2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umbi Walur (Amorphophallus campanulatus var. sylvetris) Amorphopallus campanulatus merupakan tanaman yang berbatang semu, mempunyai satu daun tunggal yang terpecah-pecah dengan tangkai daun tegak yang keluar dari umbinya. Menururut Kriswidarti (1980) yang dikutip dalam Faridah (2005), selain mempunyai tangkai daun yang kasar dan berwarna agak gelap, walur memiliki umbi yang sangat gatal jika dikonsumsi. Umbi walur termasuk kedalam famili Araceae, genus Amorphophallus, dan spesies Amorphophallus campanulatus. Menurut Ohtsuki (1968), di Jawa banyak berkembang dua varietas Amorphophallus campanulatus, yaitu varietas sylvetris (walur) dan varietas hortensis (suweg). Perbedaan kedua varietas ini adalah walur memiliki tangkai daun yang kasar sedangkan suweg memiliki tangkai daun yang halus. Di Madiun Jawa Timur, umbi walur dapat di temukan di perkebunan iles-iles. Gambar umbi walur dan umbi iles-iles yang berasal dari Madiun Jawa Tengah dapat dilihat pada Gambar 1. Umbi Walur Umbi Iles-iles Gambar 1. Umbi Walur (Amorphophallus campanulatus var sylvetris) dan umbi iles-iles dari Madiun Jawa Timur.
6 Umbi yang termasuk ke dalam famili Araceae mengandung bahan aktif yang dapat menyebabkan gatal dan iritasi pada bibir, mulut serta kerongkongan. Penyebab rasa gatal pada rongga mulut dan kulit tersebut disebabkan oleh senyawa yang terdapat pada permukaan kristal kalsium oksalat jenis raphide. Kristal raphide ini hanya berfungsi sebagai pembawa sedangkan senyawa yang menyebabkan iritasi tersebut adalah jenis protein dengan bobot molekul 26 Kda (Paul et al. 1999). 2.2 Penurunan Kadar Oksalat Oksalat biasanya berada dalam bentuk larut air (asam oksalat) dan tidak larut air (kalsium oksalat atau garam oksalat). Kalsium oksalat adalah persenyawaan garam antara ion kalsium dengan ion oksalat. Senyawa ini terdapat dalam bentuk kristal padat non volatil, bersifat tidak larut dalam air namun larut dalam asam kuat (Schum 1978). Menurut Nakata (2003) kandungan oksalat dalam tanaman sekitar 5-80% (w/w) dan 90% dari kandungan tersebut berada dalam bentuk garam oksalat seperti kalsium oksalat. Kristal kalsium oksalat dalam tumbuhan memiliki beberapa fungsi, diantaranya adalah sebagai pengatur kalsium dalam jaringan, perlindungan dari hewan herbivora dan sebagai detoksifikasi logam (Nakata 2003). Bahan pangan yang mengandung kalsium oksalat dapat menimbulkan rasa gatal dan iritasi pada bibir, mulut dan kerongkongan. Menurut Bradbury dan Nixon (1998), rasa gatal yang merangsang rongga mulut dan kulit disebabkan oleh adanya kristal kecil berbentuk jarum halus yang tersusun dari kalsium oksalat yang disebut raphide. Secara umum terdapat lima jenis kalsium oksalat yang berada di dalam tanaman, yaitu berbentuk jarum (raphide), bentuk pensil (rectangular), bulat (druse), prisma dan parallelogram (rhomboid). Raphide dan kristal kalsium oksalat lainnya merupakan mineral yang relatif stabil dan sedikit larut dalam air (Webb 1999), tidak larut dalam keadaan netral atau alkali dan dapat dengan bebas dipecahkan dalam asam (Noonan & Savage 1999). Kalsium oksalat yang larut dalam air dapat dihilangkan dengan cara mendidihkannya sedangkan jika dipanggang maka konsentrasinya akan semakin membesar (Judprasong et al. 2006).
7 Metode fisik yang paling sering digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan rasa gatal akibat kandungan kalsium oksalat adalah dengan pemanasan. Pemanasan dilakukan melalui penjemuran, pemasakan (Lee 1999), perebusan, perendaman dalam air hangat, pemanggangan (Iwuoha dan Klau 1994) dan pengeringan (Nur 1986). Pemanasan menyebabkan ikatan ion antar karbon ion kalsium oksalat terputus dan bagian organik terdekomposisi sebelum titik leleh tercapai (Schumm 1978). Kemudian, perlakuan tertentu yang didasarkan kepada sifat kimiawi kalsium oksalat juga dapat menjadi alternatif untuk menghilangkan kalsium oksalat, yaitu melarutkan kalsium oksalat dalam asam kuat sehingga mendekomposisi kalsium oksalat menjadi asam oksalat (Schumm 1978). Menurut Kurdi (2002), salah satu asam kuat yang dapat melarutkan kalsium okasalat adalah asam klorida. Reaksi antara asam klorida dengan kalsium oksalat akan menghasilkan endapan kalsium klorida dan asam oksalat. Selain itu, perendaman dalam larutan garam (NaCl) banyak dilakukan untuk mengurangi rasa gatal pada talas. Di dalam air, NaCl akan terionisasi menjadi ion Na + dan Cl - yang akan berikatan dengan kalsium oksalat membentuk natrium oksalat yang larut dalam air dan endapan kalsium diklorida. 2.3 Tepung Tepung merupakan bentuk hasil pengolahan bahan dengan cara penggilingan dan penyaringan dengan ukuran partikel tertentu serta memiliki kadar air yang rendah. Kadar air yang rendah berperan penting dalam menjaga keawetan suatu bahan pangan. Jumlah air yang terkandung dalam bahan pangan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain sifat dan jenis bahan, perlakuan yang telah dialami bahan pangan, kelembaban udara tempat penyimpanan dan jenis pengemasan. Proses pembuatan tepung dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung dari jenis umbi-umbian itu sendiri (Lingga 1986). Dalam proses pembuatan tepung, cara yang dilakukan untuk menurunkan kadar air adalah dengan pengeringan, baik dengan penjemuran atau dengan alat pengering biasa.
8 2.4 Pati Pati memiliki karakteristik yang khas dari bentuk, ukuran, distribusi ukuran, komposisi dan kekristalan granulanya (Belitz dan Grasch 1999). Pati merupakan bagian makanan utama yang terdapat dalam tanaman dan menyediakan 70-80% kalori yang dikonsumsi oleh manusia. Dalam granula pati, campuran molekul yang berstruktur linier dan bercabang tersusun membentuk lapisan-lapisan tipis yang berbentuk cincin atau lamela, dimana lamela tersebut tersusun terpusat mengelilingi titik awal yang disebut dengan helium. Penampakan helium pada granula pati adalah akibat dari pengendapan lapisan molekul pati yang terjadi pada waktu yang berlainan dan tidak sama kadarnya (Campbell et al. 1999). Pati mempunyai sifat dapat merefleksikan cahaya terpolarisasi sehingga dibawah mikroskop akan terlihat warna biru dan orange. Sifat ini disebut sifat birefringence. Pada waktu granula mulai pecah sifat birefringence ini akan hilang atau dikenal juga dengan awal proses gelatinisasi. Tiap jenis pati memiliki sifat yang berbeda-beda bergantung pada panjang rantai karbonnya. Selain itu, perbandingan antara molekul amilosa dan amilopektin serta kandungan protein dan lemak juga menjadi faktor yang mempengaruhi sifat dari suatu jenis pati. Amilosa merupakan polimer linier dengan ikatan α-1,4-d-glukosa sedangkan amilopektin memiliki percabangan pada α-1,6-d-glukosa dan memiliki ukuran yang lebih besar dari amilosa. Amilopektin dan amilosa dapat dipisahkan dengan cara melarutkannya dalam air panas di bawah suhu gelatinisasi. Fraksi terlarut dalam air panas adalah amilosa dan fraksi tidak larut adalah amilopektin. Fenema (1996) menjelaskan bahwa amilopektin merupakan komponen terbesar dalam pati, menyusun sekitar 70-75% dari keseluruhan pati dan amilosa sekitar 20-25%. Amilosa bersifat sangat hidrofobik karena banyak mengandung gugus hidroksil. Molekul amilosa cenderung membentuk susunan paralel satu sama lain melalui ikatan hidrogen dan gaya van der walls. Amilosa mampu membentuk struktur kristal karena adanya interaksi molekular yang kuat. Menurut Klucinec et al. (1999), kristalisasi sering pula disebut sebagai retrogradasi, proses yang
9 menyebabkan molekul pati menjadi tidak larut dalam air yang bersifat dapat balik karena terjadi pembentukan ikatan intermolekuler yang kuat. Scoch dan Maywald (1968) mengelompokkan pati ke dalam empat tipe (A, B, C dan D) pola gelatinisasi berdasarkan kemampuan pengembangan granula pati dan ketahanannya terhadap panas serta pengadukan. Tipe A adalah jenis pati yang memiliki kemampuan pengembangan yang tinggi. Kurva viskositas tipe ini menghasilkan puncak viskositas yang tinggi diikuti dengan pengenceran secara cepat selama pemasakan. Granula pati tipe ini mengembang dengan mudah ketika dipanaskan dalam air dan ikatan internalnya menjadi lemah sehingga menjadi tidak tahan terhadap pengadukan. Jenis pati yang tergolong ke dalam tipe ini adalah pati kentang, tapioka, dan sereal jenis wax. Jenis pati tipe B adalah pati yang mengalami pengembangan yang moderat. Hal ini disebabkan oleh granula pati tidak mengembang secara sempurna sehingga menyebabkannya menjadi tidak mudah pecah, maka pati jenis ini menunjukkan puncak viskositas yang lebih rendah dan mengalami sedikit pengenceran selama pemasakan. Kelompok pati yang tergolong ke dalam tipe ini adalah pati sereal. Pati tipe C merupakan jenis pati yang mengalami pembengkakan terbatas. Kurva viskositasnya tidak menunjukkan adanya puncak viskositas tapi memiliki viskositas yang sangat tinggi dan meningkat selama pemasakan berlangsung. Tipe D merupakan pati yang memiliki pengembangan yang sangat terbatas. Biasanya, pati yang memiliki pola viskositas ini adalah pati yang mengandung amilosa yang sangat tinggi. Hal ini karena kekakuan ikatan internal akibat interaksi molekul-molekul linier sehingga menyebabkan granula pati tidak memberikan pembengkakan yang cukup untuk meningkatkan viskositas selama pemasakan. 2.5 Pasting Properties Pasting properties memperlihatkan sifat pasta pada saat terjadinya gelatinisasi dan perubahan sifat pasta setelah terjadinya gelatinisasi. Proses gelatinisasi pati didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana granula pati mengalami pembengkakan yang luar biasa akibat adanya perlakuan termal yang bersifat irrevesible (tidak dapat balik seperti kondisi semula). Suhu awal gelatinisasi adalah suhu pada saat pertama kali viskositas mulai naik, yang
10 merupakan suatu fenomena sifat fisik pati yang kompleks, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain oleh ukuran molekul amilosa dan amilopektin serta keadaan media pemanasan (Herawati 2010). Pengukuran profil gelatinisasi meliputi pengukuran suhu gelatinisasi, laju peningkatan viskositas pemanasan, suhu granula pecah, viskositas maksimum, viskositas breakdown, setback (retrogradasi), ketahanan terhadap pengadukan dan viskositas akhir. Pada saat gelatinisasi berlangsung, maka akan timbul beberapa perubahan pada sifat fisikokimia pati tersebut. Pada saat tercapai suhu gelatinisasi, suspensi pati yang pada mulanya keruh mulai berubah menjadi jernih. Selanjutnya translusi larutan pati tersebut diikuti pembengkakan granula akibat masuknya air ke dalam granula pati. Hal ini terjadi karena energi kinetik molekul air lebih kuat dibandingkan daya tarik-menarik atar molekul pati (Herawati 2010). Terjadinya pembengkakan granula diikuti oleh keluarnya molekul amilosa dari granula. Amilosa kemudian juga mengalami hidrasi berat. Suspensi pati mengalami peningkatan kejernihan dan viskositasnya terus meningkat hingga mencapai titik viskositas puncak (maksimum) dimana hidrasi granula pati mencapai maksimum. Apabila pemanasan dilanjutkan maka granula menjadi rapuh, mudah pecah dan terpotong-potong menjadi molekul primer atau turunannya (dikenal dengan istilah sol) serta nilai viskositasnya menurun. Pada saat pendinginan, kebeningan sol tersebut menjadi berkurang dan nilai viskositasnya kembali meningkat hingga membentuk gel lagi (Kusnandar 2011).