TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Padi Botani Tanaman Tanaman padi merupakan tanaman semusim, termasuk golongan rumputrumputan dengan klasifikasi sebagai berikut : Kingdom : Plantae (Tumbuhan) Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji) Divisi Kelas Sub Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga) : Liliopsida (berkeping satu/ monokotil) : Commelinidae : Poales : Gramineae/Poaceae (suku rumput-rumputan) : Oryza Linn : Ada 25 species, dua diantaranya ialah : Oryza sativa L dan Oryza glaberima Steund (AAK, 1990). Syarat Tumbuh Tanah dan iklim merupakan dua komponen lingkungan tumbuh yang berpengaruh pada pertumbuhan tanaman padi. Kedua komponen ini harus saling mendukung satu sama lain sehingga pertumbuhan padi dapat optimal. 4
5 a. Tanah Tanah merupakan bagian permukaan bumi yang dapat digunakan sebagai tempat tumbuh suatu tanaman, sebab pada tanah terkandung zat-zat makanan yang diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Tanah sawah yang mempunyai persentae fraksi pasir dalam jumlah besar, kurang baik untuk tanaman padi, sebab tekstur ini mudah meloloskan air. Pada tanah sawah dituntut adanya lumpur, terutama untuk tanaman padi yang memerlukan tanah subur, dengan kandungan ketiga fraksi dalam perbandingan tertentu. b. Iklim Tanaman padi dapat hidup dengan baik di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air. Dengan kata lain, padi dapat hidup baik di daerah beriklim panas yang lembab. Pengertian iklim ini menyangkut curah hujan, temperatur, ketinggian tempat, sinar matahari, angin dan musim (AAK, 1990). Beras Beras merupakan bahan makanan pokok terpenting dalam menu makanan Indonesia. Sebagai makanan pokok, beras memberikan beberapa keuntungan. Selain rasanya netral, beras setelah dimasak memberikan volume yang cukup besar dengan kandungan kalori cukup tinggi, serta dapat memberikan berbagai zat gizi lain yang penting bagi tubuh, seperti protein dan beberapa jenis mineral (Moehyi, 1992). Menurut Siregar (1981) beras adalah suatu bahan makanan yang merupakan sumber pemberi energi untuk umat manusia. Zat-zat gizi yang dikandung oleh beras sangat mudah untuk dicerna dan beras mempunyai nilai gizi
6 yang sangat tinggi. Susunan gizi yang membuktikan keunggulan beras sebagai sumber pemberi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan makanan lainnya, dicantumkan dalam tabel di bawah ini. Tabel 1. Komposisi kimiawi beras dan pangan lainnya Kadar Bahan Makanan Putih Hydrat Lemak Telur Arang Air Beras Pecah Kulit 8 0,6 76 12 Beras Jagung Kuning 10 5,0 68 15 Ubi Kayu 1 0,9 37 51 Ubi Jalar 0,5 27 64 Kentang 2 0,2 21 73 Komponen terbesar beras adalah pati. Oleh sebab itu ciri-ciri utama, khususnya teksturnya, ditentukan oleh sifat dan perilaku pati. Secara umum dapat dinyatakan bahwa olahan pangan berpati sudah masak apabila granula pati sudah mengalami tingkatan gelatinisasi tertentu. Olahan pangan berpati terasa enak karena pati tergelatinisasi mudah dicerna oleh enzim amilase dalam air liur dan teksturnya menjadi lebih disenangi (Haryadi, 2006). Kadar zat gizi yang terdapat dalam beras dari varietas-varietas yang berlainan tidaklah sama. Terutama kadarnya akan zat putih telur terdapat perbedaan yang agak tinggi antara suatu varietas dengan varietas lainnya. Perbedaan akan kadar zat gizi putih telur ini disebabkan oleh pembawaan atau sifat varietas (Siregar, 1981). Menurut Moehyi (1992) beras yang baik adalah beras yang jika dimasak akan menghasilkan nasi yang empuk (pulen) dan memberikan aroma yang harum. Lekat tidaknya butiran-butiran beras setelah dimasak ditentukan oleh perbandingan kandungan dua zat penting di dalamnya, yaitu amilosa dan
7 amilopektin. Beras yang kandungan amilopektinnya tinggi akan lebih lekat jika dimasak. Ketan Putih Ketan merupakan salah satu varietas dari padi yang merupakan tumbuhan semusim. Helaian daun berbentuk garis dengan panjang 15-50 cm. Pada waktu masak, buahnya yang berwarna ada yang rontok dan ada yang tidak. Buah yang dihasilkan dari tanaman ini berbeda ada yang kaya pati dan ini disebut beras, sedangkan buah kaya perekat disebut ketan (Hasanah, 2008). Berdasarkan berat molekulnya diketahui bahwa amilopektin terdiri atas 1000 atau lebih glukosa. Amilopektin dengan struktur bercabang ini cenderung bersifat lengket. Perbandingan komposisi kedua golongan pati ini sangat menentukan warna (transparan atau tidak) dan tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Beras ketan hampir seluruhnya didominasi oleh amilopektin sehingga bersifat sangat lekat, sedangkan beras memiliki kandungan amilosa lebih dari 20% yang membuat butiran nasinya terpencar-pencar (tidak berlengketan) dan keras (Meyer, 1973). Menurut Winarno (1984) beras ketan tidak memiliki amilosa karena hanya mengandung 1-2% sehingga termasuk golongan beras dengan kandungan amilosa sangat rendah (< 9%). Berdasarkan pada berat kering, beras ketan putih mengandung senyawa pati sebanyak 90%, yang terdiri dari amilosa 1-2% dan amilopektin 88-89%. Dengan demikian amilopektin merupakan penyusun terbanyak dalam beras ketan. Semakin tinggi kandungan amilosa kemampuan pati untuk menyerap air lebih besar karena amilosa mempunyai kemampuan lebih besar dari pada
8 amilopektin dalam membentuk ikatan hidrogen. Pati yang banyak mengandung amilopektin (amilosa rendah), bila dimasak tidak mampu membentuk gel yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut long texture ). Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang lebih besar (Houston, 1972). Ketan Hitam Menurut Soemartono, dkk (1994) bahwa dalam beras ketan (Oryza sativa glutinosa) terdapat zat warna antosianin yang dapat digunakan sebagai pewarna alami pada makanan. Warna beras ketan hitam disebabkan oleh sel-sel pada kulit ari yang mengandung antosianin. Antosianin merupakan pigmen berwarna merah, ungu dan biru yang biasa terdapat pada tanaman tingkat tinggi. Beberapa fungsi antosianin antara lain; sebagai anti oksidan di dalam tubuh, melindungi lambung dari kerusakan, menghambat sel tumor, meningkatkan kemampuan pengelihatan mata, serta mampu mencegah obesitas dan diabetes. Beras ketan perlu dilakukan pengukusan yang bertujuan agar terjadi proses gelatinisasi pada molekul pati. Gelatinisasi merupakan fenomena pembentukan gel yang diawali dengan pembengkakan granula pati akibat penyerapan air. Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu gelatinisasi, suhu gelatinisasi tergantung pada konsentrasi serta jenis pati (Winarno, 1984). Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap gelatinisasi adalah; jenis pati, ukuran granula pati dan hubungan suhu dengan lama pemanasan (Meyer, 1973). Menurut Haryadi (2006) beras ketan dengan suhu gelatinisasi rendah akan memberi sifat yang lebih lekat dan lebih lama mengeras dibandingkan dengan yang suhu gelatinisasi tinggi. Perbedaan tingkat gelatinisasi dan sifat retrogradasi
9 yang dicapai setelah pengukusan dan pendinginan berpengaruh pada pengembangan kerupuk pada penggorengan. Kerusakan beras ketan dipengaruhi oleh faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal kerusakan beras ketan adalah dapat disebabkan oleh penyosohan yang kurang bersih. Penyosohan yang kurang bersih menyisakan betakul yang masih menempel pada beras. Betakul yang kaya lemak akan mengalami senyawa asam lemak yang menyebabkan beras berbau apek. Sedangkan faktor eksternal dapat dipengaruhi oleh kadar air, suhu dan lama waktu penyimpanan. Dalam kondisi normal, penyimpanan biji-bijian dengan kadar air dibawah 14% dan suhu dibawah 20 C memberikan perlindungan yang cukup terhadap perubahan-perubahan kimia, biokimia dan mikrobiologi (Suyono dan Dandi, 1991). Pengolahan Beras Produk pertanian yang berupa tepung merupakan hasil olahan biji-bijian atau bahan pangan kering yang dihaluskan, seperti tepung beras, tepung maizena, tepung terigu, tapioka, sagu dan bumbu yang dihaluskan. Tepung yang dihasilkan dari beras dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan kue, roti, makanan bayi dan lain-lain. Mengingat tingginya tingkat kebutuhan konsumen, maka ketersediaan tepung dalam jumlah yang cukup besar dengan kualitas yang bagus perlu diupayakan secara serius (Wardani, 2011). Proses pengolahan padi menjadi tepung menghasikan tepung beras. Proses ini merupakan usaha pengecilan bentuk (ukuran) dari bentuk asal berupa beras. Proses ini dapat dilakukan secara tradisional ataupun secara mekanis menggunakan mesin penggiling. Proses pengolahan tepung beras dapat dilakukan
10 dengan dua cara, yaitu secara kering dan basah. Jika proses pengoahan tepung menggunakan sistim basah, maka hasil tepungyang dihasilkan harus dikeringkan kembali.hal ini penting dilakukan agar tepung beras yang dihasilkan dapat disimpan lama (Wardani, 2011). Tepung Tepung beras diperoleh dari penggilingan atau penumbukan beras dari tanaman padi (Oriza sativa). Penggilingan butir beras ke dalam bentuk tepung dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara kering dan cara basah. Kedua cara ini pada prinsipnya berusaha memisahkan lembaga dari bagian tepung. Tepung beras diklasifikasikan menjadi empat berdasarkan ukuran partikelnya, yaitu butir halus, tepung kasar atau bubuk, tepung agak halus, dan tepung halus. Penggilingan beras menjadi bentuk tepung dapat meningkatkan daya gunanya sebagai penyedia kebutuhan kalori dan protein bagi manusia, serta bahan baku industri pangan, meskipun kandungan zat gizinya menjadi lebih rendah (Hubeis, 1984). Ukuran partikel tepung beras juga berpengaruh terhadap sifat-sifat fungsionalnya. Tepung yang mempunyai ukuran lebih halus mempunyai penyerapan air lebih tinggi. Kerusakan pati pada tepung yang berukuran kasar lebih rendah dari pada tepung halus. Tepung jenis ini lebih banyak digunakan untuk pembuatan roti yang menggunakan bahan 100% tepung beras, sedangkan tepung halus yang mengalami kerusakan pati yang lebih tinggi lebih disukai untuk campuran yang mengandung 36% tepung beras (Nishita dan Bean, 1982). Beras beramilosa rendah (9-20%) cocok untuk pembuatan makanan bayi, makanan sarapan, dan makanan selingan, karena sifat gelnya yang lunak. Pembuatan roti dari tepung beras atau campuran tepung beras dan terigu (30:70)
11 menggunakan beras dengan kadar amilosa rendah, suhu gelatinisasi rendah, dan viskositas gel yang rendah akan menghasilkan roti yang baik. Beras yang mengandung kadar amilosa sedang (20-27%) dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan beras pratanak dalam kaleng dan sup nasi dalam kaleng. Beras beramilosa tinggi dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan bihun. Beras jenis ini mempunyai stabilitas dan daya tahan untuk tetap utuh dalam pemanasan tinggi, serta mempunyai sifat retrogradasi yang kuat, sehingga setelah dingin pasta yang terbentuk menjadi kuat, tidak mudah hancur atau remuk (Siwi dan Damardjati, 1986). Tepung beras ketan berasal dari penggilingan beras ketan (Oryza sativa glutinosa) sampai mencapai ukuran granula yang diinginkan. Suhu gelatinisasi tepung beras ketan biasanya berkisar antara 58-78.5 C. Tepung beras ketan mempunyai kekentalan puncak pasta yang lebih rendah dari pada beberapa pasta tepung beras biji pendek, kemungkinan karena kegiatan amilopektinnya dan hampir tidak mempunyai kekentalan balik sama sekali (Haryadi, 2006). Tepung beras ketan berbeda dengan tepung beras lainnya atau pati-pati lainnya dalam hal ketahanan terhadap pelepasan air dari olahannya yang banyak mengandung air pada saat pelelehan es nya dari penyimpanan beku. Tepung beras ketan dan patinya mempunyai ciri paling baik diantara pati-pati dan tepung padian lainnya karena pastanya lebih tahan pada perlakuan beku-leleh dari pada tepungtepung atau pati-pati lainnya. Perilaku ini kemungkinan besar karena kandungan amilosa yang sangat sedikit (Haryadi, 2006). Houston (1972) menyatakan bahwa selain kandungan amilopektin yang meningkat, kestabilan tepung ketan sebagai pengental juga disebabkan oleh penyimpanan struktur kimia atau oleh kecilnya
12 ukuran granula pati. Amilopektin merupakan molekul yang bercabang, sehingga molekul air yang terkait padanya tidak mudah lepas. Hal ini menyebabkan stabilnya produk selama penyimpanan. Menurut Houston (1972) bahwa suhu gelatinisasi pati ketan ini juga berkorelasi dengan sifat konsistensi gelnya. Konsistensi gel merupakan ukuran kecepatan relatif dari retrogradasi pada gel. Ketan memiliki kandungan amilopektin lebih banyak dibandingkan amilosannya. Kandungan amilosa ketan berkisar antara 1-2%. Hal inilah yang menyebabkan ketan memiliki sifat lengket, tidak mengembang dalam pemasakan, dan juga tetap lunak setelah dingin. Alat Penggiling Untuk menghasilkan tepung harus melewati beberapa tahap, salah satunya adalah penggilingan atau penepungan. Proses penggilingan atau penepungan merupakan proses pengecilan ukuran baik secara manual atau mekanis. Pada mulanya penepungan dilakukan secara manual dengan cara ditumbuk. Tarwotjo (1998) menyatakan di desa-desa masih terdapat beras tumbuk, yaitu beras dari hasil menumbuk padi. Seiring dengan perkembangan jaman, maka saat ini telah banyak alat penggilingan atau penepungan mekanis, salah satunya adalah flat burr mill. Menurut Tim Karya Tani Mandiri (2010), alat penggiling tipe burr mill mempunyai dua buah piringan (terbuat dari baja), yang satu berputar (rotor) dan yang lainnya diam (stator). Mekanisme penghalusan terjadi dengan adanya gaya geseran antara permukaan biji dengan permukaan piringan dan sesama biji. Bila alat ini dipasang ayakan 200 mesh, sebagian besar (79%) biji akan mempunyai
13 ukuran antara 0,90-1,0 mm, dan kapasitas mesin penghalus antara 10-60 kg per jam. Menurut Wahid (2011), flat burr menggunakan dua besi berbentuk bulat yang terdapat gerigi disekelilingnya. Bahan masuk diantara dua burr tersebut dan kemudian berputar menghaluskan bahan dengan ukuran berdasarkan jarak kedua burr. Semakin dekat jaraknya, semakin halus bubuk kopi yang dihasilkan. Burr biasanya terbuat dari besi baja, keramik atau material titanium. Prinsip Kerja Alat Penggiling Tipe Flat Burr Mill Prinsip kerja alat penggiling tipe flat burr mill ini, menggunakan dua besi berbentuk bulat (flat burr) yang terdapat gerigi disekelilingnya berukuran lebih kecil dan lebih tipis yang disebut flat burr mill yang artinya alat ini bekerja seperti piringan yang berputar dimana bahan masuk ke dalam hopper kemudian turun menuju saluran dan masuk ke dalam miller (penggiling) yang akan dihancurkan oleh piringan berputar (rotor) dengan piringan yang diam (stator) yang berukuran lebih kecil dan tipis yang digerakkan oleh elektromotor. Setelah itu menuju ke penampungan bahan akhir.