PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA PERENDAMAN GRITS

PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA PERENDAMAN GRITS JAGUNG PUTIH VARIETAS LOKAL (Zea mays L.) TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK, KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG YANG DIHASILKAN NUR AINI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, April 2009 Nur Aini NRP. F261040021

3 ABSTRACT NUR AINI. Effects of Spontaneous Fermentation During Soaking of Local Variety of White Corn (Zea mays L.) on Physicals, Chemical and Functional Characteristics of Its Flour. Under direction of PURWIYATNO HARIYADI, TIEN R. MUCHTADI and NURI ANDARWULAN. The uses of white corn in food industry in Indonesia are still limited. To explore the potential uses, evaluation of chemical physical, and functional properties of white corn flour is needed. The objective of this study was to evaluate chemical, physical and functional properties of white corn flour, and its changes as affected by spontaneous fermentation during soaking of white corn grits. Corn flour was prepared by soaking of white corn grits followed by drying and grinding. Soaking was done at closed pan and controlled temperature, to promote spontaneous fermentation. The resulted flour was fractionated using multiple sieve of 100 mesh (150 µm), 150 mesh (106 µm) and 200 mesh (75µm) and analyzed for its chemicals, physicals and functional characteristics. Fermentation process as long as 24 hr will reduce gelatinization temperature (Tg) of resulted flour from 82 o C to 76.2 o C; but finally Tg would increase (85.2 o C) at 72 hr of fermentation. Fermentation process of corn grits do not affect its peak viscosity (in the range of 493-560BU), but will increase only after fermentation of more than 48-60 hr (648-573 BU); and further fermentation would reduce the peak viscosity (550 BU)similar to that of flour resulted from process without fermentation. Flour resulted from corn grits after fermentation process of 12 hr has breakdown viscosity of 0 BU. This suggests that heat stability of flour produced from corn grits after 12 hr fermentation is higher that that of control flour (breakdown viscosity of 68 BU). The breakdown viscosity was maintained relatively constant until fermentation process up to 60 hr; and finally decreases to -60 BU after 72 hr of fermentation. Measured as ratio of cold viscosity/hot viscosity after 15 minutes of stirring at constant temperature of 95 o C ( Vpa 15 Vd ), tendency of retrogradation was reduced by fermentation process for 48 hr ( Vpa 15 = 2.97). After 48 fermentation of corn Vd = 1.87) as compared to that of control ( Vd Vpa 15 grits do not affect the tendency of retrogradation of the resulted flour; at which Vd remain at 2.14. Flour produced using fermentation process of corn grits Vpa 15 exhibit very high gel strength. After 48 hr fermentation of corn grits, the flour has gel strength of 19.47 gforce, very high as compared to that of control flour of 5.95 gforce. Further fermentation of more than 48 hr only slightly reduced the gel strength to 14.48 gforce, still very high as compared to that of control flour. The smaller particle size, the lower fiber content, loose density, packed density, gelatinization temperature and gel strength o, the higher protein and fat content, angle of repose, whiteness, water absorption capacity, oil absorption capacity, peak viscosity, breakdown viscosity, tendency of retrogradation and gel stickiness

4 of the resulted flour. Using correlation and regression analysis several correlation equations were proposed to be used as a prediction tools of several chemical, physical and functional properties as affected by extend of fermentation process and particle size of flour. Several equations proposes were Tg = 0.006t 2-0.39t + 82.8; Vpa 15 = 2.17t + 452.3, Gs i = -0.0084t 2 + 0.57t + 18.754, Gs ii = -0.0091t 2 + 0.6628T + 12.923, where Tg is gelatinization temperature ( o C), Vpa 15 is hot viscosity after 15 minutes constant stirring (Brabender Unit; BU), Gs i and Gs ii are gel strength (gforce) of corn flour with particle size of >150-250 µm and >106-150 µm, respectively, and t is length of fermentation (steeping) of corn grits (hr). Overall, our results showed that control of length of fermentation of corn grits and particle size may be used as a mean t control several chemical, physical and functioal properties of the resulted corn flour. Key Words: white corn, spontaneous fermentation, particle size, physics, chemical, functional.

5 RINGKASAN NUR AINI. Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan. Dibawah bimbingan PURWIYATNO HARIYADI, TIEN R. MUCHTADI dan NURI ANDARWULAN. Jagung putih mempunyai karakter hard endosperm sehingga memiliki keterbatasan dalam proses penggilingan untuk digunakan sebagai bahan makanan yang berbasis pati. Salah satu alternatif pengolahan jagung dan sebagai bentuk diversifikasi pangan adalah pembuatan tepung jagung. Dalam penelitian ini akan dipelajari pengaruh fermentasi spontan selama perendaman grits jagung putih terhadap karakteristik fisik, kimia dan fungsional tepung yang dihasilkan dan penentuan waktu fermentasi optimum untuk mendapatkan sifat tepung sesuai dengan yang diinginkan. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk mempelajari dan melakukan modifikasi sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung putih dengan metode fermentasi spontan. Pada tahap pertama dilakukan pembuatan tepung jagung 60 mesh menggunakan metode fermentasi spontan dengan cara perendaman grits jagung putih, dan dilanjutkan dengan analisa sifat fisik, kimia dan fungsionalnya. Pada tahap ini juga dilakukan fraksinasi tepung jagung 60 mesh menggunakan ayakan bertingkat 100 mesh (150 µm), 150 mesh (106 µm) dan 200 mesh (75µm) sehingga didapatkan empat kelompok ukuran partikel tepung, selanjutnya dilakukan analisa sifat fisik, kimia dan fungsionalnya. Penelitian ini menunjukkan bahwa proses fermentasi selama perendaman grits jagung putih menurunkan kadar protein, lemak, serat kasar, abu, pati, gula reduksi, ph, densitas kamba dan kapasitas penyerapan minyak; serta meningkatkan sudut curah, derajat putih dan kapasitas penyerapan air pada tepung yang dihasilkan. Proses fermentasi grits jagung putih sampai 24 jam akan menurunkan suhu gelatinisasi tepung yang dihasilkan, dari 82 o C pada tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi menjadi 76.2 o C. Fermentasi lanjutan dari 24 jam sampai 48 jam suhu gelatinisasi relatif tetap (76.7 o C) dan fermentasi lanjutan sampai 72 jam meningkatkan suhu gelatinisasi (85.2 o C). Tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi mempunyai viskositas puncak 493 BU, dan proses fermentasi sampai 36 jam menghasilkan tepung jagung dengan viskositas puncak relative tetap (560 BU). Selanjutnya, tepung jagung yang dihasilkan melalui proses fermentasi selama 48 jam menunjukkan viskositas puncak meningkat (648 BU), dan bertahan sampai dengan perendaman grits jagung selama 60 jam (573 BU). Proses fermentasi grits jagung selama 72 jam menghasilkan tepung jagung dengan viskositas puncak menurun lagi (550 BU), hampir sama dengan viskositas puncak tepung jagung tanpa fermentasi. Tepung jagung yang dihasilkan dengan proses fermentasi jagung selama 12 jam mempunyai breakdown viscosity 0 BU, sehingga stabilitas pemanasan lebih tinggi daripada tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi (68 BU). Stabilitas ini terus dipertahankan selama fermentasi sampai jam ke 60, dan setelah 72 jam stabilitas pemanasan menurun menjadi -60 BU. Proses fermentasi menurunkan kecenderungan retrogradasi tepung yang dihasilkan. Hal ini

6 ditunjukkan dengan menurunnya rasio viskositas dingin dibanding viskositas panas setelah 15 menit pengadukan pada suhu 95 o C ( Vd ), yaitu dari 2.97 untuk Vpa 15 tepung yang dibuat tanpa proses fermentasi menjadi 1.87 pada tepung yang diperoleh dengan proses fermentasi 48 jam. Proses fermentasi lanjutan selama 48 sampai 72 jam tidak mengubah kecenderungan retrogradasi tepung jagung. Tepung jagung yang dihasilkan dengan perendaman 48 jam mempunyai kekuatan gel yang meningkat (19.47 gforce) dibandingkan tepung jagung yang dibuat tanpa fermentasi (5.95 gforce), namun kekuatan gel ini akan mengalami sedikit penurunan (14.48 gforce) jika perendaman dilanjutkan selama 60 jam. Berdasarkan pada hasil analisa korelasi dan regresi, di antara beberapa sifat kimia, kadar protein paling berpengaruh terhadap sifat fisik dan fungsional tepung jagung. Semakin rendah kadar protein tepung jagung semakin rendah loose density, packed density, sudut curah, kapasitas penyerapan minyak dan retrogradasi tepung jagung; tetapi semakin tinggi derajat putih, kapasitas penyerapan air, viskositas puncak dan stabilitas pemanasan. Berdasarkan pada hasil analisa korelasi dan regresi, di antara beberapa sifat fisik, packed density merupakan faktor paling berpengaruh terhadap sifat fungsional. Semakin besar packed density tepung jagung, semakin besar kapasitas penyerapan minyak dan retrogradasi tepung jagung; tetapi semakin kecil derajat putih, kapasitas penyerapan air, stabilitas pemanasan serta sudut curah. Semakin kecil ukuran partikel tepung jagung, semakin kecil kadar serat kasar, loose density, packed density, suhu gelatinisasi dan kekuatan gel sedangkan kadar protein, kadar lemak, sudut curah, derajat putih, kapasitas penyerapan air, kapasitas penyerapan minyak, viskositas puncak, breakdown viscosity, retrogradasi dan kelengketan gel meningkat. Pada tepung berukuran partikel 75 µm, fermentasi selama 30 jam meningkatkan kapasitas penyerapan air menjadi 128.9% dari tepung jagung non fermentasi (115.9 %), dan fermentasi lanjutan sampai 70 jam akan menurunkan kembali kapasitas penyerapan air (113.6%); sedangkan fermentasi grits selama 70 jam menurunkan kapasitas penyerapan minyak menjadi 69.3% dari tepung non fermentasi (82.8%). Semakin kecil ukuran partikel tepung, semakin besar kemungkinan terjadinya retrogradasi. Pada tepung berukuran partikel 75 µm fermentasi grits selama 30 jam menurunkan Vd (2.08) dari tepung non fermentasi (2.80) dan Vpa 15 fermentasi lanjutan sampai 70 jam meningkatkan lagi Vd (3.11); sedangkan pada tepung berukuran partikel >150 250µm fermentasi grits selama 45 jam menurunkan Vd (1.88) dari tepung non fermentasi (2.37) dan fermentasi Vpa 15 lanjutan sampai 70 jam meningkatkan lagi Vd (2.40) Semakin kecil ukuran partikel tepung, semakin rendah kekuatan gel. Pada tepung berukuran partikel >150-250 µm, fermentasi selama 30 jam meningkatkan kekuatan gel (27.9 gforce) dari tepung non fermentasi (18.6 gforce), fermentasi lanjutan sampai 45 jam tidak mengubah kekuatan gelnya (27.6 gforce), dan waktu fermentasi selanjutnya sampai 70 jam akan menurunkan kekuatan gel (17.6 Vpa 15 Vpa 15

7 gforce). Pada tepung berukuran partikel >106-150 µm, fermentasi selama 45 jam meningkatkan kekuatan gel (25.4 gforce) dari tepung non fermentasi (13.2 gforce), dan waktu fermentasi selanjutnya sampai 70 jam akan menurunkan kekuatan gel (14 gforce). Dengan menggunakan analisa korelasi dan regresi, diperoleh beberapa persamaan yang bisa digunakan untuk memprediksi pengaruh lama proses fermentasi spontan (perendaman) terhadap beberapa sifat fisik, kimia dan fungsional. Beberapa persamaan tersebut adalah Tg = 0.006t 2-0.39t + 82.8; Vpa 15 = 2.17t + 452.3, Gs i = -0.0084t 2 + 0.57t + 18.754, Gs ii = -0.0091t 2 + 0.6628T + 12.923 dimana Tg adalah suhu gelatinisasi ( o C), Vpa 15 adalah viskositas panas 15 menit (BU), Gs i dan Gs ii adalah kekuatan gel tepung jagung berukuran partikel >150-250 µm dan >106-150 µm dalam g force, dan t adalah waktu fermentasi grits jagung (jam). Penelitian ini menunjukkan bahwa pengaturan lama proses fermentasi dan ukuran partikel dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung putih. Kata kunci: jagung putih, fermentasi spontan, ukuran partikel, fisik, kimia, fungsional

8 Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

9 PENGARUH FERMENTASI SPONTAN SELAMA PERENDAMAN GRITS JAGUNG PUTIH VARIETAS LOKAL (Zea mays L.) TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK, KIMIA DAN FUNGSIONAL TEPUNG YANG DIHASILKAN NUR AINI Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Pangan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

10 Judul Disertasi Nama NRP : Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan : Nur Aini : F261040021 Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc Ketua Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, M.Si Anggota Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.Si Anggota Mengetahui Ketua Program Studi Ilmu Pangan Dekan Sekolah Pasca Sarjana Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S Tanggal Ujian: 24 Maret 2009 Tanggal Lulus: 8 April 2009

11 PRAKATA Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberi rahmat dan berkahnya sehingga penulisan disertasi yang berjudul Pengaruh Fermentasi Spontan Selama Perendaman Grits Jagung Putih Varietas Lokal (Zea mays L.) Terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Fungsional Tepung yang Dihasilkan dapat diselesaikan. Disertasi ini dibuat sebagai salah satu syarat mahasiswa pascasarjana program S3 untuk meraih gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Pangan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang sangat tulus dan mendalam kepada Ketua Komisi Pembimbing Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing, berdiskusi, memberikan arahan dan wawasan ilmu terutama di bidang rekayasa pangan serta memberikan dorongan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan program S3 ini; anggota Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Tien R. Muchtadi, M.S. dan Dr. Ir. Nuri Andarwulan yang telah meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan saran dan tambahan pengetahuan kepada penulis. Terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, M.Sc sebagai dosen penguji luar komisi pada ujian tertutup atas saran-saran dan masukannya yang sangat menambah cakrawala pengetahuan penulis terutama di bidang Ilmu Pangan, serta demi kesempurnaan Disertasi ini. Terima kasih kepada Dr. Ir. S. Joni Munarso, MS dan Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, M.Si sebagai dosen penguji pada ujian terbuka atas saran-saran, diskusi dan masukannya yang menambah pengetahuan penulis dan demi kesempurnaan Disertasi ini. Terima kasih kepada Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc selaku ketua Program Studi Ilmu Pangan atas saran-saran dan masukannya pada ujian tertutup. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc sebagai pimpinan sidang pada ujian tertutup, juga atas saran-saran dan masukannya; juga kepada Dr. Ir. Sam Herodian, MS sebagai Dekan Fakultas Teknologi Pertanian atas kesediaannya sebagai pimpinan sidang pada Ujian terbuka. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada para Staf Pengajar di lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, khususnya pada Program Studi Ilmu Pangan yang telah memberikan ilmu dan pengalaman selama penulis menempuh pendidikan di IPB. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Rektor Universitas Jenderal Soedirman, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Jurusan Teknologi Pertanian dan Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto atas ijin dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di IPB. Penulis mengucapkan terimakasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Dikti) yang telah memberikan Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) untuk penulis mengikuti program Doktor di IPB. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (DP2M) Dikti yang telah membantu sebagian dana penelitian melalui program Hibah Bersaing XIV 2006-2007. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada

12 PT Indofood Sukses Makmur Tbk. melalui Program Indofood Riset Nugraha 2008 yang telah membantu sebagian dana penelitian. Terima kasih kepada Yayasan Dana Sejahtera Mandiri (Damandiri) atas bantuannya pada penulisan Disertasi. Kepada Ayahanda Munawar (almarhum) dan Ibunda Muslihah, penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih yang mendalam atas didikan, doa restu, dorongan dan motivasi serta bantuan moril dan materiil sehingga memberikan dukungan yang luar biasa bagi penulis untuk menyelesaikan pendidikan hingga ke jenjang tertinggi. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada kakak-kakak, adik-adik dan semua saudara atas doa dan dukungannya selama penulis mengikuti pendidikan di IPB. Rasa terimakasih yang sangat tulus penulis sampaikan kepada Ananda Hanif Ainurrizky yang dengan penuh pengertian dan sabar mendampingi selama penulis mengikuti program S3 ini. Terima kasih kepada Ir Supadmo dari Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jawa Tengah di Ungaran yang telah membantu pengadaan jagung putih. Terima kasih kepada para sahabat di Program Studi Ilmu Pangan IPB, baik yang telah lulus (Akhyar, M.Si, Dr. Ir. Sussi Astuti, Msi, Dr. Ir. Yuspihana Fitrial, M.Si) maupun yang masih dalam proses kelulusan, atas persahabatan yang indah serta kerjasama yang baik selama penulis menempuh studi S3. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman di Jurusan Teknologi Pertanian, terutama program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Universitas Jenderal Soedirman atas dukungannya dalam menempuh program S3. Terima kasih juga kepada staf administrasi dan teknisi, baik di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan serta Seafast Center IPB atas bantuannya selama penelitian. Akhirnya semua budi baik yang diberikan kepada penulis semoga diterima dan diberi balasan berlipat ganda oleh Allah SWT. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi khasanah ilmu pengetahuan. Amin. Bogor, April 2009 Nur Aini

13 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pati tanggal 1 Februari 1973 dari Bapak Munawar dan ibu Muslihah. Penulis merupakan putri kedua dari lima bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Pengolahan Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM pada tahun 1990 sampai 1995. Pada tahun 1999, penulis diterima di Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Program Pasca Sarjana UGM dan menyelesaikannya pada tahun 2001. Kesempatan untuk melanjutkan ke program doktor pada Program Studi Ilmu Pangan IPB diperoleh pada tahun 2004. Beasiswa pendidikan diperoleh dari Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional. Penulis bekerja sebagai dosen di Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Jendral Soedirman Purwokerto sejak tahun 1997 sampai sekarang. Karya ilmiah berjudul Hubungan Sifat Fisikokimia dan Amilografi Tepung Jagung Putih yang Dipengaruhi Waktu Perendaman Grits Jagung telah disajikan pada Seminar Nasional Perhimpunan Ahli Teknologi Pangan (PATPI) di Palembang pada bulan Oktober 2008. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul Hubungan Sifat Kimia dan Rheologi Tepung Jagung Putih dengan Fermentasi Spontan Grits Jagung di Forum Pasca Sarjana IPB volume 2 tahun 2009. Artikel-artikel tersebut merupakan bagian dari disertasi penulis dalam menyelesaikan program S3.

14 Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, M.Sc Penguji pada Ujian Terbuka : 1. Dr. Ir. S. Joni Munarso, MS 2. Dr. Ir. Titi Chandra Sunarti, M.Si

15 DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR ISTILAH DAFTAR ISI Halaman iii v viii X 1. PENDAHULUAN 1 1.1 Latar belakang 1 1.2 Tujuan penelitian 6 1.3 Manfaat penelitian 6 2. TINJAUAN PUSTAKA 7 2.1 Komposisi kimia dan anatomi biji jagung 7 2.2 Jagung putih 9 2.3 Tepung jagung 11 2.4 Pati jagung 12 2.4.1 Amilosa 14 2.4.2 Amilopektin 15 2.5 Fermentasi spontan pada proses pengolahan serealia dan 15 umbi-umbian 2.6 Sifat fisik tepung 17 2.6.1 Ukuran partikel 18 2.6.2 Densitas kamba 19 2.6.3 Sifat alir 20 2.7 Sifat fungsional adonan 21 2.7.1 Gelatinisasi dan sifat adonan 21 2.7.2 Sifat rheologi 24 3. BAHAN DAN METODE 25 3.1 Waktu dan tempat penelitian 25 3.2 Bahan dan alat 25 3.3 Metode penelitian 26 3.4 Prosedur analisa 31 3.5 Analisa data 38 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 39 4.1 Komposisi kimia bahan baku 39 4.2 Pengaruh waktu fermentasi spontan grits jagung terhadap 40 sifat fisik, kimia dan fungsional tepung jagung 4.2.1 Komposisi kimia tepung jagung 40 4.2.2 Ukuran partikel tepung jagung 48 4.2.3 Densitas kamba tepung jagung 49

16 4.2.4 Sudut curah tepung jagung 54 4.2.5 Derajat putih tepung jagung 56 4.2.6 Kapasitas penyerapan air 59 4.2.7 Kapasitas penyerapan minyak 61 4.2.8 Suhu gelatinisasi 62 4.2.9 Viskositas puncak 64 4.2.10 Sifat adonan selama pemanasan 66 4.2.11 Retrogradasi adonan 72 4.2.12 Sifat gel 74 4.3 Validasi model prediktif yang dihasilkan 80 4.3.1 Packed density tepung jagung 80 4.3.2 Loose density tepung jagung 81 4.3.3 Sudut curah tepung jagung 81 4.3.4 Derajat putih tepung jagung 82 4.3.5 Suhu gelatinisasi 83 4.3.6 Viskositas panas saat dipertahankan selama 15 83 menit pada suhu 95 o C (Vpa 15 ) 4.3.7 Rasio viskositas dingin dibanding viskositas panas 84 saat dipertahan selama 15 menit pada suhu 95 o C 4.3.8 Kekuatan gel 85 4.4 Pengaruh interaksi waktu fermentasi grits jagung dan 86 ukuran partikel tepung terhadap sifat fisikokimia tepung dan fungsional adonan jagung 4.4.1 Komposisi kimia tepung jagung 87 4.4.2 Densitas kamba tepung jagung 92 4.4.3 Sudut curah tepung jagung 96 4.4.4 Derajat putih tepung jagung 99 4.4.5 Kapasitas penyerapan air 101 4.4.6 Kapasitas penyerapan minyak 102 4.4.7 Suhu gelatinisasi 103 4.4.8 Viskositas puncak 104 4.4.9 Sifat adonan selama pemanasan 109 4.4.10 Retrogradasi adonan 113 4.4.11 Sifat gel 115 4.5 Pembahasan umum 117 5. SIMPULAN DAN SARAN 121 5.1 Simpulan 121 5.2 Saran 123 DAFTAR PUSTAKA 124 LAMPIRAN 133

17 DAFTAR TABEL 1. Beberapa proses fermentasi spontan yang dilakukan pada serealia dan umbi-umbian Halaman 2. Distribusi komponen-komponen utama jagung 9 3. Komposisi kimia jagung putih dan kuning 10 4. Beberapa sifat penting amilosa dan amilopektin 14 5. Komposisi kimia jagung putih pipilan, grits jagung dan tepung jagung 6. Komposisi kimia tepung jagung putih yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 7. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap ph air perendam 8. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar pati, gula reduksi dan ph tepung jagung yang dihasilkan 9. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar amilosa tepung jagung 10. Loose dan packed density tepung jagung dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 11. Sudut curah tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 12. Derajat putih tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 13. Kapasitas penyerapan air tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 14. Kapasitas penyerapan minyak tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 15. Suhu gelatinisasi adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 16. Viskositas puncak adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 17. Sifat-sifat adonan jagung selama pemanasan yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 18. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kecenderungan retrogradasi adonan tepung jagung 19. Sifat gel adonan jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung 5 40 40 42 46 48 50 55 57 60 61 63 65 67 73 75

18 20. Model prediktif beberapa sifat fisik dan fungsional tepung jagung berdasar waktu fermentasi grits jagung 21. Hasil pengukuran dan prediksi packed density tepung jagung 80 22. Hasil pengukuran dan prediksi loose density tepung jagung 81 23. Hasil pengukuran dan prediksi sudut curah tepung jagung 24. Hasil pengukuran dan prediksi derajat putih tepung jagung 83 25. Hasil pengukuran dan prediksi suhu gelatinisasi tepung jagung 83 26. Hasil prediksi dan pengukuran Vpa 15 84 27. Vd 84 Hasil pengukuran dan prediksi Vpa15 79 82 28. Hasil pengukuran dan prediksi kekuatan gel tepung jagung 29. Model prediktif sifat fisik dan fungsional tepung jagung yang telah divalidasi 30. Komposisi kimia tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung jagung 31. Kadar pati, kadar gula reduksi dan ph tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi jagung dan ukuran partikel tepung 85 86 88 91

19 DAFTAR GAMBAR 1. Potongan melintang jagung yang menunjukkan lokasi komponen-komponen utama Halaman 2. Jagung putih dan kuning 10 3. Struktur internal dan organisasi granula pati 13 4. Ilustrasi kurva sifat-sifat gelatinisasi 23 5. Jagung putih yang digunakan 25 6. Pembuatan tepung jagung putih 27 7. Diagram alir jalannya penelitian tahap 1 dan 2 29 8. Diagram alir jalannya penelitian tahap 3 30 9. Bahan baku yang digunakan (a) jagung putih pipilan (b) grits 39 jagung 10. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar protein tepung jagung 43 11. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap 44 konduktivitas air perendam 12. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap ph tepung 46 jagung 13. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap kadar gula 47 reduksi tepung jagung 14. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap distribusi 49 ukuran partikel tepung jagung 15. Pengaruh kadar protein terhadap packed density tepung 51 jagung 16. Pengaruh kadar serat kasar terhadap loose density tepung 52 jagung 17. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap densitas 54 kamba tepung jagung 18. Pengaruh loose density terhadap sudut curah tepung jagung 56 19. Tepung jagung yang dibuat dari fermentasi grits jagung 57 selama 0, 36 dan 60 jam 20. Pengaruh kadar protein terhadap derajat putih tepung jagung 58 21. Pengaruh packed density terhadap derajat putih tepung jagung 59 22. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap suhu gelatinisasi adonan jagung 64 7

20 23. Amilografi tepung jagung yang dihasilkan dengan waktu fermentasi grits jagung 24. Pengaruh kadar protein terhadap viskositas panas 15 menit 69 25. Pengaruh packed density tepung terhadap viskositas panas 15 menit 26. Pengaruh kadar protein tepung jagung terhadap Rv ( Vd ) 73 Vpa 15 27. Pengaruh ph tepung jagung terhadap kekuatan gel 76 28. Pengaruh kadar gula reduksi tepung jagung terhadap kekuatan gel 29. Partikel tepung jagung tanpa fermentasi dilihat menggunakan scanning electron microscope (SEM) 30. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap kadar serat kasar tepung jagung 31. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap kadar protein tepung jagung 32. Pengaruh kadar protein dan ukuran partikel terhadap packed density tepung jagung. 33. Pengaruh kadar serat kasar dan ukuran partikel tepung terhadap packed density tepung jagung 34. Hubungan kadar serat kasar dengan packed density tepung jagung 35. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap loose density tepung jagung. 36. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap packed density tepung jagung. 37. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap sudut curah tepung jagung. 38. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap sudut curah tepung jagung putih 39. Pengaruh packed density dan ukuran partikel tepung terhadap sudut curah tepung jagung putih. 40. Tepung jagung yang dibuat dari fermentasi grits jagung selama 15 jam 41. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap derajat putih tepung jagung. 42. Pengaruh ph dan ukuran partikel tepung terhadap derajat putih tepung jagung. 67 71 77 87 89 90 93 93 94 95 96 97 98 98 99 100 100

21 43. Pengaruh packed density dan ukuran partikel tepung terhadap derajat putih tepung jagung. 44. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap kapasitas penyerapan air tepung jagung. 45. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap kapasitas penyerapan minyak tepung jagung. 46. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap suhu gelatinisasi tepung jagung. 47. Pengaruh ukuran partikel terhadap amilografi tepung jagung non fermentasi 48. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas puncak tepung jagung. 49. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung terhadap amilografi tepung jagung berukuran partikel 75 µm 50. Pengaruh sudut curah dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas puncak adonan jagung. 51. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas puncak adonan jagung 52. Pengaruh kadar amilosa dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas puncak adonan jagung. 53. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas panas 15 menit pasta jagung. 54. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap breakdown viscosity pasta jagung. 55. Pengaruh kadar lemak dan ukuran partikel tepung terhadap breakdown viscosity pasta jagung. 56. Pengaruh sudut curah dan ukuran partikel tepung terhadap breakdown viscosity pasta jagung. 57. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap viskositas dingin pasta jagung. 58. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel Vd tepung terhadap adonan jagung. Vpa15 59. Pengaruh ukuran partikel tepung terhadap amilografi tepung jagung fermentasi 70 jam 60. Pengaruh waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung terhadap kekuatan gel tepung jagung 101 102 103 104 105 106 106 107 108 109 110 110 111 112 114 114 115 116

22 DAFTAR LAMPIRAN 1. Partikel tepung jagung fermentasi 45 jam dilihat menggunakan scanning electron microscope (SEM) 2. Korelasi antara loose density dan packed density dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 3. Korelasi antara sudut curah dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 4. Korelasi antara derajat putih dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 5. Korelasi antara kapasitas penyerapan air dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung Halaman 133 134 135 136 137 6. Korelasi antara kapasitas penyerapan minyak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 7. Korelasi antara suhu gelatinisasi dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 8. Korelasi antara viskositas puncak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 9. Korelasi antara stabilitas pasta jagung selama pemanasan dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 10. Korelasi antara retrogradasi pasta jagung dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 11. Korelasi antara kekuatan dan kelengketan gel dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung 12. Korelasi antara loose density dan packed density dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 13. Korelasi antara sudut curah dengan variabel kimia dan fisik 145 138 139 140 141 142 143 144

23 tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 14. Korelasi antara derajat putih dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 15. Korelasi antara kapasitas penyerapan minyak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 16. Korelasi antara suhu gelatinisasi dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 17. Korelasi antara viskositas puncak dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 18. Korelasi antara stabilitas pasta jagung selama pemanasan dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 19. Korelasi antara retrogradasi pasta jagung dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 20. Korelasi antara kekuatan gel dengan variabel kimia dan fisik tepung jagung putih yang dipengaruhi waktu fermentasi grits jagung dan ukuran partikel tepung 21. Kadar amilosa tepung jagung yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi butiran jagung dan ukuran partikel tepung 146 147 148 149 150 151 152 153

24 DAFTAR ISTILAH Istilah Grits jagung Sifat fungsional Suhu gelatinisasi Viskositas puncak (VP) Viskositas panas (Vpa) Viskositas panas 15 menit (Vpa 15 ) Breakdown viscosity Viskositas dingin (VD) Setback viscosity Kekuatan gel Koefisien korelasi (r) Koefisien determinasi atau koefisien regresi (R 2 ) Arti Jagung pipilan yang digiling menggunakan pin disc mill sehingga dihasilkan jagung dengan ukuran partikel ± 4mm Sifat suatu bahan maupun komponen bahan yang dapat mencirikan fungsinya dalam suatu sistem suhu awal mulai terjadi peningkatan viskositas selama pemanasan viskositas tertinggi yang dicapai selama pemanasan viskositas yang dicapai pada suhu 95 o C viskositas setelah dipertahankan selama 15 menit pada suhu 95 o C Perubahan viskositas yang terjadi ketika suspensi dipanaskan pada suhu 95 C selama 15 menit (VP Vpa 15 ) viskositas yang dicapai pada saat suhu diturunkan ke 50 o C perubahan viskositas yang terjadi ketika suspensi diturunkan suhunya dari viskositas puncak (VD- VP) gaya yang diberikan pada saat gel mulai pecah Keeratan hubungan linier antara sepasang peubah x dan y, yang tidak ditentukan mana variabel bebas dan variabel tidak bebas Koefisien keragaman; keeratan hubungan antara sepasang peubah x dan y, yang diketahui variabel bebas dan variabel tidak bebas