UPAYA PENGURANGAN PEMBENTUKAN SENYAWA AKRILAMID PADA PENGOLAHAN KERIPIK PISANG AMBON
OKTAFRINA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Upaya Pengurangan Pembentukan Senyawa Akrilamid pada Pengolahan Keripik Pisang Ambon adalah karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, September 2009
Oktafrina NRP. F251060121
ii
ABSTRACT
OKTAFRINA. 2009. Efforts on Suppressing Acrylamide Formation in the Processing of “Ambon” Banana Chips. Under supervision of C. HANNY WIJAYA and SUGIYONO. The objective of this research was to suppress the acrylamide formation in ambon banana chips by modifying the processing method. The implemented treatments included: frying in different duration times and temperatures, blanching in different duration times and temperatures, soaking in 0.1-0.3% monosodium glutamate (MSG) treatments. Analysis of acrylamide was conducted by reversed phase-HPLC using mobile phase of acetonitrile:aquabidest:acetic phosphate (5:94:1) and measurement on 230 nm wavelength. Formation of acrylamide compound was higher if temperature and duration times of frying were increased. The combination of blanching at 80oC for 3 minutes and the frying process at 140oC for 10 minutes reduced the formation of acrylamide by up to 60% and its acrylamide content was only 46.25 ± 6.61 ppb. Sensory of product showed that the acceptability of the product by the consumer was significantly reduced. The pretreatment, soaking in MSG solution did not suppress the acrylamide formation. The QDA test of the ambon banana chips with the lowest acrylamide content showed that the aroma sensory attributes, the ester like is lower and the green is higher and significantly differed from the commercial one. Key word : ambon banana chips, frying, blanching, acrylamide, HPLC, QDA
iii
RINGKASAN
OKTAFRINA. 2009. Upaya Pengurangan Pembentukan Senyawa Akrilamid pada Pengolahan Keripik Pisang Ambon. Dibimbing oleh C. HANNY WIJAYA dan SUGIYONO. Senyawa akrilamid terdapat dalam makanan yang diolah dengan proses pemanasan suhu tinggi. Pembentukan senyawa ini terjadi melalui reaksi Maillard yaitu reaksi antara asam amino dengan senyawa gula pereduksi seperti glukosa dan fruktosa. Asam amino yang diduga merupakan prekursor pembentuk akrilamid adalah asparagin. Penurunan pembentukan akrilamid dapat dilakukan dengan cara mengurangi prekursor pembentuknya dan optimasi proses pemanasan yang dilakukan. Reaksi pembentukan akrilamid diduga sejalan dengan reaksi pembentukan warna dan aroma dalam produk makanan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari upaya pengurangan pembentukan senyawa akrilamid berdasarkan perlakuan penggorengan, blansir dan adanya perendaman dalam larutan Monosodium Glutamat (MSG) pada pengolahan keripik pisang ambon. Penelitian terdiri dari 3 (tiga) tahap. Pada tahap pertama dilakukan analisis kimia bahan baku, yang terdiri dari analisis proksimat, kadar pati, gula pereduksi dan asam amino. Pada tahap kedua dilakukan pengolahan keripik pisang dengan perlakuan proses penggorengan (variasi suhu 140, 160 dan 180oC selama 10, 15 dan 20 menit), blansir (suhu 70, 80 dan 100oC selama 1, 2, 3, 4 dan 5 menit) dan perendaman dalam larutan MSG 0.1%; 0.2% dan 0.3% (b/v) selama 1, 2 dan 3 menit pada 20oC. Penelitian dilakukan dengan rancangan faktorial acak lengkap dengan 2 kali pengulangan. Analisis akrilamid dilakukan dengan HPLC-reversed phase. Pada penelitian ini juga dilakukan analisis akrilamid dalam produk keripik pisang ambon komersial. Penelitian tahap ketiga dilakukan pengujian penerimaan sensori dengan uji hedonik pada produk keripik pisang ambon yang mengandung akrilamid rendah. Uji hedonik meliputi warna, aroma dan penerimaan secara keseluruhan. Pada pengujian sensori juga dilakukan uji deskriptif pada atribut aroma dengan metoda Quantitative Descriptive Analysis (QDA). Hasil pengujian proksimat menunjukkan bahwa pisang ambon sebagai bahan baku keripik mengandung pati 19.32% dan protein 1.51 %. Analisis asam amino
iv
menggunakan HPLC memberikan hasil bahwa jumlah senyawa asam amino asparagin dalam pisang ambon yang mentah sebesar 0.066%. Hasil penelitian perlakuan suhu penggorengan menunjukkan bahwa keripik pisang ambon yang digoreng pada kisaran suhu 140-180oC mengandung akrilamid pada kisaran 115 sampai 565 ppb. Semakin tinggi suhu dan lama waktu penggorengan maka semakin tinggi jumlah akrilamid yang terbentuk. Penggorengan pada suhu 140oC selama 10 menit ternyata membentuk akrilamid dengan jumlah yang lebih rendah dibandingkan dengan kadar akrilamid dalam produk komersial yang diuji. Perlakuan kombinasi blansir pada suhu 80oC selama 3 menit dan penggorengan pada suhu 140oC selama 10 menit mereduksi pembentukan akrilamid 60% jika dibandingkan dengan produk tanpa blansir. Keripik pisang yang dihasilkan dengan kombinasi perlakuan tersebut mengandung akrilamid sebanyak 46.25 ppb. Perendaman dengan MSG tidak dapat menurunkan pembentukan senyawa akrilamid pada keripik pisang ambon. Hasil pengujian sensori terhadap produk keripik pisang ambon terpilih menunjukkan bahwa skor penerimaan panelis lebih rendah terhadap warna, aroma dan secara keseluruhan dibandingkan produk tanpa blansir dan produk komersial. Reaksi Maillard belum banyak membentuk komponen warna dan aroma pada kondisi penggorengan untuk menurunkan akrilamid dalam keripik pisang ambon. Blansir menyebabkan pengurangan jumlah komponen pembentuk warna dan aroma pada keripik pisang ambon. Uji deskriptif pada produk keripik pisang ambon terpilih dengan produk keripik pisang ambon komersial yang dilakukan oleh panelis semi terlatih mengidentifikasi atribut aroma karakteristik dalam produk keripik pisang ambon yang meliputi aroma ester like, rancid, cotton candy, caramel dan green. Produk keripik pisang ambon yang dihasilkan dari penelitian ini memiliki aroma ester like lebih lemah, green yang lebih kuat dan berbeda secara nyata dengan produk komersial.
Kata kunci : keripik pisang ambon, penggorengan, blansir, akrilamid, HPLC, QDA
v
©
Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
vi
UPAYA PENGURANGAN PEMBENTUKAN SENYAWA AKRILAMID PADA PENGOLAHAN KERIPIK PISANG AMBON
OKTAFRINA
TESIS
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
vii
Judul Tesis
: Upaya Pengurangan Pembentukan Senyawa Akrilamid pada Pengolahan Keripik Pisang Ambon
Nama
: Oktafrina
NRP.
: F251060121
Program Studi
: Ilmu Pangan
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc Anggota
Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, M. Agr Ketua
Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Ratih Dewanti Hariyadi, M.Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 04 Agustus 2009
Tanggal lulus : 02 September 2009
viii
Alhamdulillah, terima kasih atas karunia-Nya yang tak terhingga ini.......... Terima kasih juga kepada Ibundaku atas doanya sepanjang waktu, kupersembahkan untuk suamiku Desrizal serta anak-anakku yang telah menjadi guruguru kecilku : Abdillah dan sikembar (Furan dan Pyran), terima kasih atas kehadirannya selama ini.
ix
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Aulloh SWT karena atas karuniaNya maka penulis telah berhasil menyelesaikan penyusunan tesis yang berjudul “Upaya Pengurangan Pembentukan Senyawa Akrilamid pada Pengolahan Keripik Pisang Ambon”. Penelitian yang dilakukan merupakan syarat menyelesaikan studi di Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan, bimbingan dan saran dari beberapa pihak selama perkuliahan, penelitian dan penyusunan tesis ini yaitu : 1. Rektor Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan studi program Magister Sains di IPB. 2. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia atas bantuan beasiswa BPPs kepada penulis untuk melanjutkan studi Magister Sains. 3. Bapak Ir. Hi. Zainal Mutaqin selaku Direktur Politeknik Negeri Lampung yang telah memberikan izin belajar dan motivasi kepada penulis selama melanjutkan studi di IPB serta untuk izin pemakaian alat HPLC LC-6A (Shimadzu). 4. Ibu Prof. Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, M. Agr sebagai ketua komisi pembimbing yang telah banyak sekali membantu selama menyelesaikan studi di IPB. 5. Bapak Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc sebagai anggota komisi pembimbing yang telah memberikan saran dan pengarahan tentang penelitian serta banyak sekali mengorbankan waktu demi perbaikan tesis ini. 6. Bapak Dr. Ir. Feri Kusnandar, M. Sc selaku dosen penguji luar komisi pembimbing yang telah memberikan saran demi perbaikan tesis ini. 7. Bapak dan Ibu dosen di Program Studi Ilmu Pangan Pascasarjana IPB. 8. Seluruh anggota keluarga yang senantiasa memberikan semangat untuk menyelesaikan studi di Pascasarjana IPB. 9. Rekan-rekan seprofesi di Politeknik Negeri Lampung terutama Bapak dan Ibu staf pengajar di Program Studi Teknologi Hasil Pertanian dan teman seperjuangan di Ilmu Pangan terutama angkatan 2006 serta Ninik dan Agung yang banyak memberikan semangat selama menjalani suka dan duka di IPB.
x
10. Bu Puspita Sari dan Silvana Dinaintang Harikedua yang telah menjadi teman diskusi selama penelitian. Terima kasih juga untuk segala motivasi dan kebersamaannya selama ini. 11. Para teknisi di laboratorium Teknologi Hasil Pertanian Politeknik Negeri Lampung dan para panelis untuk pengujian sensori serta fokus group QDA (Pak Subandi, Bu Desmawati, Yunisa Rahmawati, Mustika Widadara, Okta Rita. S, Azul Jumara, Ahmad Hendrik, Waluyo Jati, Anggra A. Sapta,). 12. Para produsen keripik pisang untuk informasi proses pengolahan produknya dan para panelis untuk data sensori keripik pisang ambon. 13. Seluruh pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu. Semoga apa yang sudah dilakukan oleh Bapak dan Ibu dapat menjadi amal dan ibadah. Sebuah harapan, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan teknologi pangan.
Bogor, September 2009
Oktafrina
xi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada hari rabu tanggal 02 Oktober 1974 di Kota Tanjungkarang Provinsi Lampung dari Ibunda Hermiati dan Ayahnda M. Nurkam (alm). Pendidikan Dasar sampai Sekolah Menengah Atas diselesaikan penulis di sekolah negeri di Provinsi Lampung tahun 1993. Penulis kemudian melanjutkan studi di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Andalas sampai bulan April tahun 1998. Penulis menjadi staf pengajar di Akademi Analis Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Lampung sejak tahun 1998-2002. Sejak bulan Desember tahun 2002 penulis diterima sebagai staf pengajar di Politeknik Negeri Lampung di Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian. Pada tahun 2006 penulis mendapatkan kesempatan melanjutkan pendidikan Pascasarjana di Program Studi Ilmu Pangan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor melalui beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPs) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Republik Indonesia. Penulis menikah dengan Desrizal, S.Pd pada tanggal 11 Desember 2004 dan sekarang telah dikaruniai 3 orang anak yaitu Abdillah serta sikembar Furan dan Pyran.
xii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL……………………………………………………………. PERNYATAAN TENTANG TESIS DAN SUMBER INFORMASI………….. ABSTRACT.......................................................................................................... RINGKASAN…………………………………………………………………… HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………... HALAMAN PERSEMBAHAN………………………………………………… PRAKATA…………………...…………………………………………………. RIWAYAT HIDUP……………………………………………………………... DAFTAR ISI……………………………………………………………………. DAFTAR TABEL………………………………………………………………. DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………. DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………….
i ii iii iv viii ix x xii xiii xv xvi xvii
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang............................................................................................ 1.2. Tujuan Penelitian........................................................................................ 1.3. Manfaat Penelitian......................................................................................
1 4 4
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pisang Ambon........................................................................................... 2.2. Akrilamid dalam Bahan Makanan............................................................. 2.3. Pembentukan Akrilamid ........................................................................... 2.4. Reaksi Maillard ........................................................................................ 2.5. Blansir dan Perendaman............................................................................ 2.6. Proses Penggorengan................................................................................. 2.7. Evaluasi Sensori........................................................................................
5 8 11 14 20 21 22
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian................................................................... 3.2. Alat dan Bahan.......................................................................................... 3.3. Metode Penelitian...................................................................................... 3.4. Pelaksanaan Penelitian..............................................................................
24 24 25 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Karakteristik Bahan Baku 4.1.1. Analisis Proksimat........................................................................ 4.2.2. Komposisi Asam Amino.............................................................. 4.2. Kadar Akrilamid dalam Produk Keripik Pisang Ambon Komersial...... 4.3. Perlakuan Suhu dan Waktu Penggorengan............................................. 4.4. Pengaruh Blansir.................................................................................... 4.5. Pengaruh Perendaman MSG...................................................................
34 35 36 37 39 41
xiii
4.6. Pengujian Mutu Sensori Produk 4.6.1. Uji Hedonik.................................................................................. 4.6.2. Uji Deskriptif……………............................................................ V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan................................................................................................ 5.2. Saran..........................................................................................................
52 52
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................
53
LAMPIRAN..........................................................................................................
57
xiv
44 48
DAFTAR TABEL Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Produksi pisang (pohon) Provinsi Lampung tahun 2002-2005 menurut Kabupaten/Kota.................................................................... Komposisi kimia pisang ambon/100 gram bahan................................ Kadar akrilamid dalam bahan pangan.................................................. Komponen aroma yang terbentuk melalui proses pemanggangan dan pembakaran bahan pangan Penentuan pati dan gula pereduksi dengan metoda Luff Schoorl........ Aroma standar untuk keripik pisang ambon........................................ Hasil analisis proksimat dari bahan baku pisang ambon ..................... Komposisi asam amino dalam bahan baku pisang ambon................... Kadar akrilamid beberapa produk keripik pisang ambon di Bandar Lampung............................................................................................... Deskripsi aroma dalam produk keripik pisang ambon.........................
xv
1 7 10 17 29 33 34 36 37 48
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 2 3 4
Pisang ambon........................................................................................ Struktur kimia akrilamid....................................................................... Reaksi alkilasi akrilamid terhadap protein........................................... Reaksi asparagin dengan gugus aldehid ..............................................
6 8 9 12
5
Pengaruh kadar air pada pembentukan akrilamid ................................
13
6
Pengaruh pH terhadap jumlah akrilamid .............................................
14
7 8
Reaksi Maillard ………………………………................................... Mekanisme Reaksi Maillard melalui pembentukan struktur Amadori.
16 17
9
Pembentukan akrilamid melalui jalur reaksi Maillard ........................
19
10 11
Mekanisme distribusi komponen kimia pada sel saat blansir............... Skema kerja penelitian…………………………...…………………...
20 26
12
Kadar akrilamid dalam keripik pisang ambon hasil perlakuan suhu dan lama penggorengan........................................................................ Produk hasil perlakuan 140oC pada variasi waktu 10, 15 dan 20 menit..................................................................................................... Pengaruh blansir pada pembentukan akrilamid dalam keripik pisang ambon...................................................................................................
40
15
Keripik pisang ambon hasil perlakuan blansir ....................................
41
16
Pembentukan akrilamid setelah perendaman MSG .............................
42
17 18
Produk hasil perendaman dengan MSG yang digoreng pada 140oC; 10 menit……………………………………………………………… Hasil pengujian hedonik warna keripik pisang ambon ……………...
43 44
19
Hasil pengujian hedonik aroma keripik pisang ambon........................
46
20
Hasil uji hedonik terhadap produk secara keseluruhan atribut sensori..................................................................................................
47
Hasil QDA keripik pisang ambon........................................................
49
13 14
21
xvi
38 38
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Kromatogram hasil analisis asam amino................................................. Contoh perhitungan penentuan kadar asam amino.................................. Perhitungan kadar asparagin dalam pisang ambon.................................. Kurva kalibrasi dan persamaan garis regresi standar akrilamid.............. Contoh kromatogram akrilamid............................................................... Contoh kuisioner pengujian hedonik...................................................... Contoh kuisioner pre skrining panelis..................................................... Contoh kuisioner uji aroma dan rasa dasar.............................................. Contoh kuisioner uji pembedaan sampel................................................. Contoh kuisioner uji deskriptif................................................................ Contoh kuisioner uji pembedaan produk keripik..................................... Contoh kuisioner menentukan skala pada uji deskriptif.......................... Contoh kuisioner menentukan skala atribut sensori................................ Kuisioner pengujian produk keripik pisang ambon dengan QDA........... Hasil ANOVA uji hedonik warna produk keripik pisang ambon............ Hasil ANOVA uji hedonik aroma produk keripik pisang ambon........... Hasil ANOVA uji hedonik penerimaan keseluruhan produk keripik pisang ambon ..........................................................................................
xvii
58 59 60 61 62 63 64 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
