PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT

Transkripsi

1 PERUBAHAN SIFAT BAHAN KARBOHIDRAT Oleh : JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 1

2 Pohon Industri Singkong 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 2

3 Pohon Industri Jagung 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 3

4 A. PERUBAHAN SIFAT PATI PASCA PANEN / SEBELUM PENGOLAHAN 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 4

5 Perubahan Pati Praproses Bahan hasil pertanian dalam bentuk utuh melakukan respirasi (fisiologi pascapanen) Terjadi proses hidrolisis enzimatis dari pati menjadi maltodekstrin dan glukosa Glukosa dioksidasi menjadi energi, CO2 dan air Perubahan proporsi pati dengan oligosakarida dan glukosa menyebabkan perubahan tekstur bahan bila dimasak dan rasa menjadi lebih manis Pengendalian perubahan dapat ditekan dengan perlakuan pendinginan (paling ekonomis) 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 5

6 B. PERUBAHAN PATI SELAMA PROSESING 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 6

7 Perubahan Pati Selama Proses Pengolahan Swelling Gelatinisasi Cross link Starch Esterifikasi Hidrolisis Isomerisasi Oksidasi Karamelisasi Maillard 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 7

8 Starch granules If we look at a potato cell under the microscope...we see the starch granules stained blue (by iodine), the cell wall and with difficulty the cell membrane The cell wall is composed of cellulose and offers some resistance to break The cytoplasm contains the dissolved sugars and salts - the fluids of the cells 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 8

9 Terjadi pada saat akan memasak pati. Pati bila diberi air akan mengalami pengembangan volume. Kekuatan pengembangan tersebut akan semakin besar dengan meningkatnya suhu larutan pati. Berbeda antar jenis pati. Swelling (Mengembang) 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 9

10 Struktur sel pati yang mengalami pengembangan akibat penambahan air 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

11 Pengaruh peningkatan suhu terhadap ukuran granula pati, pada suhu tertentu (60o C) mengalami stasioner (tetap) 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

12 Gelatinisasi (kanji) Terjadi pada proses pemasakan larutan pati. Peristiwa rusaknya ikatan antarmolekul pada larutan pati dengan naiknya suhu, sehingga larutan pati mengalami gelatinisasi (kanji) dan viskositas menjadi tinggi (lebih kental). Pada keadaan tersebut ikatan samping H mengikat air dalam jumlah yang lebih banyak, struktur larutan pati menjadi lebih merata, dan berkurangnya daerah kristal. Untuk pati dengan kandungan amilosa tinggi (amilopektin rendah), sulit mengalami gelatinisasi pada suhu >100oC, dapat membentuk lapisan dan serat, kelarutan dan daya kembang tinggi pada kondisi alkali. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

13 Cooked Potato Granules During MOIST cooking the starch granules absorb water and swell. The granules are now softer and more digestible. The cell walls soften too and the fork meets less resistance when it is pushed into potatoes which are adequately cooked. Further cooking results in the starch granules BURSTING - the long molecules of starch form a GEL with water. This is called GELATINISATION and occurs when starch (and flour) is used to thicken -sauces and custard. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

14 Semakin tinggi suhu pemasakan akan menyebabkan peningkatan viskositas, akan tetapi pada suhu tertentu akan stasioner 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

15 Cross Link Starch (Pati ikat silang) Ikat silang antar rantai amilosa, sehingga viskositas meningkat untuk produksi lem dan pengental 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

16 Photomicrograph of crosslink starch granules heated at 95oC for 30 menit 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

17 Esterifikasi (ikat silang R-COO-R) Merupakan produk pati yang telah mengalami esterifikasi antara gugus OH sehingga panjang rantai pati dapat diatur, Sifat larutan patinya menjadi lebih tahan terhadap panas; kemampuan hidrolisis rendah, stabil dalam ph rendah, swelling dapat dihambat dalam air panas atau mendidih. Produk pati ini banyak digunakan sebagai makanan bayi, salad dressing, stabiliser dan pengental. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

18 Hidrolisis Terjadi akibat adanya pemberian asam/basa atau enzim pada larutan pati, dalam industri gula pati. Apabila larutan pati dalam ph rendah dilakukan pemanasan pada suhu tertentu dan tekanan tinggi akan menyebabkan beberapa bagian pati terhidrolisis menjadi rantai sedang (dektrin), dan rantai tunggal dekstrosa. Teknologi tersebut yang banyak digunakan dalam industri bahan pemanis dari tepung tapioka. Selain dengan menggunakan beberapa enzim seperti enzim amilase, yang banyak digunakan pada industri HFS (High fructose syrup). 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

19 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

20 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

21 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

22 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

23 Isomerisasi Terjadi pada proses produksi gulasirup dari pati. Proses isomerisasi merupakan perubahan (konversi) dari senyawa glukosa (dengan gugus fungsional aldosa) menjadi fruktosa (gugus fungsional ketosa) Tingkat kemanisan fruktose meningkat 3 kali lipat dibanding glukosa Perubahan dilakukan dengan menggunakan enzim gukosa-isomerase. Teknik yang digunakan adalah imobilized enzim (enzim diambil dari mikroba dan dijerap dalam matrik resin Larutan glukosa dilewatkan kolom yang berisi imobilized enzim 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

24 Karamelisasi (Pencoklatan) Terjadi pada proses pengolahan aneka permen dan roti. Merupakan reaksi pembentukan warna coklat akibat pemanasan larutan gula, ph semakin rendah semakin tinggi warna coklat. Termasuk kategori pencoklatan non-enzimatis. Produk karamel banyak digunakan sebagai pewarna makanan dan minuman. Campuran permen cokelat, wafer dll. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

25 Maillard Pembentukan warna coklat akibat reaksi senyawa gula sederhana dengan adanya asam amino Semakin besar jika aw atau kadar air rendah, banyak pada produk kering yang digoreng. Contoh pencoklatan pada produk kerupuk yang digoreng agak suram (kuning kecoklatan) 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

26 C. PERUBAHAN SELAMA PENYIMPANAN 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

27 Perubahan Selama Penyimpanan Hidrasi (absorbsi) Retrogradasi Fermentasi Perubahan aroma dan warna Serangan kapang Serangan serangga dan rodensia 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

28 Hidrasi (absorbsi) Produk olahan bentuk tepung jika mengandung gula reduksi (glukosa) banyak, cenderung akan menyerap uap air selama penyimpanan sehingga kadar airnya meningkat. Dampak dari meningkatnya kadar air tepung, menyebabkan pembongkahan (agregasi) dan aw meningkat sehingga kemungkinan ditumbuhi kapang tinggi. Produk tepung pati yang bagus jika glukosa rendah dan penyimpanan dengan wadah kedap udara. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

29 Retrogradasi Terjadi pada produk roti yang disimpan dingin Retrogradasi berhubungan dengan jumlah cabang pada rantai pati, Pati yang kandungan amilopektin tinggi seperti jagung ketan tidak mengalami retrogradasi pada pendinginan/ pembekuan. Pada peristiwa retrogradasi terjadi ikatan hidrogen antara gugus OH pada pati tergelatinisasi selama pendinginan. Air yang berada pada gel akan keluar dari struktur dan pati menjadi tidak terlarut. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

30 Produk yang mengalami retrogradasi 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

31 Fermentasi Terjadi pada produk karbohidrat berbentuk larutan, terutama gula Jika dalam penyimpanan tidak rapat akan menyebabkan kontaminasi yeast, akan menyebabkan fermentasi Pada fermentasi karbohidrat sederhana akan diubah menjadi alkohol (etanol) Produk cair yang baik disimpan dalam wadah yang kedap, sehingga mengurangi kontaminasi 19/10/2014 dari udara StarchPorcessing/SUG/

32 Perubahan Aroma dan Warna Perubahan Aroma : Terjadi pada penyimpanan tepung pati yang wadahnya tidak kedap dan waktu simpan terlalu lama Menyebabkan penyimpangan aroma (jawa=apek) nilai sensoris menurun Perubahan Warna : Beberapa produk tepung yang mengandung senyawa tanin cenderung akan mengalami perubahan warna akibat oksidasi 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

33 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

34 Serangan Kapang Serangan kapang terjadi pada bahan pangan olahan yang kandungan airnya agak tinggi akibat proses penyimpanan yang kurang baik. Kapang dapat menyebabkan perubahan warna pada produk tepung, dan beberapa menimbulkan racun bagi konsumen. Perlu aplikasi wadah yang kedap udara dan memperkecil kontaminan dari ruang proses pengolahan, dengan sanitasi yang baik. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

35 Serangga Serangga dan Rodensia Serangga menyukai produk tepung karbohidrat kering Rodensia menyukai semua jenis produk olahan. Serangan menyebabkan kehilangan bahan (bobot) tetapi produk yang diserang tidak mengalami perubahan khemis 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

36 D. PRODUK OLAHAN & TEKNOLOGI PROSESING Gula pasir Gula palma Tepung tapioka Tepung Mocaf Maltodekstrin Sirup gula (glukosa) 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

37 Diagram Alir Proses Pengolahan Gula Tebu Stasiun Preparasi Stasiun Ekstraksi Stasiun Pemurnian 19/10/2014 Stasiun Evaporasi Stasiun Kristalisasi Stasiun Finishing StarchPorcessing/SUG/

38 Diagram Alir Proses Pengolahan Tapioka 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

39 Diagram Alir Proses Pembuatan Gula Sirup 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/

40 Tugas Terstruktur Mandiri Cari salah satu proses pengolahan bahan hasil pertanian, yang melibatkan proses fisis, mekanis, khemis dan miktobiolosis-enzimatis. Tampilkan flow chart proses pengolahan secara lengkap, kondisi proses pengolahan optimalnya. Buat tabel matrik tahapan dan perubahan karakteristik bahan selama proses pengolahan. Lengkapi dengan neraca masa dan neraca energi bila memungkinkan. 19/10/2014 Starchcompos/SUG/

41 Contoh : Sirup Glukosa Tahapan Proses Perubahan Fisis Perubahan Mekanis Perubahan Khemis Perubahan Mikro-ensim Likuifikasi Sakarifikasi Filtrasi Ion exchange Hilangnya residu asam Evaporasi Isomerasi Dekolorisasi Hilangnya warna gelap Evaporasi 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/