi gelap.Tepung dengan kandungan lemak tinggi lebih cepat mengalami kerusakan.Kadar serat yang lebih tinggi pada tepung ubi jalar menyebabkan warna tepung tidak putih (Zuraida dan Supriati, 2001).Komposisi kimia dan sifat fisik tepung ubijalardapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4.Komposisi Kimia dan Sifat Fisik Tepung Ubi Jalar
Komponen dan Sifat Fisik Air (%) Protein (%) Lemak (%) Karbohidrat (%) Abu (%) Derajat Putih (%) Waktu Gelatinisasi (menit) Suhu Gelatinisasi (oC) Waktu Granula Pecah (menit) Suhu Granula Pecah (oC) Viskositas Puncak (BU)
Tepung Ubi Jalar 7,00 2,11 0,53 84,74 2,58 74,43 32,5 78,8 39,5 90,0 1815
Sumber: Antarlina dan Utomo (1997).
Besarnya rendemen tepung yang dihasilkan dari ubi jalar segar dapat diketahui dari kadar bahan keringnya. Semakin tinggi kadar bahan kering ubi
Universitas Sumatera Utara
jalar, maka semakin tinggi pula rendemen tepung yang dihasilkan. Besarnya kadar bahan kering tergantung pada varietas/klon, lingkungan (radiasi sinar matahari, suhu, pemupukan, kelembaban tanah) dan umur tanaman (Bradbury dan Holloway, 1988). Proses Pembuatan Tepung dan Pati Ubi Jalar Pengolahan ubijalar menjadi tepung hanya memerlukan teknologi yang sederhana. Caranya ubi jalar dikupas kemudian dicuci bersih selanjutnya dipotong tipis-tipis atau disawutdengan pisau atau alat pemotong lainnya. Chips kemudian dijemur di bawah sinarmatahari atau menggunakan alat pengering dengan suhu maksimum 600C selama18 jam kemudian digiling. Tepung bisa dimasukkan kantung plastik atau topleskaleng tertutup rapat yang tahan disimpan dalam waktu enam bulan. Untukmenghasilkan tepung berkualitas baik, sawut atau irisan umbi sebelum dijemur ataudikeringkan direndam terlebih dahulu dalam larutan natrium meta bisulfit. Rendemen tepung ubi jalar dapat mencapai 20-30% tergantung pada varietas ubi jalar (Heriyanto, et al., 2001). Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi pengeringantepung ubi jalar dengan pengering oven adalahpada suhu 60°C selama 10 jam, sedangkandengan pengering kabinet adalah pada suhu60ºC selama 5 jam, dan dengan pengering tipedrum (drum dryer) adalah pada suhu 110°Cdengan tekanan80 psia dan kecepatan putar 17rpm. Setelah kering, irisan ini dihancurkan dandiayak sampai menjadi tepung dengan tingkat kehalusan tertentu(80-100 mesh) (Ambarsari, et al., 2009). Pengembangan
tepung
ubi
jalardi
Indonesia
diperkirakan
akan
semakinmeningkat, mengingat bahwa produk ini memilikikeunggulan baik dari
Universitas Sumatera Utara
segi kesehatan maupunnilai ekonomisnya. Dari aspek gizi, ubi jalar lebihunggul dibandingkan gandum karenamengandung
zat-zat
gizi yang
bermanfaat
bagikesehatan (probiotik, serat makanan, danantioksidan). Secara ekonomis, harga jualtepung ubi jalar tidak kalah dengan tepungterigu.Tepung ubi jalar dapat dibuat secara langsungdari ubi jalar yang dihancurkan dan kemudiandikeringkan, tetapi dapat pula dibuat dari gaplekubi jalar yang dihaluskan (digiling) dan kemudiandiayak (disaring). Berbagai macam produk olahan ubi jalar yang dapat dibuat antara lain selai ubi jalar, biskuit ubi jalar, donat ubi jalar, french fries ubi jalar, kue mangkok ubi jalar, pilus ubi jalar, pukis ubi jalar, es krim ubi jalar, bak pao ubi jalar, apem ubi jalar, keripik ubi jalar, manisan kering ubi jalar, dodol ubi jalar, sweet potatochocolate nut cake (Tani, 2010).
Studi Pendahuluan Yang Telah Dilaksanakan Penelitian pendahuluan yang telah dilaksanakan adalah proses pembuatan tepung dan pati alamiah dari 4 varietas lokal ubi jalar yang banyak ditanam di Sumatera Utara serta karakteristik fisikokimia dan fungsionalnya. Varietas lokal yang digunakan adalah ubi jalar berdaging umbi putih, ungu muda, ungu tua dan oranye. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa rendemen pati ubi jalar yang dihasilkan berkisar antara 9.75 – 16.78%. Rendemen pati yang tertinggi diperoleh pada varitas ubi jalarberdaging umbi kuning yaitu 16.79% dan yang terendah pada ubi jalar berdaging umbi ungu muda yaitu 9.75%. Suhu gelatinisasi pati tertinggi diperoleh pada pati ubi jalar ungu yaitu 79,70 dan yang terendah diperoleh pada pati ubi jalar putih yaitu 64,87. Daya penyerapan air minyak dari pati ubi jalar
Universitas Sumatera Utara
tinggi sehingga berpotensi untuk dimanfaatkan pada berbagai produk pangan seperti mie dan kue-kue (Julianti, 2008; Julianti dan Ridwansyah, 2008).
Universitas Sumatera Utara
