II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJUN PUSTK. Kedelai Kedelai (Glycine max) ermasuk dalam famili Leguminoceae, sub famili Papilionidae, genus Glycine dan spesies max diperkirakan berasal dari Cina. Tanaman ini dibagi menjadi dua golongan, perama berdasarkan warnanya yaiu kedelai puih/kuning, kedelai cokla, kedelai hijau, dan kedelai hiam. Pembagian kedua berdasarkan umurnya yaiu umur pendek (60-80 hari), sedang ( hari), dan panjang ( hari). Kedelai mempunyai kandungan proein dan lemak yang inggi. Secara umum komposisi za gizi kedelai kuning kering dan empe dapa diliha pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi kimia kedelai dan empe per 100 gram Komponen Kimia Kedelai Kuning Tempe Kalori (kal) Proein (g) 35,1 18,3 Lemak (g) 17,7 4,0 Hidra arang (g) 32 12,7 Kalsium (mg) Besi (mg) 8,5 10 Viamin B1 (mg) 0,66 0,17 ir (g) 10,2 64 Sumber: Sanoso, 1993 Komposisi asam amino yang membenuk proein kedelai cukup lengkap. Kandungan lisin kedelai cukup inggi sehingga dapa digunakan dalam suplemenasi pada serealia yang kandungan lisinnya rendah. Kandungan mehionin pada proein kedelai rendah, sehingga merupakan fakor pembaas yang harus diperhaikan bila digunakan dalam forifikasi makanan. Berbagai produk dapa dihasilkan dari kedelai baik sebagai bahan makanan manusia maupun ernak dan bahan indusri lainnya. Produk kedelai hasil indusri radisional yang diproduksi dan berpoensi di Indonesia erdiri dari lima jenis produk yaiu: empe, ahu, auco, kecap, dan kembang ahu (Muchadi, 1989). B. Tempe dan Senyawa ni Nurisi Menuru Sandar Nasional Indonesia (1992), empe kedelai adalah produk makanan hasil fermenasi biji kedelai oleh kapang erenu, berupa padaan kompak dan berbau khas sera berwarna puih aau sediki keabu-abuan. Tempe merupakan produk fermenasi radisional Indonesia yang umumnya difermenasi dengan menggunakan kapang Rhizopus oligosporus. Kapang lain yang sering diemukan pada empe anara lain Rhizopus oryzae, Rhizopus arrhizus, dan Rhizopus solonifer. Masing-masing spesies kapang memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghasilkan enzim. Shurleff dan oyagi (1979) menyaakan bahwa analisis yang dilakukan erhadap sampel-sampel empe dari berbagai empa di Jawa dan Sumara ernyaa Rhizopus oligosporus selalu erdapa pada empe yang bermuu baik. Pengolahan kedelai menjadi empe meningkakan nilai gizi eruama pada proein, lemak, karbohidra dan viamin. Selain iu kandungan gizi empe menjadi lebih laru dalam air 3

2 dan lebih mudah dicerna dibanding kedelai, sera erjadi kerusakan za-za ani-nurisi seperi aniripsin, asam fia, dan oligosakarida penyebab flaulensi pada kedelai (Hermana, 1985). sam fia dapa membenuk ikaan komplek dengan Fe aau mineral lain seperi Zn, Mg, dan Ca menjadi benuk yang idak laru dan suli diabsorpsi ubuh. Proses perendaman dalam air panas dan fermenasi selama proses pembuaan empe dapa menurunkan kandungan asam fia sehingga mineral dapa lebih mudah diserap ubuh (Koswara, 1992). Kapang empe dapa menghasilkan enzim fiase yang akan menguraikan asam fia menjadi fosfor dan inosiol. sam fia berkurang sekiar 30% dari kedelai sebelum fermenasi. sam fia dapa menyebabkan defisiensi fosfa, kalsium, dan gangguan penyerapan za besi (Karyadi, 1985). Fermenasi akan meningkakan padaan erlaru dari 13% pada kedelai menjadi 28% pada empe seelah 72 jam fermenasi. Seengah kandungan proein awal akan dirombak menjadi senyawa yang lebih sederhana dan laru dalam air seperi asam amino dan pepida. Hal ini menunjukkan bahwa daya cerna empe lebih inggi dari kedelai (Seinkraus, 1983). C. sam Fia sam fia adalah suau mio-inosiol 1, 2, 3, 4, 5, 6-heksafosfa (dihidrogen fosfa) (Oberleas, 1973) yang memiliki fosfor bermuaan negaif yang besar sehingga asam fia mampu berikaan dengan banyak kaion divalen, proein, dan pai. sam fia diemukan dalam konsenrasi yang inggi pada serealia, kacang-kacangan, dan minyak biji-bijian. Pada anaman serealia dan minyak biji-bijian, asam fia erdapa dalam jumlah 1-5% dari bera oal dan menjadi benuk penyimpanan uama dari fosfor pada anaman serealia (Liener, 1989). Fungsi uama fia pada umbuhan adalah unuk menyediakan fosfor dan mio-inosiol yang dibuuhkan selama masa perkecambahan benih (Markakis, 1977). (a) (b) Gambar 1. Srukur asam fia menuru (a) Erdman (1979) dan (b) Sco e al (1982) sam fia mampu mengkela mineral-mineral eruama kalsium (Ca), magnesium (Mg), besi (Fe), dan seng (Zn) sehingga menurunkan keersediaan mineral ersebu bagi ubuh. Kandungan fia yang inggi (1% aau lebih) dalam makanan dapa menyebabkan defisiensi mineral, misalnya defisiensi Ca pada hewan dan manusia (Wozenski dan Woodburn, 1975). 4

3 (a) (b) Gambar 2. Srukur kompleks fia-mineral menuru (a) Erdman (1979) dan (b) Sco e al (1982) sam fia dapa juga bereaksi dengan proein membenuk senyawa kompleks. Senyawa kompleks ini dapa mempengaruhi kecepaan hidrolisis proein oleh enzim-enzim proeoliik karena erjadi perubahan konformasi proein. Hal ini menyebabkan keersediaan biologis dari za gizi ersebu menurun. Fia suli dicerna karena kurangnya sisem kerja enzim endogenous yang mampu mengkaalisis hidrolisis fia menjadi inosiol dan fosfor organik (Muchadi, 1989). Oleh karena iu asam fia dianggap sebagai senyawa aninurisi. Pada dua dekade erakhir, beberapa peneliian menunjukkan bahwa asam fia memiliki beberapa efek kesehaan, dianaranya menurunkan risiko kanker. Kadar asam fia dalam kacang kedelai adalah 1,4% (Sudarmadji dan Markakis, 1977). Kadar asam fia akan menurun secara drasis akiba perlakuan perendaman dan fermenasi. Perendaman kacang jogo dalam air pada suhu 60 C selama 10 jam menurunkan 90% oal kandungan asam fia. Penurunan nyaa kadar asam fia erjadi pada pemberian perlakuan fermenasi karena kapang fermenasi menghasilkan enzim fiase. Pada oncom, fermenasi menurunkan kadar asam fia dari kadar awal 1.36% menjadi 0.05% (pada oncom hiam) dan 0.70% (pada oncom merah) (Fardiaz dan Markakis, 1981). D. Proses Panas Proses ermal merupakan aplikasi panas pada bahan pangan erenu yang diharapkan dapa memperpanjang umur simpannya. Proses ermal juga memiliki manfaa lain, eruama dalam peningkaan muu sanap. Tujuan uama proses ermal adalah membunuh mikroba pembusuk dan paogen dengan pemanasan sehingga dapa meningkakan keamanannya dan memperpanjang daya awenya dalam jangka waku erenu. Proses ermal juga menyebabkan inakivasi enzim perusak sehingga muu produk pangan lebih sabil. Namun demikian, proses ermal dapa menyebabkan kerugian, yaiu kerusakan za gizi dan muu organolepik (Kusnandar e al., 2006). Proses ermal juga dapa menyebabkan perubahan yang merugikan seperi perubahan eksur dan kerusakan za gizi seperi viamin. Seiap produk pangan memiliki ingkah laku yang berbeda oleh pengaruh pemanasan, sehingga akan sanga berguna apabila mengeahui kineika penurunan muu oleh panas. Proses ermal secara umum melipui blansir, paseurisasi, dan serilisasi. Proses ermal seperi paseurisasi dan serilisasi uap diharapkan dapa menjadi meode yang epa unuk memperpanjang umur simpan empe karena proses ermal dapa menginakivasi mikroba 5

4 penyebab kerusakan. Terbenuknya ammonia merupakan penyebab kerusakan yang uama pada empe. Enzim proeoliik yang dihasilkan bakeri konaminan dapa mendegradasi proein sehingga menimbulkan bau. Hal ini menyebabkan empe segar yang disimpan dalam suhu ruang dan idak dikemas dengan baik akan berahan maksimal dua hari (Koswara, 1992). Blansir adalah perlakuan panas pendahuluan yang sering dilakukan dalam proses pengolahan makanan buah dan sayuran dengan ujuan unuk memperbaiki muunya sebelum dikenai proses lanjuan. Dengan demikian, proses blansir bukan diujukan unuk proses pengawean. Tujuan perlakuan blansir eruama adalah unuk menginakifasi enzim, mengurangi jumlah mikroba awal (eruama mikroba pada permukaan bahan pangan), melunakkan bahan pangan sehingga mempermudah proses pengisian bahan pangan dalam wadah, dan mengeluarkan udara yang erperangkap pada jaringan bahan pangan yang akan mengurangi kerusakan oksidasi (Kusnandar e al., 2006). Paseurisasi merupakan proses perlakuan panas yang membunuh sebagian besar sel vegeaif mikroorganisme yang erdapa di dalam makanan. Paseurisasi menggunakan suhu dibawah 100 C dengan kombinasi suhu dan waku yuang digunakan adalah 62,8 C selama 30 meni (konvensional) dan 71 C selama 15 deik (HTST). Dalam beberapa produk makanan, paseurisasi diujukan unuk membunuh mikroba paogen, sedangkan dalam produk fermenasi seperi bir, paseurisasi diujukan unuk membunuh mikroba pembusuk. Unuk produk lainnya, paseurisasi yang dikembangkan didasarkan pada daya ahan panas dari mikroba erenu yang ingin dihancurkan. Paseurisasi biasanya digunakan pada bahan pangan yang mempunyai ph 3-4 (Fellow, 1992). Pengerian seril absolu menunjukkan suau kondisi yang suci hama, yaiu kondisi yang bebas dari mikroorganisme. Pada proses serilisasi produk pangan, kondisi seril absolu suli dicapai, karena iulah digunakan isilah serilisasi komersial aau serilisasi prakikal. Serilisasi komersial yaiu suau kondisi yang diperoleh dari pengolahan pangan dengan menggunakan suhu inggi dalam periode waku yang cukup lama sehingga idak ada lagi mikroorganisme hidup. Pengerian serilisasi komersial ini menunjukkan bahwa bahan pangan yang elah mengalami proses serilisasi mungkin masih mengandung spora bakeri (eruama bakeri non-paogen), namun seelah proses pemanasan ersebu spora bakeri non-paogen ersebu bersifa dorman (idak dalam kondisi akif bereproduksi), sehingga keberadaannya idak membahayakan kalau produk ersebu disimpan pada kondisi normal. Dengan demikian, produk pangan yang elah mengalami serilisasi komersial akan mempunyai daya awe yang inggi, yaiu beberapa bulan sampai beberapa ahun (Kusnandar e al., 2006). Serilisasi komersial era kaiannya dengan keahanan bakeri ermasuk sporanya. Keahanan bakeri erhadap proses pemanasan umumnya dinyaakan dengan isilah nilai D dan nilai z. Nilai D adalah waku dalam meni yang dibuuhkan unuk memusnahkan 90% dari populasi bakeri dalam suau medium ermasuk bahan pangan pada suhu eap yang erenu. Nilai z adalah selang suhu erjadinya penambahan aau pengurangan organisme aau spora sepuluh kali lipa dalam waku yang dibuuhkan baik unuk menurunkan 90% aau pembinasaan seluruhnya (Heldman dan Singh, 2001). E. Kineika Reaksi Kineika adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari laju reaksi kimia secara kuaniaif dan fakor-fakor yang mempengaruhinya (Bird, 1987). plikasi eori kineika pening arinya dalam menduga perubahan-perubahan yang erjadi dalam bahan pangan selama proses 6

5 pengolahan dan penyimpanan. Perubahan yang erjadi bisa berupa perubahan fisika, kimia, maupun mikrobiologi (Boekel, 1996). Sudi enang kineika adalah mempelajari gerakan aau perubahan suau sisem kimia sebagai fungsi waku. Beberapa laju perubahan sifa bahan pangan yang dapa dijelaskan dengan kineika reaksi anara lain kehilangan za gizi, perubahan flavor, dan perubahan warna (Labuza dan Kamman, 1983). Peneliian kineika pada umumnya berujuan unuk mempelajari perubahan komposisi sebagai fungsi dari waku. Percobaan didesain sedemikian rupa sehingga ipe perubahan yang lain dapa dikonrol aau dapa diramalkan. Dasar-dasar yang digunakan adalah suau sisem eruup yang homogen dan isohermal sehingga za idak ada yang masuk aau keluar sisem, gradien konsenrasi aau suhu diasumsikan idak nyaa, sera suhu dijaga konsan selama erjadi perubahan kimia (Swinbourne, 1971). Laju reaksi merupakan laju penurunan konsenrasi pereaksi aau perambahan konsenrasi produk per sauan waku. Reaksi yang erjadi dalam bahan pangan selama pengolahan dan penyimpanan sanga kompleks (Labuza dan Kamman, 1983). Dalam menduga persamaan laju reaksi pada perubahan ersebu lebih mudah digunakan pendekaan empiris. Pada pendekaan empiris perubahan sifa bahan pangan dianggap mengikui persamaan reaksi sebagai beriku : P Laju reaksi = -d[] / d = d[p] / d adalah reakan pada bahan pangan yang mengalami perubahan; P adalah produk dari perubahan ersebu. Jika merupakan waku; n adalah ordo reaksi; dan k adalah nilai konsana, maka laju perubahan menjadi P dinyaakan sebagai beriku: -d[] / d = d[p] / d = k[] n..(1) Pada reaksi ordo nol (n = 0) persamaan (1) menjadi : -d[] / d = d[p] / d = k[] 0 d = -k d 0 0 [] = []0 k Pada reaksi ordo sau (n = 1) persamaan (1) menjadi : -d[] / d = d[p] / d = k[] 1 d /[] = -k d 0 0 ln [] = ln []0 k log [] = log []0 (k / 2.303) Pada reaksi ordo dua (n = 2) persamaan (1) menjadi : -d[] / d = d[p] / d = k[] 2 d /[] 2 = -k d 0 0 1/[] = 1/[]0 + k 7

6 []0 [] kemiringan garis = -k log []0 log [] kemiringan garis = -k/2.303 Ordo nol Ordo sau 1/[] kemiringan garis = -k 1/[]0 Ordo dua Gambar 3. Hubungan linier pada reaksi ordo nol, sau, dan dua (Saeni, 1989) Seiap produk pangan memiliki ingkah laku yang berbeda oleh pengaruh pemanasan, sehingga akan sanga berguna apabila mengeahui kineika penurunan muu oleh panas. Secara umum kineika penurunan muu lebih lamba daripada kineika inakivasi mikroba. Menuru Labuza dan Salmarch (1981) pengaruh perubahan suhu erhadap konsanan laju reaksi dinyaakan dalam persamaan rrhenius beriku: k = k0.e -Ea/RT ln k = ln k0 - Ea R ( 1 T ) di mana : k = konsana laju reaksi Ea = energi akivasi k0 = konsana (idak erganung suhu) R = eapan Planck ( 1,987 kal/mol K) T = suhu mulak (K) ln k0 ln k kemiringan garis = -Ea/R 1/T Gambar 4. Hubungan linier anara ln k dengan kebalikan suhu mulak (1/T) menuru hubungan rrhenius (Bird, 1987) Energi reakan pada reaksi harus erlebih dahulu dinaikkan ke ingka energi yang akif sehingga reaksi dapa berlangsung. Energi yang digunakan unuk menaikkan ingka energi ersebu disebu energi akivasi. Nilai energi akivasi dapa digunakan sebagai parameer besarnya sesuai dengan keerganungan laju reaksi erhadap suhu. Energi akivasi yang rendah berari energi yang 8

7 dibuuhkan unuk menaikkan ingka energi suau reakan agar bereaksi adalah kecil sehingga reaksi lebih mudah erjadi (Suharono, 1987). Persamaan rrhenius dapa digunakan unuk menduga laju penurunan muu makanan dengan menggunakan asumsi-asumsi (Syarief, 1990) : 1. Perubahan muu makanan hanya disebabkan oleh sau macam reaksi saja. 2. Tidak erjadi fakor lain yang menyebabkan perubahan muu. 3. Proses perubahan muu dianggap bukan merupakan akiba dari proses-proses yang erjadi sebelumnya. 9