21-25-1-pb

PENGARUH PENAMBAHAN KULTUR ( Aspergillus niger, L. plantarum) DAN

LAMA FERMENTASI TERHADAP KARAKTERISTIK MOCAF

EFFECT OF CULTURE (Aspergillus niger, L. plantarum) AND

FERMENTATION TIME TO CHARACTERISTICS OF MOCAF

Elok Zubaidah 1,Noviatul irawati

2

1. Staf JurusanTeknologi Hasil Pertanian, FTP, UB 2. Alumni JurusanTeknologi Hasil Pertanian, FTP, UB

ABSTRAK

MOCAF (modified cassava flour) adalah produk tepung dari ubi kayu yang

diproses secara fermentasi yang dilakukan dengan cara perendaman selama 72 jam.

karakteristik dari tepung yang dihasilkan berupa meningkatnya viskositas, daya rehidrasi,

daya cerna, kemampuan gelasi, dan memperbaiki aroma. Penambahan kultur diduga

berpengaruh terhadap lama waktu fermentasi ubi kayu. Tujuan penelitian ini adalah

untuk mengetahui penambahan kultur L. plantarum, Aspergillus niger dan campuran

keduanya serta lama fermentasi terhadap sifak fisik dan kimia MOCAF. Rancangan

percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok faktorial dengan 2 faktor,

faktor I yaitu jenis kultur : L.plantarum, A.niger dan campuran keduanya. Sedangkan

faktor II yaitu lama fermentasi (38 jam dan 48 jam). Hasil penelitian menunjukkan bahwa

perlakuan terbaik diperoleh dari perlakuan penambahan kultur campuran dengan waktu

fermentasi 48 jam. Karakteristik dari MOCAF perlakuan terbaik adalah kadar pati 74,3%,

kadar amilosa 29,20%, kadar air 6,86%, kadar HCN 19,40 ppm, rendemen 24,04%,

indeks penyerapan air 2,51 g gel/g sampel, kekuatan pembengkakan 409,45%, densitas

kamba 0,46%, tingkat kecerahan (L*) 80,03, dan viskositas 3, 23 d.Pas

Kata kunci: MOCAF, L. plantarum, Aspergillus niger, lama fermentasi

ABSTRACT

MOCAF (modified cassava flour) is the product of cassava flour which is processed by

the fermentation . cassava starch modification can increase the digestibility, increased

viscosity, gelation ability, power rehydration,. decrease toxicity, improve flavor. In

general, the process of fermentation using natural or cultured called spontaneous

fermentation, which is done by soaking for 72 hours. Characteristics MOCAF influenced

by the type of culture that is added during fermentation, and also affect the long

fermentation of cassava. The purpose of this study was to determine the effect of

fermentation with the addition of L. plantarum, Aspergillus niger , a mixture of them to

the physical and chemical characteristic of MOCAF. The results showed that the type of

culture and a fermentation time influence on physical and chemical properties MOCAF.

The best treatment is obtained from the addition of mixed cultures treated with

fermentation time of 48 hours. Characteristics of MOCAF best treatment is 74.3% starch

content, amylose content of 29.20%, water content 6.86%, 19.40 ppm HCN levels, yield

24.04%, water absorbtion index of 2.51 g gel / g samples, the swelling power of 408.19%,

0.46% Kamba density, brightness (L *) 80.03, and the viscosity of 3, 23 d.Pas.

Key words: MOCAF, L. plantarum, Aspergillus niger, fermentation time

PENDAHULUAN

Masyarakat Indonesia terbiasa

mengkonsumsi makanan berbahan baku

gandum. Kebutuhan gandum di Indonesia

sangat tinggi, berdasarkan data dari Badan

Pusat Statistik Indonesia tahun 2009 impor

gandum di Indonesia pada bulan Januari

2009 mencapai 6,4 juta ton dan terus

mengalami peningkatan hingga bulan

Desember mencapai 8,87 juta ton. Oleh

karena itu, pemenuhan kebutuhan gandum

dalam negeri melalui impor sangat

memberatkan karena diakibatkan terjadinya

kenaikan harga tepung terigu. Kenaikan

harga tepung terigu disebabkan kurangnya

pasokan gandum karena gagal panen di

berbagai belahan dunia, seperti Australia,

Amerika Serikat, dan Kanada. Kini harga

tepung terigu sudah mengalami kenaikan

hampir 100% (Basrawi, 2008).

Jika keadaan ini dibiarkan terus akan

mengalami ketergantungan pangan dari luar

negeri. Oleh karena itu perlu adanya

diversivikasi pangan yaitu pengembangan

dan penggunaan sumber daya lokal sebagai

pensubstitusi tepung terigu. Salah satunya

yaitu pemanfaatan ubi kayu yang termasuk

bahan lokal. Ubi kayu (Manihot esculenta

Crantz) merupakan tanaman yang selalu

tersedia sepanjang tahun, yang mana dapat

tumbuh pada daerah tropis dan subtropis.

Berdasarkan data Biro Pusat Statistik (2006)

menunjukkan bahwa produksi ubi kayu di

Indonesia mencapai 21 juta ton/tahun.

Tingginya produksi ubi kayu merupakan

potensi yang besar untuk dikembangkan

menjadi komoditas industri pertanian

berbasis karbohidrat.

Pemanfaatan ubi kayu sebagai bahan

pensubstitusi tepung terigu masih dalam

tingkaan rendah. Menurut Subagio (2008),

tingkat substitusi tepung ubi kayu pada

pembuatan mie hanya sebesar 5%. Sekarang

mulai dikembangkan produk derivativ dari

ubi kayu yang disebut MOCAF (Modified

cassava flour).

MOCAF adalah produk tepung dari

ubi kayu yang diproses menggunakan prinsip

memodifikasi sel ubi kayu secara fermentasi.

Mikroba yang tumbuh menyebabkan

perubahan karakteristik dari tepung yang

dihasilkan berupa naiknya viskositas,

kemampuan gelasi, daya rehidrasi, dan

kemudahan melarut. Menurut Syuhada

(2010), tepung ubi kayu modifiksi dapat

meningkatkan daya cerna, menurunkan

toksisitas, memperbaiki aroma dan dapat

digunakan sebagai komposisi makanan

dengan skala yang sangat luas.

Pembuatan MOCAF pada awalnya

dilakukan dengan cara fermentasi spontan.

Fermentasi spontan pada ubi kayu dapat

dilakukan dengan cara perendaman selama

72 jam dan menghasilkan MOCAF dengan

kualitas sesuai dengan SNI (Oktavian, 2010).

Menurut Syuhada (2010), fermentasi dengan

menggunakan kultur campuran Bakteri Asam

Laktat kering selama 72 jam menghasilkan

MOCAF dengan kualitas lebih baik daripada

MOCAF produk pasar.

Karakteristik MOCAF diduga

dipengaruhi oleh jenis kultur yang

ditambahkan saat fermentasi, penambahan

kultur juga berpengaruh terhadap lama waktu

fermentasi ubi kayu, dalam penelitian ini

menggunakan penambahan kultur Bakteri

Asam Laktat (Lactobacillus plantarum) dan

kapang (Aspergillus niger).

Aspergillus niger dapat

menghasilkan enzim selulase yang berperan

mendegradasi selulosa yang membungkus

pati ubi kayu, dimana kadar selulosa pada ubi

kayu cukup tinggi sekitar 5% (Anonim,

2007). Lactobacillus plantarum dapat

menghasilkan enzim amilolitik yang dapat

menghidrolisis pati ubi kayu menjadi gula

dan selanjutnya didegradasi menjadi asam

laktat. Kombinasi asam laktat dan enzim

selulase memungkinkan proses fermentasi

terjadi dalam waktu lebih singkat

dibandingkan dengan fermentasi spontan

maupun fermentasi menggunakan kultur

tunggal, selain itu MOCAF yang dihasilkan

mempunyai viskositas tinggi, aroma lebih

baik, dan warna tepung lebih putih.

METODE PENELITIAN

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam pembuatan

MOCAF adalah pisau stainless steel,

timbangan analitik, ayakan 80 mesh, blender

kering, spatula, Loyang, pengering cabinet

dryer, pipet volume, thermometer.

Alat yang digunakan untuk analisa

adalah glassware, timbangan analitik, pH

meter, cawan petri, pipet volume, pipet

mikro, bunsen, desikator, color reader, buret,

labu destilasi, thermometer, viskosimeter

(rion), waterbath (buchi heating bath B-490),

oven, erlenmeyer.

Bahan-bahan yang digunakan untuk

pembuatan tepung MOCAF adalah ubi kayu

varietas pahit yang diperoleh dari petani

Nongkojajar Pasuruan, starter Lactobacillus

plantarum dan Aspergillus niger yang

diperoleh dari laboratorium mikro jurusan

Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas

Brawijaya Malang

Bahan kimia yang digunakan untuk

analisa adalah aquadest, NaOH 45%, alkohol,

HCL 25%, NaOH 2,5%, NH4OH, KI 5%,

H2SO4, K2SO4 10%, AgNO3, kertas saring

whatman.

Pelaksanaan Penelitian

Pembuatan Inokulum L.plantarum � Agar miring disiapkan dengan cara melarutkan 52 MRSA ke dalam 1 liter

aquades panas dan dimasukkan dalam

tabung reaksi. Tabung reaksi ditutup

kapas dan kertas coklat kemudian

disterilisasi pada suhu 121oC selama 15

menit, dan biarkan dingin hingga

membentuk agar miring.

� Agar miring diolesi biakan murni

Lactobacillus plantarum dengan jarum

ose dalam ruangan steril membentuk zig–

zag dan diinkubasi 24 jam pada suhu

37oC.

� Lactobacillus plantarum biakan murni

yang berumur 24 jam dilarutkan dalam

media aktivasi cair sebanyak 10 ml dalam

tabung reaksi dengan menggunakan jarum

ose 2-3 ose setiap 10 ml secara

aseptiskemudian diinkubasi selama 24

jam pada suhu 37oC.

� Lactobacillus plantarum biakan murni

tersebut dipindahkan kedalam erlenmeyer

yang berisi media aktivasi sebanyak 100

ml secara aseptis, diinkubasi 24 jam pada

suhu 37oC. Kemudian digunakan sebagai

inokulum

Pembuatan Inokulum A.niger

� Agar miring disiapkan dengan cara melarutkan 39 g media PDA ke dalam 1

liter aquades panas pada suhu 100 oC dan

selanjutnya dimasukkan ke dalam tabung

reaksi. Kemudian tabung reaksi ditutup

dengan kapas dan kertas coklat dan

disterilisasi menggunakan autoklaf pada

suhu 121oC selama 15 menit. Biarkan

dingin hingga membentuk agar miring.

� Agar miring diolesi biakan murni

Aspergillus niger yang berumur 24 jam

diinokulasi dalam media cair aktivasi

sebanyak 200 ml dengan menggunakan

jarum ose (inokulasi 2-3 ose tiap 10 ml

media cair secara aseptis). Kemudian

kultur dalam media cair aktivasi tersebut

diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam,

kemudian digunakan sebagai inokulum.

Pembuatan MOCAF � Penyortiran Penyortiran dilakukan dengan cara

memilih ubi kayu dengan kualitas yang

bagus, tidak cacat/rusak, dan masih segar

(baru panen).

� Pengupasan Pengupasan bertujuan untuk

menghilangkan kulit dari daging umbi ubi

kayu, dilakukan dengan menggunakan

pisau stainless stell

� Pencucian Pencucian dilakukan dengan

menggunakan air bersih dengan tujuan

untuk menghilangkan kotoran dan lendir

pada permukaan ubi kayu.

� Pengecilan ukuran Pengecilan ukuran dengan cara pengirisan

ubi kayu dengan menggunakan mesin

pemotong (slicer) dengan ketebalan ±1-2

mm yang bertujuan untuk memudahkan

proses selanjutnya

� Penimbangan Penimbangan bertujuan untuk

mendapatkan berat yang tepat

� Fermentasi Proses fermentasi dilakukan dengan cara

penambahan kultur BAL dan kapang

pada suhu ruang dan menggunakan sistim

perendaman. Selama fermentasi dapat

menyebabkan perubahan karakteristik

tepung serta akan dapat menghasilkan

aroma dan citarasa khas yang menutupi

aroma dan citarasa ubi kayu yang

cenderung tidak menyenangkan.

� Pengeringan Pengeringan bertujuan untuk mengurangi

kadar air bahan, berat bahan dan

mengawetkan bahan serta memudahkan

proses selanjutnya. Pengeringan

menggunakan cabinet dryer dengan suhu

55oC selama 5 jam.

� Penggilingan Tujuan penggilingan untuk mengecilkan

ukuran dan memudahkan proses

pengemasan.

� Pengayakan Pengayakan bertujuan untuk mendapatkan

ukuran produk yang seragam, ayakan

yang digunakan dengan ukuran 80 mesh

Tepung MOCAF dilakukan analisa

kimia: kadar air metode kering (AOAC,

1984), kadar pati metode Direc Acid

Hydrolysis (AOAC, 1970 dalam Sudarmadji,

dkk, 1997), kadar sianida secara kuantitatif

(AOAC, 1970 dalam Sudarmadji, dkk,

1997) dan kadar amilosa metode

spektrofotometer. Analisa fisik: viskositas

(Kontrell and konvack), rendemen

(Sudarmadji, 1984),), analisa indeks

penyerapan air (WAI) (Anderson et al., 1996

dalam Cuesvasrodriguez et al., 2006), analisa

kekuatan pemmbengkakan pati (Swelling

power) MOCAF (AACC, 1995 dengan

modifikasi), analisa densitas kamba (Bulk

density) (Moreyra and Peleg, 1981 dalam

Cuevas-Rodriguez et al., 2006), warna

metode L*a*b* twinter (Yowono dan

Susanto, 1998), dan pengamatan mikroskopik

Analisa data dilakukan dengan metode

analisis ragam (Analysis of Variant atau

ANOVA) dilanjutkan uji perbandingan BNT

dengan selang kepercayaan 5%. Pemilihan

perlakuan terbaik dilakukan dengan metode

Multiple Attribute (Zeleny, 1982).

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Bahan Baku

Hasil analisa parameter kimia

tepung ubi kayu ditunujkkan pada Tabel

1. Tabel 1. Rerata Karakteristik Kimia

Tepung Ubi Kayu

Parameter Hasil Analisa

Kadar air 14,07 %

Kadar pati 81,03 %

Kadar amilosa 20,90%

Kadar HCN 71,05 ppm Tabel 1 menunjukkan bahwa kadar

HCN dari tepung ubi kayu sebesar 71,05

ppm. Menurut SNI kadar HCN yang aman

untuk dikonsumsi pada tepung ubi kayu

adalah maksimal 40 ppm. Sehingga

diharapkan dengan proses fermentasi yang

dilakukan dalam penelitian ini dapat

menurunkan kadar HCN tersebut sampai

batas aman. Menurut Meryandini dan Melani

(2011), secara umum penurunan HCN

sampai 50% setelah fermentasi. Achinewhu

et al (1998) menjelaskan, fermentasi selama

72 jam dapat menurunkan kadar HCN

sebesar 85%.

Kadar pati tepung ubi kayu hasil

analisa mempunyai nilai cukup tinggi yaitu

81,03%. Hal tersebut merupakan potensi

yang baik bagi tepung ubi kayu untuk

dikembangkan menjadi pangan yang berbasis

karbohidrat yang berpotensi sebagai

substitusi parsial tepung terigu yang

harganya relatif lebih mahal.

2. Sifat Kimia MOCAF

a. Kadar pati

Rerata kadar pati tepung MOCAF

berkisar antara 73,33%-79,00%. Grafik

pengaruh jenis kultur dan lama fermentasi

terhadap kadar pati MOCAF disajikan pada

Gambar 1.

Gambar 1. Grafik Pengaruh Jenis Kultur dan

Lama Fermentasi Terhadap Kadar Pati

MOCAF

Penurunan kadar pati seiring dengan

bertambahnya lama fermentasi diduga

semakin lama waktu fermentasi, maka

semakin cepat pula pati terhidrolisis menjadi

senyawa yang lebih sederhana. Menurut

Maria (2002), kadar pati mengalami

penurunan sejalan dengan meningkatnya

lama fermentasi, karena kemampuan mikroba

amilolitik dalam pemecahan pati semakin

besar seiring dengan semakin lama waktu

fermentasi.

Berdasarkan Gambar 1 juga terlihat

jenis kultur mempengaruhi kadar pati. kadar

pati terendah terdapat pada MOCAF dengan

perlakuan penambahan kultur campuran

70,00

72,00

74,00

76,00

78,00

80,00

38 48

Ka

da

r P

ati

(%

)

Lama Fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

Campuran

sedangkan kadar pati tertinggi terdapat pada

MOCAF dengan perlakuan penambahan

kutur Aspergillus niger. Selama proses

fermentasi terjadi perkembangbiakan

mikroba, enzim yang dihasilkan oleh

mikroba ini dapat merombak pati pada ubi

kayu menjadi senyawa-senyawa sederhana

sebagai energi untuk aktivitas dan

pertumbuhannya. Menurut Syuhada (2010),

secara kimiawi perubahan bahan selama

fermentasi disebabkan oleh enzim yang

dihasilkan oleh mikroba.

Rerata kadar pati MOCAF dengan

penambahan kultur campuran lebih rendah

dibanding dengan perlakuan penambahan

kultur tunggal yaitu Aspergillus niger dan

Lactobacillus plantarum. Hal tersebut

kemungkinan dikarenakan adanya interaksi

antara kedua kultur dalam proses fermentasi

ubi kayu. Enzim selulase yang dihasilkan

oleh Aspergillus niger merombak selulosa

pada sel dinding ubi kayu, selanjutnya enzim

amilase yang dihasilkan oleh Lactobacillus

plantarum dapat lebih mudah merombak pati

akibat terhidrolisisnya selulosa.

b. Kadar amilosa

Rerata kadar amilosa tepung

MOCAF berkisar antara 21,04%-29,20%.

Grafik pengaruh jenis kultur dan lama

fermentasi terhadap kadar amilosa MOCAF

disajikan pada Gambar 2.


Lama Fermentasi Terhadap Kadar Amilosa

MOCAF

Kadar amilosa MOCAF semakin

meningkat dengan semakin meningkatnya

lama fermentasi karena kemampuan enzim

dalam mendegradasi pati meningkat dengan

semakin bertambahnya waktu fermentasi.

Kenaikan kadar amilosa karena saat

fermentasi enzim yang dihasilkan berperan

dalam pemutusan ikatan rantai cabang

amilopektin, sehingga jumlah amilosa

meningkat. Menurut Laba (2006),

peningkatan jumlah amilosa dikarenakan

akibat putusnya rantai cabang amilopektin

pada ikatan α- (,6) dan secara otomatis

jumlah rantai cabang amilopektin bercabang

dan meningkatnya jumlah rantai lurus

amilosa sebagai hasil pemutusan ikatan

cabang.

Kadar amilosa MOCAF tertinggi

pada perlakuan penambahan kultur campuran

dibanding dengan kultur tunggal sedangkan

kadar amilosa MOCAF terendah terdapat

pada perlakuan penambahan kultur

Aspergillus niger. Hal tersebut kemungkinan

dikarenakan kultur campuran yang

ditambahkan pada proses fermentasi

mempunyai aktivitas enzim tinggi yang

dihasilkan oleh BAL dan kapang yang dapat

memecah ikatan cabang amilopektin

sehingga jumlah amilosa meningkat.

c. Kadar HCN

Rerata kadar asam sianida MOCAF

setelah fermentasi berkisar antara 19,40 ppm-

33,60 ppm. Grafik pengaruh jenis kultur dan

lama fermentasi terhadap kadar HCN

MOCAF disajikan pada Gambar 3.


Lama Fermentasi Terhadap Kadar HCN

MOCAF

Kadar HCN menurun seiring dengan

bertambahnya lama fermentasi karena

semakin bertambahnya waktu fermentasi

maka semakin meningkat pula kemampuan

enzim dalam mendegradasi linamarin

menjadi senyawa yang tidak membahayakan.

Hal ini didukung oleh Negara (2011),

semakin lama fermentasi maka kadar sianida

pada ubi kayu juga semakin menurun.

Rerata kadar HCN MOCAF terendah

yaitu pada perlakuan penambahan kultur

campuran dibanding dengan perlakuan

penambahan kultur tunggal. Hal tersebut

kemungkinan dikarenakan adanya

peningkatan aktivitas enzim linamarase yang

0,05,010,015,020,025,030,035,0

38 48

Ka

da

r A

mil

osa

(%

)

Lama fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

Campuran

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

38 48

Ka

da

r H

CN

(p

pm

)

Lama Fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

Campuran

dihasilkan oleh Aspergillus niger dan

Lactobacillus plantarum, sehingga

perombakan linamarin lebih optimal.

Aspergillus niger menghasilkan

aktivitas enzim β-glukosidase yang dapat

membantu enzim linamarase (endogenous)

yang berperan dalam memecah linamarin

menjadi lebih optimal. Menurut Wedhastri

(1993), kapang mempunyai aktivitas

enzimatik yang mampu menurunkan

kandungan glukosianida. Lactobacillus

plantarum menunjukkan adanya aktivitas

linamarase yang dapat mendegradasi

linamarin pada ubi kayu menjadi senyawa

yang tidak membahayakan. Menurut Meryani

dan Melani (2011), menyatakan bahwa

Lactobacillus plantarum dapat menghasilkan

enzim linamarase yang dapat menghidrolisis

linamarin.

Menurut Rolle (2007), proses

penghancuran senyawa glukosianogenik

utamanya merupakan fenomena endogenus

yang terjadi pada umbi, dimana enzim β-

glukosidase terbukti membantu linamarase

selama degradasi pada proses fermentasi.

Proses pemecahan linamarin yang terdapat

pada ubi kayu oleh enzim linamarase (β-

glukosidase) menjadi glukosa dan senyawa

aseton sianohidrin (aglikon) kemudian

melepaskan HCN dan aseton (Wilson, 2008).

d. Kadar air

Rerata kadar air dari tepung MOCAF

berkisar antara 6,88%–8,24% bk. Grafik


terhadap kadar air disajikan pada Gambar 4.


Lama fermentasi Terhadap Kadar Air

MOCAF

Kadar air MOCAF menurun seiring

dengan bertambahnya waktu fermentasi.

Kadar air tertinggi terdapat pada MOCAF

dengan perlakuan kultur Aspergillus niger

dengan lama fermentasi 38 jam yaitu 8,24%.

Sedangkan kadar air terendah terdapat pada

MOCAF dengan perlakuan kultur campuran

dengan lama fermentasi 48 jam yaitu 6,86%.

Selama proses fermentasi terjadi

degradasi pati pada ubi kayu yang disertai

pembentukan gula-gula sederhana dan

pelepasan air. Degradasi pati oleh mikroba

menyebabkan menurunnya kemampuan

bahan dalam mempertahankan air karena

kehilangan gugus hidroksil yang berperan

dalam menyerap air. Menurut Giraund et al.,

(1994), gugus hidroksil pada granula pati

merupakan faktor utama dalam

mempengaruhi kemampuan mempertahankan

air. Pada bahan berpati, gugus hidroksil ini

mempunyai kemampuan yang besar untuk

mempertahankan air karena struktur gugus

hidroksil yang mudah dimasuki air.

MOCAF dengan penambahan kultur

campuran mempunyai kadar air terendah. Hal

ini diduga kultur campuran mempunyai

aktivitas enzim lebih tinggi karena adanya

interaksi antara enzim selulase dan enzim

amilolitik yang dihasilkan dari kultur

Aspergillus niger dan Lactobacillus

plantarum, sehingga menyebabkan kadar pati

menurun akibatnya dapat menurunkan

kemampuan bahan dalam mempertahankan

air.

Semakin bertambahnya waktu maka

meningkat pula aktivitas enzim dalam

mendegradasi pati, sehingga semakin banyak

jumlah air terikat yang terbebaskan,

akibatnya tekstur bahan menjadi lunak dan

berpori. Keadaan ini menyebabkan

penguapan air selama proses pengeringan

semakin mudah, dengan demikian kadar air

tepung MOCAF semakin menurun dalam

jangka waktu pengeringan yang sama.

Menurut Mayer (1996), penurunan kadar air

disebabkan karena penguapan air terikat,

sebelum fermentasi sebagian molekul air

membentuk hidrat dengan molekul-molekul

lain yang mengandung atom oksigen,

nitrogen, karbohidrat, protein, garam-garam,

dan senyawa-senyawa organik lainnya

sehingga sukar diuapkan, namun selama

proses fermentasi berlangsung enzim-enzim

mikroba memecah karbohidrat dan senyawa-

senyawa tersebut, sehingga air yang terikat

berubah menjadi air bebas.

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

38 48

Kad

ar A

ir (

%)

Waktu Fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

Campuran

3. Sifat Fisik

a. Rendemen

Rendemen tepung MOCAF

diperoleh dari hasil perbandingan antara

tepung MOCAF yang dihasilkan dengan

bahan baku tanpa kulit dikalikan 100%.


fermentasi terhadap rendemen MOCAF dapat

dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Pengaruh Jenis Kultur dan Lama

Fermentasi Terhadap Rendemen MOCAF

Nilai rerata rendemen MOCAF

menurun seiring dengan jenis kultur dan

bertambahnya waktu fermentasi. MOCAF

dengan penambahan kultur campuran

mempunyai rendemen terendah dibanding

perlakuan penambahan kultur tunggal. Hal

ini diduga adanya interaksi antara kultur

Lactobacillus plantarum dan kultur

Aspergillus niger sehingga aktivitas enzim

yang dihasilkan tinggi dalam mendegradasi

pati. Menurut Oktavian (2010), penurunan

rendemen disebabkan karena selama

fermentasi pati ubi kayu mengalami

pemecahan oleh aktivitas enzim dari mikroba

menjadi senyawa yang lebih sederhana

sehingga mudah larut dalam air.

b. Viskositas

Viskositas merupakan resistensi atau

ketidakmauan bahan mengalir bila dikenai

gaya (mengalami penegangan) atau gesekan

internal dalam cairan dan merupakan suatu

ukuran terhadap kecepatan aliran. Semakin

lambat aliran berarti viskositasnya semakin

tinggi, sebaliknya semakin cepat aliran

berarti viskositasnya semakin rendah

(Kanoni, 1999). Grafik pengaruh jenis kultur

dan lama fermentasi terhadap viskositas

MOCAF dapat dilihat pada Gambar 6.


Lama Fermentasi Terhadap Viskositas

MOCAF.

Nilai viskositas meningkat dengan

meningkatnya lama fermentasi dan jenis

kultur. Perlakuan penambahan kultur

campuran mempunyai viskositas tertinggi

dibanding dengan fermentasi dengan

penambahan kultur tunggal, hal ini diduga

terdapat interaksi antara kultur Lactobacillus

plantarum dan Aspergillus niger sehingga

enzim yang dihasilkan mempunyai aktivitas

tinggi dalam merombak pati.

Aspergillus niger dapat

menghasilkan enzim selulase yang berperan

memecah dinding sel ubi kayu, akibatnya

pati yang terdiri dari fraksi amilosa dan

amilopektin mudah keluar granula.

Sedangkan Lactobacillus plantarum dapat

menghasilkan enzim amilolitik yang berperan

dalam pemecahan pati menjadi senyawa-

senyawa sederhana sehingga dapat

memodifikasi granula pati yang halus

menjadi berlubang-lubang. Lubang-lubang

itu memperkuat ikatan antarbutiran sehingga

adonan tidak gampang putus dan bersifat

lengket.

c. Indeks penyerapan air

Daya serap air tepung menunjukkan

kemampuan tepung tersebut dalam menyerap

air (Suarni, 2009). Daya serap air (Water

absorbtion) sangat bergantung dari produk

yang akan dihasilkan (Anonim, 2008).

Grafik daya serap air tepung MOCAF akibat

perlakuan jenis kultur dan lama fermentasi


0

10

20

30

40

38 48

Ren

dem

en

(%

)


L.plantarum

A.niger

Campuran

0

1

2

3

4

38 48

Vis

kosi

tas

(dP

as)


L.plantarum

A.niger

Campuran


Lama Fermentasi Terhadap Indeks

Penyerapan Air MOCAF.

Rerata nilai indeks penyerapan air

meningkat dengan lamanya fermentasi. Nilai

indeks penyerapan tertinggi terdapat pada

MOCAF dengan perlakuan penambahan

kultur campuran dengan lama fermentasi 48

jam yaitu 2,51 g gel/g sampel. Sedangkan

nilai indeks penyerapan air terendah terdapat

pada MOCAF dengan penambahan kultur

Aspergillus niger dengan lama fermentasi 38

jam yaitu 1,63 g gel/g sampel.

Fermentasi menyebabkan granula

pati menjadi pecah sehingga ketika

dikeringkan tepung bersifat porous dan

mudah menyerap air. Seperti yang

diungkapkan oleh Dayad (2009), yang

menyatakan bahwa struktur pati yang porous

setelah pengeringan memudahkan air untuk

meresap kedalam bahan pada waktu

rehidrasi.

d. Densitas kamba

Densitas kamba adalah perbandingan

bobot bahan dengan volume yang

ditempatinya, termasuk ruang kosong

diantara butiran bahan (Syarief, 1988).

Densitas kamba dicari dengan pengukuran

massa setiap satuan volume. Semakin tinggi

massa jenis suatu benda, maka semakin besar

pula massa setiap volumenya. Grafik


terhadap nilai densitas kamba MOCAF


Gambar 8. Pengaruh Jenis Kultur dan Lama

Fermentasi Terhadap Rerata Densitas Kamba

MOCAF

Nilai rerata densitas kamba menurun

seiring dengan lamanya fermentasi. Nilai

densitas kamba MOCAF terendah terdapat

pada perlakuan penambahan kultur

campuran, diduga perombakan sel ubi kayu

lebih maksimal karena adanya interaksi

antara kultur Lactobacillus plantarum dan

Aspergillus niger sehingga enzim yang

dihasilkan mempunyai aktivitas tinggi.

Menurut Prawira (2009), menyatakan

bahwa fermentasi mengakibatkan jaringan sel

ubi kayu menjadi rusak dan menjadikan

bahan menjadi lunak. Ketika dikeringkan air

yang terkandung didalamnya menjadi mudah

menguap. Rongga yang awalnya ditempati

air menjadi kosong sehingga bahan menjadi

porous. Akibatnya tepung MOCAF yang

dihasilkan memiliki massa yang lebih ringan.

Fermentasi juga menyebabkan

liberasi granula pati sehingga tepung yang

dihasilkan memiliki bentuk butiran (partikel)

yang tidak teratur. Menurut Jufri (2006),

bentuk partikel mempengaruhi densitas

kamba dimana partikel-pertikel dengan

bentuk irregular cenderung memiliki

porositas besar diakibatkan rongga-rongga

antar pertikel yang terisi oleh udara sehingga

nilai densitas kamba lebih kecil.

e. Kekuatan pembengkakan

Kekuatan pembengkakan dihitung dengan

membandingkan berat endapan granula pati

yang telah dipanaskan dibandingkan dengan

berat sampel awal dan dinyatakan dalam

persen. Grafik pengaruh jenis kultur dan

lama fermentasi terhadap kekuatan

pembengkakan MOCAF dapat dilihat pada

Gambar 9.


Lama Fermentasi Terhadap Kekuatan

Pembengkakan MOCAF

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

38 48

WA

I (g

ge

l/g

sa

mp

el)

lama fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

campuran

0,4

0,45

0,5

0,55

38 48

Bu

lk D

en

sity

(m

l/g)

Wama Fermentasi (jam)

L.plantarum

A.niger

Campuran

300,0

320,0

340,0

360,0

380,0

400,0

420,0

38 48

Sw

ell

ing

(%

)


L.plantarum

A.niger

Campuran

Nilai kekuatan pembengkakan

meningkat seiring dengan lamanya

fermentasi. Proses pemanasan tepung akan

menyebabkan granula semakin membengkak

karena penyerapan air semakin banyak. Suhu

dimana pembengkakan maksimal tersebut

dengan suhu gelatinisasi. Pengembangan

granula pati juga disebabkan masuknya air

kedalam granula dan terperangkap pada

susunan molekul-molekul penyusun pati.

Mekanisme pengembangan tersebut

disebabkan karena molekul-molekul amilosa

dan amilopektin secara fisik hanya bertahan

oleh adanya ikatan hidrogen lemah. Atom

hidrogen dari gugus hidroksil akan tertarik

pada muatan negatif atom oksigen dari gugus

hidroksil yang lain. Bila suhu suspensi naik,

maka ikatan hidrogen makin lemah,

sedangkan energi kinetik molekul-molekul

air meningkat memperlemah ikatan hidrogen

antar molekul air.

Menurut Chanapamokhot and

Thongngam (2007) menjelaskan bahwa,

kekuatan pembengkakan pada tepung

menggambarkan kemampuan pati

berinteraksi dengan molekul air. Hal ini

didukung oleh Rooney dan Pflugfelder

(1986) bahwa, pemanasan pada pati dengan

adanya air bisa menyebabkan granula pati

secara cepat mengembang dan ikatan

intermolekuler hidrogen terlepas dan air akan

berikatan dengan molekul pati. Earlingen et

al., (1997) dalam Adebowale et al., (2005)

menyatakan bahwa, penurunan kekuatan

pembengkakan bisa disebabkan oleh

perubahan bentuk dari amorphous amilosa

kedalam bentuk helix, bentuk ini akan

meningkatkan interaksi antara rantai amilosa

amorphous dan membuat sebuah perubahan

didalam interaksi antara pembentukan kristal

dan matriks amorp.

MOCAF dengan perlakuan

penambahan kultur campuran mempunyai

nilai kekuatan pembengkakan tertinggi

dibanding dengan perlakuan dengan

penambahan kultur tunggal. Hal tersebut

kemungkinan disebabkan karena adanya

interaksi antara kedua kultur Aspergillus

niger dan kultur Lactobacillus plantarum,

sehingga enzim yang dihasilkan mempunyai

aktivitas yang tinggi dalam perombakan pati

ubi kayu. Pemecahan pati menyebabkan

granula pati menjadi porous yang mudah

menyerap air dan pada saat pati dipanaskan

akan mudah mengembang.

f. Warna kecerahan (L*)


fermentasi terhadap warna kecerahan

MOCAF disajikan pada Gambar 10.

Gambar 10. Grafik Pengaruh Jenis Kultur

dan Lama Fermentasi Terhadap Warna

Kecerahan (L*) MOCAF

Rerata nilai warna kecerahan (L*)

tertinggi pada MOCAF dengan perlakuan

penambahan kultur campuran yaitu 78,65%,

diduga adanya interaksi antara kultur

Lactobacillus plantarun dan Aspergillus

niger sehingga enzim yang dihasilkan

mempunyai aktivitas yang tinggi dalam

mendegradasi senyawa penimbul warna dan

protein saat fermentasi. Menurut Sobawale

(2007), proses fermentasi dapat

menghilangkan kadar protein ubi kayu yang

dapat menyebabkan warna kecoklatan saat

pengeringan.

Fermentasi juga mengakibatkan

terhambatnya reaksi pencoklatan non

enzimatis (maillard). Fardiaz (1992)

menyatakan bahwa, reaksi pencoklatan non

enzimatis (maillard) terjadi bila gula

pereduksi bereaksi dengan senyawa-senyawa

yang mempunyai gugus NH2 (protein, asam

amino, peptide, dan ammonium). Reaksi

maillard terjadi bila bahan pangan

dipanaskan dan atau didehidrasi

4. Penentuan Perlakuan Terbaik

Pemilihan terbaik MOCAF

ditentukan melalui metode Multiple Attribute

(Zeleny, 1982).

MOCAF perlakuan terbaik terdapat

pada perlakuam jenis kultur campuran

dengan fermentasi 48 jam dengan

karakteristik sebagai berikut : kadar pati

74,3%, kadar amilosa 29,20%, kadar air

6,86%, kadar HCN 19,40 ppm rendemen

72,00

73,00

74,00

75,00

76,00

77,00

78,00

79,00

80,00

81,00

38 48

Wa

rna

(%

)


L.plantarum

A.niger

campuran

24,04%, indeks penyerapan air 2,51 g gel/g

sampel, kakuatan pembengkakan 408,19%,

densitas kamba 0,46%, tingkat kecerahan

(L*) 80,03, dan viskositas 3,23 d.Pas.

5. Analisa Mikroskopis

Analisa mikroskopik pada MOCAF

perlakuan terbaik dan tepung ubi kayu tanpa

fermentasi pada perbesaran 400x, dapat

dilihat pada Gambar 11 dan 12

Gambar 11. Granula Tepung Ubi Kayu

Gambar 12. Granula MOCAF perlakuan

terbaik

Gambar mikroskopik menunjukkan

bahwa pada tepung ubi kayu tanpa fermentasi

tidak terjadi pemecahan pada granula pati.

Sedangkan pada MOCAF perlakuan terbaik

terjadi pemecahan granula pati (granula pati

terlihat membuka). Menurut Wang et al.,

(1996), degradasi pati dapat menyebabkan

permukaan granula pati mengalami erosi dan

menyebabkan permukaannya menjadi besar.

Selama fermentasi BAL dan kapang

menghasilkan enzim amilolitik dan selulase

yang dapat memecah dinding sel ubi kayu,

sehingga granula pati menjadi terbuka dan

secara mikroskopis terlihat granula pati

membengkak. Menurut Subagio, dkk (2006),

selama fermentasi BAL dapat menghasilkan

enzim amilase yang dapat menghidrolisis pati

ubi kayu, sehingga permukaan granula pati

menjadi berlubang.

KESIMPULAN

Perlakuan jenis kultur dan lama

fermentasi pada pembuatan MOCAF

berpengaruh nyata (α=0,05) terhadap sifat

kimia dan sifat fisik MOCAF. MOCAF

terbaik dihasilkan dari penambahan kultur

campuran (Lactobacillus plantarum dan

Aspergillus niger) dengan lama fermentasi 48

jam. Karakteristik MOCAF terbaik adalah

sebagai berikut: kadar pati 74,3%, kadar

amilosa 29,20%, kadar air 6,86%, kadar

HCN 19,40 ppm rendemen 24,04%, indeks

penyerapan air 2,51 g gel/g sampel, kakuatan

pembengkakan 408,19%, densitas kamba

0,46%, tingkat kecerahan (L*) 80,03, dan

viskositas 3,23 d.Pas. MOCAF yang

dihasilkan dari pengaruh jenis kultur

campuran dan lama fermentasi 48 jam

mempunyai hasil lebih baik daripada kontrol

(tepung ubi kayu tanpa fermentasi).

SARAN

Diperlukan adanya penelitian MOCAF

dengan menggunakan berbagai jenis ubi

kayudan diharapkan dapat dilakukan

penelitian lanjutan mengenai aplikasi

MOCAF dalam pembuatan berbagai

makanan yang berbahan dasar tepung.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2007. Singkong.

http://id.wikipedia.org/wiki/singkong

. Tanggal akses 25 Februari 2011

Anonim. 2008. Ubi Kayu.

http://www.w3.org/TR/xhtml-

strict.tdt. Tanggal akses 25 Februari

2011

Basrawi. 2008. Nilai Strategi Pangan

Lokal. http://harianjoglosemar.com.

Tanggal akses 12 Mei 2011.

Fardiaz, S. 1992. Analisis Mikrobiologi

Pangan. PAU Pangan dan Gizi. IPB.

Bogor

Giraund, E, A. Brauman, S. Keleke, L.

Goselin, and M. Raimbault. 1994. A

Lactic Acid Bacterium with

Potencial Aplication in Cassava

Fermentation. Cassava Flour and

Starch: Progress in Reseacrh and

Development. Chapter 24.

Kanoni. 1999. Hand Out Pengetahuan

Bahan (Viskositas). TPHP UGM.

Yogyakarta.

Mayer, L. H. 1996. Food Chemistry.

The AVI pulb.,co.,inc., wesrport

connection

Meryandini, Anja. Melani, Vitria and

Sunarti, T.C. 2011. Addition of

Cellulolitic Bacteria to Improve

the Quality of Fermented Cassava

Flour. Journal. Bogor Agricultural

University. Bogor

Oktavian, Putra. 2010. Perubahan

Karakteristik Fisiko Kimia Mocal

(Modified cassava flour) selama

Fermentasi (Kajian Lama Proses

Fermentasi). Skripsi. Fakultas

Teknologi Pertanian Universitas

Brawijaya. Malang.

Prawira, M. Iqbal. 2009. Karakteristik

Tepung Sorgum Coklat

(Shorghumbicolor L. Moench)

Hasil Fermentasi dengan Metode

Tempe dan Ampok. Skripsi.

Fakultas Teknologi Pertanian.

Universitas Brawijaya. Malang

Rolle, R. 2001. Enzyme Aplication for

Agro-Processing in Developing

Countries: An Inventory of

Current and Potential Application.

Agricultural Industries Officer

Sobawale, A.O., Olurin, T.O., and

Oyewale, O.B. 2007. Effek of Lactic

Acid Bakteria Starter Culture

fermentation of Cassava and

Sensory Characteristicsof Fufu

Flour.

http://www.academicjournals.org/AJ

B. Tanggal akses 13 Februari 2011.

Subagio. 2006. Ubi Kayu Substitusi

Berbagai Tepung-tepungan. Vol 1-

Edisi 3 Food Review (April, 2006):

hal 18-22

Sudarmadji, S.B., Haryono dan Suhardi.

1997. Prosedur Analisa untuk

Bahan Makanan dan Pertanian. PT. Liberty. Yogyakarta.

Wedhastari, S. 2007. Perilaku

Aspergillus oryzae, A. sojae,

Rhizopus oligosporus, dan R.

oryzae pada Kadar Glukosida

Sianogen Biji Koro Benguk

(Mucuna puriens, D.C). Fakultas

Pertanian UGM. Yogyakarta

Zeleny, M. 1982. Multiple Criteria

Decision Making. Mc Graw Hill

Basic Company. New York.

21-25-1-pb

Documents