LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLAANNYA

Transkripsi

1 Insentif PKPP No. Urut : 49 LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLAANNYA (Laporan Ringkas Hasil Litbang Sesuai PP Nomor 20 Tahun 2005) Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) PROGRAM INSENTIF RISET : PENINGKATAN KEMAMPUAN PENELITI & PEREKAYASA FOKUS BIDANG PENELITIAN : PERTANIAN PANGAN BALAI BESAR TEKNOLOGI PATI BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI 2012

2 LEMBAR PENGESAHAN Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) PROGRAM INSENTIF RISET : PENINGKATAN KEMAMPUAN PENELITI & PEREKAYASA FOKUS BIDANG PENELITIAN: PERTANIAN PANGAN BALAI BESAR TEKNOLOGI PATI BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI Jakarta, September 2012 Peneliti Utama, Ir. Sabirin, M.Si NIP LAPORAN HASIL PENELITIAN dan PENGEMBANGAN, KEKAYAAN INTELEKTUAL, dan HASIL PENGELOLEENNYA (Laporan Ringkas Hasil Litbang Sesuai PP Nomor 20 Tahun 2005) 1

3 Identitas Lembaga Penelitian dan Pengembangan Nama Perguruan Tinggi/ Lembaga Penelitian dan Pengembangan Pimpinan Balai Besar Teknologi Pati Ir. Bambang Triwiyono, M.Si. Alamat Lembaga Litbang Gedung II BPPT, Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp Fax Identitas Kegiatan Judul Kegiatan Litbang yang dilakukan Abstraksi Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) Kebutuhan pangan rakyat Indonesia terhadap produk pangan olahan berbasis gandum masih sangat tinggi, sedangkan kebutuhan gandum nasional hanya dipenuhi dari impor. Pada tahun 2010 impor gandum Indonesia menembus hingga 5,85 juta ton (senilai 25 triliun) atau setara dengan konsumsi terigu 4,3 juta ton, dan diperkirakan konsumsi gandum nasional naik 6% per tahun. Ketergantungan bahan baku industri pangan terhadap gandum (impor) harus dikurangi, sebagai upaya pencapaian ketahanan pangan jangka panjang dan menciptakan kemandirian bangsa. Salah satunya dengan mengolah dan memanfaatkan biji sorgum menjadi tepung sorgum termodifikasi untuk substitusi tepung gandum. Sorgum (Sorghum bicolor) merupakan tanaman serealia yang cukup potensial untuk dikembangkan di Indonesia karena mempunyai adaptasi lingkungan yang cukup luas, khususnya pada lahan marginal. Sorgum mempunyai nilai gizi yang memadai sebagai bahan pangan, yaitu mengandung sekitar 73% karbohidrat, 11% protein, dan 3,3% lemak. Sifat fisiko-kimia tepung sorgum dan tepung gandum mempunyai perbedaan yang tidak signifikan dalam beberapa hal, antara lain swelling power, solubility, dan Rapid Visco Analyser (RVA) pasting properties. Tepung sorgum dapat dimodifikasi sebagai bahan pangan substitusi gandum dengan cara mengganggu (disruption) struktur protein body yang 2

4 bersifat rigid (kaku). Hal tersebut dapat dilakukan dengan pemberian treatment tekanan dan panas yang relatif tinggi menggunakan teknik ekstrusi. Protein kafirin yang terbungkus dalam protein body dapat diaktifkan sifat fungsionalnya sesuai dengan yang dibutuhkan dalam produk pangan olahannya. Dalam produk makanan, pati merupakan komponen penting sebagai pengental (thickener) dan gelling agent, sedangkan protein berperan sebagai struktur pembangun dalam pangan olahan. Oleh karena itu, modifikasi tepung sorgum dengan teknik ekstrusi untuk bahan baku pangan substitusi gandum perlu dilakukan pengujian aplikasi pada skala pilot plant Karakterisasi bahan baku tepung sorgum dan hasil modifikasinya akan dibandingkan terhadap tepung gandum yang biasa digunakan dalam industri mie (noodle) dan kue kering (cookies), yang meliputi sifat fisiko-kimia swelling power, solubility, dan RVA pasting properties. Selanjutnya, Proses pengujian penggunaan tepung sorgum termodifikasi untuk substitusi tepung gandum dalam pembuatan pangan olahan (noodle dan cookies) dengan komposisi 30-50% tepung sorgum termodifikasi serta uji sensory organoleptik terhadap responden untuk mengetahui tingkat penerimaan (level of acceptance), dan sosialisasi produk terhadap industri pangan olahan berbasis pati/pemerintah daerah. Metode modifikasi sifat fisiko-kimia tepung sorgum dengan teknik ekstrusi dirancang dengan metode central composite design dengan beberapa variabel bebas sehingga didapat kondisi operasi proses modifikasi tepung sorgum untuk substitusi tepung gandum, yaitu tepung sorgum termodifikasi yang mirip terigu cakra kembar dan tepung sorgum termodifikasi yang mirip terigu segitiga biru. Tingkat penerimaan yang cukup baik pun diterima dari para panelis setelah kedua jenis tepung termodifikasi tersebut diaplikasikan dalam pembuatan mie (LoA =3,43) dan cookies (LoA=3,75) hal ini mengindikasikan bahwa tepung sorgum termodifikasi bisa menjadi bahan pangan substitusi gandum sehingga perlunya upaya untuk peningkatan kapasitas yang pada akhirnya akan dapat dimanfaatkan oleh mitra industri untuk diaplikasikan dalam industri pangan olahan. Industri pangan yang selama ini hanya bertumpu pada tepung terigu 3

5 (noodle dan cookies) dapat menerapkan dan memanfaatkan teknologi ini, sehingga kebutuhan gandum impor dapat dikurangi secara bertahap dan kapasitas produksi sorgum di Indonesia yang masih lesu dapat berkembang karena ada pengguna di tingkat industri. Tim Peneliti 1. Nama Koordinator/ Peneliti Utama (PU) 2. Alamat Koordinator/PU 3. Nama Anggota Peneliti 4. Alamat Anggota Peneliti Kata kunci : tepung sorgum, modifikasi, ekstrusi, substitusi, gandum. Ir. Sabirin, M.Si. Gedung II BPPT Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp Fax Dr. Ir. M. Budi Kusarpoko, M.Si Ir. Bambang Triwiyono, M.Si Yanuar Sigit Pramana, ST Andy Marjono Putranto, ST Gedung II BPPT Lantai 16 Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta 10340, Jakarta Tlp Fax Waktu Pelaksanaan Litbang 08 Februari Oktoberr 2012 Publikasi (Isilah dengan nama publikasi, tahun dan tempat publikasi dilakukan) 1. Oke Zone, tahun 2012, jakarta 2.Pameran Hakteknas, 2012, BPPT Jakarta. 3. Pameran Hakteknas, 2012, Kantor Gubernur Lampung 4

6 Identitas Kekayaan Intelektualdan Hasil Litbang Ringkasan Kekayaan Intelektual 1. Perlindungan Kekayaan Intelektual yang dihasilkan dari Litbang dengan dukungan insentif KNRT periode 2009 a. Paten (masih dalam proses) Waktu Pendaftaran : 3 Nov.2011 b. Hak Cipta Waktu Pendaftaran : - c. Merek Waktu Pendaftaran : - d. Disain Industri Waktu Pendaftaran : - e. Disain Tata Letak dan Sirkuit Terpadu Waktu Pendaftaran : - f. Varietas Tanaman Waktu Pendaftaran : - 2. Nama Penemuan Baru : Prototipe produk tepung sorgum termodifikasi dan prototipe 3. Nama Penemuan Baru Non Komersial : - 4. Cara Alih Teknologi a. Lisensi : - teknologi proses modifikasi tepung sorgum. b. Kerjasama : Kerjasama kolaborasi riset atau memanfaatkan hasil riset dengan Mitra c. Pelayanan Jasa Iptek : Jasa KonsultansiTeknologi kepada Industri d. Publikasi : Publikasi Ilmiah Pangan Berbasis Pati di Indonesia Ringkasan Hasil Penelitian dan Pengembangan Luaran dari kegiatan ini berupa prototipe produk tepung sorgum termodifikasi yang memiliki sifat fisiko-kimia mendekati tepung gandum (terigu) dan prototipe teknologi proses modifikasi tepung sorgum untuk substitusi tepung gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies). Hasil Proses Modifikasi Tepung Sorgum dan Karakterisasi Sifat Fisiko-kimia & Komponen Intrinsik Bahan baku dan produk hasil pengujian proses modifikasi dengan teknik ekstrusi pada berbagai variabel proses dianalisa karakteristik sifat fisiko-kimia dan komponen intrinsiknya, dengan hasil sebagai berikut: 5

7 Tabel 1. Hasil Karakterisasi Sifat Fisiko-kimia dan Komponen Intrinsik Tepung Sorgum Alami, Terigu Komersial, dan Sorgum Termodifikasi Dari data tersebut di atas terlihat bahwa setelah dimodifikasi pada berbagai kondisi operasi, tepung sorgum termodifikasi mempunyai nilai maximum viscosity, swelling power, dan solubility yang berbeda/berubah dari sifat tepung sorgum alaminya. Sifat fisiko-kimia tersebut berubah karena adanya modifikasi yang melibatkan perlakuan panas dan tekanan, serta komposisi sorgum yang mempengaruhi kadar air dalam bahan yang akan diekstrusi. Sifat fisiko-kimia tersebut merupakan sifat fungsional yang berpengaruh terhadap karakteristik produk pangan olahan yang dihasilkan. Maximum viscosity (RVA pasting properties) merupakan parameter kunci dari respon sifat fisiko-kimia yang diamati. Dari sejumlah respon tersebut, akan dilakukan analisa data untuk menentukan kondisi operasi proses modifikasi yang dapat menghasilkan sifat fisiko-kimia mendekati terigu komersial. Bench mark yang digunakan adalah terigu yang biasa digunakan untuk pembuatan noodle, yaitu terigu Cakra Kembar (max viscosity 107 BU) dan terigu yang biasa digunakan untuk pembuatan cookies/kue, yaitu terigu Segitiga Biru (max viscosity 34 BU). Rancangan percobaan (experimental design) dan respon/parameter kunci maximum viscosity tersaji pada tabel berikut: Tabel 2. Rancangan Percobaan dan Respon Maximum Viscosity 6

8 Respon Terhadap Maximum Viscosity: Gambar 1. Grafik Pareto Efek Terhadap Respon Maximum Viscosity Dari gambar (grafik pareto) terlihat bahwa harga efek variabel Komposisi Sorgum melebihi garis p=,05 sedangkan harga efek dari variabel lain tidak melewati garis p=,05. Ini berarti bahwa variabel Komposisi Sorgum merupakan variabel yang paling berpengaruh terhadap Maximum Viscosity, sedangkan pengaruh variabel yang lain terhadap Maximum Viscosity kurang signifikan. Gambar 2. Grafik Kontur Permukaan terhadap Respon Maximum Viscosity Dari grafik optimasi 3 dimensi dan grafik kontur permukaan dapat dilihat bahwa kondisi nilai 7

9 minimum maupun nilai maksimum tidak terlihat, karena titik kritis yang muncul adalah titik saddle (saddle point). Nilai minimum akan muncul jika level variabel Komposisi Sorgum berada pada kisaran 85%, sedangkan nilai maksimum akan muncul jika level variabel Komposisi Sorgum berada pada kisaran 60%. Dari grafik tersebut terlihat bahwa penentuan level variabel Temperatur cukup tepat, nilai minimum maupun nilai maksimum berada pada kisaran o C, artinya variabel mempunyai pengaruh yang kurang signifikan terhadap respon maximum vicosity. Bench mark yang digunakan adalah terigu Cakra Kembar (max viscosity 107 BU) dan terigu Segitiga Biru (max viscosity 34 BU). Dari grafik 3 dimensi dan kontur permukaan tersebut dapat diprediksikan kondisi operasi yang akan menghasilkan respon nilai maximum vicosity yang mendekati 107 BU dan 34 BU. Dari hasil pengolahan data statistik diperoleh bahwa kondisi operasi yang akan menghasilkan nilai mendekati viskositas terigu Cakra Kembar dan Segitiga Biru adalah sebagai berikut: Spesifikasi Produk Produk tepung sorgum termodifikasi yang dihasilkan mempunyai sifat fisiko kimia yang mendekati terigu komersial. Tabel 3. Perbandingan Karakteristik Sogum alami, Terigu, dan Sorgum Termodifikasi Keterangan: TST-CK: Produk tepung sorgum termodifikasi yang mempunyai karakteristik mirip terigu Cakra Kembar TST-SB: Produk tepung sorgum termodifikasi yang mempunyai karakteristik mirip terigu Segitiga Biru 8

10 Gambar/Photo Produk Hasil Penelitian dan Pengembangan Biji Sorgum M/C Penyosoh Biji Sorgum Sosoh Hammer Mill Vibrating Screen Extruder Sorgum Termodifikasi Cookies Sorgum Unit Penepungan Mie Goreng Sorgum Bolu Sorgum 9

11 Pengelolaan 1. Sumber Pembiayaan Penelitian dan Mitra Kerja a. APBN (Insentif PKPP - KNRT) : Rp b. APBD : Rp. - c. Mitra Kerja - Dalam Negeri : Rp (In-Kind) - Luar Negeri : Rp.- 2. Pemanfaatan Sarana dan Prasarana Penelitian a. Sarana : - Mesin Penyosoh, Hammer Mill, Extruder, Disk Mill, Vibrating Screen dan Laboratorium. b. Prasarana : - 3. Pendokumentasian : Foto-foto Kegiatan Jakarta, September 2012 Direktur /Kepala Balai Besar Teknologi Pati Ir.Bambang Triwiyono, M.Si NIP

12 DAFTAR BARANG/BAHAN UNTUK KEGIATAN/PENELITIAN Judul Penelitian : Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies) Nama Peneliti Utama : Ir. Sabirin, M.Si. Tahun Penelitian : 2012 No Jenis Volume Nilai (Rp) Lokasi Status Bahan 1 Biji Sorgum 2150 kg Jakarta Habis Terpakai 2 Terigu 2105 kg Jakarta Habis Terpakai 3 Solar 4000 Lt Jakarta Habis Terpakai 4 Setil Trimetil Ammonium Bromida 100 gr Jakarta Habis Terpakai 5 EDTA-2Na/Titriplex 100 gr Jakarta Habis Terpakai 6 Dinatrium Hidrophospat 500 gr Jakarta Habis Terpakai 7 Sodium Lauryl Sulfat 1 Kg Jakarta Habis Terpakai 8 Etoksi-Etanol 2,5 Lt Jakarta Habis Terpakai 9 Acetone 2,5 Lt Jakarta Habis Terpakai 10 Sodium Dihidrogen phospat 1-hydrate 1 Kg Jakarta Habis Terpakai 11 Sulfuric Acid % 2,5 Lt Jakarta Habis Terpakai 12 Minyak sayur 10 Lt Jakarta Habis Terpakai 13 Majun 10 Pcs Jakarta Barang Terpakai 14 Alkohol 5 Lt Jakarta Habis Terpakai 15 Masker 10 Kotak Jakarta Barang Terpakai 16 Sarung tangan karet 8 Pasang Jakarta Barang Terpakai 17 Sarung tangan kain 8 Pasang Jakarta Barang Terpakai 18 Penutup rambut 8 Pcs Jakarta Barang Terpakai 19 Detergen 2 Kg Jakarta Habis Terpakai 20 Sikat kawat 5 Pcs Jakarta Barang Terpakai 21 Terpal 4x6 m 3 Pcs Jakarta Barang Terpakai 22 Saringan Diskmill 5 Pcs Jakarta Barang Terpakai 23 Bak plastik 10 Pcs Jakarta Barang Terpakai Koordinator/Peneliti Utama (Modifikasi Tepung Sorgum untuk Substitusi Tepung Gandum sebagai Bahan Baku Industri Pangan Olahan (Noodle dan Cookies)) Ir. Sabirin, M.Si NIP