SKRIPSI. KARAKTERISASI TAPIOKA DARI BEBERAPA VARIETAS UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz) Oleh : BERNADETHA DYAH PANGESTUTI F

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ukuran: px
Mulai penontonan dengan halaman:

Download "SKRIPSI. KARAKTERISASI TAPIOKA DARI BEBERAPA VARIETAS UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz) Oleh : BERNADETHA DYAH PANGESTUTI F"

Transkripsi

1 SKRIPSI KARAKTERISASI TAPIOKA DARI BEBERAPA VARIETAS UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz) Oleh : BERNADETHA DYAH PANGESTUTI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 KARAKTERISASI TAPIOKA DARI BEBERAPA VARIETAS UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : BERNADETHA DYAH PANGESTUTI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 Judul Skripsi : Karakterisasi Tapioka dari Beberapa Varietas Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Nama : Bernadetha Dyah Pangestuti NIM : F Menyetujui, Pembimbing, (Elvira Syamsir, STP, M.Si) NIP : Mengetahui, Ketua Departemen, (Dr. Ir. Dahrul Syah) NIP : Tanggal Lulus : 1 Februari 2010

4 Bernadetha Dyah Pangestuti. F Karakterisasi Tapioka dari Beberapa Varietas Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz). Di bawah bimbingan Elvira Syamsir. RINGKASAN Produk pangan berbasis sumber daya lokal terus dikembangkan sebagai salah satu upaya diversifikasi pangan. Salah satu yang berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai pangan alternatif adalah ubi kayu (Manihot esculenta Crantz). Perbedaan kondisi lingkungan dan juga faktor genetik akan mempengaruhi karakteristik ubi kayu yang dihasilkan. Oleh karena itu munculah beberapa varietas ubi kayu yang memilki karakteristik yang berbeda-beda. Tapioka merupakan salah satu produk intermediate dari ubi kayu, sebagai salah satu cara meningkatkan nilai guna dan proses detoksifikasi. Tapioka merupakan pati hasil ekstraksi ubi kayu. Pada awalnya, pati hanya dikenal sebagai salah satu komponen nutrisi (karbohidrat) dalam bahan pangan. Namun dewasa ini, pati dengan berbagai karakteristiknya telah banyak diaplikasikan dalam berbagai industri pangan. Penelitian ini mempelajari karakteristik fisikokimia dan fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu, mengkorelasikan karakteristiknya, dan melihat potensi aplikasinya. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan dan memberi informasi database karakteristik fisikokimia dan fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu dan memberi informasi mengenai potensi aplikasinya. Penelitian ini terdiri dari tiga tahap, yaitu pembuatan tapioka, karakterisasi fisikokimia dan fungsional tapioka, dan analisis statistik. Tapioka dibuat dari varietas ubi kayu Adira 2, Adira 4, Valenca dan Manggu. Tahapan karakterisasi tapioka meliputi analisis fisik (rendemen, densitas kamba, densitas padat, derajat putih, dan bentuk granula pati), kimia (ph, proksimat, kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, dan kadar serat kasar) dan fungsional (profil amilograf, swelling power, kelarutan, absorpsi air dan minyak, viskositas, kekuatan gel, kejernihan pasta, dan freeze-thaw stability). Sedangkan Analisis statistik terdiri dari analisis sidik ragam (ANOVA) dan analisis korelasi Pearson. Hasil analisis fisik menunjukkan bahwa tapioka yang diamati memiliki rendemen berkisar antara %bk, densitas kamba berkisar antara g/ml, densitas padat berkisar antara g/ml, derajat putih berkisar antara %, dan granula pati yang seragam (bentuk bulat, oval, dan terpancung dengan ukuran 10-60µm). Hasil analisis kimia (berdasarkan berat kering) menunjukkan bahwa tapioka yang diamati memiliki nilai ph berkisar antara , kadar air berkisar antara %, kadar abu berkisar antara %, kadar protein berkisar antara %, kadar lemak berkisar antara %, kadar karbohidrat berkisar antara %, kadar pati berkisar antara %, kadar amilosa berkisar antara %, kadar amilopektin berkisar antara %, dan kadar serat kasar berkisar antara %. Hasil analisis fungsional menunjukkan bahwa tapioka yang diamati memiliki suhu gelatinisasi berkisar antara o C, suhu puncak gelatinisasi

5 berkisar antara o C, viskositas maksimum berkisar antara BU, viskositas breakdown berkisar antara BU, viskositas setback berkisar antara BU sampai BU, swelling power 60 o C berkisar antara g/g, swelling power 70 o C berkisar antara g/g, swelling power 80 o C berkisar antara g/g, swelling power 90 o C berkisar antara g/g, swelling power 95 o C berkisar antara g/g, kelarutan 60 o C berkisar antara %, kelarutan 70 o C berkisar antara %, kelarutan 80 o C berkisar antara %, kelarutan berkisar antara 90 o C %, kelarutan 95 o C berkisar antara %, absorpsi air berkisar antara g/g, absorpsi minyak berkisar antara g/g, viskositas panas berkisar antara cp, viskositas dingin berkisar antara cp, kekuatan gel berkisar antara gf, kejernihan pasta berkisar antara %T, freeze thaw stability satu siklus berkisar antara %, freeze thaw stability dua siklus berkisar antara %, freeze thaw stability tiga siklus berkisar antara %, dan freeze thaw stability empat siklus berkisar antara %. Hampir semua karakteristik keempat jenis tapioka yang dianalisis dipengaruhi oleh varietas ubi kayu yang digunakan kecuali derajat putih, kohesifitas, bentuk dan ukuran granula pati, nilai ph, kadar pati, kadar amilosa dan kadar amilopektin. Keempat varietas tapioka telah memenuhi standar berdasarkan SNI, dari segi derajat putih, kadar air, kadar abu, dan kadar serat (benda asing). Selain itu, nilai ph keempat varietas tapioka juga memenuhi kisaran ph untuk pembentukan gel optimum. Berdasarkan dugaan korelasi antar setiap karakteristik tapioka, hanya beberapa karakteristik yang terbukti memiliki korelasi (hubungan), antara lain kadar amilosa-amilopektin dengan viskositas setback, kadar amilosa dengan viskositas, kadar serat kasar dengan swelling power 80 o C, kadar amilopektin dengan sineresis pada satu siklus freeze thaw, dan kadar protein dengan sineresis pada empat siklus freeze thaw. Perbedaaan karakteristik tapioka mengakibatkan aplikasinya ke produk akan berbeda-beda, tergantung dari mutu produk yang diharapkan. Potensi aplikasi setiap tapioka sampai ke produk dapat dilihat dari keunggulan karakteristik yang dimilikinya. Tapioka Adira 2 cocok untuk produk bakery, produk rehidrasi atau digunakan untuk memperbaiki tekstur seperti bahan penyalut, pengikat, ataupun enkapsulasi. Tapioka Adira 4 cocok digunakan sebagai pengental dan produk yang membutuhkan kestabilan pasta pada suhu rendah, seperti pada saos dan pudding. Tapioka Valenca cocok untuk dihidrolisis untuk menghasilkan sirup gula, digunakan sebagai penyalut produk gorengan, dan edible film. Sedangkan tapioka Manggu cocok digunakan sebagai pengental atau bahan pengikat, khususnya produk yang mengalami pemanasan pada suhu tinggi dalam waktu yang lama.

6 RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat, pada tanggal 21 Juli Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara pasangan Thomas Sumino dan Theresia Sriyanti. Penulis menamatkan pendidikan dasar di SD Mardi Yuana Cibinong pada tahun 1999, sekolah lanjutan tingkat pertama di SLTP Mardi Yuana Cibinong tahun 2002, dan sekolah lanjutan tingkat atas di SMA Regina Pacis Bogor tahun Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis aktif di berbagai kegiatan dan organisasi kemahasiswaan selama menjalani studi di Institut Pertanian Bogor, diantaranya menjadi koordinator divisi Fermented Food (Food Processing Club, HIMITEPA), kepanitiaan di berbagai kegiatan seperti BAUR 2007, LCTIP XV (Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan XV), Natal Civitas Akademika IPB 2007, dan SEGILIMA (Stadium General Alumni dan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan). Penulis pernah mengikuti beberapa seminar seperti Seminar Mahasiswa Teknologi Pangan dan Ilmu Gizi Tingkat Nasional, Seminar Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) with ISO 22000, Half-Day Seminar on Natural Antioxidants: Chemistry, Biochemistry, and Technology, Seminar Nasional Indonesian Food Expo Memaksimalkan Potensi Pangan Lokal Sebagai Wujud Kedaulatan Pangan Nasional dan Workshop Sorghum sebagai Pangan Masa Depan. Selain itu pula, pelatihan yang pernah diikuti oleh penulis diantaranya Pelatihan Sistem Manajemen Halal, Pelatihan PMTAS (Penyuluhan Makanan Tambahan Anak Sekolah), dan Pelatihan Auditor Sistem HACCP. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar Tingkat Persiapan Bersama (2007) dan Praktikum Analisis Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan (2009). Sebagai tugas akhir, penulis melakukan penelitian dengan judul Karakterisasi Tapioka dari Beberapa Varietas Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) di bawah bimbingan Elvira Syamsir, STP, M.Si.

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-nya saya dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan tahap Sarjana di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Laporan tugas akhir ini mempelajari karakterisasi tapioka dari beberapa varietas ubi kayu (Manihot esculenta Crantz). Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada pihak-pihak yang telah banyak memberikan bantuan dalam pembuatan laporan tugas akhir ini, yaitu: 1. Allah Bapa di Surga, Tuhan Yesus Kristus, dan Roh Kudus, terima kasih atas jalan-mu ini. 2. Elvira Syamsir, STP, M.Si selaku dosen pembimbing atas waktu, pengertian, kritik, saran, dan seluruh bentuk bimbingan dan kebaikan yang telah diberikan. Mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan penulis. Semoga Ibu selalu dalam lindungan-nya. 3. Dian Herawati, STP, M.Si dan Dr. Ir. Dede R. Adawiyah, M.Si selaku dosen penguji atas waktu, kritik, dan saran yang sangat berharga. 4. Keluarga Penulis (Bapak Thomas Sumino, Ibu Theresia Sriyanti, dan Kakakku Andreas Nugroho Jati) anugerah terindah dalam hidup ini. Terima kasih atas segalanya dan maaf tidak pernah bisa membalas kebaikan kalian. 5. My lovely FA crews : Lusi, Arina, Adis, SH, Riza, Pur, Indah, Mba Ammah, Tika, Mba Vetty, Mba Ari, Mba Rahma, Mba Vina dan Mba Dista, terima kasih telah mengisi hari-hariku, menjadi keluarga sekaligus sahabat, membuatku nyaman seperti berada di rumah. 6. Midun, Sisi, Beli, Ola, Dion, Eping, Cha2, Tata, Yusi, Adi woko, dan Irene, terima kasih atas persahabatan ini, semoga untuk selamanya. 7. Cath, Uni, Yupi, Wiwi, Hesti, Indri, Kamlit, Kenchi, Umam, Atus, Arya, Galih Ika, Galih Eka, Santy, Dewi, Septi, Haris, Peye, Riska, Sobur, Aji, Ceu2, Adi Leo, Fera, Dina, Esther, Ari, Fahmi, Dila & Rika, Siyam, Acel, Isna. Terima kasih sempat mengenal kalian karena kebersamaan selama di lab i

8 biokim, dan berbagi suka duka bersama. Sangat belajar banyak dari kalian, persahabatan, kerja keras, kebersamaan, ketulusan, perjuangan, pengorbanan, kerja sama, ketekunan dan kesabaran. 8. Sahabat-sahabatku ITP 42, The Golden Generation!!!! yang banyak menginspirasi penulis, yang tidak dapat disebutkan satu persatu, namun tidak mengurangi rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya. Sangat bangga dan bersyukur pernah mengenal kalian. 9. Laboran yang sangat saya hormati, Pak Wahid, Pak Sidiq, Pak Yahya, Pak Adi, Pak Rojak, Bu Rub, Pak Gatot, Pak Sobirin, Pak Jun, Pak Deni, Pak Iyas, Pak Nur, Bu Antin, Mas Edi, Mba Ari untuk semua bimbingan, bantuan dan dukungan yang diberikan. 10. Pegawai-pegawai di Departemen, UPT, PITP, Perpus PAU, dan LSI 11. Pak Parjo dan Pak Gofar, yang telah menyediakan singkong-singkong untuk penelitian. 12. Teman satu bimbingan, Kak Azis, Kak Prita, Kak Sherly dan Widi. 13. ITP 40, 41, 43, dan keluarga besar ITP. 14. Yayasan Bhumiksara dan para misioner, Pak Djoko, Ibu Harini, Romo Dri, Suster Tini, Pak Muntasib, beserta Komdik Keuskupan Bogor, dan juga teman-teman Bhumiksara, khususnya Komdik Bogor dan Pendampingan Nasional II gelombang 1, thanks for inspiring my life (selalu menjadi garam dan terang dunia). 15. Semua pihak yang sudah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan baik dalam penyampaian maupun dalam kajian masalah. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Akhir kata, semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat bagi semua yang menggunakannya. Bogor, Februari 2010 Penulis ii

9 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... ix I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. PERUMUSAN MASALAH... 1 C. TUJUAN PENELITIAN... 3 D. MANFAAT PENELITIAN... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz)... 4 B. VARIETAS UBI KAYU... 7 C. TAPIOKA... 8 D. APLIKASI PATI DI INDUSTRI E. PATI Granula Pati Struktur Molekul F. GELATINISASI PATI G. DAYA KEMBANG PATI (SWELLING POWER) DAN KELARUTAN H. PEMBENTUKAN GEL I. RETROGRADASI J. ANALISIS KORELASI III. METODOLOGI PENELITIAN A. BAHAN DAN ALAT B. TAHAPAN PENELITIAN Pembuatan Tapioka Karakterisasi Fisikokimia dan Fungsional Tapioka Analisis Statistik a. Analisis Sidik Ragam (ANOVA) iii

10 b. Analisis Korelasi Pearson C. PROSEDUR ANALISIS Rendemen Densitas Kamba (Bulk Density) Densitas Padat Derajat Putih Bentuk Granula Pati Kadar Air Metode Oven Biasa Kadar Abu Kadar Protein Metode Kjeldahl-mikro Kadar Lemak Metode Soxhlet Kadar Karbohidrat (by difference) Nilai ph Kadar Pati Metode Luff-Schoorl Kadar Amilosa Metode IRRI Kadar Amilopektin Kadar Serat Kasar Profil Amilograf Daya Kembang (Swelling Power) dan Kelarutan (Solubility Index) Absorpsi Air dan Minyak Viskositas Kekuatan gel Kejernihan Pasta Freeze-Thaw Stability IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. KARAKTERISTIK FISIK Karakteristik Fisik Umbi Ubi Kayu Karakteristik Fisik Tapioka a. Rendemen b. Densitas Kamba (Bulk Density) dan Densitas Padat c. Derajat Putih iv

11 d. Bentuk Granula Pati B. KARAKTERISTIK KIMIA Nilai ph Kadar Air Kadar Abu Kadar Protein Kadar Lemak Kadar Karbohidrat Kadar Pati Kadar Amilosa Kadar Amilopektin Kadar Serat Kasar C. KARAKTERISTIK FUNGSIONAL Profil Amilograf Daya Kembang (Swelling Power) dan Kelarutan (Solubility Index) Daya Absorpsi Air dan Minyak Viskositas Kekuatan Gel Kejernihan Pasta Freeze-Thaw Stability E. ANALISIS KORELASI F. POTENSI APLIKASI Tapioka Adira Tapioka Adira Tapioka Valenca Tapioka Manggu V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi Kimia Singkong (per 100 gram bahan)... 6 Tabel 2. Keunggulan Varietas Unggul Ubi Kayu... 8 Tabel 3. Komposisi Kimia Tapioka... 9 Tabel 4. Syarat Mutu Tapioka Menurut SNI Tabel 5. Faktor yang Mempengaruhi Produktivitas dan Kualitas Tapioka Tabel 6. Karakteristik Gelatinisasi Berbagai Pati Tabel 7. Penentuan Glukosa, Fruktosa, Dan Gula Invert dalam Suatu Bahan Pangan dengan Metode Luff Schoorl Tabel 8. Set up Texture Analyzer yang Digunakan Tabel 9. Umur Panen Keempat Varietas Tabel 10. Sifat Amilograf Keempat Varietas Tapioka Tabel 11. Ringkasan Hasil Analisis Korelasi Pearson dari Seluruh Parameter yang Berkorelasi Tabel 12. Keunggulan Karakteristik Fungsional Tapioka Keempat Varietas Tapioka vi

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Bagian-Bagian Umbi Ubi Kayu... 4 Gambar 2. Diagram Alir Pembuatan Tepung Tapioka Gambar 3. Struktur Granula Pati Gambar 4. Struktur Kristal Tipe A dan Tipe B Gambar 5. Kompleks Amilosa dengan Dua Molekul Monopalmitan Gambar 6. Pola Amilogram Hasil Pengukuran Brabender Amilogarph Gambar 7. Perubahan Granula Pati Selama Pengukuran Gambar 8. Profil Gelatinisasi Berbagai Jenis Pati Gambar 9. Tipe Amilogram Pati Jagung Gambar 10. Struktur dan Mekanisme Pengembangan Granula Pati Gambar 11. Pola Swelling Power Berbagai Jenis Pati Gambar 12. Pola Kelarutan Berbagai Jenis Pati Gambar 13. Struktur Gel Gambar 14. Mekanisme Retrogradasi Gambar 15. Proses Pembuatan Tapioka Gambar 16. Diagram Alir Penelitian Gambar 17. Polarized Light Microscope Gambar 18. Profil Amilogram Gambar 19. Probe Pengukuran Kekuatan gel Gambar 20. Penampakan Ubi Kayu Keempat Varietas Gambar 21. Rendemen Keempat Varietas Tapioka Gambar 22. Densitas Keempat Varietas Tapioka Gambar 23. Derajat Putih Keempat Varietas Tapioka Gambar 24. Granula Pati Ubi Kayu Gambar 25. Nilai ph Keempat Varietas Tapioka Gambar 26. Kadar Air (%bb) Keempat Varietas Tapioka Gambar 27. Kadar Abu Keempat Varietas Tapioka Gambar 28. Kadar Protein Keempat Varietas Tapioka Gambar 29. Kadar Lemak Keempat Varietas Tapioka Gambar 30. Kadar Karbohidrat Keempat Varietas Tapioka vii

14 Gambar 31. Pengaruh Lama Waktu Hidrolisis terhadap Kadar Pati Gambar 32. Kadar Pati Keempat Varietas Tapioka Gambar 33. Kadar Amilosa Keempat Varietas Tapioka Gambar 34. Kadar Amilopektin Keempat Varietas Tapioka Gambar 35. Kadar Serat Kasar Keempat Varietas Tapioka Gambar 36. Kurva Amilogram Keempat Varietas Tapioka Gambar 37. Suhu Awal Gelatinisasi Keempat Varietas Tapioka Gambar 38. Suhu Puncak Gelatinisasi Keempat Varietas Tapioka Gambar 39. Viskositas Maksimum Keempat Varietas Tapioka Gambar 40. Viskositas Breakdown Keempat Varietas Tapioka Gambar 41. Viskositas Setback Keempat Varietas Tapioka Gambar 42. Swelling Power Keempat Varietas Tapioka Gambar 43. Kelarutan Keempat Varietas Tapioka Gambar 44. Daya Absorpsi Air dan Minyak Keempat Varietas Tapioka Gambar 45. Viskositas Keempat Varietas Tapioka Gambar 46. Kekuatan Gel Keempat Varietas Tapioka Gambar 47. Penampakan Gel Keempat Varietas Tapioka Gambar 48. Kurva Analisis Pengukuran Kekuatan Gel dengan Texture Analyzer Gambar 49. Kejernihan Pasta Keempat Varietas Tapioka Gambar 50. Sineresis Keempat Varietas Tapioka viii

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Alat Produksi Tapioka Lampiran 2. Penampakan Ubi Kayu Tapioka Keempat Varietas Lampiran 3. Rekapitulasi Hasil Karakterisasi Tapioka Keempat Varietas 127 Lampiran 4. Hasil Analisis Karakteristik Fisik Lampiran 5. Hasil Analisis Sidik Ragam Karakteristik Fisik Lampiran 6. Hasil Analisis Karakteristik Kimia Lampiran 7. Hasil Analisis Sidik Ragam Karakteristik Kimia Lampiran 8. Hasil Analisis Karakteristik Fungsional Lampiran 9. Hasil Analisis Sidik Ragam Karakteristik Fungsional Lampiran 10. Hasil Analisis Korelasi Pearson ix

16 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Seiring dengan perkembangan industri pangan di Indonesia, produk pangan berbasis sumber daya lokal juga terus dikembangkan sebagai salah satu upaya diversifikasi pangan. Diversifikasi pangan ini merupakan salah satu cara untuk mengurangi ketergantungan masyarakat Indonesia terhadap konsumsi beras sebagai makanan pokok. Salah satu sumber daya lokal yang berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat adalah dari kelompok umbi-umbian yaitu singkong atau ubi kayu (Manihot esculenta Crantz). Ubi kayu dapat dijadikan sebagai pangan alternatif sehingga dapat meningkatkan ketahanan pangan di Indonesia. Ubi kayu (Manihot esculanta Crantz) dikenal sebagai tanaman pangan utama di daerah tropis dan lebih dari tiga ratus juta populasi penduduk dunia tergantung pada ubi kayu (Balagopalan et al., 1988). Produktivitas ubi kayu cukup tinggi di hampir seluruh daerah tropis di dunia. Namun menurut Iwatsuki (1984), ubi kayu memiliki dua kekurangan utama, yaitu kandungan komponen glukosa sianogenik (HCN) yang beracun dan ubi kayu tergolong high perishable (sangat mudah rusak). Perbedaan kondisi lingkungan dan juga faktor genetik mempengaruhi karakteristik ubi kayu yang dihasilkan. Oleh karena itu munculah beberapa varietas ubi kayu yang memiliki karakteristik yang berbeda-beda, baik karakteristik fisik maupun kimia. Setiap varietas ubi kayu juga memiliki keunggulan yang berbeda-beda dan seringkali dilakukan persilangan antar varietas untuk mendapatkan varietas unggul dengan sifatsifat yang diinginkan. B. PERUMUSAN MASALAH Sebagai tanaman pangan, ubi kayu tidak tahan lama, jika tidak segera diolah, ubi kayu akan mulai mengalami kerusakan dalam kurun waktu kurang dari tiga hari setelah dipanen. Selain mengubah ke bentuk yang lebih tahan lama, pengolahan ubi kayu bertujuan untuk meningkatkan nilai jual dan merupakan proses detoksifikasi, artinya mengurangi kandungan HCN dalam

17 ubi kayu (Aryee et al., 2006). Salah satu bentuk pengolahan ubi kayu adalah dengan mengekstrak komponen pati dalam umbi, dan lebih dikenal dengan nama tapioka. Pada awalnya, pati hanya dikenal sebagai salah satu komponen nutrisi (karbohidrat) dalam makanan. Namun dewasa ini, pati dengan berbagai karakteristiknya telah dikembangkan menjadi salah satu sumber pangan yang bernutrisi, luas penggunaannya, dan ekonomis untuk diaplikasikan dalam industri pangan. Faktor genetik dan faktor lingkungan dapat mempengaruhi karakteristik ubi kayu yang dihasilkan, sehingga muncullah varietas ubi kayu. Dari beberapa varietas ubi kayu akan dihasilkan tapioka dengan karakteristik yang berbeda pula. Karakteristik tapioka baik dari sifat fisik, sifat kimia, maupun sifat fungsional sangat mempengaruhi karakteristik atau mutu produk akhir. Ubi kayu dalam hal ini tapioka mempunyai banyak aplikasi dalam industri pangan maupun non-pangan. Kualitas produk dari tapioka ditentukan oleh karakteristik fisikokimia dan sifat fungsional dari tapioka itu sendiri. Untuk memberikan informasi dan mengoptimalkan kegunaan tapioka, perlu dilakukan evaluasi terhadap karakteristik tapioka dari berbagai varietas ubi kayu, karena pada dasarnya perbedaan varietas ubi kayu akan mempengaruhi karekteristik produk yang dihasilkan. Berdasarkan uraian diatas, permasalahan yang terjadi dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Perbedaan varietas ubi kayu mempengaruhi karakteristik fisikokimia dan sifat fungsional dari tapioka. 2. Perbedaan karakteristik fisikokimia dan sifat fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu akan mempengaruhi mutu produk akhir. 3. Untuk mengoptimalkan kegunaan tapioka di industri pangan, diperlukan informasi tentang karakteristik tapioka dari berbagai jenis varietas ubi kayu. 2

18 C. TUJUAN PENELITIAN 1. Mempelajari karakteristik fisikokimia dan karakteristik fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu. 2. Mengkorelasikan karakteristik-karakteristik tapioka dari beberapa varietas ubi kayu. 3. Melihat potensi aplikasi tapioka dari beberapa varietas ubi kayu. D. MANFAAT PENELITIAN 1. Menghasilkan data base karakteristik fisikokimia dan karakteristik fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu. 2. Memberi informasi ke pelaku industri pangan tentang karakterisrik tapioka dari beberapa varietas ubi kayu dan potensi aplikasinya. 3

19 II. TINJAUAN PUSTAKA A. UBI KAYU (Manihot esculenta Crantz) Umbi-umbian merupakan salah satu kelompok tanaman pangan tropis yang penting dan ubi kayu adalah salah satunya yang berperan dalam penyediaan pangan lebih dari tiga ratus juta penduduk negara tropis. Hampir 65% dari total produksi ubi kayu dimanfaatkan sebagai pangan, dan sisanya dimanfaatkan untuk pakan ternak dan sektor industri (Balagopalan et al., 1988). Tanaman ubi kayu termasuk ke dalam kingdom Plantae, divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledonae, famili Euphorbiaceae, genus Manihot, dan species Manihot esculenta Crantz (Rukmana, 1997). Gambar 1. Bagian-Bagian Umbi Ubi Kayu (Anonim, ) Karakteristik morfologi dari ubi kayu sangat beragam. Ketinggian tanaman ubi kayu bisa mencapai 1-4 m. Tanaman ubi kayu terdiri dari bagian akar, batang, daun, bunga, buah, dan biji. Akar dari tanaman ubi kayu merupakan cadangan makanan. Umbi ubi kayu ini berbentuk seperti silinder yang ujungnya mengecil dengan diameter rata-rata sekitar 2-5 cm dan panjang sekitar cm. Ubi kayu biasanya diperdagangkan dalam bentuk masih berkulit (Muchtadi dan Sugiyono, 1992). Bagian umbi ubi kayu terdiri dari tiga jaringan, yaitu parenkim, kulit (korteks), dan periderma. Bagian-bagian umbi kayu dapat dilihat pada Gambar 1. Jaringan parenkim (sekitar 85% berat

20 total ubi kayu) inilah yang merupakan bagian yang bisa dimakan dan terdiri dari xylem yang tersebar radial pada matriks sel. Bagian kulit (korteks) yang menyusun sekitar 11-20% berat total ubi kayu ini terdiri dari sklerenkim, cortical parenchyma, dan floem. Sedangkan bagian periderma merupakan kulit terluar dari umbi ubi kayu yang menyusun sekitar 3% berat total ubi kayu (Alves, 2002). Daging umbi ubi kayu bewarna putih atau kuning. Di antara kulit dalam (korteks) dan daging umbi terdapat lapisan kambium. Brazil merupakan pusat asal dan sekaligus sebagai pusat keragaman ubi kayu. Manihot mempunyai 100 spesies yang telah diklasifikasikan dan mayoritas ditemukan di daerah yang relatif kering (Prihandana, 2007). Tanaman ubi kayu mudah menyesuaikan diri terhadap iklim. Ubi kayu tumbuh di daerah antara 30 o C LS dan 30 o C LU, yakni daerah dengan suhu rata-rata lebih dari 18 o C dengan curah hujan di atas 500 mm/tahun (Prihandana, 2007). Tanaman ubi kayu mulai dapat dipanen dari umur 7 bulan sampai 18 bulan (Balagopalan et al., 1988). Waktu panen dari ubi kayu bervariasi tergantung dari kondisi iklim dan lingkungan. Tanaman ubi kayu ditanam secara vegetatif, dengan cara menancapkan potongan batang ubi kayu bagian bawah (stek batang) yang berumur sekitar 9-10 bulan. Meskipun daun singkong juga dapat dikonsumsi, namun bagian yang paling penting untuk dipanen adalah bagian umbi ubi kayu. Keterbatasan utama dari produksi ubi kayu adalah kerusakan cepat yang terjadi setelah dipanen, yang menyebabkan lama waktu penyimpanan ubi kayu segar menjadi lebih singkat (Tonukari, 2004). Ubi kayu akan menghasilkan komponen fenolik sederhana yang akan berpolimerisasi menghasilkan pigmen biru, cokelat, atau hitam. Komponen polifenol pada ubi kayu akan teroksidasi oleh enzim polifenol oksidase (PPO) menjadi senyawa kuinon yang kemudian membentuk kompleks dengan molekul lain seperti asam amino membentuk pigmen warna dan tersimpan dalam jaringan vaskuler. Oleh karena itu, kerusakan fisik ini bisa dicegah dengan menghambat kerja enzim PPO antara lain dengan perlakuan panas, penyimpanan dingin, dan sebagainya. Setelah 5-7 hari setelah dipanen, selain 5

21 kerusakan fisik, disertai juga kerusakan jaringan yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme (Alves, 2002). Tabel 1. Komposisi Kimia Singkong (per 100 gram bahan) No. Komponen Singkong Singkong kuning 1. Kalori (kkal) Protein (gram) Lemak (gram) Karbohidrat (gram) Air (gram) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Zat besi (mg) Asam Askorbat (mg) Thiamin (mg) Vitamin A (IU) Bagian yang dapat dimakan (%) Sumber : Departemen Kesehatan (1992) Komposisi kimia ubi kayu dapat dipengaruhi oleh faktor tanah, kondisi penanaman, kelembaban, suhu, varietas dan umur tanaman. Komposisi kimia ubi kayu dapat dilihat pada Tabel 1. Semua bagian dari tanaman ubi kayu kecuali biji mengandung glukosida sianogenik. Komponen terbesar glukosida sianogenik adalah linamarin (85%) dan bagian kecilnya merupakan lotaustralin. Linamarin yang disintesis di bagian daun dan ditransportasikan ke bagian akar (umbi), dihidrolisis oleh enzim linamarase (glukosidase) menghasilkan komponen volatil beracun yaitu asam sianida (HCN). Beberapa senyawa HCN dapat mengalami proses detoksifikasi dalam tubuh manusia. Selama proses pengolahan ubi kayu, kadar HCN akan berkurang sampai batas aman (Alves, 2002). Menurut Balagopalan et al. (1988), komponen sianida dapat mengganggu rantai respirasi dalam mitokondria. Enzim seperti katalase, superoksida dismutase, nitrat reduktase, dan lain-lain dihambat oleh komponen sianida ini. Menurut Conn (1979), kandungan HCN dapat dikurangi dengan cara perendaman, perebusan, ekstraksi pati dalam air, fermentasi, penyangraian, pengukusan, dan pengeringan karena HCN bersifat larut dalam air dan volatil yang mudah menguap bila dipanaskan. 6

22 B. VARIETAS UBI KAYU Kualitas ubi kayu dan kandungan HCN dalam ubi kayu dipengaruhi oleh faktor genetik dan faktor lingkungan (Maziya-Dixon et al., 2007). Oleh karena itu, varietas-varietas ubi kayu yang berbeda akan menghasilkan produk dengan karakteristik yang berbeda pula. Perbedaan antara setiap varietas ubi kayu dapat dilihat dari penampakan fisik, umur panen, kandungan HCN atau komposisi kimia yang lain serta karakteristik fungsional lain. Varietas ubi kayu di pasaran berdasarkan kegunaannya dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu varietas sweet cassava dan bitter cassava. Kandungan HCN dalam sweet cassava (singkong manis) kurang dari 50 mg/kg ubi kayu segar, sedangkan HCN dalam bitter cassava (singkong pahit) dapat mencapai lebih dari 250 mg/kg ubi kayu segar. Oleh karena itu, kelompok varietas sweet cassava dikategorikan tidak beracun dan dibudidayakan untuk industri pangan. Sedangkan kelompok varietas bitter cassava dikategorikan beracun dan digunakan untuk kebutuhan industri non pangan (Corbishley dan Miller, 1984) atau digunakan sebagai bahan baku untuk produksi pati atau pakan (Fukuba dan Mendoza, 1984). Varietas bitter cassava dapat dimanfaatkan untuk industri pangan setelah mengalami proses detoksifikasi. Sejak tahun 1978, Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian telah melepas 10 varietas unggul ubi kayu. Produktivitasnya cukup tinggi, antara ton/ha. Berdasarkan data dari Depatemen Pertanian, Indonesia memiliki 10 varietas unggul ubi kayu antara lain Adira 1, Adira 2, Adira 4, Malang 1, Malang 2, Malang 4, Malang 6, Darul Hidayah, UJ-3, dan UJ-5. Varietas untuk pangan antara lain Adira 1, Malang 1, Malang 2, dan Darul Hidayah. Sedangkan Adira 2, Adira 4, Malang 4, Malang 6, UJ-3, dan UJ-5 digunakan untuk indusri. Selain varietas unggul, di pasaran juga dikenal beberapa varietas lokal, diantaranya Apuy, Mentega, Muara, Bogor, Valenca, Gading, dan sebagainya. Beberapa varietas dan keunggulannya dapat dilihat pada tabel 2. 7

23 Tabel 2. Keunggulan Varietas Unggul Ubi Kayu Varietas Keunggulan Adira 1 Umur panen 215 hari, produksi 22 ton/ha, serta tahan layu tungau merah. Adira 2 Umur panen 250 hari, produksi 21 ton/ha, serta tahan layu dan tungau merah Adira 4 Umur panen 240 hari, produksi 35 ton/ha, dan tahan layu Malang 1 Umur panen 270 hari, produksi 36,6 ton/ha, tahan tungau merah, dan tahan bercak cokelat daun Malang 2 Umur panen 240 hari, produksi 31,5 ton/ha, tahan tungau merah, dan tahan bercak cokelat daun UJ-3 Umur panen 7 bulan, potensi hasil ton/ha, dan kandungan pati 20-27% UJ-5 Potensi hasil ton/ha, kanopi cepat menutup, dan kandungan pati 19-30% Malang-4 Umur panen 9 bulan dan produksi 39,7 ton/ha Malang-6 Umur panen 9 bulan dan produksi 36,41 ton/ha Sumber : Direktorat Perbenihan, Direktorat Jendral Bina Produksi Tanaman Pangan di dalam Purwono dan Purnamawati (2007). C. TAPIOKA Ubi kayu segar tidak tahan lama dan cepat mengalami kerusakan. Menurut Alves (2002), ubi kayu segar mengalami kerusakan setelah jam setelah dipanen. Dan menurut Makfoeld (1982), umbi setelah dicabut dari dalam tanah, kalau masih melekat pada bagian batang masih tahan lebih lama sekitar 7-14 hari. Oleh karena itu setelah dipanen, ubi kayu harus segera diolah sehingga bisa dikonsumsi langsung, diproses untuk mengekstrak patinya, dikeringkan untuk dijadikan tepung ubi kayu, atau digunakan untuk pakan ternak. Tapioka merupakan hasil ekstraksi ubi kayu. Pati ini mudah diekstrak karena rendahnya kandungan protein, lemak, dan lain-lain (Moorthy, 2004). Komposisi kimia tapioka dapat dilihat pada Tabel 3. Karakteristik tapioka akan mempengaruhi produk yang dihasilkan, termasuk juga ph. The Tapioca Institute of America (TIA) mempunyai standar spesifikasi untuk tapioka. Salah satunya adalah standar untuk ph tapioka, yaitu sekitar ph (Radley, dan Balagopalan et al., 1988). Syarat mutu tepung tapioka berdasarkan Standar Nasional Indonesia dapat dilihat pada Tabel 4. Menurut Sriroth et al. (2000), kualitas dari tapioka yang dihasilkan bervariasi tergantung banyak faktor. Faktor yang mempengaruhi produktivitas dan kualitas tapioka dapat dilihat pada Tabel 5. 8

24 Tabel 3. Komposisi Kimia Tapioka Komposisi Jumlah a Jumlah b Jumlah c Serat (%) Air (%) Karbohidrat (%) Protein (%) Lemak (%) Energi (kalori/100 gram) Calcium (mg/100g) Phosphor (mg/100g) Ferrum (mg/100g) Nilai Vitamin A (S.I) Vitamin B1 (mg/100g) Vitamin C (mg/100g) Sumber : a Grace (1977) b Makfoeld (1982) c Depkes (1990) Tabel 4. Syarat Mutu Tapioka Menurut SNI No. Jenis Uji Satuan Persyaratan Mutu I Mutu II Mutu III 1. Kadar air (b/b) % Maks.15 Maks.15 Maks Kadar abu (b/b) % Maks Maks Maks Serat dan benda asing (b/b) % Maks Maks Maks Derajat putih (BaSO4 = 100%) % Min Min. 92 < Kekentalan o Engler < 2.5 ml 1 N 6. Derajat asam NaOH/10 Maks. 3 Maks. 3 Maks. 3 0g 7. Cemaran logam -Timbal (Pb) -Tembaga (Cu) -Seng (Zn) -Raksa (Hg) mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Maks. 1.0 Maks. 10 Maks 40 Maks 0.05 Maks. 1.0 Maks. 10 Maks 40 Maks 0.05 Maks. 1.0 Maks. 10 Maks 40 Maks Arsen (As) mg/kg Maks. 0.5 Maks. 0.5 Maks Cemaran mikroba -Angka Lempeng Total Koloni/g -E.coli Koloni/g -Kapang Koloni/g Sumber : Badan Standardisasi Nasional (1994) Maks.1.0x10 6 Maks.10 Maks.1.0x10 4 Maks.1.0x10 6 Maks.10 Maks.1.0x10 4 Maks.1.0x10 6 Maks.10 Maks.1.0x10 4 9

25 Tabel 5. Faktor yang Mempengaruhi Produktivitas dan Kualitas Tapioka Faktor Berpengaruh terhadap- 1. Faktor Genetik Rendemen umbi Kadar pati umbi Kadar sianida umbi Kadar amilosa Swelling Power 2. Faktor Lingkungan - Curah Hujan - Karakteristik tanah - Suhu tanah 3. Faktor Pengolahan - Irigasi - Pupuk - Sistem pemanenan - Kontrol Hama Sumber : Sriroth et al. (2000) Rendemen umbi Kadar pati umbi Kadar sianida umbi Distribusi ukuran granula pati Swelling power Viskositas pasta Suhu pasting Suhu gelatinisasi Rendemen umbi Kadar sianida umbi Kadar amilosa Suhu Gelatinisasi Rendemen umbi Sianida Rendemen umbi Sianida Rendemen umbi Rendemen umbi Pembuatan Tapioka Pada prinsipnya pembuatan tapioka adalah mengekstrak komponen pati dari dalam sel umbi ubi kayu kemudian memisahkan dari komponen lainnya sehingga didapat pati dalam keadaan semurni mungkin. Menurut Makfoeld (1982), prinsip pengolahan tapioka terdiri dari empat tahap penting, yaitu: (1) Pemecahan sel dan pengambilan atau pemisahan granula pati dari bagian lain yang tidak larut dengan cara pencucian, pengupasan, pemarutan, penyaringan; (2) Pengambilan pati dengan penambahan air, kemudian diendapkan dan dicuci; (3) Penghilangan air (pengeringan) dan (4) Penepungan agar mendapatkan tepung yang dikehendaki. Diagram alir pembuatan tapioka dapat dilihat pada Gambar 2. Industri tapioka di Indonesia terbagi menjadi industri berkapasitas kecil, menengah, dan besar. Kebanyakan 10

26 industri tapioka merupakan industri skala kecil, biasanya dilakukan secara tradisional dan menggunakan alat-alat sederhana. Ubi Kayu Kotoran Pemotongan dan Pembersihan Potongan Umbi Kulit Pengupasan Umbi Terkupas Pemarutan (Pemecahan Jaringan) Parutan Umbi Ampas Penyaringan dan Pencucian Butiran Pati Air Rendaman Perendaman dan Pengendapan Endapan Granula pati Pengeringan Endapan Pati Kering Penghancuran Pengayakan Tapioka Gambar 2. Diagram Alir Pembuatan Tepung Tapioka (Metode Pengendapan Basah) (Makfoeld, 1982) Pada dasarnya, bahan baku yang digunakan untuk memproduksi tapioka dapat berasal dari semua jenis ubi kayu. Sebelum diolah menjadi tapioka, ubi kayu dikupas untuk menghilangkan kotoran dan kulit. Setelah itu, 11

27 pencucian dilakukan untuk menghilangkan lendir (lapisan kambium) dan kotoran yang masih menempel pada umbi. Lendir akan menimbulkan warna yang tidak diinginkan. Pada Gambar 1 dapat dilihat bahwa pati tersimpan dalam jaringan parenkim dalam sel umbi, sehingga diperlukan perusakan jaringan seperti pemarutan sehingga pati mudah terekstrak keluar. Pemarutan diikuti dengan penambahan air dan kemudian disaring. Menurut Makfoeld (1982), penyaringan di pabrik umumnya dilakukan dengan menggunakan pengayak bergerak yang terdiri dari tiga atau empat lapis ayakan. Selama penyaringan dapat ditambah air untuk membantu memisahkan granula pati dari matriks serat dan menjaga saringan tetap bersih. Penyaringan dengan penambahan air ini dilakukan bertahap sampai pati terekstrak semaksimal mungkin. Hasil penyaringan kemudian diendapkan. Menurut Sajeev et al. (2002), di industri yang lebih besar, biasanya pengendapan dilakukan pada tank yang besar dan prosesnya berlangsung ± 8-12 jam. Pengendapan dilakukan untuk memisahkan pati murni dari bagian lain sebagai kontaminan yang larut. Proses pengendapan ini merupakan proses yang penting yang akan menentukan hasil akhir tepung pati. Pada proses pengendapan, selain granula pati ikut pula protein, lemak, dan komponen lain yang sangat stabil dan kompleks, sehingga sukar dipisahkan dari granula pati. Menurut Sajeev et al. (2002), selama pengendapan dapat terjadi proses fermentasi yang menghasilkan bau alkohol dan asam organik yang lain. Oleh karena itu, untuk menghindari perubahan yang tidak diinginkan, proses pengendapan dilakukan secepat mungkin. Menurut Makfoeld (1982), pengendapan sangat tergantung pada diameter granula pati, keasaman dari mediumnya, kandungan protein yang ikut, dan zat kolodial lainnya. Menurut Sajeev et al. (2002), berbagai bahan kimia seperti asam sulfat (0.001 ml/l), klorin (1 mg/l), tawas (0.1 g/l), dan sulfur dioksida sering ditambahkan selama proses pengendapan untuk mempersingkat waktu, meningkatkan keputihan, dan kekompakan endapan pati yang dihasilkan. Pati akan memisah dengan mengendap di bagian bawah, sedangkan bagian supernatan dipisahkan dan dibuang. 12

28 Endapan pati yang berbentuk padat semi cair ini dikeringkan dalam oven pengering. Menurut Sriroth et al. (2000), endapan pati ini memiliki kadar air sekitar 35%-40%. Pengeringan dilakukan pada suhu yang tidak terlalu tinggi yaitu di bawah suhu gelatinisasi untuk mencegah terjadinya gelatinisasi pati yang akan menurunkan mutu tapioka. Hasil pengeringan ini menghasilkan gumpalan-gumpalan tapioka kasar. Setelah itu gumpalan pati ini digiling. Hasil penggilingan ini menghasilkan tapioka dengan ukuran mesh tepung yang belum seragam. Ukuran mesh untuk tapioka tidak tercantum dalam standar SNI tentang syarat mutu tapioka (Tabel 4), namun kebanyakan indusri tapioka menggunakan ayakan mesh untuk menghasilkan tapioka halus dengan mutu yang baik. Ubi kayu jenis pahit juga sering digunakan untuk bahan baku pembuatan tapioka. Hal ini tidak menjadi masalah, karena pada proses pembuatan tapioka, terjadi beberapa proses detoksifikasi terhadap komponen HCN. Menurut Muchtadi (1989), enzim linamarase adalah enzim ekstraseluler (terdapat di luar sel), sehingga hanya dapat bertemu dengan substrat (glukosida) bila terjadi kerusakan sel secara fisik. Saat itu enzim linamarase di dalam umbi dapat memecah glukosida sianogenik, dan HCN akan terlepas. Proses reduksi terhadap HCN terjadi selama proses pembuatan tapioka, yaitu melalui tahapan ekstraksi, perendaman, fermentasi, dan pengeringan, karena komponen HCN larut air dan mudah menguap. Namun walaupun demikian, proses reduksi HCN selama proses kurang maksimal (Cumbana et al., 2007). Menurut Barceloux (2009), proses-proses tersebut dapat mereduksi kandungan HCN sebesar %. Menurut Sriroth et al. (2000), total HCN dalam umbi yang awalnya mencapai ppm berkurang menjadi 1-4 ppm ketika sudah diolah menjadi tapioka, dan pada produk akhir berkurang menjadi ppm. Hal ini didukung oleh penelitian Febriyanti (1990), yang mendapatkan hasil kadar HCN dalam tapioka sangat rendah yaitu 0.4 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa kadar HCN dalam tapioka relatif sangat rendah sehingga aman untuk diaplikasikan pada produk pangan. 13

29 D. APLIKASI PATI DI INDUSTRI Menurut Knight (1974) di dalam Suriani (2008), pati yang digunakan dalam industri pangan harus memenuhi syarat berikut: (1) Di dalam pengolahan pangan pati harus mudah dicampur dan menyatu dengan bahanbahan lain tanpa menggumpal, viskositas harus stabil terhadap panas, efek mekanis maupun pengaruh bahan lain, viskositas panas dan viskositas dinginnya harus dalam batas-batas yang dikehendaki, pati harus menunjukkan penampakan yang baik pada ph yang diinginkan; (2) Di dalam penyimpanan, pasta pati tidak pecah karena variasi suhu atau karakteristik awalnya tidak mengalami perubahan; (3) Di dalam penyiapan produk, pati harus mudah dikonversikan menjadi panganan tertentu; (4) Pada produk akhirnya penampakan harus menarik dan memiliki konsistensi yang baik, tidak mempunyai rasa, memiliki sifat tekstur yang baik, tidak keras dan penggunaannya harus memenuhi undang-undang yang berlaku. Aplikasi Pati Menurut Pomeranz (1985), pati diaplikasikan pada produk pangan karena enam alasan : (1) Pengental (saos, sup krim, pengisi pie); (2) Penstabil (salad dressing); (3) Moisture retention (toping pada kue); (4) Pembentuk gel (gum); (5) Pengikat (wafer, es krim); (6) Penyalut (permen). Menurut Copeland et al. (2009), 60% kegunaan pati adalah untuk pangan, dan 40% untuk non pangan. Semua fungsi-fungsi pati di atas berkaitan dengan estetika untuk membuat penampakan pangan menjadi lebih menarik, memperbaiki tekstur atau mouth-feel, mencegah pemisahan ingridien, dan sebagai carrier komponen flavor (Schoch, 1969). Collado dan Corke (2003) menambahkan, aplikasi pati dalam pangan sangat luas, yaitu digunakan bulking agent untuk mengontrol konsistensi dan memperbaiki tekstur. Menurut Tjokroadikoesoemo (1986), pati tak termodifikasi banyak dimanfaatkan di dalam industri tekstil, kertas, bahan perekat kardus, kanji, produk farmasi, pabrik bir dan fermentasi, dan dalam pengolahan pangan (pudding, pengalengan pangan, permen, biskuit, dan lain-lain). 14

30 Menurut Vaclavik dan Christian (2003), produk rantai pendek dari pemutusan pati dapat digunakan sebagai simulate fat dalam salad-dressing dan frozen desserts. Sebagai contoh, maltodekstrin dari pati gandum, kentang, dan tapioka digunakan sebagai fat replacers, yang memiliki viskositas dan mouthfeel seperti lemak, namun dengan kalori yang lebih rendah. Selain itu, granula pati dapat dicampur dengan gelatin atau polisakarida larut air yang lain kemudian di spray-dryer membentuk spherical aggregates, dimana merupakan granula pati yang memiliki permukaan yang poros dan berperan sebagai carrier, dapat diisi dengan material seperti flavor, essence, dan komponen lain. Menurut Kearsley dan Dziedzic (1995), ukuran granula pati mempunyai peranan yang sangat penting dalam penerapan industri pangan. Sebagai contoh, granula yang memiliki ukuran diameter 2 µm dapat digunakan untuk substitusi lemak karena mempunyai ukuran yang sama dengan misel lipid. Menurut Charles et al. (2005), pati yang memiliki kandungan amilosa yang berbeda akan memiliki sifat fungsional yang berbeda, antara lain suhu gelatinisasi dan viskositas. Tam et al. (2004) menyatakan bahwa produk dengan amilosa yang tinggi ( %) dan amilosa yang rendah ( %) akan menghasilkan produk ekstrusi yang keras dan menghasilkan mie yang kurang baik. Menurut Aryee et al. (2006), amilosa yang tinggi dapat diaplikasikan untuk industri alkohol dan sirup glukosa maupun fruktosa dan tidak cocok diterapkan untuk produk mengutamakan sifat kelengketan seperti perekat. Menurut Hodge dan Osman (1976), lapisan film yang kuat dan fleksibel dapat dibentuk oleh amilosa. Sedangkan keberadaan amilopektin dapat menghambat asosiasi intermolekuler dan pembentukan lapisan film. Bahan pangan dapat di coating dengan lapisan film dari amilosa untuk meningkatkan water retention dan untuk menghasilkan lapisan yang tidak lengket. Menurut BeMiller (1973), lapisan film yang dibentuk oleh amilosa memiliki banyak kegunaan, seperti permeabilitas terhadap oksigen rendah, flavor netral, dan edible. Menurut Menurut BeMiller (1973), amilosa membentuk kompleks tak larut air dengan vitamin palmitat, dan ini merupakan dasar untuk enkapsulasi untuk 15

31 mencegah oksidasi. Aplikasi amilosa di industri kertas adalah sebagai coating, perekat, carrier tinta, dan lain-lain. Amilosa yang diesterifikasi dengan asam lemak dapat digunakan sebagai pengental, sehingga produk berbasis lemak seperti margarin, butter, coklat, dan shortening lebih stabil terhadap suhu serta untuk meningkatkan volume adonan dan meningkatkan tekstur crumb pada produk bakery. Menurut Banks et al. (1973), pati yang memiliki kandungan amilosa yang tinggi, granulanya tidak mengembang untuk membentuk struktur yang baik selama pemanggangan dan menghasilkan cake dengan struktur yang kurang baik. Sedangkan menurut Harper (1981), produk yang berasal dari pati dengan kandungan amilopektin yang tinggi mampu menghasilkan daya pengembangan yang lebih tinggi. Stabilitas pasta pati dari amilopektin merupakan faktor utama bila diaplikasikan pada produk pangan. Menurut Aryee et al. (2006), semakin besar ratio amilopektin dan amilosa, maka akan cocok digunakan sebagai pengental. Aplikasi Tapioka Seperti halnya pati dari sumber lain, tapioka dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pangan, industri non-pangan ataupun pakan ternak. Dalam bentuk pati asli (native starch), pati ubi kayu (tapioka) dapat diolah menjadi berbagai makanan ringan (snack food) modern, aneka biskuit/crackers, bubur bayi instan, produk-produk olahan daging (bakso, sosis, nugget), tepung bumbu, dan sebagainya (Fagety, 2009). Pati ubi kayu juga dapat diproses menjadi bentuk lanjut menjadi pati termodifikasi (modified starch) yang dapat menjadi bahan pembuatan makanan modern seperti makanan instan (instant food), permen, dan produk olahan daging seperti chicken nugget (Fagety, 2009). Menurut Balagopalan et al. (1989), tapioka banyak dimanfaatkan untuk industri seperti tekstil, kertas, bahan perekat, dekstrin, pemanis, sabun, kosmetik, obat-obatan, dan lain-lain. Menurut Tonukari (2004), tapioka digunakan dalam produk ekstruksi dan sering digunakan sebagai pengental. Selain itu juga tapioka dapat digunakan untuk membuat sirup fruktosa dan formula untuk kapsul gelatin. 16

32 Menurut Anonim ( ), tapioka yang diolah menjadi sirup glukosa dan dekstrin sangat diperlukan oleh berbagai industri, antara lain industri kembang gula, pengalengan buah-buahan, pengolahan es krim, minuman dan industri peragian. Menurut Tonukari (2004), ampas tapioka juga banyak dipakai sebagai campuran makanan ternak. Selain itu, akhir-akhir ini kegunaan pati dari ubi kayu sebagai sumber etanol untuk bahan bakar sedang terus dikembangkan dan sangat menjanjikan. Alkohol terus dirintis oleh Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi untuk digunakan sebagai bahan bakar, karena bersifat renewable, untuk melengkapi bahan bakar minyak bumi yang bersifat unrenewable. Kegunaan pati untuk berbagai produk pangan ataupun non-pangan tergantung pada karakteristik fisik, kimia, maupun fungsional dari pati itu sendiri. Menurut Vaclavik dan Christian (2003), karakteristik produk akhir dipengaruhi oleh sumber pati, suhu pemanasan, konsentrasi pati, dan komponen lain seperti asam dan gula. Kebanyakan pati tapioka digunakan dalam industri pangan karena kemampuan pembentukan gel yang baik (kedua adalah pati kentang), kejernihan pasta, flavor yang netral, dan produk yang dihasilkan akan bewarna lebih cerah (Radley, dan Moorthy, 2004). Moorthy (2004) menambahkan bahwa karakteristik pati ubi kayu yang ditemukan dalam berbagai produk antara lain mudah tergelatinisasi (suhu gelatinisasi rendah), kekentalan yang tinggi, dan retrogradasi rendah. Sajeev et al. (2002) juga menambahkan bahwa daya cerna yang tinggi, harga yang relatif murah, dan kemudahan untuk diekstrak membuat pati ubi kayu sangat luas diaplikasikan pada produk pangan maupun non-pangan. E. PATI Pati merupakan kabohidrat yang berbentuk granula. Granula pati ini disimpan dalam biji, akar, atau batang tanaman. Pati berfungsi sebagai cadangan makanan tanaman dalam masa dormanasi, germinasi, ataupun pertumbuhan. Pati disintesis dari air dan karbondioksida dengan bantuan klorofil dan sinar matahari. Selama proses fotosintesis ini, pati terakumulasi di daun dalam bentuk granula-granula kecil dengan diameter ± 1 m (Swinkels, 17

33 1985). Sedangkan pada waktu malam hari, pati di daun ini dipecah oleh enzim dan ditranportasikan dalam bentuk glukosa (terutama sukrosa) ke bagian tanaman yang lain. Pada organ tanaman inilah, beberapa glukosa dikonversi lagi menjadi pati dan disimpan sebagai cadangan makanan (Knight, 1969 di dalam Beynum dan Roels, 1985). Molekul pati disimpan dalam bagian amyloplast pada tanaman (Charley, 1982). 1. Granula pati Pati terdiri dari butiran-butiran kecil yang disebut granula. Ukuran dan bentuk granula pati bervariasi, tetapi kebanyakan berbentuk bulat. Di bawah mikroskop, granula pati merupakan struktur yang dibentuk dari molekul-molekul yang tersusun konsentris. Ukuran granula pati bervariasi tergantung sumber tanaman, yaitu antara ± µm. Bentuk granula pati juga bervariasi dari poligon kecil (pati jagung) sampai bulatan besar (pati gandum) (Brautlecht, 1953). Granula pati ubi kayu memiliki ukuran yang bervariasi antara 5-40 µm dengan bentuk bulat atau oval (Moorthy, 2004), atau berbentuk bulat dan terpotong di salah satu ujungnya berbentuk seperti ketel serta memiliki letak hilum di tengah yang jelas (Brautlecht, 1953). Variasi tersebut dipengaruhi oleh varietas tanaman singkong dan periode pertumbuhan pada musim yang berbeda (Moorthy, 2004). Gambar 3. Struktur Granula Pati (Anonim, ) 18

34 Rantai polimer glukosa pada granula pati bergabung satu sama lain melalui ikatan hidrogen yang kuat membentuk kristal atau misela (Swinkels, 1985). Di antara misela terdapat daerah yang renggang atau amorf (Pomeranz, 1985). Menurut Kaletunç dan Breslauer (2003), daerah amorf lebih mudah dimasuki oleh air karena strukturnya lebih sederhana tidak beraturan. Amilosa sebagian besar berada pada bagian amorf dari granula pati dan sebagian kecil menyusun bagian kristalin. Sedangkan, amilopektin merupakan komponen utama penyusun bagian kristalin pati. Daerah kristalin lebih resisten terhadap reaksi enzimatis, reaksi kimia dan penetrasi oleh air daripada daerah amorf pada granula pati. Granula pati terdiri dari ± 30% daerah kristalin (Hoseney, 1998) atau ± % dari total granula pati (Swinkels, 1985). Struktur granula pati secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3. Menurut Taggart (2004), di bawah mikroskop, granula pati akan merefleksikan cahaya terpolarisasi dan memperlihatkan pola maltose cross (pola silang), yang dikenal dengan nama sifat birefringence. 2. Struktur molekul Pati merupakan karbohidrat yang disusun dari atom karbon, hidrogen dan oksigen dengan rumus molekul (C 6 H 10 O 5 )n. Pati merupakan kondensasi polimer glukosa dengan ikatan gkukosida pada C1. Ikatan glukosida ini stabil pada kondisi basa, tetapi akan terhidrolisis pada kondisi asam (Swinkels, 1985). Pati merupakan gabungan dari dua fraksi, yaitu amilosa dan amilopektin. Pati dari berbagai sumber, satu per empat bagian merupakan amilosa dan tiga per empat bagian merupakan amilopektin (Charley, 1982 dan Vaclavik dan Christian, 2003). Perbedaan antara kedua makromolekul tersebut terletak pada pembentukan percabangan pada struktur liniernya, ukuran derajat polimerisasi, ukuran molekul, dan pengaturan posisi pada granula pati. Pati dari sumber yang berbeda memilki ratio amilosa-amilopektin yang berbeda pula. Pati jagung, gandum, dan sorghum memiliki kandungan amilosa yang lebih tinggi (± 28%) dibandingkan dengan kelompok umbi-umbian seperti ubi kayu dan kentang (amilosa 20%) 19

35 (Swinkels, 1985). Variasi komponen amilosa dan amilopektin berkaitan kompleksitas biosintesis pati (Copeland et al., 2009). Amilosa Amilosa merupakan polimer glukosa rantai lurus dengan ikatan - (1,4)-D-glukosa (Swinkels, 1985) dan sebanyak 0.5% merupakan rantai cabang (Copeland et al., 2009). Amilosa memiliki bobot molekul , dengan derajat polimerisasi unit glukosa (Copeland et al., 2009). Perilaku amilosa dalam pangan didominasi oleh dua sifat, yaitu kemudahan amilosa untuk membentuk kompleks dengan polimer lain dan kemampuan amilosa untuk membentuk kristalin akibat interaksi molekular (Banks et al., 1973). Amilosa memiliki afinitas terhadap iodin dan molekul lain yang mengandung gugus hidrofobik dan hidrofilik, seperti asam lemak dan berbagai surfaktan (Wurzburg, 1968), butanol, fenol, dan hidrokarbon (Swinkels, 1985), dimana kompleks yang ada membentuk formasi heliks. Menurut Taggart (2004), kemampuan pembentukan kristal oleh amilosa dikarenakan struktur amilosa cukup sederhana sehingga mempunyai kecenderungan untuk terorientasi secara pararel antara rantai yang satu dengan yang lain dan saling mendekat, membentuk satu polimer yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Asosiasi yang terjadi antara molekul amilosa ini berperan pada proses terjadinya retrogradasi atau set back pati yang telah tergelatinisasi (Zobel, 1984). Menurut Wurzburg (1968), afinitas amilosa dengan air menjadi berkurang selama pendinginan sehingga pada konsentrasi rendah akan terbentuk endapan, sedangkan pada konsentrasi tinggi akan terbentuk gel, sehingga menurut Aryee et al. (2006), amilosa berperan dalam kestabilan kekentalan pasta pati. Amilopektin Amilopektin merupakan polimer yang lebih besar, dengan bobot molekul 10 8 dan derajat polimerisasi lebih dari satu juta (Copeland et al., 2009). Amilopektin merupakan glukosa yang memiliki rantai bercabang 20

36 yang terdiri dari ± unit glukosa dengan ikatan -(1,6)-D-glukosa. Percabangan ini membuat berat molekul amilopektin 1000 kali lebih berat dari berat molekul amilosa. Berbeda dengan amilosa, ukuran dan percabangan dari amilopektin ini dapat menghalangi gerakan molekul dan kecenderungannya untuk saling membentuk ikatan intermolekul. Oleh karena itu diperlukan ikatan hidrogen yang lebih ekstensif untuk terjadinya retrogradasi (Taggart, 2004) sehingga membutuhkan waktu yang lama untuk beretrogradasi dibandingkan dengan amilosa (Wurzburg, 1968). Hal ini didukung oleh pernyataan Kaletunç dan Breslauer (2003) bahwa amilopektin cenderung lemah dalam gelasi, retrogradasi, dan sineresis karena stuktur cabang yang dimilikinya. Semakin tinggi kadar amilopektin, semakin tinggi kemampuan hidrasi karena percabangan amilopektin lebih reaktif untuk mengikat air (Panikulata, 2008). Amilopektin yang memiliki rantai cabang yang panjang memiliki kecenderungan yang kuat untuk mengembang dan membentuk gel (Jane dan Chen, 1992 di dalam Ulyarti, 1997), sehingga amilopektin memiliki sifat viskositas yang lebih tinggi (Powel, 1973). Menurut Young (1984), percabangan pada amilopektin membuatnya lebih stabil dibandingkan amilosa. Menurut Eliasson (2006), bentuk kristalin pada pati dibagi menjadi tiga jenis tergantung dari sumbernya, yaitu tipe A (sereal), tipe B (umbiumbian), dan tipe C (kacang-kacangan). Tipe C merupakan gabungan dari tipe A dan tipe B dengan berbagai proporsi tertentu. Perbedaan struktur kristal tipe A dan tipe B dapat dilihat pada Gambar 4. Jumlah air dalam struktur tipe A dan tipe B berbeda, tipe A mengandung 4 molekul air per 12 residu glukosa, sedangkan tipe B mengandung 36 molekul air. Menurut Taggart (2004), perbedaan tipe amilopektin ini akan mempengaruhi derajat hidrasi granula pati. Menurut Copeland et al. (2009), tipe A lebih kompak dibandingkan tipe B yang memiliki struktur yang lebih terbuka untuk hidrasi. Tipe A memiliki molekul amilosa dengan rantai pendek. Dalam aplikasinya, fenomena yang terjadi pada pati dipengaruhi oleh dua 21

37 hal yaitu : (1) Komposisi pati (rantai lurus dan cabang) dan pengaruhnya terhadap karakteristik pasta; (2) mekanokimia granula pati, daya kembang dan kelarutan ketika dimasak, dan hubungan karakteristik granula pati dengan viskositas pasta (Schoch, 1969). Gambar 4. Struktur Kristal Tipe A dan Tipe B (Eliasson, 2004) F. GELATINISASI PATI Pati tidak larut dalam air di bawah suhu 50 o C. Granula pati tidak larut dalam air dingin karena dalam proses ini ikatan hidrogen intramolekul dalam pati sendiri lebih kuat dibandingkan ikatan hidrogen antara air dengan pati. Dalam air dingin, granula pati sebenarnya juga mengalami pengembangan sekitar 10-15% dari diameter semula. Namun pengembangan ini bersifat reversible (bolak-balik). Pati akan kembali ke bentuk semula melalui pengeringan (Swinkels, 1985). Menurut Haryadi (1984), pengembangan granula pati akan menjadi ireversible jika telah mencapai suhu gelatinisasi. Ketika pati dipanaskan di atas suhu gelatinisasi, pola silang (pola birefringence) pada hilum akan mulai hilang dan menyebar ke arah tepi, kemudian granula pati akan mengembang secara irreversible. Pengembangan pertama kali terjadi pada daerah amorf granula pati. Ikatan hidrogen yang sederhana pada daerah ini akan terputus karena proses pemanasan, sehingga terjadi hidrasi pada granula pati. Granula pati akan terus mengembang, sehingga viskositas akan meningkat hingga volume hidrasi maksimum yang dapat dicapai oleh pati. Dengan kata lain, pati yang sudah mengalami gelatinisasi, dapat ditandai dengan sifat birefringence pati yang hilang, dan juga meningkatnya viskositas (Swinkels, 1985). 22

38 Suhu gelatinisasi pati bervariasi antara o C (Copeland et al., 2009) atau o C (Swinkels, 1985). Suhu gelatinisasi pati ubi kayu itu sendiri berkisar antara o C (Swinkels, 1985), o C (Winarno, 1992) atau o C (Taggart, 2004). Suhu gelatinisasi dan karakteristik gelatinisasi berbagai tipe pati dapat dilihat pada Tabel 6. Proses gelatinisasi melibatkan peristiwaperistiwa sebagai berikut : (1) hidrasi dan pengembangan granula pati; (2) hilangnya sifat birefringence; (3) meningkatnya kejernihan; (4) peningkatan konsistensi dan pencapaian viskositas puncak; (5) pemutusan molekulmolekul linier dan penyebarannya dari granula yang telah pecah (Olkku dan Rha, 1978 di dalam Pomeranz, 1985). Tabel 6. Karakteristik Gelatinisasi Berbagai Pati Pati Suhu Gelatinisasi Viskositas Swelling Power (%) ( o C) a maksimum (BU) a pada 95 o C Jagung Kentang Gandum Ubi Kayu Waxy maize Sorghum Beras Sagu Arrowroot Amylomaize Ubi Jalar a konsentrasi pati 8% Sumber : Swinkels (1985) Faktor yang Mempengaruhi Gelatinisasi Gelatinisasi merupakan fenomena yang kompleks yang bergantung pada jenis pati, konsentrasi pati yang digunakan, suhu pasting, atau suhu awal terjadinya gelatinisasi, ph suspensi (Pomeranz, 1985), ukuran granula pati, presentase amilosa, bobot molekul, dan derajat kristalisasi dari molekul pati di dalam granula (Moorthy, 2004), tipe granula pati, konsentrasi pati, prosedur pemasakan (suhu, ph, waktu, agitasi, metode) dan keberadaan komponen lain (Swinkels, 1985). Menurut Winarno (1992), suhu gelatinisasi tergantung pada konsentrasi pati. Makin kental larutan, suhu tersebut makin lambat tercapai, 23

39 sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah, bahkan kadang-kadang turun. Menurut Winarno (1992) dan deman (1989), pati dengan butir yang lebih besar akan mengembang pada suhu yang lebih rendah daripada butir pati berbutir kecil. Hal ini dikarenakan granula pati yang lebih besar mempunyai ikatan hidrogen intermolekuler yang lebih lemah. Menurut Wurzburg (1968), pemasakan dibawah ph 5 atau di atas ph 7 cenderung menurunkan suhu gelatinisasi, dan mempercepat proses pemasakan. Menurut Brautlecht (1953), Wurzburg (1968), Franco et al. (2002), dan Mitolo (2006), kondisi asam yang tinggi menyebabkan hidrolisis ikatan glukosida pada area amorf granula pati, sehingga granula pati akan mengembang lebih cepat. Menurut Brautlecht (1953), dengan terputusnya ikatan hidrogen, struktur heliks dari amilosa kurang stabil sehingga kurang dapat membuat kompleks. Menurut Mitolo (2006), asam organik seperti asam sitrat, asam malat, dan asam tartarat ditambahkan selama proses untuk membantu memutuskan ikatan hidrogen sehingga menyebabkan breakdown yang lebih cepat, dan kekuatan gel yang rendah. Menurut Charley (1982) asam dapat menurunkan kekakuan atau kekentalan pasta pati. Menurut Eliasson dan Gudmundsson (2006), pada ph yang sangat tinggi akan terjadi cold gelatinization, dimana granula pati akan mengembang pada suhu ruang dan amilosa akan larut. Menurut Mitolo (2006), keberadaan gula sederhana akan meningkatkan suhu gelatinisasi dan menghambat pengembangan granula pati karena gula dan pati akan bersaing untuk mengikat air. Pengaruh gula dalam gelatinisasi bervariasi tergantung tipe gula. Sukrosa cenderung lebih mempengaruhi gelatinisasi dibandingkan dengan fruktosa. Disakarida lebih efektif berkompetisi dengan air dan lebih menghambat pengembangan granula pati dibandingkan dengan monosakarida. Gula akan mempengaruhi gelatinisasi secara signifikan pada konsentrasi di atas 60%. Lemak mampu membuat kompleks dengan amilosa sehingga amilosa tidak dapat keluar dari granula pati. Akibatnya diperlukan energi yang lebih besar untuk melepaskan amilosa sehingga suhu awal gelatinisasi yang dicapai akan lebih tinggi. Selain itu pula, pada proses gelatinisasi, lemak akan diserap 24

40 oleh permukaan granula sehingga terbentuk lapisan lemak yang bersifat hidrofobik di sekitar granula. Lapisan lemak tersebut akan menghambat pengikatan air oleh granula pati. Hal ini yang menyebabkan kelekatan dan kekentalan pati berkurang akibat jumlah air berkurang untuk terjadinya pengembangan granula pati (Collinson, 1968). Pembentukan kompleks amilosa-lemak tergantung dari ratio amilosa dan amilopektin dalam granula pati. Pembentukan kompleks ini terjadi selama proses gelatinisasi (Wasserman et al., 2002). Kemampuan amilosa dan lipid untuk melakukan ikatan komplek tergantung pada bentuk lipid. Bentuk monoasil mempunyai daya ikatan lebih besar dibandingkan dengan bentuk tri- atau diasil (Siswoyo, 2004). Selain itu pula, kompleksitas pati dengan lemak akan mengurangi kelarutan pati di air, merubah profil gelatinisasi, menurunkan swelling power, meningkatkan suhu gelatinisasi, dan mengurangi rigiditas gel, memperlambat retrogradasi, mengurangi hidrolisis pati oleh enzim (Copeland et al., 2009) dan berpengaruh terhadap viskositas (Wasserman et al., 2002). Kompleks yang dibentuk antara amilosa dengan molekul lipid dapat dilihat pada Gambar 5. Sedangkan protein dapat menyelimuti granula pati (membentuk kompleks dengan amilosa) sehingga dapat menghambat pengembangan dan pati menjadi sukar tergelatinisasi (Kilara, 2006) Gambar 5. Kompleks Amilosa dengan Dua Molekul Monopalmitan (Copeland et al., 2009) Profil Gelatinisasi Ditinjau dari sifat rheologinya, pati yang tergelatinisasi memiliki sifat mengalir sehingga dapat diukur nilai kekentalannya. Tetapi setelah proses gelatinisasi selesai, maka sifatnya dapat berubah menjadi lebih elastis (misalnya setelah berubah menjadi gel) dan dapat diukur adalah nilai kekuatan gelnya. Dalam beberapa kondisi, pati yang tergelatinisasi juga dapat bersifat 25

41 viskoelastik. Viskositas merupakan karakteristik pati yang membuatnya aplikatif di banyak industri, seperti pengental. Salah satu metode pengukuran untuk mengetahui profil gelatinisasi adalah dengan menggunakan instrumen Brabender Amilograph. Menurut Swinkels (1985), metode ini adalah metode terbaik untuk mengamati perubahan viskositas pasta pati selama pengadukan dan pemanasan. Metode lain yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan alat Rapid Visco Analyzer (RVA). RVA memiliki prinsip pengukuran yang sama dengan Brabender Amilograph, hanya waktu pengukurannya lebih singkat (hanya menit). Hasil pengukuran dengan Brabender Amilograph akan memberikan pola amilogram yang bervariasi tergantung karakteristik gelatinisasi pati yang diukur. Pola amilogram hasil pengukuran dengan brabender dan perubahan granula pati selama pengukuran dapat dilihat pada Gambar 6 dan 7. Gambar 6. Pola Amilogram Hasil Pengukuran Brabender Amilogarph (Anonim, ) Gambar 7. Perubahan Granula Pati Selama Pengukuran (Anonim, ) 26

42 Brabender amilograph mengukur viskositas pasta pati selama proses pemasakan dalam waktu dan suhu tertentu dalam satuan Brabender Unit (BU). Selama proses pengukuran, wadah pengaduk berputar pada kecepatan konstan. Alat Brabender Amilograph biasanya dioperasikan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : (1) Heating (tahap pemanasan), yaitu suhu amilograph meningkat dari suhu 30 o C hingga 95 o C dengan kecepatan 1.5 o C/menit. Pada rentang suhu ini, suspensi pati akan mengalami gelatinisasi dan akan dihasilkan pasta pati. (1) Holding pada suhu pemasakan, yaitu suhu amilograph dipertahankan pada suhu 95 o C selama menit untuk mengetahui kestabilan pasta pati pada suhu pemasakan tersebut. (2) Cooling (tahap pendinginan), yaitu suhu amilograph diturunkan dari 95 o C sampai 50 o C dengan kecepatan 1.5 o C/menit. Pada tahap pendinginan, viskositas pasta pati akan meningkat. (3) Holding pada tahap pendinginan, yaitu suhu dipertahankan pada suhu 50 o C selama menit untuk mengetahui kestabilan pasta pati oleh pengadukan. Dari amilogram yang didapat dapat memberikan data berupa waktu gelatinisasi, suhu gelatinisasi, waktu pada saat granula pecah, viskositas maksimum, suhu granula pecah, dan viskositas pada suhu 95 o C dan 50 o C sebelum maupun setelah holding 20 menit. Dan dari data-data tersebut dapat dihitung nilai viskositas breakdown, viskositas setback, dan kestabilan pasta. Viskositas breakdown menggambarkan tingkat kestabilan pasta pati terhadap proses pemanasan. Sedangkan viskositas setback menggambarkan tingkat kecenderungan proses retrogradasi pasta pati. Proses gelatinisasi merupakan fenomena kompleks yang dipengaruhi oleh banyak hal. Oleh karena itu, profil gelatinisasi (profil amilogram) akan spesifik untuk setiap jenis pati. Profil gelatinisasi dari berbagai sumber pati dapat dilihat pada Gambar 8. Dari gambar 8, dapat dilihat bahwa suhu gelatinisasi tapioka dan pati kentang lebih rendah daripada pati jagung maupun pati gandum. Hal ini didukung oleh pernyataan Swinkels (1985), yang mengungkapkan bahwa pati kentang dan tapioka memiliki suhu 27

43 gelatinisasi yang lebih rendah dibandingkan pati sereal seperti jagung dan gandum. Bahkan dari sumber pati yang sejenis profil gelatinisasi yang dihasilkan tidak seragam, tergantung dari rasio amilosa dan amilopektin dalam granula pati. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 9. Menurut Greenwood (1976), jagung ketan yang hanya mengandung amilopektin (waxy maize), mengalami peningkatan viskositas yang tajam selama pemanasan dibandingkan jagung biasa (normal maize) yang mengandung amilosa dan amilopektin. Sedangkan jagung dengan kandungan amilosa (amylomaize), tidak mengalami perubahan viskositas. Gambar 8. Profil Gelatinisasi Berbagai Jenis Pati (Anonim, ) Gambar 9. Tipe Amilogram Pati Jagung (Greenwood, 1976) 28

44 G. DAYA KEMBANG PATI (SWELLING POWER) DAN KELARUTAN Pada saat gelatinisasi, air yang ada dalam suspensi pati akan masuk ke daerah amorf yang terdiri dari molekul-molekul amilosa menyebabkan granula menjadi membengkak sehingga diameter granula bertambah besar. Menurut Wong (1989), karena amilosa dan amilopektin berasosiasi melalui ikatan hidrogen, dan ikatan hidrogen intramolekul ini lebih kuat dibandingkan ikatan hidrogen antara air dengan pati, maka granula pati tidak larut dalam air dingin. Namun ketika pemanasan, ikatan hidrogen akan semakin melemah dan molekul air yang memiliki energi kinetik yang lebih besar mulai berpenetrasi ke dalam granula pati, sehingga pati mengembang. Struktur pengembangan granula pati dapat dilihat pada Gambar 10. Air yang masuk ke dalam granula pati akan terperangkap pada susunan molekul amilosa dan amilopektin. Pengembangan granula pati akan semakin besar seiring dengan naiknya suhu suspensi pati. Gambar 10. Struktur dan Mekanisme Pengembangan Granula Pati (Pomeranz, 1985) Granula pati yang besar akan mengembang pertama kali (Vaclavik dan Christian, 2003). Menurut Swinkels (1985), pengembangan awal terjadi di daerah amorf dari granula pati, ikatan hidrogen antar molekul melemah, dan air berpenetrasi ke dalam granula. Kemudian swelling mengarah ke dalam daerah misela, dan granula kehilangan polarisasinya. Seiring meningkatnya suhu, hidrasi terus terjadi di daerah amorf dan ikatan hidrogen di daerah kristalin mulai melemah. 29

45 Menurut Pomeranz (1985), pengembangan granula pati (Swelling Power) dihitung sebagai bobot granula yang mengembang per gram pati kering. Menurut Swinkels (1985), nilai swelling power dapat diukur pada kisaran suhu terbentuknya pasta pati, yaitu sekitar o C pada interval suhu 5 o C. Sementara itu, Li dan Yeh (2001) mengukur swelling power dan kelarutan pati pada interval o C pada interval 10 o C. Selama penentuan swelling power, pengeringan supernatan yang dihasilkan akan dihitung sebagai nilai kelarutan pati. Pati dari berbagai sumber memiliki nilai swelling power yang bervariasi. Pati ubi kayu memiliki nilai swelling power yang sedang dibandingkan dengan pati kentang dan pati sereal. Menurut Greenwood (1976), pengembangan granula pati akan menurun dengan meningkatnya kandungan amilosa. Swelling Power pada suhu 95 o C berbagai jenis pati dapat dilihat pada Tabel 6. Pola swelling power berbagai jenis pati dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 11. Pola Swelling Berbagai Jenis Pati (Pomeranz, 1985) Menurut Fleche (1985), ketika molekul pati sudah benar-benar terhidrasi, molekul-molekulnya mulai larut dan menyebar ke media yang ada di luarnya dan yang pertama keluar adalah molekul-molekul amilosa berantai pendek. Menurut Wong (1989), pati yang sebagian besar merupakan amilosa akan larut dalam media, membentuk matriks intergranula, dan menyebabkan peningkatan viskositas. Semakin tinggi suhu, semakin banyak molekul pati 30

46 yang pecah dan keluar. Hal ini dipengaruhi oleh suhu, ph, pengadukan, dan konsentrasi. Menurut Pomeranz (1985), swelling power maupun kelarutan pati memiliki pola peningkatan yang khas selama pemanasan. Menurut Moorthy (2004) pati ubi kayu memiliki nilai kelarutan yang lebih tinggi dibandingkan dengan umbi-umbian yang lain. Pola kelarutan berbagai jenis pati dapat dilihat pada Gambar 12. Menurut Swinkels (1985), kelarutan sempurna dari semua komponen pati terjadi pada suhu o C (tergantung dari tipe pati). Pati dari kelompok umbi-umbian dapat larut sempurna pada suhu 100 o C, sedangkan pati jagung memerlukan suhu 125 o C, dan amylomaize starch memerlukan suhu 150 o C. Gambar 12. Pola Kelarutan Berbagai Jenis Pati (Pomeranz, 1985) H. PEMBENTUKAN GEL Secara sederhana gel merupakan sistem liquid (cair) yang memiliki sifat seperti solid (padat) (Hoseney, 1998). Menurut Hodge dan Osman (1976), jika pasta pati panas didinginkan sambil diaduk maka akan terjadi peningkatan viskositas. Sedangkan jika selama pendinginan itu tidak dilakukan pengadukan, maka akan ada kecenderungan terbentuknya ikatan intermolekuler diantara molekul-molekul pati. Percabangan amilopektin akan mencegah terjadinya ikatan intermolekuler yang diperlukan untuk pembentukan gel. Sedangkan pada pati yang mengandung amilosa, pembentukan ikatan molekuler lebih mudah terjadi sehingga terbentuklah struktur jaringan tiga dimensi yang disebut gel 31

47 pada konsentrasi pati yang lebih rendah (Hodge dan Osman, 1976). Hal ini didukung oleh pernyataan Mulyandari (1992), yang menyatakan konsistensi gel memiliki korelasi negatif dengan kadar amilosa dan berkorelasi dengan kadar amilopektin. Dengan terbentuknya struktur jaringan tiga dimensi itu maka air yang tadinya bebas akan terperangkap dalam jaringan itu. Struktur gel dapat dilihat pada Gambar 13. Gambar 13. Struktur Gel (Anonim, ) Kemampuan pati untuk membentuk tekstur pasta atau gel yang kental ketika dipanaskan dalam air ini merupakan karakteristik yang penting untuk aplikasi dalam produk. Selain konsentrasi pembentukan gel ini juga dipengaruhi oleh ph larutan. Winarno (1992) juga menyatakan bahwa pembentukan gel optimum pada ph 4-7. Bila ph terlalu tinggi, pembentukan gel makin cepat tercapai tapi cepat turun lagi, sedangkan bila ph terlalu rendah terbentuknya gel lebih lambat dari ph 10, tapi bila pemanasan diteruskan, viskositas tidak berubah. I. RETROGRADASI PATI Pasta pati yang telah mengalami gelatinisasi terdiri dari granulagranula yang membengkak tersuspensi dalam air panas dan molekul-molekul amilosa yang terdispersi dalam air. Molekul-molekul amilosa tersebut tetap akan terdispersi asalkan pasta pati tersebut tetap dalam keadaan panas. Bila pasta kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi untuk melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk bersatu kembali. 32

48 Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula. Dengan demikian mereka menggabungkan butir pati yang telah membengkak itu menjadi semacam jaring-jaring membentuk mikrokristal dan mengendap. Proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinisasi tersebut disebut retrogradasi. Sedangkan keluarnya atau merembesnya cairan dari suatu gel pada pati disebut sineresis (Winarno, 1992). Menurut Swinkels (1985), retrogradasi dari pasta pati mempunyai beberapa pengaruh, antara lain (1) meningkatnya viskositas, (2) terbentuknya kekeruhan, (3) terbentuknya lapisan yang tidak larut, (4) terjadi presipitasi molekul pati yang tidak larut, (5) terbentuknya gel, dan (6) sineresis (keluarnya air dari gel pati). Menurut Schoch (1969), kekuatan asosiasi ikatan antar molekul berhubungan erat dengan derajat linearitas, maka fraksi percabangan memiliki kecenderungan yang lemah untuk teretrogradasi, dimana akan terjadi ketika pasta dibekukan dan dithawing. Menurut Copeland et al. (2009), amilosa teretrogradasi dalam beberapa menit sampai beberapa jam, sedangkan amilopektin teretrogradasi dalam beberapa jam sampai beberapa hari. Peristiwa retrogradasi merupakan proses yang kompleks dan dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti tipe pati, konsentrasi pati, proses pengolahan, suhu, waktu pendinginan, ph, prosedur pendinginan, dan keberadaan komponen lain. Proses retrogradasi akan cepat pada ph 5-7, dan akan lambat jika terdapat garam monovalen, kalsium nitrat, dan urea. Pati sereal (jagung, gandum, sorghum, dan beras) mengalami retrogradasi lebih cepat dibandingkan dengan pati umbi-umbian (ubi kayu, kentang, dan ubi jalar) (Swinkels, 1985). Menurut Mitolo (2006) dan Copeland et al. (2009), kompleksitas lemak dapat memperlambat retrogradasi, karena diduga akan menghalangi reasosiasi antar molekul. Menurut Eliasson dan Gudmundsson (2006), banyak senyawa yang dapat menghambat retrogradasi; yang paling penting adalah lemak dan surfaktan. Karakteristik retrogradasi berbagai tipe pati bervariasi, tergantung ratio amilosa dan amilopektin dalam pati. 33

49 Sineresis tidak diinginkan di dalam beberapa produk pangan seperti bahan pengental untuk saos dan produk bakery. Masalah lain yang ditimbulkan karena retrogradasi adalah pembentukan lapisan pada permukaan pasta pati selama didinginkan dan makin lama makin menebal dan membentuk kulit. Lapisan ini tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan maupun pengadukan (Radley, ). Menurut Pomeranz (1985), retrogradasi dapat terjadi dalam dua cara, yaitu retrogradasi secara lambat yang membentuk endapan yang tidak larut, dan retrogradasi secara cepat yang membentuk gel. Mekanisme retrogradasi dalam dua cara ini dapat dilihat pada Gambar 14. Menurut Mitolo (2006), pasta dengan konsentrasi rendah akan beretrogradasi dengan membentuk endapan sedangkan pasta dengan konsentrasi tinggi (>6%) akan beretrogradasi membentuk gel. Senada dengan yang disampaikan Swinkels (1985) bahwa konsentrasi yang lebih besar (± 7%), pasta pati akan memerangkap air di antara jaringan membentuk gel. Pada suhu o C, partikel amilosa yang teretrogradasi akan kembali larut dalam air. Gambar 14. Mekanisme Retrogradasi (Pomeranz, 1985) Menurut Swinkels (1985), pada kondisi tertentu, misalnya konsentrasi pati yang tinggi atau pada suhu pembekuan, rantai cabang terluar dari amilopektin juga akan berasosiasi sehingga mengalami retrogradasi. Kemampuan reasosiasi molekul amilopektin dipengaruhi oleh panjang rantai molekulnya. Pati sereal (jagung, gandum, sorghum, dan beras) beretrogradasi lebih cepat daripada pati umbi (kentang, ubi jalar, ubi kayu). 34

50 J. ANALISIS KORELASI Analisis korelasi mencoba mengukur kekuatan hubungan antara dua peubah (X dan Y) melalui sebuah hubungan bilangan yang disebut koefisien korelasi. Kita mendefinisikan koefisien korelasi linear sebagai ukuran hubungan linear antara dua peubah acak X dan Y, dan dilambangkan dengan r. Jadi, r mengukur sejauh mana titik-titik menggerombol di sekitar sebuah garis lurus. Bila titik-titik bergerombol mengikuti sebuah garis lurus dengan kemiringan positif, maka ada korelasi positif yang tinggi antara kedua peubah. Akan tetapi, bila titik-titik bergerombol mengikuti sebuah garis dengan kemiringan negatif, maka antara kedua peubah tersebut terdapat korelasi negatif. Hubungan linier sempurna antara dua peubah adalah suatu ukuran hubungan linier antara kedua peubah tersebut (Walpole, 1992). Menurut Nugroho (2005), uji korelasi terdiri dari Pearson, Spearman, dan Kendall. Koefisien korelasi memiliki nilai antara -1 hingga +1. Sifat nilai koefisien korelasi adalah plus (+) atau minus (-). Korelasi posiif (+) berarti jika variabel x 1 mengalami kenaikan maka variabel x 2 juga akan mengalami kenaikan atau jika variabel x 1 mengalami kenaikan maka variabel x 2 akan mengalami kenaikan. Sedangkan korelasi negatif (-) berarti jika variabel x 1 mengalami kenaikan maka variabel x 2 akan mengalami penurunan, atau jika variabel x 2 mengalami kenaikan maka variabel x 1 akan mengalami penurunan. Nilai 1 menunjukkan korelasi sempurna, sedangkan nilai yang semakin mendekati 0 menunjukkan korelasi semakin lemah. 35

51 III. METODOLOGI PENELITIAN A. BAHAN DAN ALAT Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ubi kayu dari varietas Adira 2, Adira 4, Valenca, dan Manggu. Ubi kayu Adira 2, Adira 4, dan Valenca diperoleh dari Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetika Pertanian (BIOGEN), Cimanggu Bogor. Sedangkan Ubi kayu Manggu diperoleh dari petani lokal di Cibungbulang. Bahan-bahan kimia yang digunakan adalah akuades, K 2 SO 4, HgO, H 2 SO 4 pekat, H 3 BO 3, indikator metil merah-metil biru, NaOH-Na 2 S 2 O 3, HCl 0.02N, kertas saring Whatman no. 42, kapas, heksana, H 2 SO N, NaOH 0.625N, K 2 SO4 10%, alkohol, HCl 25%, NaOH 25%, larutan Luff Schrool, KI 20%, H 2 SO4 26.5%, Na 2 S 2 O N, indikator pati, amilosa standar, NaOH 1N, asam asetat 1 N, larutan iod, dan minyak. Alat-alat yang digunakan untuk proses pembuatan tapioka antara lain pisau, pemarut, pengepres atau penyaring, disc mill, oven, dan ayakan 100 mesh. Sedangkan alat-alat yang digunakan untuk analisis antara lain neraca analitik, Whiteness meter, Polarized Light Microscope, oven, desikator, labu Kjedahl, alat destilasi, cawan alumunium, cawan porselen, tanur, kondensor, labu soxhlet, ph-meter, Hot Plate Magnetic Stirer, Spektrofotometer, Brabender viscoamilograph, waterbath, sentrifuse, Brookfield viscometer, Texture Analyzer, refrigerator, freezer, erlenmeyer, gelas ukur, gelas piala, labu takar, sudip, gelas pengaduk, spatula, dan alat-alat gelas lainnya. B. TAHAPAN PENELITIAN 1. Pembuatan Tapioka Proses pembuatan tapioka diawali dengan pengupasan dan pencucian ubi kayu. Selanjutnya dilakukan pemarutan dengan mesin pemarut yang bertujuan untuk merusak jaringan umbi. Ekstraksi pati dilakukan dengan penambahan air. Kemudian parutan singkong tersebut dipres dengan mesin penyaring, sehingga pati akan keluar bersama air.

52 Ampas yang dihasilkan dibuang, sedangkan filtrat hasil penyaringan diendapkan selama semalam (± 18 jam). Endapan yang dihasilkan kemudian dipisahkan dan dikeringkan dengan oven pengering pada suhu 50 o C selama 24 jam. Selanjutnya pati digiling dengan menggunakan mesin penggiling disc mill. Tapioka ini kemudian diayak dengan ayakan manual berukuran 100 mesh. Proses pembuatan pati ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 15. Ubi kayu Pengupasan Kulit Pencucian Umbi Kayu Segar Pemarutan Parutan Umbi Air Ekstraksi Pengepresan Pengendapan ± 18 jam Ampas Supernatan Endapan Pati Pengeringan 50 o C, 24 jam Penggilingan Tapioka Kasar Pengayakan 100 mesh Tapioka Halus Gambar 15. Proses Pembuatan Tapioka 37

53 2. Karakterisasi Fisikokimia dan Fungsional Tapioka Pada tahap ini dilakukan beberapa analisis yang berkaitan dengan sifat fisikokimia dan sifat fungsional tapioka dari beberapa varietas ubi kayu. Analisis yang dilakukan adalah analisis fisik (rendemen, densitas kamba, densitas padat, derajat putih, dan bentuk granula pati), analisis kimia (nilai ph, kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar karbohidrat, kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, dan kadar serat kasar) dan analisis sifat fungsional (profil amilograf, swelling power, kelarutan, absorpsi air dan minyak, viskositas, kekuatan gel, kejernihan pasta, dan freeze-thaw stability). Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 16. Ubi kayu Adira 2 Adira 4 Valenca Tapioka Tapioka Tapioka Tapioka Analisis Fisik Analisis Kimia Analisis Fungsional - Rendemen - Densitas kamba - Densitas padat - Derajat putih - Bentuk granula pati - ph - Proksimat - Kadar pati - Kadar amilosa - Kadar amilopektin - Kadar serat kasar - profil amilograf - swelling power - kelarutan - absorpsi air dan minyak - viskositas - kekuatan gel - kejernihan pasta - freeze-thaw stability). Analisis Statistik Gambar 16. Diagram Alir Penelitian 38

54 3. Analisis Statistik a. Analisis Sidik Ragam (ANOVA) Analisis sidik ragam dilakukan untuk mengetahui ada tidaknya perbedaaan di dalam variabel-variabel yang diuji yang dalam hal ini adalah karakteristik tapioka baik fisik, kimia, maupun fungsional dari setiap varietas ubi kayu yang digunakan. Apabila nilai signifikansi () yang dihasilkan dari output ANOVA menunjukkan nilai kurang dari 5% (0.05), maka ada perbedaan yang signifikan antar variabel yang diuji, dan sebaliknya. lfa () merupakan besarnya kesalahan (error) yang masih bisa diterima dalam pengujian. Setelah ditemukan adanya perbedaan yang signifikan, maka dilakukan uji lanjut Duncan. Output yang dihasilkan berupa subsetsubset dimana sampel-sampel yang berada pada subset yang sama berarti tidak memiliki perbedaan yang signifikan, sedangkan sampel-sampel yang berada pada subset yang berbeda berarti memiliki perbedaan yang signifikan pada = Analisis sidik ragam ini menggunakan software SPSS b. Analisis Korelasi Pearson Analisis korelasi ini dilakukan untuk melihat atau membuktikan kekuatan hubungan karakteristik fisik, kimia, maupun fungsional yang diduga memiliki korelasi berdasarkan teori-teori yang ada. Analisis korelasi dilakukan dengan software SPSS metode Pearson dengan taraf signifikan 5% atau 1%. Output yang dihasilkan berupa nilai p-value (P) dan koefisien korelasi. Apabila nilai P yang dihasilkan kurang dari 5% atau 1%, maka kedua variabel berkorelasi, sedangkan bila nilai P lebih besar dari 5% atau 1%, maka kedua variabel tidak berkorelasi. Sedangkan kekuatan korelasi dinyatakan dengan koefisien korelasi (Pearson Correlation) memiliki nilai antara -1 hingga +1. Sifat nilai koefisien korelasi adalah plus (+) atau minus (-). Nilai 1 menunjukkan korelasi sempurna, sedangkan nilai yang semakin mendekati 0 menunjukkan korelasi semakin lemah. 39

55 C. PROSEDUR ANALISIS 1. Rendemen Rendemen pati dinyatakan dalam persen berdasarkan berat pati terhadap umbi segar. 2. Densitas Kamba (Bulk Density) (Wirakartakusumah et al., 1992) Densitas kamba adalah massa partikel yang menempati suatu unit volume tertentu. Densitas kamba ditentukan oleh berat wadah yang diketahui volumenya dan merupakan hasil pembagian berat bubuk dengan volume wadah. Sampel dimasukkan ke dalam gelas ukur 25 ml. Isi hingga volumenya mencapai tepat 25 ml lalu ditimbang bobotnya. 3. Densitas Padat (Compacted Specific Density) (Khalil, 1999) Densitas padat diukur dengan cara seperti densitas kamba, tetapi volume bahan dibaca setelah dilakukan pemadatan dengan cara menggoyang-goyangkan gelas ukur dengan tangan dan memadatkan sampai volumeny tidak berubah lagi. Sampel dimasukkan ke dalam gelas ukur 25 ml, kemudian dipadatkan. Isi hingga volumenya mencapai tepat 25 ml lalu ditimbang bobotnya. 4. Derajat Putih Pengukuran derajat putih dilakukan dengan menggunakan Whiteness Meter (Kett Electric Laboratory (C-100-3)). Kalibrasi dilakukan dengan standar warna putih BaSO 4, yang memiliki derajat putih 100% (110.8). Sejumlah contoh dimasukkan ke dalam wadah khusus, 40

56 dipadatkan, ditutup, kemudian dimasukkan ke dalam tempat pengukuran lalu nilai derajat putih akan keluar pada layar (A). Keterangan : A = Nilai yang terbaca pada alat 5. Bentuk Granula Pati Bentuk dan intensitas birefringence granula pati diamati dengan Polarized Light Microscope (Olympus Optical Co. Ltd, Japan) yang dilengkapi dengan kamera. Suspensi pati disiapkan dengan mencampurkan pati dan aquades, kemudian dikocok. Suspensi diteteskan pada atas gelas objek dan ditutup dengan gelas penutup, preparat kemudian dipasang pada PLM. Pengamatan dilakukan dengan meneruskan cahaya terpolarisasi dengan perbesaran 400x. Instrumen Polarized Light Microscope (mikroskop cahaya terpolarisasi) dapat dilihat pada Gambar 17. Gambar 17. Polarized Light Microscope Polarized Light Microscope juga dapat mengamati ukuran diameter granula pati. Mikroskop ini dilengkapi dengan semacam alat pengukur pada lensa okulernya, dimana satu skala terkecil bernilai 10 µm. 6. Kadar Air Metode Oven Biasa (Apriyantono et al., 1989) Cawan alumunium dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama 15 menit, lalu didinginkan dalam desikator selama 10 menit. Cawan ditimbang menggunakan neraca analitik. Sampel sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam cawan, kemudian cawan serta sampel ditimbang 41

57 dengan neraca analitik. Cawan berisi sampel dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama 1 malam (16 jam). Selanjutnya cawan berisi sampel didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Setelah itu, cawan berisi sampel dikeringkan kembali dalam oven selama menit, lalu ditimbang kembali. Pengeringan diulangi hingga diperoleh bobot konstan (selisih bobot gram). Keterangan : a = bobot sampel awal (g) b = bobot sampel dan cawan setelah dikeringkan (g) c = bobot cawan kosong (g) 7. Kadar Abu (Apriyantono et al., 1989) Cawan pengabuan dibakar dalam tanur, kemudian didinginkan dalam desikator, dan ditimbang. Sampel sebanyak 3-5 gram ditimbang dalam cawan tersebut, kemudian cawan yang berisi sampel dibakar sampai didapatkan abu berwarna abu-abu atau sampai bobotnya konstan. Cawan yang berisi sampel didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang dengan neraca analitik. Catatan : sebelum masuk tanur, sampel yang ada dalam cawan dibakar dulu pada hot plate sampai asapnya habis. 8. Kadar Protein Metode Kjedahl-mikro (AOAC, 1995) Sejumlah kecil sampel (kira-kira mg) ditimbang, dipindahkan ke dalam labu Kjedahl 30 ml. Setelah itu, ditambahkan 1.9 ± 0.1 gram K 2 SO 4, 40 ± 10 mg HgO, dan 2.0 ± 0.1 ml H 2 SO 4 ke dalam labu 42

58 Kjedahl yang berisi sampel. Jika sampel lebih dari 150 mg, ditambahkan 0.1 ml H 2 SO 4 untuk setiap 10 mg bahan organik di atas 15 mg. Setelah itu, beberapa butir batu didih dimasukkan labu Kjedahl yang berisi sampel kemudian labu Kjedahl yang berisi sampel dan telah dimasukkan batu didih didihkan selama jam sampai cairan menjadi jernih. Setelah cairan jernih, labu Kjedahl yang berisi sampel didinginkan dan ditambahkan sejumlah kecil air secara perlahan-lahan ke dalamnya, kemudian didinginkan kembali. Isi labu dipindahkan ke dalam alat destilasi. Labu Kjedahl yang isinya sudah dipindahkan ke dalam alat destilasi dicuci dan bilas 5-6 kali dengan 1-2 ml air, air cucian dipindahkan ke dalam alat destilasi. Erlenmeyer 125 ml yang berisi 5 ml larutan H 3 BO 3 dan 2-4 tetes indikator (campuran dua bagian metil merah 0.2% dalam alkohol dan satu bagian metilen blue 0.2% dalam alkohol) diletakan di bawah kondensor. Ujung tabung kondensor harus terendam di bawah larutan H 3 BO 3 kemudian di tambahkan 8-10 ml larutan NaOH-Na 2 S 2 O 3 dan dilakukan destilasi sampai tertampung kira-kira 15 ml destilat dalam erlenmeyer. Setelah itu, tabung kondensor dibilas dengan air dan bilasannya ditampung dalam erlenmeyer yang sama. Selanjutnya isi erlenmeyer diencerkan sampai kira-kira 50 ml dan kemudian ditritasi dengan HCl 0.02 N yang sudah distandardisasi sampai terjadi perubahan warna menjadi abu-abu. Penentuan protein pun dilakukan untuk blanko. Kadar protein (%bb) = %N x faktor konversi (6.25) 9. Kadar Lemak Metode Soxhlet (Apriyantono et al., 1989) Sampel yang akan dianalisis ditimbang sebanyak 1-2 gram lalu dimasukkan ke dalam selongsong kertas yang dialasi dengan kapas. Bagian atas selongsong kertas yang telah diisi sampel juga disumbat 43

59 dengan kapas lalu dikeringkan dalam oven pada suhu tidak lebih dari 80 o C selama lebih kurang satu jam. Selongsong kemudian dimasukkan ke dalam alat Soxhlet yang telah dihubungkan dengan labu lemak yang berisi batu didih yang telah dikeringkan dan telah diketahui bobotnya. Sampel diekstrak dengan heksana atau pelarut lemak lainnya selama lebih kurang 6 jam. Pelarut kemudian disuling kembali dan hasil ekstraksi lemak dikeringkan dalam oven pengering pada suhu 105 o C. Labu berisi lemak sampel kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang bobotnya. Pengeringan diulangi hingga didapat bobot yang tetap. Keterangan : a = Bobot labu lemak setelah diekstraksi (g) b = Bobot labu lemak sebelum diekstraksi (g) c = Bobot sampel (g) 10. Kadar karbohidrat (by difference) Kadar karbohidrat dihitung sebagai sisa dari kadar air, abu, lemak dan protein. Kadar karbohidrat ditentukan sebagai berikut : Kadar karbohidrat (%bb) = 100% - (kadar air + kadar abu + kadar lemak + kadar protein) (%bb) 11. Nilai ph (Apriyantono et al., 1989) Timbang tepat 1 gram sampel, kemudian ditambahkan 20 ml air. Kocok dengan stirrer sampai basah sempurna. Kemudian ditambahkan 50 ml air dan dihomogenkan. Biarkan sampel selama 1 jam. Jangan disaring, biarkan mengendap. Ukur ph supernatan sampel. ph diukur dengan menggunakan ph meter terkalibrasi. 44

60 12. Kadar Pati Metode Luff Schoorl (Sudarmadji et al., 1997) a. Pembuatan larutan Luff Schoorl Sebanyak 25 g CuSO 4.5H 2 O sejauh mungkin bebas besi, dilarutkan dalam 100 ml air, 50 g asam sitrat dilarutkan dalam 50 ml air dan 388 g soda murni (Na 2 CO 3.10H 2 O) dilarutkan dalam ml air mendidih. Larutan asam sitrat dituangkan dalam larutan soda sambil dikocok hati-hati. Selanjutnya, ditambahkan larutan CuSO 4. Sesudah dingin ditambahkan air sampai 1 L. Bila terjadi kekeruhan, didiamkan kemudian disaring. b. Persiapan contoh Sampel sebanyak 0.1 g ditimbang dalam erlenmeyer 300 ml, dan ditambah 50 ml akuades dan 5 ml HCl 25 %, kemudian dipanaskan pada suhu 100 o C selama 3 jam. Setelah didinginkan, suspensi dinetralkan dengan NaOH 25 % sampai ph 7. Pindahkan secara kuantitatif dalam labu takar 100 ml, kemudian tepatkan sampai tanda tera dengan air destilata. Larutan ini kemudian disaring kembali dengan kertas saring. c. Analisis Contoh Sebanyak 25 ml filtrat dari persiapan contoh ditambah 25 ml larutan Luff-Schoorl dalam erlenmeyer. Dibuat pula perlakuan blanko yaitu 25 ml larutan Luff Schoorl dengan 25 ml akuades. Erlenmeyer dihubungkan dengan pendingin balik, kemudian dididihkan. Pendidihan larutan dipertahankan selama 10 menit. Selanjutnya cepatcepat didinginkan dan ditambah 15 ml KI 20% dan dengan hati-hati ditambah 25 ml H 2 SO %. Yodium yang dibebaskan dititrasi dengan larutan Na 2 S 2 O N memakai indikator pati sebanyak 2-3 ml. Untuk memperjelas perubahan warna pada akhir titrasi maka sebaiknya pati diberikan pada saat titrasi hampir berakhir. d. Perhitungan kadar pati Dengan mengetahui selisih antara titrasi blanko dan titrasi contoh, kadar gula reduksi setelah inversi (setelah dihidrolisa dengan HCl 25%) dalam bahan dapat dicari dengan menggunakan Tabel 7. 45

61 Selisih kadar gula inverse dengan sebelum inverse dikalikan 0.9 merupakan kadar pati dalam bahan. Tabel 7. Penentuan Glukosa, Fruktosa, dan Gula Invert dalam Suatu Bahan Pangan dengan Metode Luff Schoorl ml 0.1N Na 2 S 2 O 3 Glukosa, fruktosa, dan gula invert mg C 6 H 12 O Kadar Amilosa Metode IRRI (Apriyantono et al., 1989) e. Pembuatan kurva standar Sebanyak 40 mg amilosa murni dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian ke dalam tabung reaksi tersebut ditambah 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Tabung reaksi dipanaskan dalam air 46

62 mendidih sekitar 10 menit sampai semua amilosa membentuk gel. Setelah didinginkan, campuran tersebut dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 100 ml dan tepatkan dengan air sampai tanda tera. Sebanyak masing-masing 1, 2, 3, 4, dan 5 ml larutan tersebut dipipet ke dalam labu takar 100 ml. Masing-masing labu takar ditambah asam asetat 1 N sebanyak 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, dan 1 ml, kemudian masingmasing ditambah 2 ml larutan iod dan tepatkan dengan air sampai tanda tera. Setelah didiamkan selama 20 menit, larutan tersebut diukur absorbasi dari intensitas warna biru yang terbentuk dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. Buat kurva standar sebagai hubungan antara kadar amilosa (sumbu x) dengan absorbansi (sumbu y). f. Analisis contoh Sebanyak 400 mg contoh dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian ke dalam tabung reaksi tersebut ditambah 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Tabung reaksi dipanaskan dalam air mendidih sekitar 10 menit untuk menggelatinisasi pati. Setelah didinginkan, campuran tersebut dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 100 ml dan tepatkan dengan air sampai tanda tera. Sebanyak 5 ml dari larutan tersebut dipipet dan dimasukkan ke dalam labu takar. Ke dalam labu takar ditambah 1 ml asam asetat 1 N, kemudian ditambah 2 ml larutan iod dan tepatkan dengan air sampai tanda tera. Setelah didiamkan selama 20 menit, larutan tersebut diukur absorbasi dari intensitas warna biru yang terbentuk dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. Keterangan : C = Konsentrasi amilosa contoh dari kurva standar (mg/ml) V = Volume akhir contoh (ml) 47

63 FP = Faktor pengenceran W = Berat contoh (mg) 14. Kadar Amilopektin Pati terdiri dari fraksi amilosa dan amilopektin. Oleh karena itu, kadar amilopektin merupakan selisih antara kadar pati dengan kadar amilosa. Kadar amilopektin (%) = Kadar pati (%) kadar amilosa (%) 15. Kadar Serat Kasar (AOAC, 1995) Sampel digiling sampai halus sehingga bisa melewati saringan berdiameter 1 mm. Sebanyak 2 g contoh ditimbang. Lemak dalam contoh diekstrak dengan menggunakan soxhlet dengan pelarut petroleum eter. Setelah bebas lemak, contoh dipindahkan secara kuantitatif ke dalam Erlenmeyer 600 ml. Kemudian ke dalam larutan ditambah 200 ml larutan H 2 SO N. Letakkan Erlenmeyer di dalam pendingin balik (wadah harus dalam keadaan tertutup). Erlenmeyer didihkan selama 30 menit dengan sesekali digoyang-goyangkan. Tambahkan 200 ml larutan NaOH N. Didihkan kembali contoh selama 30 menit dengan pendingin balik sambil sesekali digoyang-goyangkan. Saring kembali contoh melalui kertas saring yang diketahui beratnya sambil dicuci dengan K 2 SO 4 10 %. Cuci residu di kertas saring dengan air mendidih, kemudian dengan alkohol 95%. Keringkan kertas saring dalam oven 110 o C sampai berat konstan (1-2 jam). Setelah didinginkan dalam desikator, kertas saring ditimbang. Keterangan: W2 = berat residu dan kertas saring yang telah dikeringkan (g) W1 = berat kertas saring (g) W = berat contoh yang dianalisis (g) 48

64 16. Profil Amilograf Pengukuran sifat amilograf (viskositas dan suhu gelatinisasi) dilakukan dengan menggunakan Brabender Amilograph (OHG Duisburg Type ). Tepung pati dilarutkan dengan aquades dengan konsentrasi 8% berat kering dan diaduk (± 5 menit), kemudian dipindahkan ke mangkuk amilograf. Suhu awal diatur dengan termoregulator pada suhu 30 o C kemudian diswitch pengatur suhu berada pada posisi 97 o C dan mesin amilograph dinyalakan sehingga bowl berputar. Kemudian dilakukan pemanasan sampai suhu 95 o C (kenaikan suhu 1.5 o C/menit). Kemudian dilakukan proses holding (pemanasan konstan) pada suhu 95 o C selama 20 menit. Setelah tahap holding, dilakukan proses cooling, pengatur suhu diswitch pada suhu 20 o C, kemudian suhu diturunkan sampai mencapai 50 o C (penurunan suhu 1.5 o C/menit). Kemudian dilakukan proses holding pada suhu 50 o C selama 20 menit. Perubahan viskositas pasta selama pengukuran dicatat secara otomatis pada kertas grafik dalam satuan Brabender Unit (BU). Keterangan : AG = Awal Gelatinisasi PG = Puncak Gelatinisasi a = Awal pemanasan konstan b = Akhir pemanasan konstan c = Awal pendinginan konstan d = Akhir pendinginan konstan BD = Breakdown (BD = PG b) SB = Setback (SB = c - PG) Gambar 18. Profil Amilogram 49

65 Awal Gelatinisasi Waktu gelatinisasi = waktu pada saat amilograph mulai mencatat awal pembacaan nilai viskositas (menit). Suhu awal gelatinisasi = (1.5 o C/menit x waktu gelatinisasi) + 30 o C Puncak Gelatinisasi Viskositas maksimum = viskositas pada saat titik puncak amilogram (BU) Waktu granula pecah = waktu pada saat mencapai titik puncak amilogram (menit) Suhu puncak gelatinisasi = (1.5 o C/menit x waktu granula pecah) + 30 o C Viskositas Breakdown = Viskositas maksimum - viskositas pada suhu 95 o C setelah holding 20 menit (BU) (Gonzalez dan Perez, 1996; Charles et al., 2004; dan Aryee et al., 2006) Viskositas Setback = viskositas pada suhu 50 o C - viskositas maksimum (BU) (Gonzalez dan Perez, 1996; Charles et al., 2004; dan Aryee et al., 2006) 17. Daya Kembang (Swelling Power) dan Kelarutan (Solubility Index) (Li dan Yeh, 2001 dengan modifikasi) Pati dengan konsentrasi 1% dipanaskan dengan waterbath dengan suhu 60 o C, 70 o C, 80 o C, 90 o C, dan 95 o C selama 30 menit kemudian disentrifusi dengan kecepatan 3000 rpm selama 30 menit, lalu supernatan dipisahkan dari endapan. Nilai swelling power diukur dengan membagi berat endapan dengan berta pati kering sebelum dipanaskan (g/g). Keterangan: W = berat sampel (g) 50

66 Y = berat tabung kosong (g) X = berat tabung dan endapan (g) Kelarutan diukur dengan mengeringkan supernatan hasil pemisahan sampai beratnya konstan. Kelarutan dinyatakan sebagai persen berat pati yang larut dalam air. Keterangan : W = berat sampel (g) X = berat cawan dan endapan (g) Y = berat cawan kosong (g) 18. Absorpsi Air dan Minyak (Sathe dan Salunkhe, 1981) Sebanyak 1 gram sampel ditambah10 ml aquades atau minyak dan diaduk selama 30 detik, biarkan selama 30 menit pada suhu kamar dan kemudian disentrifuse selama 40 menit pada 3500 rpm. Keterangan : a = berat air atau minyak (g) b = berat supernatan (g) c = berat sampel (g) 19. Viskositas (Hubeis, 1985 di dalam Suriani, 2008 dengan modifikasi). Viskositas diukur menggunakan Brookfield viscometer. Pati ditimbang sebanyak 5 gram dalam 100 ml air aquades (5%), dipanaskan sampai mencapai suhu 80 o C, kemudian masih dalam keadaan panas suhu 70 o C-80 o C, pasta pati diukur viskositasnya (viskositas panas). Setelah itu pati didinginkan dengan cepat dalam air mengalir atau direndam dalam air dingin. Setelah mencapai suhu 26 o C-27 o C (suhu kamar), pasta pati diukur kembali viskositasnya (viskositas dingin). Pengukuran dilakukan dengan spindle no.3 dengan rpm 12 (FK = 100). 51

67 20. Kekuatan Gel (Wattanachant et al., 2002 dengan modifikasi) Kekuatan gel diukur dengan menggunakan alat tekstur analyzer (TA-XT2). Pati dengan konsentrasi 20% dipanaskan dari suhu 30 o C sampai 95 o C, dan dipertahankan pada suhu 95 o c selama 30 menit, kemudian didinginkan sampai suhu 50 o C. Pasta pati ini dituangkan ke dalam tabung dengan diameter 4 cm dan tinggi 5 cm, kemudian disimpan pada suhu 4 o C selama 24 jam. Gel ditekan dengan kecepatan penetrasi 2 mm/s dan jarak 15 mm. Kekuatan gel merupakan gaya maksimum selama penekanan. Tabel 8. Set up Texture Analyzer yang digunakan Pre test speed 1.5 mm/s Test speed 2 mm/s Post test speed 10 mm/s Rupture test distance 1 mm Distance 15 mm Force 100 g Time 5 s Count 5 Gambar 19. Probe Pengukuran Kekuatan gel 21. Kejernihan Pasta (Wattanachant et al., 2002) Pasta pati (1%) disiapkan dengan cara mensuspensikan 50 mg sampel dalam 5 ml air (digunakan tabung reaksi berulir). Campuran dicelupkan dalam air mendidih selama 30 menit, kemudian tabung dikocok setiap 5 menit. Sampel didinginkan hingga suhu kamar. Nilai 52

68 transmitan (%T) dibaca pada spektrofotometer dengan 650 nm. Akuades digunakan sebagai blanko. 22. Freeze-Thaw Stability (Wattanachant et al., 2002 dengan modifikasi) Pasta pati disiapkan sebesar 8% dalam tabung sentrifuse. Pasta pati yang dihasilkan ditimbang beratnya. Tabung sentrifuse ditutup dengan rapat. Tabung disimpan pada suhu -20 o C selama 18 jam, kemudian dithawing pada suhu ruang selama 6 jam. Sampel yang telah mendapat perlakuan satu siklus freeze-thaw tersebut disentrifuse pada 3000 rpm selama 30 menit. Jumlah (volume) air yang terpisah setelah siklus freezethaw diukur dan dinyatakan dalam % sineresis. Freeze-thaw dilakukan sebanyak 4 siklus. 53

69 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. KARAKTERISASI FISIK 1. Karakteristik Fisik Umbi Ubi Kayu Tapioka diproduksi dari empat varietas ubi kayu yang berbeda, yaitu ubi kayu Adira 2, Adira 4, Valenca dan Manggu. Penampakan ubi kayu keempat varietas tersebut dapat dilihat pada Gambar 20. Varietas Adira 2 dan Adira 4 merupakan varietas unggul dan tergolong singkong pahit. Sedangkan varietas Valenca dan Manggu merupakan varietas lokal dan tergolong singkong manis. Adira 2 Adira 4 Valenca Manggu Gambar 20. Penampakan Ubi Kayu Keempat Varietas

70 Dilihat dari ukuran umbi, ubi kayu Adira 2 memiliki ukuran umbi yang relatif lebih besar, diikuti dengan Valenca, Adira 4, dan yang relatif paling kecil adalah Manggu. Deskripsi keempat varietas ubi kayu adalah sebagai berikut : 1. Adira 2 Adira 2 merupakan varietas yang dilepas sejak tahun Varietas ini merupakan hasil persilangan Mangi/Ambon dengan Bogor Adira 2 memiliki tinggi batang 2-3 m dan bentuk daun menjari agak lonjong dan gemuk. Pucuk daun bewarna ungu, tangkai daun bewarna merah muda hingga hijau muda, batang muda bewarna hijau muda, dan batang tua bewarna putih coklat. Sedangkan warna kulit luar putih coklat, warna kulit dalam ungu muda, dan daging umbi bewarna putih. Rasa umbi agak pahit dengan kadar HCN dalam ubi kayu ± 124 mg/kg (Kasim dan Djunainah, 1993). 2. Adira 4 Adira 4 merupakan varietas yang juga dilepas sejak tahun Varietas ini merupakan hasil persilangan bebas induk betina BIC 528 (Muara). Adira 4 memiliki tinggi batang m dan bentuk daun biasa agak lonjong. Pucuk daun bewarna hijau, tangkai daun bewarna merah kehijauan, batang muda bewarna hijau, dan batang tua bewarna abu-abu. Sedangkan warna kulit luar coklat, warna kulit dalam ros, dan daging umbi bewarna putih. Adira 4 memiliki rasa agak pahit dengan kadar HCN dalam ubi kayu ± 68 mg/kg (Kasim dan Djunainah, 1993). 3. Valenca Valenca merupakan varietas lokal yang memberi hasil untuk pertanaman sekitar 200 kuintal/ha. Keadaan umbi dari sedang sampai gemuk dan bertangkai, kadar zat tepung ± 33.1%, dan bila direbus rasanya manis (Kartasapoetra, 2004). Ubi kayu Valenca memiliki kadar HCN sebesar 39 ppm (Rukmana, 1997). 4. Manggu Selain varietas unggul, banyak varietas lokal yang dikembangkan di setiap daerah. Salah satunya adalah Manggu. Pada penelitian ini, varietas 55

71 Manggu diperoleh dari petani lokal di daerah Cibungbulang. Manggu dikenal oleh masyarakat setempat sebagai singkong varietas manis. 2. Karakteristik Fisik Tapioka a. Rendemen Pati dari ubi kayu mudah diekstrak, karena komposisi protein, lemak, dan komponen non-starch lain yang relatif rendah. Rendemen tapioka dihitung berdasarkan bobot umbi segar yang telah dicuci dan dikupas. Rendemen tapioka keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 21. Rendemen tapioka yang dihasilkan berkisar antara %bk. Berdasarkan uji ANOVA univariate (lampiran 5a), didapat bahwa varietas berpengaruh nyata terhadap rendemen yang dihasilkan (P<0.05), dimana tapioka Manggu memiliki rendemen tertinggi sebesar %, sedangkan tapioka Adira 2 memiliki rendemen terendah sebesar 17.25% dan rendemen tapioka Adira 4 dan tapioka Valenca tidak berbeda nyata (P>0.05). Gambar 21. Rendemen Keempat Varietas Tapioka Menurut Sabrina (1990), faktor-faktor yang mempengaruhi kadar pati dalam umbi ubi kayu adalah umur tanam, varietas, dan keadaan tanah. Selain perbedaan varietas, perbedaan umur panen diduga berpengaruh terhadap rendemen keempat varietas tapioka. Umur panen optimal setiap ubi kayu untuk menghasilkan rendemen pati tertinggi bervariasi tergantung oleh beberapa faktor. Pemanenan lebih cepat atau lebih lambat 56

72 akan memberikan hasil yang kurang maksimal. Menurut Eris (2005), ubi kayu yang digunakan untuk memproduksi tapioka biasanya mempunyai umur panen antara 9-12 bulan dengan rendemen sekitar 15-30%. Menurut Balagopalan et al. (1988), kadar pati tertinggi berada pada pemanenan umur bulan. Jika pemanenan ditunda umbi akan berubah menjadi serat. Umur panen keempat varietas dapat dilihat pada Tabel 9. Varietas Adira 2 dipanen ketika berumur 13 bulan, di atas umur panen optimal. Hal ini diduga mengakibatkan rendemen tapioka menjadi lebih rendah, karena komponen pati sudah berubah menjadi serat dan proses ekstraksi pati tidak maksimal. Varietas Manggu dipanen ketika berumur 10 bulan, tepat pada umur panen optimalnya, sehingga rendemen tapioka yang dihasilkan relatif lebih tinggi. Selain varietas dan umur panen, perbedaan rendemen tapioka juga dipengaruhi oleh beberapa faktor internal dan eksternal yang lain. Menurut Sriroth et al. (2000), faktor lingkungan seperti curah hujan dapat mempengaruhi kandungan pati ubi kayu, sehingga berpengaruh terhadap rendemen tapioka yang dihasilkan. Tabel 9. Umur Panen Keempat Varietas Varietas Umur Panen Optimal Umur Panen Adira bulan a 13 bulan Adira bulan a 7 bulan Valenca 8-10 bulan a 11 bulan Manggu 10 bulan 10 bulan Sumber : a Kasim dan Djunainah (1993) Menurut Sriroth et al. (2000), secara umum, umbi ubi kayu memiliki kadar pati sebesar 20-30%. Namun, selama proses pembuatan tapioka, pati tidak sepenuhnya terekstrak sempurna. Komponen pati tersimpan dalam jaringan tanaman yang berasosiasi dengan matriks serat. Perusakan jaringan yang dilakukan untuk mengekstrak komponen pati tidak sepenuhnya dapat merusak matriks, sehingga sebagian pati (< 20%) masih terperangkap dalam sel. Selain itu, menurut Abera dan Rakshit (2003), penggilingan kering dapat menghilangkan kadar pati sebesar 13-57

73 20%. Kadar pati juga dapat berkurang karena partikel-partikel pati yang berukuran kecil ikut terbuang bersama partikel halus selama proses pencucian pati. 3. Densitas Kamba (Bulk Density) dan Densitas Padat Sifat fisik bahan pangan berbentuk bubuk digolongkan dalam dua tingkat, yaitu bubuk sebagai partikel dan bubuk sebagai kesatuan (bulk). Sifat-sifat bulk ditentukan oleh sifat fisik dan kimia bahan (seperti komposisi kimia dan kadar air), geometri, ukuran dan sifat-sifat permukaan partikel, serta sistem secara keseluruhan (Wirakartakusumah et al., 1992). Densitas kamba (bulk density) didefinisiskan sebagai massa partikel yang menempati suatu unit volume tertentu. Nilai densitas kamba yang besar menunjukkan bahwa untuk satuan berat yang sama, tapioka akan membutuhkan ruang atau wadah yang lebih kecil, sehingga dapat menghemat ruang. Oleh karena itu, informasi tentang densitas kamba ini diperlukan terutama dalam kebutuhan ruang, baik dalam pengemasan, penyimpanan, maupun pengangkutan. Nilai densitas dari berbagai makanan berbentuk bubuk atau tepung-tepungan umumnya berkisar antara g/ml (Wirakartakusumah et al., 1992) atau sekitar g/ml (Lewis, 1996). Gambar 22. Densitas Keempat Varietas Tapioka 58

74 Densitas kamba keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 22. Densitas kamba tapioka keempat varietas berkisar antara g/ml. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 5b), didapat bahwa varietas berpengaruh nyata terhadap densitas kamba tapioka (P<0.05), dimana tapioka Adira 2 memiliki densitas kamba tertinggi sebesar g/ml, dan tidak berbeda nyata dengan densitas kamba tapioka Adira 4. Sedangkan tapioka Valenca memiliki densitas kamba terendah sebesar g/ml. Menurut Limonu (2008), densitas kamba menunjukkan porositas dari suatu bahan yaitu jumlah rongga yang terdapat diantara partikel bahan. Semakin besar porositas suatu bahan maka semakin kecil densitas kambanya (Anwar, 1990). Komponen lemak pada granula pati membentuk lapisan hidrofobik pada permukaan dan menyebabkan tapioka cenderung membentuk gumpalan atau kurang baur, sehingga akan terbentuk ronggarongga apabila menempati suatu wadah. Oleh karena itu kadar lemak yang tinggi pada tapioka Valenca diduga menyebabkan densitas kambanya menjadi lebih rendah. Kadar lemak yang rendah pada tapioka Adira 4 menyebabkan penampakan fisik tapioka lebih baur dan rongga yang terbentuk lebih kecil. Hal ini diduga menyebabkan densitas kamba tapioka Adira 4 lebih tinggi. Selain itu pula, kadar air yang tinggi pada tapioka Adira 4 dapat meningkatkan densitas kamba. Hal ini sejalan dengan pendapat Wirakartakusumah et al. (1992) bahwa kadar air yang tinggi dari produk akan menyebabkan peningkatan densitas. Karena bubuk bersifat compressible, maka densitas kamba tapioka diberi sifat tambahan, seperti densitas padat (compacted specific density). Menurut Wirakartakusumah et al. (1992), bahan berbentuk bubuk dapat dimampatkan dengan dua cara, yaitu dengan tapping (getaran) dan dengan kompresi mekanik. Karena gaya compressibility ini, massa partikel yang menempati volume yang sama akan lebih besar, maka densitas padat nilainya akan lebih besar daripada nilai densitas kamba. Informasi nilai densitas padat ini dihubungkan karakteristik bahan selama pengangkutan, 59

75 dimana bahan mengalami gaya seperti getaran (penggoyangan) ataupun kompresi yang sengaja maupun tidak disengaja. Densitas padat keempat varietas juga dapat dilihat pada Gambar 22. Densitas padat keempat varietas berkisar antara g/ml. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 5c), didapat bahwa varietas berpengaruh nyata terhadap densitas padat yang dihasilkan (P<0.05), dimana tapioka Adira 2 memiliki densitas padat tertinggi sebesar g/ml, dan tapioka Manggu memiliki densitas padat terendah sebesar g/ml yang tidak berbeda nyata dengan densitas padat tapioka Valenca. Sedangkan densitas padat tapioka Adira 4 tidak berbeda nyata dengan kelompok tertinggi dan kelompok terendah. Densitas padat berhubungan dengan kohesifitas bahan. Semakin kohesif suatu bahan maka gaya tarik menarik antar partikel relatif tinggi terhadap berat partikel. Hal ini dapat diketahui dengan cara mencari selisih antara densitas padat dengan densitas kamba. Semakin besar selisih densitas padat dengan densitas kamba menunjukkan bahwa bahan semakin kohesif (Syamsir et al., 2007 di dalam Suriani, 2008). Menurut Suriani (2008), semakin kohesif bahan menunjukkan kecenderungan bahan untuk menggumpal dan memadat jika wadahnya bergoyang. Menurut Wirakartakusumah et al. (1992), pada umumnya penyerapan air dihubungkan dengan peningkatan kohesif, terutama disebabkan oleh jembatan cairan antar partikel. Kadar air yang semakin besar juga mampu mempermudah produk untuk menyatu atau menggumpal. Namun berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 5d), didapat bahwa selisih densitas padat dan densitas kamba tidak berbeda nyata antara keempat varietas (P>0.05). Hal ini menunjukkan tingkat kohesifitas keempat varietas tapioka tidak berbeda nyata. 4. Derajat Putih Derajat putih merupakan daya memantulkan cahaya yang mengenai permukaan benda tersebut dibandingkan dengan standar (BaSO 4 ). Semakin putih contoh, maka cahaya yang dipantulkan semakin 60

76 banyak. Tapioka yang memiliki derajat putih yang lebih tinggi akan menghasilkan produk dengan kejernihan pasta yang lebih baik. Gambar 23. Derajat Putih Keempat Varietas Tapioka Nilai derajat putih sangat dipengaruhi oleh proses ekstraksi pati. Semakin murni proses ekstraksi, maka pati yang dihasilkan akan semakin putih. Menurut Schoch (1945) di dalam Ropiq (1988), adanya protein dan lemak dapat menyebabkan granula bewarna lebih gelap. Menurut Meyer (1973) di dalam Sabrina (1990), komponen non-karbohidrat (lemak, protein, dan enzim polifenolase) akan menyebabkan reaksi browning (pencoklatan). Bunasor et al. (1991) menyatakan bahwa salah satu masalah utama dalam pengolahan makanan kering dari bahan berkarbohidrat tinggi seperti tepung-tepungan adalah terjadinya reaksi browning yang menghasilkan warna coklat. Reaksi browning yang terjadi mempengaruhi derajat putih tapioka, karena membuat tapioka menjadi lebih gelap. Menurut Padonou et al. (2005), petani mempercayai bitter cassava (singkong pahit) akan memberikan hasil tepung yang lebih putih. Hal ini dikarenakan senyawa HCN akan berikatan dengan senyawa fenol yang menjadi substrat dari enzim polifenolase untuk reaksi browning enzimatis sehingga kerja enzim ini terhambat (Meyer, 1973 di dalam Sabrina, 1990), sehingga akan dihasilkan tapioka yang lebih putih. Namun, distribusi HCN dalam umbi juga berbeda pada varietas yang berbeda. Bagian utama penyebaran HCN pada varietas manis adalah bagian kulit dan lapisan korteks, sedangkan 61

77 pada varietas pahit, HCN tersebar merata pada semua bagian dalam akar (Grace, 1977). Namun berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 5e), varietas tidak berpengaruh nyata terhadap derajat putih tapioka (P>0.05). Derajat putih tapioka keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 23. Menurut Sriroth et al. (2000), standar mutu yang penting dari tapioka adalah tidak bewarna, tidak berbau, dan bebas dari komponen benda asing, sehingga akan dihasilkan pasta pati yang memiliki kekentalan tinggi dan jernih. Berdasarkan SNI tentang syarat mutu tapioka (Tabel 4), derajat putih merupakan salah satu parameter yang menentukan mutu dari tapioka, dimana tapioka minimal memiliki derajat putih sebesar 92%. Artinya keempat tapioka tersebut memenuhi standar derajat putih tapioka berdasarkan SNI. 5. Bentuk Granula Pati Pati pada umumnya diidentifikasi dengan Polarized Light Microscope (mikroskop cahaya terpolarisasi) untuk melihat ukuran, bentuk, dan posisi hilum. Menurut Wurzburg (1968), mikroskop cahaya terpolarisasi merupakan metode yang sensitif dan reproducible untuk mengamati suhu awal gelatinisasi berdasarkan kehilangan sifat birefringence-nya. Namun menurut Swinkels (1985), suhu awal gelatinisasi yang diperoleh dari analisis profil amilograf umumnya lebih tinggi dibandingkan suhu gelatinisasi yang diukur berdasarkan kehilangan sifat birefringence. Berdasarkan hasil pengamatan visual hasil pemotretan dengan menggunakan mikroskop cahaya terpolarisasi yang dilakukan pada perbesaran 400 kali, menunjukkan bahwa varietas tidak berpengaruh signifikan terhadap bentuk dan ukuran granula pati. Keempat varietas tapioka memiliki bentuk granula pati yang seragam, yaitu bulat, oval, dan terpancung, dengan ukuran bervariasi antara ± µm. Penampakan granula pati tiap varietas dapat dilihat pada Gambar 24. Bentuk granula pati bervariasi tergantung sumber patinya. Menurut Kaletunç dan 62

78 Breslauer (2003), faktor genetik mempengaruhi biosintesis granula pati oleh reaksi enzimatis. (a) (b) (c) Gambar 24. Granula Pati Ubi Kayu (perbesaran 400x, 1 skala = 10 µm) (a)varietas Adira 2, (b)varietas Adira 4, (c)varietas Valenca, dan (d)varietas Manggu (d) Menurut Taggart (2004), di bawah mikroskop, granula pati akan merefleksikan cahaya terpolarisasi dan memperlihatkan pola maltose cross (pola silang), yang dikenal dengan sifat birefringence. Pola ini ditunjukkan warna biru-kuning sebagai bias indeks refraksi granula pati. Menurut French (1984), indeks granula pati dipengaruhi oleh struktur molekul amilosa di dalam pati. Bentuk heliks dari amilosa dapat menyerap sebagian cahaya yang melewati granula pati. Sifat birefringence ini akan hilang bila pati sudah tergelatinisasi. Mikroskop cahaya terpolarisasi selain untuk mengamati bentuk dan ukuran granula pati, juga bermanfaat untuk mengamati kondisi proses dan modifikasi pati. Pada keempat varietas tapioka, pola maltose cross masih nampak utuh. Hal ini menandakan integritas granula pati masih terjaga, dan menunjukkan bahwa proses 63

79 pembuatan tapioka tidak merusak granula pati sehingga sifat patinya masih murni. Menurut Niba et al. (2002), ukuran granula pati akan mempengaruhi penyerapan air pada granula pati yang pada akhirnya nanti akan mempengaruhi karakteristik gel yang dihasilkan. Pati yang memiliki ukuran granula lebih kecil akan lebih larut dalam air. Selain itu pula, bentuk granula pati akan mempengaruhi reaksi antara pati dengan asam atau enzim. Sedangkan menurut deman (1989) dan Moorthy (2004), pati dengan butir yang lebih besar akan mengembang dan membentuk gel pada suhu yang lebih rendah daripada butir pati berbutir kecil, sehingga suhu gelatinisasi lebih rendah. B. KARAKTERISASI KIMIA 1. Nilai ph Nilai ph tapioka penting diperhatikan untuk aplikasi pada produk pangan, karena beberapa sifat fungsional pati dipengaruhi oleh ph. Sebagai contoh, tapioka banyak diaplikasikan untuk produk bakery sebagai bahan subtitusi untuk memperbaiki tekstur dari tepung terigu yang digunakan. Tapioka sendiri sering dijadikan subtitusi pada pembuatan roti maupun biskuit (Wurzburg, 1968). Namun menurut Aryee et al. (2006), ph yang terlalu rendah dapat menjadi faktor pembatas bila pati diaplikasikan pada produk bakery. Adonan roti harus memiliki ph yang tepat supaya kerja enzim dan proses fermentasi pada proses pembuatan roti berlangsung optimum. Keasaman pada tapioka diduga disebabkan oleh kadar asam organik yang terkandung pada setiap tanaman (termasuk ubi kayu), yang merupakan hasil metabolisme lanjut (dalam siklus TCA atau glikosida) yang terakumulasi dalam vakuola tanaman (Fennema, 1996). Selain itu pula, komponen asam sianida (HCN) diduga juga dapat mempengaruhi keasaman pada tapioka yang dihasilkan, karena menurut Cumbana et al. (2007), proses selama pembuatan tapioka, tidak sepenuhnya dapat menghilangkan HCN. Sedangkan menurut Rahman (2007) dan Sajeev et al. (2002), proses pemisahan pati dan air dilakukan melalui pengendapan berjam-jam, sehingga memungkinkan 64

80 terjadinya proses fermentasi alami oleh mikroba. Asam-asam organik hasil fermentasi mikroba akan terakumulasi dan akan mempengaruhi ph tapioka. Gambar 25. Nilai ph Keempat Varietas Tapioka Nilai ph keempat varietas tapioka berkisar antara Hasil analisis ph dapat dilihat pada Gambar 25. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7a), varietas tidak berpengaruh nyata terhadap ph yang dihasilkan (P>0.05). Menurut Winarno (1992), pembentukan gel optimum terjadi pada ph 4-7. Keempat tapioka dari tiap varietas berada pada kisaran ph untuk membentuk gel yang baik. Dalam kaitannya dengan produk, ph tapioka berpengaruh pada proses gelatinisasi dan karakter pembentukan gel. 2. Kadar Air Air merupakan komponen penting dalam bahan pangan yang dapat mempengaruhi kualitas bahan pangan itu sendiri. Peningkatan jumlah air dapat mempengaruhi laju kerusakan bahan pangan oleh proses mikrobiologis, kimiawi, dan enzimatis. Rendahnya kadar air suatu bahan pangan merupakan salah satu faktor yang dapat membuat bahan pangan menjadi awet. Kerusakan bahan seperti tepung lebih terutama disebabkan oleh kapang dan berbagai jenis kutu (Syarief dan Halid, 1993). Menurut Fardiaz (1989), pengeringan pada tepung dapat mengurangi kadar air tepung sampai batas tertentu sehingga pertumbuhan mikroba dan aktivitas enzim penyebab kerusakan pada tepung dapat dihambat. Batas kadar air minimum dimana mikroba masih dapat tumbuh adalah 14-15% (bb). 65

81 Proses pengurangan kadar air pada pembuatan tapioka ini dilakukan dengan tahapan pengeringan. Gambar 26. Kadar Air (%bb) Keempat Varietas Tapioka Kadar air keempat varietas tapioka yang diuji berkisar antara % bb. Kadar air keempat tapioka tersebut dapat dilihat pada Gambar 26. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7b), varietas berpengaruh nyata terhadap kadar air tapioka dalam basis basah (P<0.05). Tapioka Adira 4 memiliki kadar air tertinggi sebesar %bb, sedangkan tapioka Manggu memiliki kadar air terendah sebesar 8.10 %bb. Kadar air keempat tapioka yang dianalisis tersebut memenuhi standar SNI, karena berdasarkan SNI tentang syarat mutu tapioka (Tabel 4), kadar air tapioka maksimal sebesar 15% bb. Menurut Swinkels (1985), pada tekanan atmosfer, granula pati biasanya mengandung kadar air sebesar % (w/w). Senada dengan yang disampaikan oleh Copeland et al. (2009), bahwa kadar air dalam granula pati ± 10%. Kadar air pati tergantung dari RH lingkungan penyimpanan. Perbedaan kadar air pada keempat tepung tapioka tersebut diduga dipengaruhi oleh derajat keterikatan air dalam bahan, baik terikat secara fisik maupun kimia. Menurut Winarno (1992), air yang terdapat dalam bahan makanan umumnya dipakai istilah air terikat (bound water), dimana derajat keterikatan berbeda-beda dalam bahan. Menurut Fennema (1976), jumlah dari berbagai tipe air terikat berbagai bahan bervariasi tergantung sumber bahan. 66

82 3. Kadar Abu Kadar abu menunjukkan total mineral dalam suatu bahan pangan. Menurut Luallen (2004), sejumlah kecil mineral dan garam anorganik pada pati dianalisis sebagai abu. Abu merupakan residu yang tertinggal setelah suatu bahan pangan dibakar hingga bebas karbon. Semakin besar kadar abu suatu bahan pangan, semakin tinggi pula mineral yang terkandung di dalamnya. Kadar abu keempat varietas tapioka berkisar antara %bb. Kadar abu keempat tepung tapioka tersebut dapat dilihat pada Gambar 27. Berdasarkan uji ANOVA univariate, varietas berpengaruh nyata terhadap kadar abu tapioka (P<0.05) (Lampiran 7c). Tapioka Adira 2 memiliki kadar abu tertinggi sebesar 0.46 %, sedangkan tapioka Adira 4 memiliki kadar abu terendah sebesar 0.29%. Kadar abu tapioka Valenca dan Manggu tidak berbeda nyata (P>0.05). Menurut Kawabata et al. (1984), kadar abu pati ubi kayu sebesar 0.19 %. Namun berdasarkan SNI tentang syarat mutu tepung tapioka (Tabel 4), kadar abu tapioka maksimal sebesar 0.6 %. Hal ini menunjukkan bahwa keempat tapioka tersebut memenuhi standar kadar abu dalam tapioka. Gambar 27. Kadar Abu Keempat Varietas Tapioka Secara kuantitatif, nilai kadar abu pada tapioka yang dihasilkan berasal dari mineral-mineral dalam umbi segarnya. Menurut Departemen Kesehatan (1992), mineral yang terdapat pada umbi segar ubi kayu antara lain Ca, P, dan Fe (Tabel 1). Hal ini didukung oleh Makfoled (1982), yang menyatakan 67

83 bahwa di dalam tapioka sendiri terdapat mineral Ca, P, dan Fe, serta vitamin B1 (Tabel 3). Menurut Kawabata et al. (1984), pati ubi kayu mengandung mineral P (0.014 %), Na (0.005 %), K (0.001 %), Ca (0.029 %), dan Mg (0.004 %). Menurut Hizukuri et al. (2006), pati mengandung komponen fosfor dalam jumlah kecil dalam bentuk fosfat esterifikasi dan phospholipid. Semua pati mengandung fosfor % dalam bentuk glukosa-fosfat (deman, 1989). Namun menurut Luallen (2004), komponen fosfor ini biasanya dianalisis sebagai komponen phospholipid. Perbedaan varietas ubi kayu mempengaruhi kandungan mineral dalam ubi kayu. Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh faktor genetik dan faktor lingkungan seperti kondisi tanah dan penambahan pupuk. Selain itu pula, perbedaan kadar abu pada tapioka dapat berasal dari mineral-mineral kontaminasi air ataupun kotoran (tanah) dan juga mineral larut air dapat ikut terbuang bersama air buangan atau ampas. 4. Kadar Protein Menurut Kaletunç dan Breslauer (2003), komponen nitrogen seperti protein, peptida, amida, asam amino, asam nukleat, dan enzim diduga ada dalam granula pati. Kadar protein pada tiap tapioka merupakan protein kasar yang dianalisis dengan metode mikro-kjeldahl. Kadar protein keempat varietas berkisar antara %bk. Kadar protein tapioka keempat varietas tersebut dapat dilihat pada Gambar 28. Berdasarkan uji ANOVA univariate, varietas berpengaruh nyata terhadap kadar protein pada tapioka (P<0.05) (Lampiran 7d). Kadar protein tertinggi dimiliki oleh tapioka varietas Manggu (0.86 %bk), sedangkan yang terendah dimiliki oleh tapioka varietas Valenca (0.28%bk). Kadar protein tapioka Adira 2 dan Adira 4 tidak berbeda nyata (P>0.05). Ubi kayu dikenal memiliki kadar protein yang rendah (1-4%) (IITA, 1990). Kadar protein tapioka sendiri sekitar % (Grace, 1977), 1.1% (Makfoeld, 1982), atau 0.5% (Depkes, 1990). Kadar ini relatif rendah karena protein larut air sebagian ikut terbuang dalam air atau ampas selama proses. Kadar protein tapioka menjadi spesifikasi di Negara Thailand, dimana kadar 68

84 protein maksimal sebesar 0.3% (Sriroth et al., 2000). Namun dalam SNI tentang syarat mutu tapioka (Tabel 4), kadar protein tidak menjadi spesifikasi mutu, namun keberadaannya dapat menambah nilai gizi pada tapioka. Selain itu pula, komponen non-starch ini dapat mempengaruhi sifat fungsional dari pati itu sendiri, dimana protein dapat menyelimuti granula pati (membentuk kompleks dengan amilosa) sehingga dapat menghambat pengembangan dan menyebabkan pati menjadi sukar tergelatinisasi (Kilara, 2006). Gambar 28. Kadar Protein Keempat Varietas Tapioka Menurut Pomeranz (1985) dan Kilara (2006), interaksi antara protein dan pati disebabkan oleh interaksi muatan. Menurut Pomeranz (1985), interaksi keduanya juga disebabkan oleh kompleks yang dibentuk selama gelatinisasi pati. Interaksi yang lemah terjadi pada ph tinggi karena antara pati dan protein memiliki muatan negatif. Sedangkan interaksi akan lebih kuat bila pada kondisi ph rendah, dimana protein akan bermuatan positif. Menurut Kilara (2006), pemanasan dapat meningkatkan reaksi kompleks antara pati dan protein. Perubahan panas akan menyebabkan protein terdenaturasi. Sedangkan selama pemanasan granula pati akan mengembang, larut, dan membentuk jaringan gel. Ketika protein dan pati mengalami kontak, akan terbentuk matriks protein-pati yang stabil melalui ikatan hidrogen, ikatan kovalen, ataupun ikatan ionik. 69

85 5. Kadar Lemak Analisis kadar lemak dilakukan dengan metode ekstraksi soxhlet. Kadar lemak yang dianalisis merupakan kadar lemak kasar karena tidak hanya lemak yang terhidrolisa tetapi juga lilin, fosfolipid, sterol, hormon, minyak atsiri, dan pigmen (Zulkhair, 2009). Kadar lemak keempat varietas tapioka berkisar antara %bk. Kadar lemak tapioka keempat varietas tersebut dapat dilihat pada Gambar 29. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7e), varietas berpengaruh nyata terhadap kadar lemak pada tapioka (P<0.05). Kadar lemak tertinggi dimiliki oleh tepung tapioka Valenca yaitu sebesar 0.49%bk, sedangkan yang terendah dimiliki oleh tapioka Adira 4 yaitu sebesar 0.11%bk. Kadar lemak yang rendah dalam tapioka ini disebabkan oleh komponen lemak dalam ubi kayu sendiri sangat rendah. Berdasarkan data Departemen Kesehatan (1992) (Tabel 1), kadar lemak dalam ubi kayu hanya sekitar 0.3% bb. Menurut Wasserman et al. (2002), kandungan lemak dalam granula pati bervariasi berkisar antara %. Tapioka sendiri mengandung lemak sebesar 0.2% (Grace, 1977), 0.5% (Makfoeld, 1982) atau 0.3% (Depkes, 1990). Komponen lemak dapat membentuk kompleks dengan amilosa dan dapat membentuk lapisan hidrofobik pada permukaan granula pati sehingga berpengaruh terhadap pengembangan dan gelatinisasi pati. Gambar 29. Kadar Lemak Keempat Varietas Tapioka Menurut Luallen (2004), pati yang disuplai ke industri pangan biasanya mengandung kurang dari 1 % lemak. Apabila lebih tinggi, dapat 70

86 dihilangkan dengan cara diekstrak atau dihidrolisis. Menurut Hodge dan Osman (1976), lipid yang berlebihan dapat dihilangkan dengan pelarut hidrofobobik (contohnya methanol dan dioksan), tetapi hal ini dapat mengubah karakteristik gelatinisasi pati. Seperti halnya protein, komponen lemak juga bukan merupakan syarat mutu tepung tapioka berdasarkan SNI. Namun keberadaannya dapat mempengaruhi sifat fungsional pati. Menurut Copeland et al. (2009), lemak berada dalam pati dalam dua kondisi, yaitu surface lipid dan internal lipid. Komponen utama surface lipid adalah trigliserida, asam lemak bebas, glikolipid, dan phospholipid, yang mudah diekstrak dengan dietileter. Sedangkan internal lipid terdiri dari monoacyl lipid yang dapat diekstrak dengan larutan alkohol panas. Kedua lemak ini berada dalam keadaan bebas dan dapat berikatan secara ionik atau hidrogen dengan gugus hidroksil maupun terikat dengan kompleks amilosa. Oksidasi dari komponen asam lemak tidak jenuh akan menyebabkan flavor yang tidak diinginkan. Namun menurut Moorthy (2004), karena kandungan lemak yang rendah, maka produk dari tapioka dan turunannya memiliki rasa yang netral, sehingga penggunaannya cukup luas untuk berbagai produk. Menurut Swinkels (1985), kadar lemak pati kentang dan tapioka sangat rendah berkisar 0.1% (w/w), dibandingkan dengan pati sereal (jagung, gandum, beras dan sorghum) yang mengandung lemak % (w/w). Dengan mengetahui kadar lemak dalam tapioka maka akan memudahkan dalam penentuan tujuan dan pembuatan produk yang sangat tergantung pada proses gelatinisasi. Dalam kaitannya dengan produk, jika pengikatan air oleh granula pati ini terhambat, dapat mengakibatkan gelatinisasi tidak maksimal dan tidak merata, sehingga tekstur produk akhir tidak seragam. Pada aplikasi pangan, lemak merupakan salah satu parameter yang perlu diperhatikan untuk pemanfaatan pati. Menurut Wurzburg (1968), salad dressing dari mayonnaise merupakan salah satu produk pangan yang memanfaatkan pati. Pasta pati yang dihasilkan dimanfaatkan sebagai penstabil untuk emulsi minyak. Salad dressing ini tidak boleh mengandung kurang dari 30% vegetable oil. Oleh karena itu pengaruh kompleksitas lemak-pati perlu diperhatikan. 71

87 6. Kadar Karbohidrat Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, heksosa, pentosa, maupun karbohidrat dengan berat molekul yang tinggi, seperti pati, pektin, selulosa dan lignin (Winarno, 1992). Pada umumnya karbohidrat dikelompokkan menjadi monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Kadar karbohidrat dihitung menggunakan perhitungan by difference. Hasil yang didapat merupakan karbohidrat kasar. Kadar karbohidrat tapioka keempat varietas berkisar anatara %bk. Karbohidrat tapioka keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 30. Berdasarkan uji ANOVA univariate, varietas berpengaruh nyata terhadap kadar karbohidrat tapioka (P<0.05) (Lampiran 7f). Tapioka yang memiliki kadar karbohidrat tertinggi adalah tapioka Adira 4 (99.25 %bk) dan yang terendah adalah tapioka Manggu (98.54 %bk). Gambar 30. Kadar Karbohidrat Keempat Varietas Tapioka Selain pati yang merupakan polisakarida, monosakarida (gula sederhana) dan disakarida juga merupakan karbohidrat yang kemungkinan terdapat dalam tapioka. Total gula dalam tepung ubi kayu didominasi oleh sukrosa dengan kadar berkisar 2-3% (Moorthy et al., 1996) atau ± 5% (Brautlecht, 1953), sedangkan pada tapioka dilaporkan tidak ada kandungan gula. Oleh karena itu, diduga gula sederhana tidak berpengaruh signifikan terhadap gelatinisasi tapioka. 72

88 Tapioka maupun pati dari sumber lainnya berpotensi untuk dijadikan salah satu pangan yang berkontribusi sebagai sumber karbohidrat yang menyumbang 4 kalori per gram melalui pemanfaatannya pada berbagai pangan olahan. Menurut Copeland et al. (2009), pati berkontribusi 50-70% energi dalam pangan manusia, menyumbang langsung sumber glukosa yang esensial untuk otak dan sel darah merah untuk energi metabolisme. 7. Kadar Pati Pati merupakan komponen utama karbohidrat dan sangat penting untuk menentukan syarat mutu bahan pangan. Semakin baik proses ekstraksi yang dilakukan, kadar pati yang dihasilkan akan semakin tinggi karena jumlah komponen non-karbohidrat lain akan semakin rendah. Menurut Luallen (2004), pati hampir merupakan karbohidrat murni. Kadar pati seharusnya sebanding atau mendekati nilai kadar karbohidrat, karena sebagian besar komponen karbohidrat yang terdapat dalam tapioka adalah pati dan komponen non karbohidrat relatif sangat rendah. Menurut Sudarmadji et al. (2003), karbohidrat yang berbentuk polimer seperti pati, memiliki ukuran molekul yang sangat besar dan kompleks serta memiliki satuan monomer berbagai jenis sehingga menyebabkan karbohidrat (pati) sulit ditentukan dalam jumlah yang sebenarnya. Penentuan pati yang termasuk polisakarida memerlukan perlakuan pendahuluan yaitu hidrolisis lebih dahulu sehingga diperoleh monosakarida. Untuk keperluan ini maka bahan dihidrolisis dengan asam atau enzim pada suatu keadaan tertentu. Hidrolisis akan memecah ikatan glukosida pada pati. Penentuan monosakarida yang dihasilkan dapat dianalisis secara kimiawi dengan metode reduksi Cu 2+ oleh gula pereduksi hasil hidrolisis (dalam penelitian ini dilakukan dengan metode Luff Schrool). Kadar pati sendiri dihitung berdasarkan kadar glukosa (kadar pati = 0.9 x kadar glukosa). Kondisi hidrolisis yang dilakukan akan mempengaruhi jumlah glukosa yang terhidrolisis dan akhirnya akan mempengaruhi kadar pati. Oleh karena itu dilakukan optimasi proses hidrolisis berdasarkan lama waktu hidrolisis (Gambar 32) dan didapat bahwa lama waktu hidrolisis selama tiga jam akan 73

89 memberikan nilai kadar pati tertinggi (86.87%). Berdasarkan hasil optimasi ini, pada penelitian ini dilakukan hidrolisis dengan asam dalam waterbath 100 o C selama 3 jam. Gambar 32. Pengaruh Lama Waktu Hidrolisis Terhadap Kadar Pati Kadar pati tapioka keempat varietas berkisar antara %bk. Kadar pati tapioka dari keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 31. Namun berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7g), varietas tidak berpengaruh nyata terhadap kadar pati tapioka (P>0.05). Analisis kadar pati dengan optimasi perlakuan hidrolisis tersebut nilainya masih lebih rendah dibandingkan kadar karbohidrat. Gambar 31. Kadar Pati Keempat Varietas Tapioka Perlakuan hidrolisis oleh asam menurut Tjokroadikoesoemo (1986) mengakibatkan pemotongan rantai glikosida lebih tidak teratur dibandingkan 74

90 dengan hasil pemotongan rantai oleh enzim, sehingga hasilnya adalah campuran antara dekstrin, maltosa, dan glukosa. Hal ini menyebabkan hidrolisis yang dilakukan diduga masih belum optimal, karena pati belum semuanya terhidrolisis menjadi glukosa. Oleh karena itu akan dihasilkan kadar pati yang lebih rendah. Tapioka merupakan pati ubi kayu, sehingga komponen pati sangat mendominasi bahan pangan ini. Pati merupakan komponen terbanyak dalam tapioka dan bersifat penting karena mempunyai sifat-sifat fungsional yang kompleks yang berpengaruh terhadap karakteristik produk jika menggunakan tapioka sebagai bahan baku. Perbedaan kadar pati akan mempengaruhi karakteristik produk yang dihasilkan. Pengaruh ini terutama disebabkan oleh rasio amilosa dan amilopektin. 8. Kadar Amilosa Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen utama, yaitu amilosa, amilopektin, dan bahan antara, seperti lipid dan protein (Greenwood, 1976). Perilaku amilosa dalam pangan didominasi oleh dua sifat, yaitu kemudahan amilosa untuk membentuk kompleks dengan polimer lain dan kemampuan amilosa untuk membentuk kristalin akibat interaksi intermolekular (Banks et al., 1973). Kadar amilosa tapioka keempat varietas berkisar antara %bk. Kadar amilosa tapioka keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 33. Berdasarkan uji ANOVA univariate, varietas tidak berpengaruh nyata terhadap kadar amilosa tapioka (P>0.05) (Lampiran 7h). Gambar 33. Kadar Amilosa Keempat Varietas Tapioka 75

91 Kandungan amilosa keempat varietas tapioka yang dianalisis berada di atas kisaran kadar amilosa yang diungkapkan Swinkels (1985) sebesar 20% atau Meyer (1973) sebesar 18%. Moorthy (2004) mengungkapkan bahwa varietas dapat mempengaruhi jumlah amilosa. Hoseney (1998) menambahkan bahwa perbedaan jumlah amilosa disebabkan oleh perbedaan varietas ubi kayu, faktor genetik, dan tingkat umur tanaman. 9. Kadar Amilopektin Kandungan amilopektin diperoleh dengan cara menghitung selisih antara kadar pati dengan amilosa. Kadar amilopektin berkisar antara %bk. Kadar amilopektin keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 34. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7i), varietas tidak berpengaruh nyata terhadap kadar amilopektin tapioka (P>0.05). Menurut Copeland et al. (2009), variasi dalam amilosa dan amilopektin disebabkan oleh kompleksitas dari biosintesis pati itu sendiri. Biosintesis ini dipengaruhi oleh faktor genetik berbagai enzim, yang dipengaruhi juga oleh kondisi lingkungan. Gambar 34. Kadar Amilopektin Keempat Varietas Tapioka 10. Kadar Serat Kasar Serat kasar merupakan bagian dari karbohidrat yang tidak dapat dicerna. Serat kasar ditentukan dari residu setelah bahan diperlakukan dengan 76

92 asam kuat dan basa kuat. Kadar serat kasar tapioka berkisar antara % bk. Kadar serat keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 35. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 7j), varietas berpengaruh nyata terhadap serat kasar tapioka (P<0.05). Tapioka Adira 2 memiliki kadar serat kasar tertinggi sebesar 0.54 % dan tidak berbeda nyata dengan kadar serat kasar tapioka Manggu. Sedangkan tapioka Valenca memiliki kadar serat kasar terendah sebesar 0.26% dan tidak berbeda nyata dengan kadar serat kasar tapioka Adira 4. Serat kasar tapioka Adira 4 dan Manggu juga tidak berbeda nyata (P>0.05). Berdasarkan SNI tentang syarat mutu tepung tapioka (Tabel 4), kadar serat dan benda asing maksimal sebesar 0.6 %. Hal ini menunjukkan bahwa keempat tapioka tersebut memenuhi standar kadar serat dalam tapioka. Menurut Winarno (1992), pada dasarnya serat berasal dari dinding sel tanaman yang terdiri dari beberapa jenis karbohidrat seperti selulosa, hemiselulosa, pektin, dan non karbohidrat seperti polimer lignin, beberapa gum, dan mucilage. Sekitar seperlima sampai setengah dari seluruh serat kasar dapat berfungsi sebagai dietary fiber, yang mempunyai peran positif bagi gizi dan metabolisme. Gambar 35. Kadar Serat Kasar Keempat Varietas Tapioka Menurut Meyer (1973), kandungan serat dalam suatu bahan dapat bervariasi tergantung pada iklim, kondisi tanah dan tingkat kemasakan dari bahan. Jika umur panen ubi kayu melewati umur panen optimal, maka pati cenderung akan berubah menjadi serat. Seperti halnya yang terjadi pada 77

93 tapioka Adira 2. Ubi kayu Adira 2 dipanen di atas umur optimalnya (Tabel 9), sehingga kadar serat kasar dalam tapioka juga relatif tinggi. Perbedaan kadar serat kasar pada keempat varietas tapioka diduga disebabkan oleh perbedaan komponen penyusun dinding sel ubi kayu yang dipengaruhi oleh faktor genetik dan faktor lingkungan. Komponen serat dalam tapioka akan mempengaruhi sifat fisik tapioka atau sifat fungsional pati jika diaplikasikan pada pangan. Menurut Sriroth et al. (2000), salah satu standar mutu yang penting dari tapioka adalah bebas dari komponen benda asing (termasuk serat kasar), sehingga akan dihasilkan pasta pati yang memiliki kekentalan dan kejernihan yang tinggi. C. KARAKTERISASI FUNGSIONAL 1. Profil Amilograf Uji amilograf digunakan untuk mengamati profil gelatinisasi pati selama pemanasan ataupun pendinginan terkontrol (1.5 o C/menit) berdasarkan viskositasnya. Profil amilogram merupakan salah satu cara mengenal sifat pati. Pengukuran amilograf ini juga dilakukan untuk mengetahui suhu yang tepat dalam proses pengolahan pangan berbasis pati. Pada uji ini terdapat beberapa parameter penting yang dapat diamati sekaligus yaitu suhu awal gelatinisasi, viskositas maksimum, suhu puncak gelatinisasi, viskositas breakdown, dan viskositas setback. Sifat amilograf keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Tabel 10. Sedangkan profil gelatinisasi keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar

94 Tabel 10. Sifat Amilograf Keempat Varietas Tapioka Parameter yang diamati Varietas Adira 2 Adira 4 Valenca Manggu Waktu awal gelatinisasi (menit) Suhu gelatinisasi ( o C) Viskositas maksimum (BU) Waktu granula pecah (menit) Suhu puncak gelatinisasi ( o C) viskositas pada suhu 95 o C (BU) viskositas pada suhu 95 o C setelah holding (BU) Viskositas pada suhu 50 o C (BU) Viskositas pada suhu 50 o C setelah holding (BU) Viskositas breakdown (BU) Viskositas setback (BU) Gambar 36. Kurva Amilogram Keempat Varietas Tapioka a. Awal Gelatinisasi Menurut Leach (1965) di dalam Goldsworth (1999) yang dimaksud dengan suhu awal gelatinisasi atau suhu gelatinisasi adalah suhu pada saat 79

95 pertama kali viskositas mulai naik. Suhu gelatinisasi tapioka keempat varietas berkisar antara o C. Suhu gelatinisasi keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 37. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9a), varietas berpengaruh nyata terhadap suhu gelatinisasi tapioka (P<0.05). Suhu gelatinisasi tertinggi dimiliki oleh Manggu (70.69 o C) dan tidak berbeda nyata dengan Adira 2 (69.75 o C). Sedangkan suhu gelatinisasi terendah dimiliki oleh tapioka Adira 4 (66.45 o C). Gambar 37. Suhu Gelatinisasi Keempat Varietas Tapioka Menurut Collison (1968), suhu awal gelatinisasi merupakan suatu fenomena yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran molekul amilosa dan amilopektin. Menurut Li dan Yeh (2001), amilopektin dengan struktur kristalinnya berkontribusi terhadap peningkatan swelling power, karena amilopektin lebih reaktif mengikat air sehingga lebih mengembang. Menurut Gonzalez dan Perez (1996), swelling power yang lebih tinggi akan menyebabkan suhu gelatinisasi menjadi lebih rendah. Senada yang disampaikan Abera dan Rakshit (2003), bahwa gelatinisasi berkaitan dengan rusaknya struktur kristalin, sehingga semakin tinggi proporsi struktur kristalin, semakin mudah granula pati untuk mengembang dan tergelatinisasi. Oleh karena itu, semakin tinggi kadar amilopektin, suhu gelatinisasi akan semakin rendah. Namun kadar amilopektin maupun amilosa tidak berbeda nyata antara keempat varietas, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap suhu 80

96 gelatinisasi. Swelling power (60 o C dan 70 o C) yang tinggi pada tapioka Adira 4 diduga menyebabkan suhu gelatinisasi tapioka Adira lebih rendah. Protein dan lemak dapat membentuk kompleks dengan amilosa sehingga menghambat migrasi air ke dalam granula pati. Akibatnya dibutuhkan energi yang lebih besar untuk mengembang, sehingga suhu gelatinisasi yang dicapai akan lebih tinggi. Begitu juga dengan komponen serat kasar yang dapat menghalangi transfer panas, sehingga menghambat gelatinisasi. Kadar lemak dan kadar serat kasar yang rendah pada tapioka Adira 4 menyebabkan suhu gelatinisasi lebih rendah. Sedangkan kadar protein dan kadar serat kasar yang tinggi pada tapioka Manggu, serta kadar serat kasar yang tinggi pada tapioka Adira 2, menyebabkan suhu gelatinisasi tapioka Manggu dan Adira 2 menunjukkan nilai yang tinggi. Menurut deman (1989), suhu gelatinisasi dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk ukuran granula pati, ph, perlakuan awal, laju pemanasan, dan adanya garam dan gula. Selain kadar amilosa amilopektin, nilai ph dan ukuran granula pati keempat varietas tapioka juga tidak berbeda nyata, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap suhu gelatinisasi. Faktor lain yang mempengaruhi suhu gelatinisasi diungkapkan oleh Ropiq (1988), yaitu suhu gelatinisasi sangat dipengaruhi oleh kemampuan penyerapan pati dalam menyerap air. Semakin tinggi kemampuan pati dalam menyerap air, akan mengakibatkan suhu gelatinisasi semakin tinggi, karena diperlukan waktu pemanasan yang lebih lama untuk memenuhi kapasitas tersebut. Daya absorpsi air yang tinggi pada tapioka Adira 2 diduga menyebabkan tapioka Adira 2 memiliki suhu gelatinisasi yang tinggi. b. Puncak Gelatinisasi Suhu puncak gelatinisasi merupakan suhu pada saat tercapainya viskositas maksimum, yaitu ketika granula pati mencapai pengembangan maksimum hingga selanjutnya pecah dan diikuti dengan penurunan viskositas. Pada saat ini granula pati telah kehilangan sifat birefringence- 81

97 nya dan granula sudah tidak bersifat kristal lagi. Menurut Vaclavik dan Christian (2003), suhu puncak gelatinisasi tapioka berkisar antara o C. Suhu puncak gelatinisasi tapioka dari keempat varietas berkisar antara o C. Suhu puncak gelatinisasi keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 38. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9a), varietas berpengaruh nyata terhadap suhu puncak gelatinisasi (P<0.05). Suhu puncak gelatinisasi tertinggi dimiliki oleh tapioka Manggu (91.50 o C) dan terendah dimiliki oleh tapioka Valenca (75.56 o C). Suhu puncak gelatinisasi tapioka Adira 2 dan Adira 4 tidak berbeda nyata (P>0.05). Gambar 38. Suhu Puncak Gelatinisasi Keempat Varietas Tapioka Menurut Copeland et al. (2009), lama granula pecah dan suhu puncak gelatinisasi menunjukkan kemampuan pengikatan air oleh pati dan juga kemudahan pati mengalami disintegrasi. Semakin rendah suhu puncak gelatinisasi menunjukkan semakin cepat viskositas maksimum tercapai dan semakin mudah granula pati untuk pecah. Menurut Abera dan Rakshit (2003), komponen serat kasar dapat menghalangi transfer panas sehingga suhu puncak gelatinisasi lebih lambat tercapai. Begitu juga dengan komponen protein. Kadar serat kasar dan protein yang tinggi pada tapioka Manggu dapat menghambat pencapaian puncak gelatinisasi, sehingga suhu puncak gelatinisasi tapioka Manggu menjadi lebih tinggi. Sedangkan tapioka Valenca memiliki suhu puncak gelatinisasi terendah yang menunjukkan kemudahan pati mengalami 82

98 disintegrasi atau pecah dan larut dalam media. Hal ini dapat diamati dari nilai kelarutan (solubility index) pati. Suhu puncak gelatinisasi tapioka Valenca yang paling rendah diduga karena tapioka Valenca memiliki nilai kelarutan yang tinggi, akibatnya granula patinya cenderung mudah pecah dan larut, sehingga suhu puncak gelatinisasi mudah tercapai. Selain itu, kadar protein dan serat kasar yang rendah pada tapioka Valenca tidak menghalangi pencapaian suhu puncak gelatinisasi. Nilai viskositas maksimum berkisar antara BU dan dapat dilihat pada Gambar 39. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9a), varietas berpengaruh nyata terhadap viskositas maksimum (P<0.05). Viskositas maksimum tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 2 ( BU) dan terendah dimiliki oleh tapioka Valenca ( BU). Namun, viskositas maksimum tapioka Adira 2, Adira 4, dan Manggu tidak berbeda nyata (P>0.05). Menurut Swinkels (1985), pada konsentrasi 8% pasta, viskositas maksimum tapioka ±1200 BU. Gambar 39. Viskositas Maksimum Keempat Varietas Tapioka Menurut Swinkels (1985), viskositas maksimum adalah ukuran dari kekuatan pengentalan pati. Daya thickening (kekentalan) dipengaruhi oleh kadar amilopektin (Panikulata, 2008). Hal ini didukung oleh Charles et al. (2005) dan Copeland et al. (2009) yang menyatakan bahwa kadar amilosa dan viskositas maksimum memiliki korelasi negatif. Namun, kadar amilosa dan amilopektin keempat varietas tidak berbeda nyata sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap viskositas maksimum. 83

99 Kadar protein yang tinggi pada Manggu diduga memicu pembentukan kompleks dengan amilosa sehingga membatasi keberadaan amilosa. Hal ini diduga memperlambat pencapaian puncak gelatinisasi, sehingga viskositas maksimum tapioka Manggu menjadi tinggi. Komponen serat kasar yang tinggi pada tapioka Adira 2 juga dapat memperlambat pencapaian puncak gelatinisasi, sehingga dihasilkan viskositas maksimum yang lebih tinggi. Maziya-Dixon et al. (2007) mengungkapkan bahwa swelling power yang tinggi akan menyebabkan nilai viskositas maksimum menjadi tinggi. Sedangkan menurut Schoch (1969), komponen lemak akan membatasi pengembangan. Swelling power yang tinggi dan kadar lemak yang rendah pada tapioka Adira 4 membuatnya memiliki viskositas maksimum yang tinggi. c. Viskositas Breakdown Setelah mencapai viskositas maksimum, jika proses pemanasan diteruskan pada suhu yang lebih tinggi, granula pati akan menjadi rapuh, pecah dan terpotong-potong membentuk polimer dan agregat serta viskositasnya menurun. Penurunan tersebut terjadi pada pemanasan suhu suspensi yang dipertahankan selama 20 menit. Viskositas breakdown merupakan nilai penurunan viskositas yang terjadi dari viskositas maksimum menuju viskositas terendah ketika suspensi dipanaskan pada suhu 95 o C selama 20 menit. Nilai breakdown keempat varietas tapioka berkisar antara BU. Viskositas breakdown dapat dilihat pada Gambar 40. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9a), varietas berpengaruh nyata terhadap nilai viskositas breakdown (P<0.05). Viskositas breakdown tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 2 ( BU) dan terendah dimiliki oleh tapioka Valenca ( BU). Viskositas breakdown Adira 4 tidak berbeda nyata dengan Adira 2 dan Manggu. Sedangkan viskositas breakdown tapioka Manggu tidak berbeda nyata dengan tapioka Adira 4 dan Valenca. 84

100 Gambar 40. Viskositas Breakdown Keempat Varietas Tapioka Viskositas breakdown merupakan salah satu faktor penting ketika pati diaplikasikan pada produk, karena viskositas breakdown menggambarkan kestabilan pasta pati terhadap pemanasan. Semakin tinggi nilai viskositas breakdown, maka pati semakin tidak stabil pada kondisi pemanasan. Menurut Charles et al. (2005), kadar amilosa yang relatif rendah, menyebabkan viskositas maksimum dan viskositas breakdown semakin tinggi. Faktor lain yang mempengaruhi viskositas adalah ph. Kondisi asam memicu terputusnya ikatan glikosida, sehingga dapat mempercepat breakdown. Namun kadar amilosa, kadar amilopektin, dan nilai ph keempat varietas tidak berbeda nyata, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap viskositas breakdown. Tapioka Adira 4 memiliki viskositas breakdown tertinggi. Hal ini diduga karena tapioka Adira 4 nilai swelling power yang lebih tinggi dan kadar lemak yang rendah. Maziya-Dixon et al. (2007) mengungkapkan swelling power yang tinggi akan menyebabkan nilai viskositas maksimum menjadi tinggi, dan nilai viskositas breakdown menjadi tinggi. Menurut Schoch (1969), penambahan komponen lemak akan membatasi pengembangan dan granula pati akan lebih stabil terhadap breakdown. Tapioka Adira 2 memiliki viskositas maksimum tinggi, sehingga viskositas breakdown-nya cenderung akan lebih tinggi. Tapioka Valenca dan Manggu memiliki viskositas breakdown yang rendah. Hal ini diduga karena kadar lemak yang tinggi pada tapioka Valenca dan kadar serat kasar yang tinggi pada tapioka Manggu, sehingga 85

101 lebih stabil terhadap pemanasan. Menurut Abera dan Rakshit (2003), viskositas breakdown akan semakin rendah dengan keberadaan serat pada granula pati tersebut. d. Viskositas Setback Pasta pati yang dihasilkan pada pemanasan suspensi hingga suhu 95 o C akan mengalami kenaikan viskositas jika didinginkan pada suhu 50 o C. Menurut Copeland et al. (2009), kenaikan viskositas ini disebabkan oleh terbentuknya gel karena interaksi intermolekular amilosa maupun amilopektin. Menurut Charles et al. (2004), setback didefinisikan sebagai derajat re-asosiasi molekul pati ketika mengalami pendinginan. Keempat varietas tapioka menunjukkan nilai setback negatif. Nilai negatif pada viskositas setback menunjukkan bahwa viskositas pada saat pendinginan lebih rendah daripada viskositas maksimum. Menurut Li dan Yeh (2001), semakin positif atau semakin tinggi nilai viskositas setback, proses retrogradasi semakin kuat. Gambar 41. Viskositas Setback Keempat Varietas Tapioka Nilai viskositas setback keempat varietas tapioka berkisar antara BU sampai BU. Nilai viskositas setback keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 41. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9a), varietas berpengaruh nyata terhadap nilai viskositas setback (P<0.05). Viskositas setback tertinggi dimiliki oleh tapioka Manggu ( BU) dan tidak berbeda nyata dengan viskositas setback 86

102 Adira 2 dan Valenca. Sedangkan viskositas seback terendah dimiliki oleh tapioka Manggu ( BU) dan tidak berbeda nyata dengan viskositas setback tapioka Adira 2. Viskositas setback mengacu pada fenomena retrogradasi selama pendinginan. Menurut Charles et al. (2005), semakin tinggi kadar amilosa maka viskositas setback akan semakin tinggi. Ukuran dan rantai cabang amilopektin mengganggu reasosiasi molekul yang dibutuhkan untuk terjadinya retrogradasi, sehingga amilopektin yang tinggi membutuhkan waktu yang lama untuk beretrogradasi dibandingkan dengan amilosa. Menurut Eliasson (2006), amilopektin sendiri dapat membatasi re-asosiasi amilosa. Namun, kadar amilosa maupun kadar amilopektin keempat varietas tidak berbeda nyata sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap viskositas setback. 2. Daya Kembang (Swelling Power) dan Kelarutan (Solubility Index) Menurut Abera dan Rakshit (2003), gelatinisasi pati merupakan pecahnya struktur kristalin pada granula diikuti oleh peningkatan volume, swelling dan larutnya amilosa-amilopektin sebagai akibat dari pemanasan. Swelling power dan kelarutan merupakan dua hal yang berkaitan dan terjadi pada saat gelatinisasi. Parameter daya kembang dan kelarutan ini merupakan petunjuk besarnya interaksi antara rantai pati dalam bidang amorphous dan bidang kristalin (Ekafitri, 2009). Swelling power merupakan kenaikan berat maksimum pati selama mengalami pengembangan di dalam air (Balagopalan et al., 1988). Swelling power yang tinggi menunjukkan bahwa pati mudah mengembang dalam air. Swelling power berbagai suhu keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 42. Pola yang terbentuk adalah semakin meningkatnya suhu, nilai swelling power semakin meningkat. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9h), varietas berpengaruh nyata terhadap swelling power tiap suhu (P<0.05). Secara umum terbentuk pola swelling power tapioka Adira 4 > Valenca > Manggu > Adira 2. 87

103 Gambar 42. Swelling Power Keempat Varietas Tapioka Menurut Moorthy (2004), faktor-faktor seperti rasio amilosa dan amilopektin, panjang rantai, distribusi bobot molekul, derajat percabangan dan konformasi menentukan daya kembang dan kelarutan pati. Menurut Charles et al. (2004), komponen amilosa dan lemak dapat menghambat swelling power dan rantai yang panjang dari amilopektin dapat meningkatkan swelling power. Hal ini disebabkan oleh molekul-molekul amilosa yang linier sehingga memperkuat jaringan internalnya (Leach, 1965 di dalam Goldworth, 1999). Namun, kadar amilosa dan amilopektin keempat varietas tidak berbeda nyata sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap swelling power. Swelling power yang tinggi pada tapioka Adira 4 diduga disebabkan oleh kadar lemak dan serat kasar yang rendah pada tapioka Adira 4, sehingga tidak menghambat pengembangan. Tapioka Adira 2 yang memiliki swelling power yang rendah, diduga karena kadar serat kasar yang tinggi. Komponen serat kasar dapat menghalangi transfer panas sehingga dapat menghambat pengembangan. Selain itu pula, daya absorpsi air tapioka Adira 2 paling tinggi, sehingga diduga daerah amorf (amilosa) lebih dominan dan menyebabkan swelling power menjadi rendah. Swelling power dan kelarutan terkait dengan kemudahan molekul air untuk berikatan hidrogen dengan molekul dalam granula pati, sehingga semakin mudah mengikat air, granula pati akan semakin mengembang. Mulyandari (1992) melaporkan bahwa selama pemanasan akan terjadi pemecahan granula pati, sehingga pati dengan kadar amilosa lebih tinggi, 88

104 granulanya akan lebih banyak mengeluarkan amilosa, dan kelarutannya akan meningkat. Menurut Niba et al. (2002), pati yang memiliki ukuran granula lebih kecil akan lebih larut dalam air. Namun kadar amilosa amilopektin maupun ukuran granula pati keempat varietas tidak berbeda nyata, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap kelarutan. Gambar 43. Kelarutan Keempat Varietas Tapioka Kelarutan akan meningkat seiring meningkatnya suhu. Kelarutan pada berbagai suhu keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 43. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9i), varietas berpengaruh nyata terhadap kelarutan tiap suhu (P<0.05). Tapioka Valenca memiliki pola kelarutan yang mirip dengan tapioka Adira 4. Begitu juga dengan tapioka Adira 2 yang memiliki pola kelarutan yang mirip dengan tapioka Manggu. Hal ini dapat diamati dari profil amilograf (Gambar 36). Dari Gambar 36 dapat dilihat bahwa dari awal gelatinisasi sampai mencapai viskositas maksimum (peningkatan viskositas awal), juga terbentuk pola yang mirip antara tapioka Valenca dengan Adira 4 dan antara tapioka Adira 2 dengan Manggu. Hal ini menunjukkan bahwa profil gelatinisasi pati dapat menduga pola kelarutan sebagian komponen pati selama pemanasan awal. 3. Daya Absorpsi Air dan Minyak Menurut Winarno (1992), granula pati yang utuh tidak dapat larut dalam air dingin, akan tetapi granula dapat menyerap air dan membengkak. 89

105 Daya absorpsi air dari keempat varietas tapioka berkisar antara g/g. Daya absorpsi air keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 44. Berdasarkan uji ANOVA univariate, didapat bahwa varietas berpengaruh nyata terhadap daya absorpsi tapioka (P<0.05) (Lampiran 9b). Daya absorpsi air tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 2 ( g/g) dan terendah dimiliki oleh tapioka Adira 4 ( g/g) yang tidak berbeda nyata dengan daya absorpsi air tapioka Valenca sebesar g/g (P>0.05). Gambar 44. Daya Absorpsi Air dan Minyak Keempat Varietas Tapioka Absorpsi air digunakan untuk mengukur besarnya kemampuan tepung untuk menyerap air. Daya absorpsi air berkaitan dengan komposisi granula dan sifat pati setelah ditambahkan dengan sejumlah air. Air yang terserap dalam molekul disebabkan oleh absorpsi oleh granula yang terikat secara fisik maupun terikat secara intramolekuler (Kulp dan Joseph, 2000). Menurut Kaletunç dan Breslauer (2003), amilosa membentuk daerah amorf, sedangkan amilopektin membentuk daerah kristalin. Daerah amorf lebih mudah dimasuki oleh air karena strukturnya tidak beraturan. Oleh karena itu, daya absorpsi air ini dipengaruhi oleh kadar amilosa. Amilosa yang tinggi dapat membantu penyerapan air yang lebih banyak. Namun, kadar amilosa dan amilopektin keempat varietas tapioka tidak berbeda nyata, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap daya absorpsi air. 90

106 Penyerapan air dalam granula pati dipengaruhi oleh ukuran dan sturktur granula pati, dimana granula pati yang lebih kecil akan meningkatkan kelarutan dan meningkatkan penyerapan air (Niba et al., 2002). Keberadaan protein dan lemak juga mempengaruhi daya absorpsi air. Kadar protein dan lemak yang tinggi dapat menurunkan daya absorpsi air karena protein dan lemak dapat menutupi partikel pati sehingga penyerapan air menjadi terhambat (Fennema, 1996). Daya absorpsi air yang rendah pada tapioka Valenca diduga karena kandungan lemak yang tinggi. Selain itu komponen serat kasar juga dapat menghalangi migrasi air ke dalam granula pati. Namun tapioka Adira 2 yang memiliki kadar serat kasar yang tinggi justru memiliki daya absorspsi air yang tinggi dan tapioka Adira 4 yang memiliki kadar lemak dan serat kasar yang rendah justru memiliki daya absorpsi air yang rendah. Hal ini diduga karena daya serap air juga dipengaruhi banyak faktor antara lain distribusi ukuran granula, daerah amorf, panjang rantai, derajat percabangan, sifat permukaan dan porositas bahan. Vaclavik dan Christian (2003) mengungkapkan bahwa asam bisa menyebabkan absorpsi air menjadi berkurang. Walaupun hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa nilai ph keempat varietas tidak berbeda nyata, namun ph tapioka Adira 2 relatif paling tinggi diantara ketiga varietas lainnya. Hal ini diduga menyebabkan daya absorpsi air tapioka Adira 2 paling tinggi. Daya absorpsi minyak juga penting dalam aplikasinya untuk produk pangan. Absorpsi minyak keempat varietas berkisar antara g/g. Absorpsi minyak keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 44. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9c), didapat bahwa varietas berpengaruh nyata terhadap daya absorpsi minyak keempat varietas tapioka (P<0.05). Nilai absorpsi minyak tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 2 ( g/g) dan yang terendah dimiliki oleh tapioka Valenca ( g/g). Sedangkan daya absorpsi minyak tapioka Adira 4 dan Manggu tidak berbeda nyata. Menurut Adebowale et al. (2005), kemampuan pengikatan minyak dipengaruhi oleh gugus lipofilik yang menyelimuti granula pati. Lemak yang berada pada pati baik yang terkandung dalam granula pati maupun yang 91

107 menyelimuti granula pati, menyebabkan granula pati memiliki sisi hidrofobik sehingga diduga mampu berikatan dengan komponen minyak atau lemak lain yang ditambahkan dari luar. Oleh karena itu, daya absorpsi lemak juga dipengaruhi oleh komponen lemak pada granula pati. Namun, kadar lemak yang paling rendah pada tapioka Adira 4 tidak menyebabkan daya absorpsi minyak tapioka ini menjadi paling rendah. Kadar lemak yang tinggi pada tapioka Valenca justru menyebabkan daya absorpsi minyak tapioka Valenca paling rendah. Hal ini diduga karena kadar lemak tapioka relatif sangat rendah, sehingga tidak berpengaruh secara signifikan terhadap daya absorpsi minyak. Selain itu, daya penyerapan ini juga diduga dipengaruhi oleh sifat permukaan partikel bahan, seperti porositas bahan. 4. Viskositas Prinsip pengukuran viskositas ini adalah dengan mengukur besarnya hambatan akibat kekentalan/viskositas suatu fluida yang dialami spindle saat berputar dalam fluida yang diukur. Viskositas pasta tapioka tiap varietas diukur pada suhu yang berbeda yaitu suhu 80 o C dan suhu 30 o C. Dari analisis ini akan dilihat karakteristik pasta pati ketika dipanaskan (viskositas panas) dan ketika didinginkan (viskositas dingin). Gambar 45. Viskositas Keempat Varietas Tapioka 92

108 Hasil analisis viskositas panas dan dingin dari tapioka keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 45. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9d dan 9e), varietas berpengaruh nyata terhadap viskositas panas maupun viskositas dingin (P<0.05). Viskositas panas dan dingin tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 4 ( cp dan 3725 cp), dan viskositas panas dan dingin terendah dimiliki oleh tapioka Valenca ( cp dan cP). Namun viskositas panas tapioka Adira 2, Valenca, dan Manggu tidak berbeda nyata. Sedangkan viskositas dingin tapioka Manggu tidak berbeda nyata dengan tapioka Adira 2 dan Valenca. Moorthy (2004) juga menyatakan bahwa karakteristik viskositas dipengaruhi oleh perbedaan varietas, kondisi lingkungan, tingkat pemanasan, dan keberadaan komponen lain. Pasta pati keempat varietas menunjukkan bahwa viskositas dingin nilainya lebih tinggi dibandingkan viskositas panas. Menurut Zobel (1984), viskositas pasta pati bersifat non-newtonian. Selama pendinginan, konsistensi pasta pati meningkat karena antar molekul berasosiasi melalui jaringan crosslinked yang meningkatkan resistensi pasta dari deformasi. Senada dengan yang diungkapkan Lewis (1996) bahwa viskositas sangat tergantung pada suhu. Viskositas semua cairan akan menurun pada temperatur yang lebih tinggi. Akan terjadi perubahan viskositas sekitar 2% pada setiap derajat Celcius perubahan suhu. Oleh karena itu, sebaiknya temperatur diatur ± 0.1 o C selama pengukuran. Menurut Radley ( ), banyak faktor yang harus dikontrol pada saat penentuan viskositas pasta pati, antara lain suhu harus seragam, kecepatan putaran dan tipe spindle, penguapan air dari pasta pati, ph, dan komponen lain seperti garam, asam, basa, lemak, dan protein. Viskositas juga dipengaruhi oleh ph medium dan keberadaan komponen lain seperti protein, gula, dan lemak (Lewis, 1996). Keberadaan komponen lain diduga dapat menghambat pengembangan dan menurunkan viskositas. Menurut Charley (1982), asam dapat menurunkan kekentalan dari pasta pati. Nilai ph keempat varietas tapioka keempat varietas tapioka tidak berbeda nyata, sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap viskositas. Tapioka Adira 4 memiliki viskositas tertinggi baik viskositas panas maupun dingin. Hal ini diduga karena kadar lemak yang rendah pada tapioka Adira 4. 93

109 Sedangkan viskositas dingin yang rendah pada tapioka Valenca dan Manggu yang rendah diduga karena kadar lemak yang tinggi pada tapioka Valenca dan kadar protein yang tinggi pada Manggu. Menurut Charles et al. (2004), viskositas pasta pati dipengaruhi oleh ukuran granula pati, swelling power, struktur amilosa-amilopektin, dan interaksi granula amilosa dan amilopektin. Amilopektin memiliki sifat viskositas yang tinggi. Hal ini dikarenakan amilopektin lebih reaktif mengikat air, sehingga cenderung memiliki swelling power yang lebih tinggi dan lebih mengembang. Oleh karena itu, nilai swelling power yang tinggi pada tapioka Adira 4 menyebabkan nilai viskositas tapioka Adira 4 juga tinggi. 5. Kekuatan Gel Gel merupakan jaringan tiga dimensi yang dihubungkan melalui ikatan hidrogen. Kekuatan gel merupakan besarnya beban (gram force atau gf) untuk melakukan deformasi gel sebelum terjadi pemecahan atau perusakan. Semakin besar kekuatan gel semakin besar beban yang dibutuhkan. Kurva hasil pengukuran kekuatan gel dengan Texture Analyzer dapat dilihat pada Gambar 48. Kekuatan gel keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 46. Kekuatan gel tertinggi dimiliki oleh tapioka Adira 2 ( gf) dan terendah dimiliki oleh tapioka Adira 4 ( gf). Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9f), varietas berpengaruh nyata terhadap kekuatan gel tapioka (P<0.05), dimana kekuatan gel Adira 4, Valenca, dan Manggu tidak berbeda nyata (P>0.05). Gambar 46. Kekuatan Gel Keempat Varietas Tapioka 94

110 Menurut Febriyanti (1990), kekerasan gel dan daya tahan gel berhubungan dengan sifat retrogradasi dari pati. Oleh karena itu, kekerasan gel dipengaruhi oleh kandungan amilosa yang memicu terjadinya retrogradasi. Konsistensi gel mencerminkan pengaruh dari kombinasi kandungan amilosa dan amilopektin. Semakin tinggi kandungan amilosa akan semakin keras konsistensi gelnya. Rantai amilosa yang lurus menyebabkan terbentuknya formasi yang kuat dan lapisan film yang lebih fleksibel (Wurzburg, 1968). Pembentukan gel dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain ph, suhu, konsentrasi dan garam (Suriani, 2008). Menurut Collison (1968), kestabilan dan kekakuan gel selain dipengaruhi oleh kandungan amilosa dan amilopektin, juga dipengaruhi oleh kemurnian pati. Menurut Hodge and Osman (1976), rantai cabang pada amilopektin menghambat asosiasi intermolekul yang dibutuhkan untuk pembentukan gel, kecuali konsentrasi pati yang tinggi sekitar 30% atau lebih. Namun kadar amilosa, amilopektin, dan nilai ph keempat varietas tapioka tidak berbeda nyata sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap kekuatan gel. Walaupun kadar amilosa dan amilopektin tidak berbeda nyata, namun panjang rantai, distribusi bobot molekul, derajat percabangan dan konformasi dari amilosa dan amilopektin diduga dapat mempengaruhi kekuatan gel. Gambar 47. Penampakan Gel Keempat Varietas Tapioka Walaupun berdasarkan hasil analisis ANOVA menunjukkan bahwa nilai ph antar keempat varietas tidak berbeda nyata, namun nilai ph tapioka Adira 2 yang relatif paling tinggi diduga dapat meningkatkan kekuatan gel. Karena menurut Charley (1982), asam dapat menurunkan kekentalan dan kekakuan dari pasta pati. Menurut Winarno (1992), pembentukan gel optimum 95

111 terjadi pada ph 4-7. Penampakan gel keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 47. Kekuatan gel berhubungan dengan retrogradasi pasta pati, dimana semakin kuat retrogradasi cenderung akan meningkatkan kekuatan gel. Peristiwa retrogradasi itu sendiri dapat diamati dari nilai viskositas setback pada profil amilograf, dimana tapioka Valenca dan Manggu memiliki nilai viskositas setback yang tinggi, yang menunjukkan semakin kuatnya retrogradasi. Adira 2 Adira 4 Valenca Manggu Gambar 48. Kurva Analisis Pengukuran Kekuatan Gel dengan Texture Analyzer Kurva analisis pengukuran kekuatan gel (Gambar 48) keempat varietas tapioka membentuk dua pola, yaitu pola pertama yang dibentuk oleh tapioka Valenca dan Manggu, dan pola kedua yang dibentuk oleh tapioka Adira 2 dan Adira 4. Setback yang tinggi pada tapioka Valenca dan Manggu membuatnya mengalami retrogradasi lebih mudah. Namun, setback yang tinggi belum tentu menunjukkan kekuatan gel yang tinggi. Seringkali retrogradasi hanya terbentuk pada bagian permukaan membentuk lapisan atau kulit. Hal inilah yang diduga mempengaruhi perbedaaan pola kurva hasil pengukuran kekuatan gel yang terjadi. Pembentukan lapisan kulit pada permukaan pasta pati tapioka Valenca dan Manggu akibat kemudahan retrogradasi ini menyebabkan kurva kekuatan gel yang terbentuk memiliki seperti patahan akibat beban mengenai permukaan 96

112 gel yang lebih keras. Pembentukan lapisan atau kulit yang semakin menebal selama didinginkan ini cenderung tidak diinginkan dalam aplikasinya pada produk. 6. Kejernihan Pasta Balagopalan et al. (1988) menyatakan bahwa suspensi pati alami dalam air berwarna buram, namun proses gelatinisasi pada granula pati dapat meningkatkan transparansi atau kerjenihan larutan tersebut. Menurut Winarno (1992) dan Vaclavik dan Christian (2003), peningkatan kejernihan atau sifat translusen ini dikarenakan indeks refraksi dari granula pati mendekati indeks refraksi air. Kejernihan pasta penting dalam aplikasi pada produk pangan. Semakin tinggi kejernihan pasta pati, produk yang dihasilkan akan lebih jernih dan transparan. Kejernihan pasta diukur berdasarkan % transmitan dari pasta pati, dimana semakin jernih, % transmitan yang dihasilkan semakin tinggi. Nilai kejernihan tapioka pasta tapioka keempat varietas berkisar antara %T. Kejernihan pasta keempat varietas dapat dilihat pada Gambar 49. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9g), varietas berpengaruh nyata terhadap kejernihan pasta pati keempat varietas tapioka (P<0.05). Tapioka Valenca memiliki kejernihan tertinggi sebesar %T, dan tapioka Manggu memiliki kejernihan terendah sebesar %T. Gambar 49. Kejernihan Pasta Keempat Varietas Tapioka Tapioka Valenca memiliki kejernihan pasta yang paling tinggi. Hal ini diduga karena kadar protein dan serat kasar yang rendah dan nilai swelling 97

113 power yang cukup tinggi pada tapioka Valenca. Kejernihan pasta dipengaruhi oleh komponen lain seperti serat, partikel protein, droplet lemak (Radley, ). Menurut Collado dan Corke (2003), keberadaan insoluble kompleks amilosa-lemak menyebabkan kekeruhan dan pengendapan pasta pati. Partikel serat atau partikel lain akan menyerap sinar sehingga akan menurunkan nilai transmitan. Selain itu pula, serat menyebabkan pasta pati menjadi tidak homogen (Abera dan Rakshit, 2003). Balagopalan et al. (1988) menyatakan bahwa pati alami yang memiliki swelling power tinggi dan kecenderungan retrogradasinya rendah memiliki kejernihan pasta yang lebih tinggi. Sedangkan kejernihan pasta yang paling rendah pada tapioka Manggu. diduga karena pengaruh kadar protein, kadar serat kasar dan juga sifat retrogradasi yang tinggi pada tapioka Manggu. Menurut deman (1989) pati beramilosa tinggi (jagung), memerlukan suhu tinggi untuk gelatinisasi dan menghasilkan pasta dengan bagian-bagian pendek yang berbentuk buram yang sangat kokoh pada pendinginan. Sebaliknya, pasta pati dari amilopektin lebih jernih dan stabil terhadap gelling pada waktu tertentu (Wurzburg, 1968). Sebagai contoh untuk meningkatkan kecerahan warna digunakan pengisi dengan pati yang tinggi amilopektin (Schoch, 1969). Namun kadar amilosa amilopektin keempat varietas tidak berbeda nyata sehingga tidak dapat diamati pengaruhnya terhadap kejernihan pasta. 7. Freeze-Thaw Stability Freeze-thaw stability dilakukan untuk melihat apakah pati yang dihasilkan dapat stabil dalam suhu beku (-15 o C) sehingga dalam aplikasinya memungkinkan untuk digunakan dalam produk yang harus disimpan pada suhu rendah dan mrngalami freeze-thaw. Selama penyimpanan pada suhu dingin, pasta pati mengalami retrogradasi. Retrogradasi merupakan kecenderungan amilosa dan atau amilopektin untuk berasosiasi satu sama lain melalui ikatan hidrogen diantara gugus hidroksilnya. Salah satu efek dari retrogradasi ialah terjadinya sineresis yaitu keluarnya air dari pati. Oleh 98

114 karena itu, freeze-thaw stability dapat diamati dari presentase sineresis yang dihasilkan dalam empat siklus frezee-thaw. Sineresis satu siklus freeze thaw dari keempat varietas tapioka berkisar antara %. Sineresis dua siklus freeze thaw dari keempat varietas tapioka berkisar antara %. Sineresis tiga siklus freeze thaw dari keempat varietas tapioka berkisar antara %. Sineresis empat siklus freeze thaw dari keempat varietas tapioka berkisar antara %. Sineresis yang dihasilkan dari setiap siklus freeze-thaw keempat varietas tapioka dapat dilihat pada Gambar 50. Berdasarkan uji ANOVA univariate (Lampiran 9j), % sineresis keempat varietas tapioka bebeda nyata pada setiap siklus (P<0.05). Gambar 50. Sineresis Keempat Varietas Tapioka Menurut Suriani (2008), pada penyimpanan beku, air dalam larutan pasta pati akan berubah menjadi kristal-kristas es. Oleh karena itu, apabila pasta larutan pati yang telah beku diletakkan kembali pada suhu kamar, kristal es tersebut akan kembali mencair dan air akan keluar terpisah dari struktur pasta pati. Menurut Vaclavik dan Christian (2003), freeze-thaw yang dialami pasta pati membuat kristal air yang telah mencair tersebut tidak mampu berasosiasi kembali dengan pati dan amilosa menjadi rapuh sehingga memudahkan keluarnya air. 99

115 Freeze-thaw stability dilakukan dalam empat siklus. Keempat varietas menunjukkan pola yang sama, yaitu sineresis meningkat pada tiga siklus freeze thaw pertama dan kemudian menurun pada empat siklus freeze thaw. Semakin meningkatnya siklus freeze-thaw, struktur gel makin kompak dan pemisahan air (sineresis) akan semakin meningkat. Namun menurut Abera dan Rakshit (2003), semakin lama siklus akan terjadi re-absorpsi air pada gel, karena sudah terbentuk tekstur yang poros pada gel. Hal inilah yang menyebabkan % sineresis empat siklus freeze thaw pada keempat varietas tapioka akan menurun, karena air yang terpisah akan segera terserap kembali dalam gel. Hasil analisis freeze-thaw stability menunjukkan bahwa pola sineresis selama perlakuan empat siklus freeze-thaw sangat beragam. Pada satu siklus freeze-thaw, sineresis terendah dimiliki oleh tapioka Adira 4. Hal ini diduga karena tapioka Adira 4 memiliki nilai viskositas setback yang paling rendah. Hal ini menunjukkan retrogradasi semakin lemah, sehingga kecenderungan sineresis juga rendah. Sedangkan pada tapioka Manggu, nilai viskositas setback yang tinggi menyebabkan retrogradasi semakin kuat dan sineresis yang dihasilkan juga tinggi. Namun secara umum, tapioka Valenca memiliki kestabilan pasta paling stabil selama mengalami freeze-thaw (% sineresis rendah). Hal ini diduga karena komponen lemak yang tinggi pada tapioka Valenca dapat menghambat reasosiasi molekular selama freeze-thaw. Komponen lemak kadangkala sering ditambahkan untuk menghambat retrogradasi. E. ANALISIS KORELASI Analisis korelasi dilakukan terhadap karakteristik tapioka baik fisik, kimia, maupun fungsional. Analisis korelasi dilakukan menggunakan uji korelasi Pearson. Hasil uji korelasi Pearson secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 10. Dugaan korelasi antar karakteristik secara rinci dijelaskan pada uraian sebelumnya. Dari analisis korelasi Pearson, hanya beberapa karakteristik yang terbukti memiliki korelasi (hubungan), dan diringkas pada Tabel

116 Tabel 11. Ringkasan Hasil Analisis Korelasi Pearson dari Seluruh Parameter yang Berkorelasi Parameter, Pearson Correlation (r) Densitas Padat Derajat Putih Kadar Protein Kadar Amilosa Kadar amilopektin Kadar Serat Kasar Suhu Gelatinisasi Suhu Puncak Gelatinisasi Viskositas Maksimum Viskositas Breakdown Viskositas Setback Swelling Power Kelarutan Daya Serap Viskositas Kejernihan Sineresis 60C 70C 80C 90C 60C 70C 80C 90C 95C Air Minyak Panas Dingin I IV Densitas Padat Derajat Putih Kadar Protein Kadar Amilosa Kadar amilopektin Kadar Serat Kasar Suhu Gelatinisasi Suhu Puncak Gelatinisasi Viskositas Maksimum Viskositas Breakdown Viskositas Setback Swelling Power 60C Swelling Power 70C Swelling Power 80C Swelling Power 90C Kelarutan 60C Kelarutan 70C Kelarutan 80C Kelarutan 90C Kelarutan 95C Daya Serap Air Daya Serap Minyak Viskositas Panas Viskositas Dingin (*) -.952(*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (**) (*).976(*) (*) (*) (*) (*) -.980(*) (*) (*) (**) (*) 1 Kejernihan (**) (*) (*) Sineresis I (*) (**) Sineresis IV (**) * Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed). ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed)

117 Hasil analisis korelasi Pearson terhadap karakteristik fisik dan faktor yang mempengaruhinya menunjukkan bahwa tidak ada yang terbukti berkorelasi (P>0.05). Hal ini disebabkan karakteristik fisik tapioka untuk densitas kamba misalnya, dipengaruhi banyak faktor yang tidak teramati pada penelitian ini seperti sifat geometri bahan, porositas bahan, atau sifat permukaan bahan. Selain itu pula, kadar air, lemak, protein, maupun serat kasar yang dapat mempengaruhi karakteristik fisik, relatif sangat rendah sehingga diduga tidak berpengaruh secara signifikan. Namun dari hasil analisis korelasi Pearson, densitas padat memiliki korelasi positif (P<0.05) dengan daya serap minyak (r = 0.961). Daya serap minyak dipengaruhi oleh gugus lipofilik yang menyelimuti granula pati. Daya serap minyak yang tinggi menunjukkan granula pati memiliki sisi hidrofobik sehingga diduga mampu berikatan dengan komponen minyak atau lemak lain yang ditambahkan dari luar. Gugus lipofilik ini diduga cenderung membuat bahan lebih menggumpal dan kohesif karena gaya tarik menarik antar partikel relatif lebih tinggi sehingga densitas padatnya akan lebih tinggi. Hasil analisis korelasi Pearson terhadap karakteristik profil amilograf menunjukkan bahwa terbukti ada korelasi antara suhu gelatinisasi dengan swelling power. Suhu gelatinisasi berkorelasi negatif (P<0.05) terhadap swelling power pada suhu 60 o C (r = ) dan swelling power 90 o C (r = ). Semakin tinggi nilai swelling power maka pati semakin mudah mengembang dan tergelatinisasi pada suhu yang lebih rendah. Suhu gelatinisasi tapioka berkisar pada suhu 60 o C. Oleh karena itu, swelling power pada suhu 60 o C ini diduga sangat berpengaruh nyata terhadap suhu gelatinisasi tapioka. Suhu puncak gelatinisasi berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kelarutan pada suhu 60 o C (r = ) dan kelarutan pada suhu 70 o C (r = ). Suhu puncak gelatinisasi juga berkorelasi negatif (P<0.01) dengan kelarutan 80 o C (r = ). Suhu puncak gelatinisasi menunjukkan kemampuan pengikatan air oleh pati dan juga kemudahan pati mengalami disintegrasi atau pecah dan larut. Oleh karena itu, semakin tinggi nilai kelarutan pati, puncak gelatinisasi akan lebih cepat tercapai sehingga suhu puncak gelatinisasi semakin rendah. 102

118 Suhu puncak gelatinisasi juga berkorelasi negatif (P<0.01) dengan kejernihan (r = ). Menurut Radley ( ), kejernihan pasta dipengaruhi oleh komponen lain seperti serat, partikel protein, dan droplet lemak. Semakin tinggi kejernihan pasta, maka komponen serat, protein, maupun lemak semakin rendah. Semakin tinggi komponen-komponen ini, maka pencapain puncak gelatinisasi semakin lambat, karena komponen-komponen tersebut dapat menghalangi transfer panas dan migrasi air. Oleh karena itu, semakin tinggi kejernihan pasta, suhu puncak gelatinisasi akan semakin rendah. Viskositas maksimum berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kelarutan pada suhu 90 o C (r = ). Kelarutan yang tinggi menyebabkan puncak gelatinisasi cepat tercapai, sehingga viskositas maksimum menjadi lebih rendah. Sedangkan viskositas breakdown berkorelasi negatif (P<0.05) terhadap kelarutan pada suhu 95 o C (r = ). Semakin tinggi kelarutan maka granula pati cenderung lebih cepat pecah, sehingga viskositas maksimum juga relatif lebih rendah. Hal ini menyebabkan viskositas breakdown yang dihasilkan akan lebih rendah. Viskositas setback dengan kadar amilosa amilopektin juga terbukti berkorelasi. Viskositas setback berkorelasi positif (P<0.05) dengan kadar amilosa (r = 0.967), dan berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kadar amilopektin (r = ). Struktur amilosa cukup sederhana sehingga mempunyai kecenderungan untuk terorientasi secara pararel antara rantai yang satu dengan yang lain dan saling mendekat, membentuk satu polimer yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen, sehingga tingginya kadar amilosa dapat meningkatkan retrogradasi atau dalam hal ini viskositas setback. Berbeda dengan amilosa, ukuran dan percabangan dari amilopektin ini dapat menghalangi gerakan molekul dan kecenderungannya untuk saling membentuk ikatan intermolekul, sehingga kadar amilopektin dapat menurunkan viskositas setback. Viskositas setback juga berkorelasi positif (P<0.01) terhadap sineresis (satu siklus freeze-thaw) (r = 0.991). Semakin tinggi viskositas setback, retrogradasi semakin kuat dan sineresis pun akan semakin tinggi. 103

119 Tidak adanya korelasi antara parameter amilograf yang lain dengan faktor-faktor yang mempengaruhinya diduga karena begitu kompleksnya fenomena gelatinisasi, sehingga pengaruh terhadap parameter amilograf tersebut tidak secara langsung, tapi faktor-faktor tersebut saling berinteraksi mempengaruhi gelatinisasi. Komponen non-pati seperti lemak, protein, maupun serat kasar dalam tapioka juga relatif sangat rendah dan diduga berpengaruh kecil terhadap fenomena gelatinisasi. Hal ini dapat terlihat dari tidak ada yang terbukti berkorelasi antara kadar lemak, protein, maupun serat kasar terhadap parameter amilograf yang diamati. Hasil analisis korelasi Pearson terhadap analisis fungsional yang lain menunjukkan bahwa daya serap air terbukti berkorelasi negatif (P<0.05) dengan swelling power 70 o C (r = ) dan swelling power 80 o C (r = ). Korelasi negatif yang dihasilkan diduga karena semakin meningkatnya kemampuan pati dalam menyerap air, menunjukkan lebih dominan daerah amorf atau rantai lurus pada granula pati. Hal inilah yang diduga membatasi pengembangan granula karena jaringan internalnya lebih kuat, kurang reaktif mengikat air, dan kurang mengembang. Daya serap air juga berkorelasi positif (P<0.05) dengan derajat putih (r = 0.961). Semakin tinggi derajat putih, komponen pengotornya akan semakin sedikit. Oleh karena itu akan dihasilkan daya serap air yang semakin tinggi karena semakin sedikit komponen yang menghalangi penyerapan air. Swelling power terbukti berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kadar serat kasar (r = ). Komponen serat kasar dapat menghalangi transfer panas sehingga dapat menghambat pengembangan. Kejernihan berkorelasi positif (P<0.05) dengan kelarutan 60 o C (r = 0.984) dan kelarutan 80 o C (r = 0.989). Semakin tinggi kejernihan suatu pasta pati, maka komponen non-pati akan semakin rendah, sehingga kelarutan pati tidak terhalang dan nilai kelarutan juga akan semakin tinggi. Viskositas panas juga berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kadar amilosa (r = ) dan viskositas dingin berkorelasi negatif (P<0.01) dengan kadar amilosa (r = ). Hal ini diduga karena komponen amilosa kurang reaktif mengikat air sehingga kurang mengembang, dan dihasilkan viskositas yang lebih rendah. 104

120 Sineresis (satu siklus freeze-thaw) berkorelasi negatif (P<0.05) dengan kadar amilopektin (r = ). Fenomena sineresis berkaitan erat dengan sifat retrogradasi pasta, dimana semakin kuat retrogradasi yang terjadi, sineresis semakin tinggi. Komponen amilopektin dapat menghambat retrogradasi pasta pati karena ukuran molekul dan percabangan yang dimilikinya. Sedangkan pada taraf signifikan 1%, sineresis (empat siklus freeze-thaw) berkorelasi negatif dengan kadar protein (r = ). Keberadaan komponen lain, seperti protein, dapat menghalangi reasosiasi intermolekular, sehingga menghambat retrogradasi dan akhirnya menurunkan sineresis. F. POTENSI APLIKASI Perbedaaan karakteristik fisikokimia keempat varietas tapioka mempengaruhi karakteristik fungsionalnya. Dengan berbagai karakteristik dari setiap tapioka ini diharapkan dapat diaplikasikan pada berbagai jenis produk sesuai dengan mutu produk akhir yang diharapkan. Oleh karena itu, aplikasi setiap tapioka sampai ke produk akhir akan berbeda tergantung keunggulan karakteristik yang dimilikinya. Dugaan aplikasi setiap tapioka berdasarkan karakteristik fungsional yang dimilikinya akan dijelaskan pada bagian ini. Keunggulan karakteristik fungsional setiap varietas tapioka dapat dilihat pada Tabel 12. Tabel 12. Keunggulan Karakteristik Fungsional Tapioka Keempat Varietas Tapioka Parameter Tapioka Adira 2 Adira 4 Valenca Manggu Suhu awal gelatinisasi( o C) sedang rendah sedang tinggi Suhu puncak gelatinisasi( o C) sedang sedang rendah tinggi Viskositas maksimum (BU) tinggi tinggi rendah tinggi Viskositas breakdown (BU) tinggi sedang rendah sedang Viskositas setback (BU) sedang rendah tinggi tinggi Sweeling power (g/g) rendah tinggi sedang sedang Kelarutan (%) - - tinggi - Absorpsi air (g/g) tinggi rendah rendah sedang Absorpsi minyak (g/g) tinggi sedang rendah sedang Viskositas panas (cp) sedang tinggi rendah sedang Viskositas dingin (cp) sedang tinggi sedang sedang Kekuatan gel (gf) tinggi sedang sedang sedang Kejernihan pasta (% T)) sedang sedang tinggi rendah Freeze-thaw stability (%) Keterangan : - bervariasi antar suhu 1 siklus sedang tinggi sedang rendah 4 siklus sedang sedang rendah tinggi 105

121 1. Tapioka Adira 2 Tapioka Adira 2 memiliki daya absorpsi air yang lebih tinggi. Absorpsi air penting dalam hubungannya dengan bulking dan konsistensi produk, terutama dalam aplikasinya pada produk bakery (Niba et al., 2002). Tapioka yang memiliki daya serap air yang lebih tinggi cenderung lebih mudah dihomogenkan dan menghasilkan adonan yang baik, sehingga gelatinisasi merata dan tekstur yang dihasilkan lebih baik. Namun kelemahan karakteristik ini dapat diperbaiki dengan penambahan air yang tepat. Menurut Lopez et al. (2004), berdasarkan data WHO, ± 5% penduduk dunia mengalami sindrom intoleran terhadap gluten. Oleh karena itu, banyak dikembangkan aplikasi untuk mengurangi bahkan menghilangkan komponen gluten dalam produk. Salah satunya adalah menggantikan tepung terigu dalam pembuatan roti dengan berbagai bahan, dan tapioka adalah salah satunya yang terus dikembangkan. Selain itu, salah satu karakteristik penting produk-produk instan adalah kemampuan rehidrasi (daya serap air) produk. Semakin tinggi daya serap air, proses rehidrasi pada produk akan semakin cepat dan semakin baik. Pada produk mie, semakin tinggi penyerapan air, maka mie cenderung lebih mengembang. Tapioka Adira 2 memiliki kekuatan gel yang lebih tinggi, sehingga dapat diaplikasikan untuk memperbaiki tekstur, seperti pada produk permen, sebagai penyalut, pengikat atau enkapsulasi. Salah satu aplikasi pati pada industri permen adalah digunakan untuk memperbaiki tekstur. Pati memiliki kemampuan untuk membentuk gel ketika didinginkan. Dekstrin dari tapioka digunakan untuk memperbaiki tekstur pada hard gum sebagai pengganti gum arab (Wurzburg, 1968). Menurut Schoch (1969), fraksi linier menghasilkan gel yang biasanya dimanfaatkan untuk industri gum. Kemampuan pati untuk membentuk film diaplikasikan sebagai penyalut ataupun enkapsulasi. Dekstrin dari pati dimanfaatkan sebagai matriks untuk enkapsulasi komponen waterinsoluble flavor oils (Wurzburg, 1968). Selain itu pula pati banyak dimanfaatkan sebagai bahan pengikat pada produk daging, seperti sosis dan nuget untuk menjaga agar daging, lemak, dan juiceness tetap menyatu selama proses dan penyimpanan (Schoch, 1969). Pati yang tergelatinisasi memiliki 106

122 kemampuan sebagai pengikat. Tapioka Adira 2 memiliki viskositas maksimum yang tinggi. Semakin tinggi viskositas maksimum maka akan menghasilkan daya ikat yang baik. Tapioka Adira 2 viskositas maksimum yang tinggi, sehingga cocok untuk produk yang memerlukan kekentalan yang tinggi, seperti pengental. Menurut Charles et al. (2004), viskositas maksimum berkorelasi dengan mutu produk akhir, yang mengindikasikan water binding capacity dan resistensi granula pati untuk pecah dan membebaskan amilosa dan amilopektin. Hal ini didukung oleh pernyataan Febriyanti (1990) yang menyatakan semakin tinggi viskositas maksimum menunjukkan semakin tinggi resistensi pasta terhadap pengadukan dan viskositas yang dihasilkan akan lebih tinggi. Walaupun tapioka ini memiliki viskositas maksimum yang tinggi, nilai breakdown yang tinggi menunjukkan pasta pati yang rapuh dan tidak stabil terhadap proses pemanasan yang lama, sehingga akan dihasilkan produk yang mudah rapuh. Sifat pasta yang stabil sangat dikehendaki pada pembuatan mie misalnya, khususnya untuk menjaga keutuhan mie ketika melalui proses pengukusan (steaming). Bila kurang stabil maka cooking loss yang dihasilkan cenderung akan lebih tinggi. 2. Tapioka Adira 4 Tapioka Adira 4 memiliki daya pengembangan (swelling power) dan viskositas tertinggi, baik viskositas panas maupun viskositas dingin. Nilai viskositas pasta pati pada aplikasi produk pangan maupun non pangan perlu diperhatikan. Jika kekentalan pasta semakin berkurang maka pati tidak cocok digunakan sebagai thickening agent atau pengental. Semakin tinggi viskositas gel pada suhu tinggi maupun rendah, semakin baik pati atau tepung tersebut berperan sebagai pengikat. Tapioka Adira 4 juga memiliki viskositas maksimum yang tinggi, sehingga cocok untuk produk yang memerlukan viskositas yang tinggi, seperti pengental. Penggunaan tapioka yang memiliki viskositas maksimum yang tinggi memungkinkan berkurangnya biaya produksi karena konsentrasi pati yang dibutuhkan akan lebih sedikit. 107

123 Tapioka Adira 4 memiliki viskositas setback paling rendah. Hal ini menunjukkan bahwa tapioka ini memiliki kecenderungan yang lemah untuk teretrogradasi dan mengalami sineresis, sehingga lebih stabil pada penyimpanan. Kestabilan pasta pati ketika didinginkan perlu diperhatikan pada produk yang memanfaatkan pati sebagai pengental seperti saos dan pudding. Kestabilan pasta pati tapioka Adira 4 selama pendinginan juga dapat dilihat dari parameter freeze thaw satu siklus yang menunjukkan nilai paling baik. Retrogradasi dan sineresis cenderung tidak diinginkan dalam aplikasinya, terlebih lagi pada produk beku, sebagai contoh pada beberapa produk pangan seperti saos dan produk bakery (bread staling). Masalah lain yang ditimbulkan karena retrogradasi adalah pembentukan lapisan pada permukaan pasta pati selama didinginkan dan makin lama makin menebal. Lapisan ini tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan maupun pengadukan biasa (Radley, ). Menurut Hodge dan Osman (1976), pembentukan firm selama bread staling menunjukkan retrogradasi pada rantai cabang amilopektin. Retrogradasi fraksi amilopektin dapat dikembalikan dengan pemanasan. Gumpalan yang terbentuk pada saus dan bread staling yang sudah kehilangan sejumlah kecil kadar air dapat dihilangkan dengan pemanasan. Tapioka Adira 4 memiliki suhu gelatinisasi yang paling rendah, sehingga lebih hemat dalam pemasakan. Suhu gelatinisasi pati dapat digunakan untuk penentuan suhu dan keadaan proses pengolahan berbasis pati, sehingga dapat dilakukan pengolahan yang efisien tanpa merusak komponen bahan lain. Suhu gelatinisasi yang rendah, seperti pada tapioka Adira 4 akan menguntungkan karena dapat menghemat lama pemasakan. Suhu gelatinisasi sering digunakan untuk mengukur optimasi proses. Jika suhu yang digunakan di bawah suhu awal gelatinisasi, maka dapat menghemat energi pemasakan, namun pati belum tergelatinisasi sehingga adonan yang terbentuk kurang elastis, tekstur yang dihasilkan kurang kompak atau mudah patah. Sedangkan jika suhu yang digunakan di atas suhu awal gelatinisasi bahkan di atas suhu puncak gelatinisasi, akan terjadi proses peleburan granula pati, sehingga tidak terbentuknya matriks yang seragam 108

124 untuk meningkatkan ikatan granula pati yang akan mempengaruhi tekstur produk. Menurut Mulyandari (1992), suhu gelatinisasi dapat dijadikan pertimbangan untuk substitusi tepung yang digunakan sebagai bahan baku produk ekstrusi. Tepung yang akan berperan sebagai subtitusi harus mempunyai suhu gelatinisasi yang mirip dengan tepung yang akan disubstitusi. 3. Tapioka Valenca Tapioka Valenca memiliki suhu puncak gelatinisasi yang rendah. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan tapioka Valenca akan menghemat waktu pemasakan. Namun viskositas maksimum yang dibentuk juga rendah, sehingga tidak cocok digunakan untuk produk yang memerlukan viskositas yang tinggi seperti pengental dan apabila diaplikasikan pada produk yang memerlukan suhu tinggi, akan menghasilkan tekstur yang mudah pecah atau rapuh. Tapioka Valenca memiliki kelarutan yang paling baik, sehingga cocok untuk dihidrolisis menjadi sirup glukosa. Menurut Aryee et al. (2006), pati yang memiliki kelarutan yang tinggi menunjukkan kekuatan asosiasi yang lemah dan water binding capacity yang tinggi. Oleh karena itu, pati ini dapat dengan mudah dihidrolisis untuk memproduksi gula atau sirup. Namun kelarutan yang tinggi pada aplikasi produk mie misalnya, mengakibatkan tekstur menjadi rapuh, meningkatkan cooking loss dan medium pemasakan menjadi lebih keruh. Tapioka Valenca yang memiliki absorpsi minyak yang rendah. Menurut Schoch (1969), pati sering diaplikasikan sebagai tepung penyalut untuk produk gorengan. Absorpsi minyak yang tinggi tidak cocok untuk produk yang melalui proses penggorengan karena akan menyebabkan produk akan lebih berminyak, sehingga menurunkan kualitas produk. Kejernihan tertinggi dimiliki oleh tapioka Valenca. Menurut Schoch (1969), pasta pati dengan kejernihan yang tinggi baik diaplikasikan untuk edible film karena sifatnya yang transparan. Kejernihan pasta yang tinggi 109

125 relevan diaplikasikan pada produk pangan. Sedangkan pati dengan warna lebih buram dapat digunakan untuk produk sejenis salad dressing. Tapioka Velenca memiliki viskositas setback yang tinggi, sehingga kurang stabil selama penyimpanan. Hal ini juga dapat diamati dari parameter freeze thaw 4 siklus yang menunjukkan nilai kestabilan rendah. Namun walaupun demikian, menurut Maziya-Dixon et al. (2007), setback berhubungan dengan tekstur produk akhir. Sineresis memang tidak dikehendaki, tapi kadang kala retrogradasi cenderung dikehendaki untuk mempertahankan bentuk. Menurut Schoch (1969), kadang kala proses retrogradasi ini diinginkan, sebagai contoh pada pembuatan mie di Jepang, walaupun pembekuan memicu retrogradasi namun tanpa tahap ini mie akan memisah ketika dilarutkan di air panas, karena strukturnya kurang kompak. 4. Tapioka Manggu Tapioka Manggu memiliki viskositas maksimum yang tinggi, sehingga cocok untuk produk yang memerlukan viskositas yang tinggi, seperti pengental dan dapat menghasilkan daya ikat yang baik. Keunggulan tapioka Manggu dibandingkan tapioka varietas lain adalah nilai viskositas breakdown yang rendah, sehingga lebih stabil selama pemanasan. Kestabilan pasta pati yang tinggi cocok untuk produk yang membutuhkan suhu tinggi. Contohnya pembotolan produk seperti salad dressing (Ulyarti, 1997), maupun produk pengalengan. Seperti halnya tapioka Valenca, tapioka Manggu juga memiliki viskositas setback yang tinggi, sehingga tidak cocok untuk produk yang memerlukan kestabilan pasta dingin. Tapioka Manggu memiliki suhu gelatinisasi yang tinggi. Suhu gelatinisasi yang tinggi menunjukkan pati memiliki ketahanan panas yang lebih tinggi selama proses pengolahan. Suhu puncak gelatinisasi tapioka Manggu juga lambat tercapai sehingga cocok untuk produk yang mengalami pemanasan pada suhu tinggi dan dalam waktu yang lama. 110

126 V. KESIMPULAN DAN SARAN D. KESIMPULAN Perbedaan varietas ubi kayu akan menghasilkan tapioka dengan karakteristik fisik, kimia dan fungsional yang berbeda. Hampir semua karakteristik keempat jenis tapioka yang dianalisis dipengaruhi oleh varietas ubi kayu yang digunakan kecuali derajat putih, bentuk granula pati, kohesifitas, nilai ph, kadar pati, kadar amilosa dan kadar amilopektin. Keempat varietas tapioka telah memenuhi standar berdasarkan SNI, dari segi derajat putih, kadar air, kadar abu, dan kadar serat (benda asing). Selain itu, nilai ph keempat varietas tapioka juga memenuhi kisaran ph untuk pembentukan gel optimum. Berdasarkan dugaan korelasi antar setiap karakteristik tapioka keempat varietas tapioka, hanya beberapa karakteristik yang terbukti memiliki korelasi (hubungan), antara lain kadar amilosa-amilopektin dengan viskositas setback, kadar amilosa dengan viskositas, kadar serat kasar dengan swelling power 80 o C, kadar amilopektin dengan sineresis pada satu siklus freeze thaw, dan kadar protein dengan sineresis pada empat siklus freeze thaw. Dengan berbagai karakteristik dari setiap tapioka ini diharapkan dapat diaplikasikan pada berbagai jenis produk sesuai dengan mutu produk akhir yang diharapkan. Perbedaaan karakteristik akan mengakibatkan aplikasinya ke produk akan berbeda-beda. Potensi aplikasi setiap varietas tapioka sampai ke produk tergantung keunggulan karakteristik yang dimilikinya. Tapioka Adira 2 cocok untuk produk bakery, produk rehidrasi atau digunakan untuk memperbaiki tekstur seperti bahan penyalut, pengikat, ataupun enkapsulasi. Tapioka Adira 4 cocok digunakan sebagai pengental dan produk yang membutuhkan kestabilan pasta pada suhu rendah, seperti pada saos dan pudding. Tapioka Valenca cocok untuk dihidrolisis untuk menghasilkan sirup gula, digunakan sebagai penyalut produk gorengan, dan edible film. Sedangkan tapioka Manggu cocok digunakan sebagai pengental atau bahan pengikat, khususnya produk yang mengalami pemanasan pada suhu tinggi dalam waktu yang lama.

127 E. SARAN Tapioka merupakan salah satu alternatif bentuk peningkatan daya guna dan memberikan nilai tambah dari ubi kayu. Tapioka berpotensi besar untuk terus dikembangkan di Indonesia, karena proses pengolahannya yang mudah dan sederhana. Selain itu pula varietas ubi kayu yang ada sangat banyak dan beragam. Perbedaan varietas ubi kayu akan mempengaruhi karakteristik tapioka yang dihasilkan dan akan mempengaruhi karakteritik produk akhir. Oleh karena itu perlu dipelajari lebih lanjut pengaruh perbedaan varietas ubi kayu dalam tapioka tersebut sampai ke produk akhir dan kemungkinan penggunaan tapioka untuk mensubstitusi tepung lain dalam berbagai bentuk pangan olahan. 112

128 DAFTAR PUSTAKA Anonim Postharvest Deterioration of the Roots. www. ciat.cgiar.org. [9 November 2009] Tepung Tapioka. [10 November 2009] Carbohydrate. [20 Januari 2010] [15 November 2009] Isoforms of Starch Branching Enzyme II (SBE-Iia And SBE-Iib) from Wheat. [15 November 2009] [15 November 2009] Starch. Food.oregonstate.edu. [15 November 2009] Abera, S. dan Rakshit, K Comparison of physicochemical and functional properties of cassava starch extracted from fresh root and dry chips. Starch/Stärke 55 : Adebowale, K.O., B.I.Olu-Owolabi, O.O.Olayinka, dan O.S.Lawal Effect of heat moisture treatment and annealing on physicochemical properties of red sorghum starch. African Journal of Biotechnology 4(9) : Alves, A.A.C Cassava botany and physiology. Di dalam : Hillocks, R.J, J.M. Thresh, dan A.C. Belloti (eds) Cassava Biology, Production, and Utilization. CABI Publishing, UK. Anwar F Mempelajari Sifat Fisik, Organolpetik dan Nilai Gizi Protein Makanan Bayi Dari Campuran Tepung Beras Konsentrat Protein Jagung dan Tepung Tempe. [Tesis]. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor. AOAC [Analysis of The Association of Official Agriculture Chemistry] Official Methods of Analysis, 16 th Edition. Gaithersburg, Maryland: AOAC International. Apriyantono, A., D. Fardiaz, N. L. Puspitasari, S. Yasni dan S. Budiyanto Petunjuk Praktikum Analisis Pangan. IPB Press, Bogor. Aryee, F.N.A., I. Oduro, W.O Ellis, dan J.J Afuakwa The phsycochemical properties of flour samples from the roots of 31 varieties of cassava. Food Control 17 : Badan Standardisasi Nasional Tepung Tapioka (SNI ). Badan Standardisasi Nasional, Jakarta Balagolapan, C., G. Padmaja, S.K. Nanda, dan S.N. Moorthy Cassava in Food, Feed, and Industry. CRC Press Inc., Florida.

129 Banks, W., C.T. Greenwood, dan D.D. Muir The structure of starch. Di dalam : Birch, G.G. dan L.F. Green (eds) Molecular Structure and Function of Food Carbohydrate. Applied Science Publisher Ltd., London. Barceloux, D.G MD cyanogenic foods (cassava, fruit kernels, and cycad seeds). Disease-a-Month. Volume 55. Issue 6 (June 2009). Beckett, S.T Physicochemical Aspect of Food Processing. Blackie Academic and Profesional, London. BeMiller, J.N Starch amylose. Di dalam : Whistler, R.L. dan J.N. BeMiller (eds) Industrial Gum : Polysaccharides and Their Derivatives. Academic Press, New York. Beynum, G.M.A.V dan J.A. Roels Starch Conversion Technology. Marcel Dekker Inc., New York and Basel. Birch, G.G. dan L.F. Green Molecular Structure and Function of Food Carbohydrate. Applied Science Publisher Ltd., London. Brautlecht, C.A Starch: Its Source, Production, and Uses. Reinhold Publishing Corporation, New York. Bunasor, T.K., Sukardi, dan S. Ropiq Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Ganyong (Canna edulis, Kerr.). Jurnal Tenologi Industri Pertanian III (1) : Charles, A.L., Y.H. Chang, W.C. Ko, K. Sriroth, dan T.C. Huang Some physical and chemical properties of starch isolates of cassava genotypes. Starch/ Stärke 56 : Influence of amylopectin structure and amylose content on the gelling properties of five cultivars of cassava starches. J. Agricultural and Food Chemistry September 28, Charley, H Food Science. John Willey & Sons Inc., Canada. Clegg, S.M Thickeners, gels, and gelling. Di dalam : Beckett, S.T (ed) Physicochemical Aspect of Food Processing. Blackie Academic and Profesional, London. Collado, L.S. dan H. Corke Starch properties and functionalities. Di dalam: Kaletunç, G dan K.J. Breslauer (eds) Characterization of Cereals and Flours : Properties, Analysis, and Applications. Marcel Dekker Inc., New York. Collison Swelling gelation of starch. Di dalam : Radley, J.A (ed) Starch and Its Derivatives. Chapmen and Hall Ltd., London. Conn, D.J.M Cassava utilization in agroindustrial. Di dalam : Proceeding of The Fourth Symposium of The International Society for Tropical Root Crops. CIAT, Bali, Colombia, 1-7 Agustus 1976, USA. 114

130 Copeland, L., J. Blazek, H. Salman, dan M.C. Tang Form and functionality of starch. Food Hydrocolloid 23: Corbishley, D.A dan W. Miller Tapioca, arrowroot, and sago starch: production. Di dalam : Whistler, R.L., J.N. BeMiller, dan E.F. Paschall (eds) Starch Chemistry and Technology. Academic Press Inc., Orlando. Cumbana, A., E. Mirione, J. Cliff, dan J.H. Bradburry Reduction of cyanide content of cassava flour in mozambique by the wetting method. Food Chemistry 101 : deman, J. M Kimia Makanan Edisi Kedua. ITB, Bandung. Departemen Kesehatan Komposisi Zat Gizi Pangan Indonesia. Departemen Kesehatan RI Direktorat Bina Gizi Masyarakat dan Pusat Penelitian Dan Pengembangan Gizi. Departemen Kesehatan Daftar Kandungan Gizi Makanan. Bharata, Jakarta. Direktorat Pengolahan Dan Pemasaran Hasil Pertanian Pengembangan Usaha Pengolahan Tepung Tapioka. Departemen Pertanian, Jakarta. Dufour, D., G.M. O Brien, R. Best Cassava Flour and Starch : Progress in Research and Development. CIAT Publisher, Colombia. Ekafitri, R Karakterisasi Tepung Lima Varietas Jagung Kuning Hibrida Dan Potensinya Untuk Dibuat Mie Jagung. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut pertanian Bogor, Bogor. Eliasson, A.C Starch in Food : Structure, Function, and Applications. CRC Press, Boca Raton. Eliasson, A.C Carbohydrate in Food. 2 nd edition. CRC Taylor & Fancis, Boca Raton. Eliasson, A.C. dan M. Gudmundsson Starch : physicochemical and functional aspects. Di dalam : Eliasson, A.C (ed) Carbohydrate in Food. 2 nd edition. CRC Taylor & Fancis, Boca Raton. Eris, F. R Produksi Bersih Pada Industri Tapioka. Tugas Mata Kuliah Teknologi Produksi Bersih. Sekolah Pasca Sarjana. Program studi Teknologi Industri Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Fagety, E. M Teknologi Pembuatan Tapioka. [16 November 2009] Fardiaz, S Mikorbiologi Pangan I. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Febriyanti, T Studi Karakteristik Fisiko Kimia dan Fungsional Beberapa Varietas Tepung Singkong (Manihot esculenta Crantz.). [Skripsi]. Jurusan 115

131 Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Fennema, O.R Principles of Food Science. Marcel Dekker Inc., New York. Fennema, O.R Food Chemistry. Marcel Dekker Inc., New York. Fleche, G Chemical modification and degradation of starch. Di dalam : Beynum, G.M.A.V dan J.A. Roels (eds) Starch Conversion Technology. Marcel Dekker Inc., New York and Basel. Franco, C.M.L., R.A.F. Cabral, dan D.Q Tavares Structural and physicochemical characteristics of lintnerized and sour cassava starches. Starch/Stärke 54 : French, D In biochemistry of carbohydrate. Di dalam: Beynum, G.M.A.V dan J.A. Roels (eds) Starch Conversion Technology. Marcel Dekker Inc., New York and Basel. French, D Organization of starch granules. Di dalam : Whistler, R.L., J.N. BeMiller, dan E.F. Paschall (eds) Starch Chemistry and Technology. 2 nd Edition. Academic Press Inc., Orlando. Fukuba, H. dan E.M.T. Mendoza Determination of cyanide in cassava. Di dalam : Uritani, I. dan E.D. Reyes (eds) Tropical Root Crops : Postharvest Physicology and Processing. Japan Scientific Societies Press, Tokyo. Furia, T. E Handbook of Food Additives. The Chemical Rubber Co., Ohio. Gaonkar, A.G dan A. McPherson Ingridient Interactions : Effect on Food Quality. 2 nd Edition. CRC Taylor & Francis, London. Goldsworth, R Abudant Plant Varieties. World Wide Inc., New York. Gonzalez, Z. dan E. Perez Amylographic performance of cassava starch subjected to extrusion cooking. Di dalam: Dufour, D., G.M. O Brien, R. Best (eds) Cassava Flour and Starch : Progress in Research and Development. CIAT Publisher, Colombia. Grace, M.R Cassava Processing. Food and Agricultural Organization of The United Nations, Rome. Greenwood, C. T Starch. Di dalam : Pomeranz, Y (ed) Advance in Cereal Science and Technology. American Association of Cereal Chemist, Incorporated, St. Paul Minesota Harper, J.M Extrusion of Food vol 1. CRC Press Boca Roton, Florida. Haryadi, P Mempelajari Kinetika Gelatinisasi Pati Sagu (Metroxylon sp.). [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. 116

132 Hillocks, R.J, J.M. Thresh, dan A.C. Belloti Cassava Biology, Production, and Utilization. CABI Publishing, UK. Hizukuri, S., J. Abe, dan I. Hanashiro Starch : analytical aspects. Di dalam : Eliasson, A.C (ed) Carbohydrate in Food. 2 nd edition. CRC Taylor & Fancis, Boca Raton. Hodge, J.E. dan E. M. Osman Carbohydrates. Di dalam : Fennema, O.R (ed) Principles of Food Science. Marcel Dekker Inc., New York. Hoseney, R. C Principles of Cereal Science and Technology. 2 nd edition. American Association of Cereal Chemist Inc., St. Paul Minesota. Hubeis, M Penuntun Praktikum Pengawasan Mutu Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fateta IPB, Bogor. IITA (Internatioanl Institute of Tropical Agriculture) (1990). Cassava in tropical Africa : A reference manual. Ibadan, pp Di dalam: Aryee, F.N.A., I. Oduro, W.O Ellis, dan J.J Afuakwa The Phsycochemical Properties of Flour Samples From The Roots Of 31 Varieties Of Cassava. Food Control 17 : Iwatsuki, N., M. Kojima, E.S. Data, dan C.D.V. Villegas-Godoy Changes in cyanide content and linamarase activity in cassava roots after harvest. Di dalam : Uritani, I. dan E.D. Reyes (eds) Tropical Root Crops : Postharvest Physicology and Processing. Japan Scientific Societies Press, Tokyo. pp Jane, J.L dan J.F. Chen Effect of amylose molecular size and amylopectin branch chain length on paste properties of starch. J. Cereal Chemistry 69 (1) : Kaletunç, G dan K.J. Breslauer Characterization of Cereals and Flours. Marcel Dekker Inc., New York. Kartasapoetra, A.G Teknologi Penanganan Pasca Panen. Rineka Cipta, Jakarta. Kasim, H. dan Djunainah Deskripsi Varietas Unggul Palawija: Jagung, Sorgum, Kacang-kacangan dan Ubi-ubian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian. Kawabata, A., S. Sawayama, N. Nagashima, dan R.R.D. Rosario Physicochemical properties of starches from cassava, arrowroot, and sago. Di dalam : Uritani, I. dan E.D. Reyes (eds) Tropical Root Crops : Postharvest Physicology and Processing. Japan Scientific Societies Press, Tokyo. Kearsley, M.W. dan Dziedzic Handbook of Starch Hydrolisis Product and Their Derivatives. Blackie Academic & Academic, Glasgow. 117

133 Khalil Pengaruh kandungan air dan ukuran partikel terhadap sifat fisik pakan lokal : kerapatan tumpukan, kerapatan pemadatan tumpukan, dan berat jenis. Media Peternakan Vol. 22. No. 1 : Kilara, A Interactions of ingridients in food systems : An Introduction. Di dalam : Gaonkar, A.G dan A. McPherson (eds) Ingridient Interactions : Effect on Food Quality. 2 nd Edition. CRC Taylor & Francis, London. Knight, J.W The starch industry. Di dalam : Beynum, G.M.A.V dan J.A. Roels (eds) Starch Conversion Technology. Marcel Dekker Inc., New York and Basel. Knight, J.W Speciality food starch. Di dalam : Suriani, A. I Mempelajari Pengaruh Pemanasan dan Pendinginan Berulang Terhadap Karakteristik Sifat Fisik dan Fungsional Pati Garut (Marantha arundinacea) Termodifikasi. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Kulp, K., dan Joseph, G.P Handbook of Cereal Science and Technology. Marcell Dekker, New York. Leach, H.W Gelatinization of starch. Di dalam : Goldsworth, R (ed) Abudant Plant Varieties. World Wide Inc., New York. Lewis, M. J Physical Properties of Foods and Food Processing Systems. Woodhead Publishing Limited, UK. Li, J.Y dan A. I Yeh Relationship between thermal, rheological characteristics, and swelling power for various starches. Journal of Food Engineering 50 : Limonu, M Pengaruh Pre-Gelatinisasi dan Pembekuan Terhadap karakteristik Fisiko-kimia Jagung Muda Instan dan Penentuan Umur Simpannya. [Tesis]. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Lpez, A.C.B., A.J.G. Pereira, dan R.G. Junqueira Flour mixture of rice flour, corn, and cassava starch in the production of gluten-free white bread. Brazilian Archives of Biology and Technology 47: Luallen, T Utilizing starches in product development. Di dalam : Eliasson, A.C (ed) Starch in Food : Structure, Function, and Applications. CRC Press, Boca Raton. Makfoeld, D Deskripsi Pengolahan Hasil Nabati. Agritech Fakultas Teknologi Pertanian UGM, Yogyakarta. Maziya-Dixon, B., A.G.O. Dixon, dan A.R.A. Adebowale Targeting different end uses of cassava : genotypic variations for cyanogenic potentials and pasting properties. International Journal of Food Science and Technology 42 : Meyer, L.H Food Chemistry. Affiliated Press. Put. Ltd., New Dehli. 118

134 Mitolo, J.J Starch selection and interaction in foods. Di dalam : Gaonkar, A.G dan A. McPherson (eds) Ingridient Interactions : Effect on Food Quality. 2 nd Edition. CRC Taylor & Francis, London. Moorthy, S.N Tropical source of starch. Di dalam : Eliasson, A.C (ed) Starch in Food : Structure, Function, and Applications. CRC Press, Boca Raton. Moorthy, S.N., J. Rickard, dan J.M.V. Blandshard Influence of gelatinization characteristics of cassava starch properties of some food products. Di dalam: Dufour, D., G.M. O Brien, R. Best (eds) Cassava Flour and Starch : Progress in Research and Development. CIAT Publisher, Colombia. Muchtadi, D Aspek Biokimia dan Gizi dalam Keamanan Pangan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor. Muchtadi, T. R. dan Sugiyono Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan. Pusat Antar Universitas, Institut Pertanian Bogor. Mulyandari, S.H Kajian Perbandingan Sifat-sifat Pati Umbi-Umbian dan Pati Biji-Bijian. [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Tekonolgi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Niba, L.L., M.M. Bokanga, F.L. Jackson, D.S. Schlimme, dan B.W. Li Pshysochemical properties and starch granular characteristics of flour from various manihot esculanta (cassava) genotypes. Journal of Food Science 67 : Nugroho, B.A Strategi Jitu : Memilih Metode Statistik Penelitian dengan SPSS. Penerbit Andi, Yogyakarta. Olkku, J. dan C. Rha Gelatinization of starch and wheat flour starch. Di dalam: Pomeranz, Y Functional Properties of Food Components. Academic Press Inc., London. Padonou, W., C. Mestres, dan M. C. Nago The quality of boiled cassava roots: instrumental characterization and relationship with physicochemical properties and sensorial properties. Food Chemistry 89 : Panikulata, G Potensi Modified Cassava Flour (MOCAF) Sebagai Substituen Tepung Terigu Pada Produk Kacang Telur. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Pomeranz, Y Advance in Cereal Science and Technology. American Association of Cereal Chemist, Incorporated, St. Paul Minesota Pomeranz, Y Functional Properties of Food Components. Academic Press Inc., London. 119

135 Powel, E.L Starch amylopectin (waxy corn and waxy sorghum). Di dalam : Whistler, R.L. dan J.N. BeMiller (eds) Industrial Gum : Polysaccharides and Their Derivatives. Academic Press, New York. Prihandana, R. dkk Bioetanol Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. PT AgroMedia Pustaka, Jakarta. Purwono dan H. Purnamawati Budidaya 8 Jenis Tanaman Pangan Unggul. Penebar Swadaya, Depok. Radley, J. A Examination and Analysis of Strach and Starch Products. Applied Science Publisher Ltd., London Industrial Uses of Starch and Its Derivatives. Applied Science Publisher Ltd., London Starch Production Technology. Applied Science Publisher Ltd., London. Rahman, A. M Mempelajari Karakteristik Kimia dan Fisik Tapioka dan MOCAL (Modified Cassava Flour) Sebagai Penyalut Kacang Pada Produk kacang Salut. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Ropiq, S Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Ganyong (Canna edulis, Kerr.). [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Rukmana, R.H Ubi Kayu, Budidaya, dan Pasca Panen. Kanisius, Jakarta. Sabrina, E Karakterisasi Tepung Singkong Dari Beberapa Varietas Ubi Kayu. [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Sajeev, M.S., S.N. Moorthy, R. Kailappan, dan V.S. Rani Gelatinization characteristics of cassava starch settled in the presence of different chemicals. Starch/Stärke 54 : Sathe, S. K. dan D. K. Salunkhe Isolation partial characterization and modification of the great northern bean (phaseolus vulgaris) starch. J. Food Science 46(2) : Schoch, T.J The fractionation of starch. Di dalam : Ropiq, S Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Ganyong (Canna edulis, Kerr.). [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor Starches in food. Di dalam : Schultz, H.W., R.F.Cain, dan R.W.Wrolstad (eds) Symposium of Foods : Carbohydrates and Their Roles. The AVI Publishing, Westport Connecticut. 120

136 Schultz, H.W., R.F.Cain, dan R.W.Wrolstad Symposium of Foods : Carbohydrates and Their Roles. The AVI Publishing, Westport Connecticut. Siswoyo, T.A Pengaruh perbedaan ekstraksi lipid terhadap gelatinisasi dan retrogradasi tepung melinjo (Gnetum gnemon). Jurnal Teknologi dan Industri Pangan. XV (2) : Sriroth, K., K. Plyachomkwan, S. Wanlapatit, dan C.G. Oates Cassava starch technology: the Thai experience. Starch/Stärke 52 : Sudarmadji, S., Bambang.H, dan Suhardi Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Edisi Keempat. Alberti, Yogyakarta. Sudarmadji, S., Bambang.H, dan Suhardi Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Edisi Kedua. Penerbit Lyberti, Yogyakarta. Suriani, A. I Mempelajari Pengaruh Pemanasan dan Pendinginan Berulang Terhadap Karakteristik Sifat Fisik dan Fungsional Pati Garut (Marantha arundinacea) Termodifikasi. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Swinkels, J.J.M Source of starch, its chemistry and physic. Di dalam : Beynum, G.M.A.V dan J.A. Roels (eds) Starch Conversion Technology. Marcel Dekker Inc., New York. Syamsir, E., H.N. Lioe, H.D. Kusumaningrum, N.E. Suyatma, S. Koswara, L. Nuraida, dan S. Budijanto Teknologi Pengeringan Sweet Potato Flakes. Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB. Syarif, R dan H. Halid Teknologi Penyimpanan Pangan. Argan, Jakarta. Taggart, P Starch as an ingredient : manufacture and applications. Di dalam: Eliasson A.C (ed.) Starch in Food : Structure, Function, and Applications. CRC Press, Boca Raton. Tam, L.M., H. Corke, W.T. Tan, J. Li, dan L.S. Collado Production of bihontype noodle from maize starch differing in amylase content. J. Cereal Chemistry 81 (4) : Tjokroadikoesoemo, P.S HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. P.T. Gramedia, Jakarta. Tonukari, N.J Cassava and the future of starch. Journal of Biotechnology 7 : 5-8. Ulyarti Mempelajari Sifat-Sifat Amilografi Pada Amilosa, Amilopektin, dan Campurannya. [Skripsi]. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Uritani, I. dan E.D. Reyes Tropical Root Crops : Postharvest Physicology and Processing. Japan Scientific Societies Press, Tokyo. 121

137 Vaclavik, V.A., dan E.W. Christian Essentials of Food Science 2 nd edition. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. Walpole, R.E Pengantar Statistika. Edisi ke-3. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Wasserrman, L.A., T.A. Mischarina, dan V.P. Yuryev Interaction native starches with low molecular organic coumpounds. Di dalam : Yuryev, V.P., A. Cesaro, dan W.J. Bergthaller (eds) Starch and Starch Containing Origins Structure, Properties, and New Technologies. Nova Science Publisher Inc., New York Wattanachant, S., S.K.S. Muhammad, D.M. Hashim, dan R.A. Rahman Characterisation of hydroxypropylated crosslinked sago starch as compared to commercial modified starches. J. Sci. Technol. 24(3) : Whistler, R.L. dan J.N. BeMiller Industrial Gum : Polysaccharides and Their Derivatives. Academic Press, New York. Whistler, R.L., J.N. BeMiller, dan E.F. Paschall Starch Chemistry and Technology. 2 nd Edition. Academic Press Inc., Orlando. Winarno, F. G Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia, Jakarta. Wirakartakusumah, M. A., A. Kamarudin, dan A. M. Syarif Sifat Fisik Pangan. Depdikbud PAU Pangan dan Gizi. PT. Gramedia, Jakarta. Wong, D. W. S Mechanism and Theory in Food Chemistry. An AVI Book, New York. Wurzburg, O.B Starch in the food industry. Di dalam : Furia, T. E (ed) Handbook of Food Additives. The Chemical Rubber Co., Ohio. Young, A.H Fractination of starch. Di dalam : Whistler, R.L., J.N. BeMiller, dan E.F. Paschall (eds) Starch Chemistry and Technology. Academic Press Inc., Orlando. Yuryev, V.P., A. Cesaro, dan W.J. Bergthaller Starch and Starch Containing Origins Structure, Properties, and New Technologies. Nova Science Publisher Inc., New York Zobel, H.F Gelatinization of starch and mechanical properties of starch pastes. Di dalam : Whistler, R.L., J.N. BeMiller, dan E.F. Paschall (eds) Starch Chemistry and Technology. Academic Press Inc., Orlando. Zulkhair, H Karakterisasi Tepung Jagung Lokal dan Mie Basah Jagung Yang Dihasilkan. [Skripsi]. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor. 122

138 LAMPIRAN

139 Lampiran 1. Alat produksi tapioka No. Nama alat Gambar Spesifikasi 1. Pemarut PILOT PLAN Seafast Center 3-PHASE INDUCTION MOTOR Type Y100L1-4 3 HP, 220/380 V, 50 Hz, A 1430 r/min INS. CL B IP 44 S1 STANDARD JB/T No. B Made in China 2. Penyaring PILOT PLAN Seafast Center High Speed Bean Grinding/Separating Machine Shan Yen Machinery Co., LTD. Type MH 230 Date V 3. Oven pengering Laboratorium ITP 124

140 4. Pin Disc mill PILOT PLAN PAU TECO 3 Phase Induction Code AEE AO 4 Pole, INS RPM BS 4999 & 5000 Cont Rating 198 BRG No SER No. IF Hz, 220 volt, 8077 A TECO ELEC & MACH PTE, LTD Made in Singapore Kapasitas : 6.25 kg/jam 5. Pengayak 100 mesh PILOT PLAN PAU 125

141 Lampiran 2. Penampakan Tapioka Keempat Varietas 126