biokimia pangan (umbi umbian)

PROSES PERTUMBUHAN TANAMAN UMBI-UMBIANPADA FASE PRA-PANEN, PANEN DAN PASCA PANEN

Nirwana (F1C1 13 024)Ayu Anastasha Yusuf (F1C1 13 086)

La Ode Sutrisal (F1C1 13 079) Keffin Arighi (F1C1 13 47)

Owink Agung Prabowo (F1C1 14 039)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI2016

Pengertian Umbi

Umbi adalah organ tumbuhan yang mengalami

perubahan ukuran dan bentuk ("pembengkakan")

sebagai akibat perubahan fungsinya. Perubahan ini

berakibat pula pada perubahan anatominya. Organ

yang membentuk umbi terutama batang dan akar, atau

modifikasinya. Tanaman umbi-umbian berfungsi

sebagai penyimpan zat tertentu (umumnya

karbohidrat) Umbi biasanya terbentuk tepat di bawah

permukaan tanah, meskipun dapat pula terbentuk jauh

di dalam maupun di atas permukaan.

Jenis-jenis Umbi

Berdasarkan asal terbentuknya tanaman umbi-umbian terbagi menjadi tiga kelompok yaitu :

Umbi Batang

Umbi batang adalah umbi-umbian yang terbentuk pada bagian pangkal batang tanaman umbi-umbianUmbi batang letaknya ada yang di bawah permukaan tanah semua dan ada yang berada sebagian di dalam tanah dan sebagian lagi berada di atas permukaan tanah

Umbi Akar

Umbi akar adalah umbi-umbian yang terbentuk karena perkembangan akar yang membesar karena penumpukan nutrisi dalam waktu tertentu untuk cadangan makanan pada tanaman tersebut. Umbi ini seluruhnya berada di bawah tanah.Umbi akar dalam satu tanaman ada yang berjumlah satu buah dan dalam satu tanaman ada yang berjumlah lebih dari satu. 

Umbi Lapis

Umbi lapis adalah salah satu umbi yang bentuknya berlapis-lapis. Umbi ini biasanya ujungnya bersatu dengan daun dan pangkalnya dengan akar  

Kandungan Gizi

Kandungan karbohidrat umbi-umbian dalam bentuk pati sangat tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan makanan pokok

Kandungan Kimia Singkong Kentang

Tahap Pra-Panen 1. Pembentukkan Pati melalui fotosintesis

Pada tumbuhan karbohidrat disintesis dari CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis dalam sel berklorofil dengan bantuan sinar matahari. Karbohidrat yang dihasilkan merupakan cadangan makanan yang disimpan dalam akar, batang dan biji sebagai pati (amilum).

Reaksi

Lanjutan …

Jalur utama reaksi terang

Menghasilkan ATP dan NADPH2 selanjutnya akan digunakan dalam reaksi tahap kedua (reaksi gelap) sintesis karbohidrat.

2. Reaksi gelap (light-independent reaction)

Reaksi gelap merupakan reaksi tahap kedua dari fotosintesis. Disebut reaksi gelap karena reaksi ini tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap terjadi di dalam stroma kloroplas. Reaksi ini melalui 3 tahapan, yaitu:

Lanjutan …

1. Fase Fiksasi

Reaksi terjadi penambatan CO2 oleh ribulose bifosfat (Ribulose biphosphat = RuBP) menjadi 3-fosfogliserat (3- phosphoglycerate = PGA). Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ribulose bifosfat karboksilase (Rubisco)

2. Fase Reduksi

Lanjutan …

Pada fase reduksi diperlukan ATP dan ion H+ dari NADPH2 untuk mereduksi 3-fosfogliserat (PGA) menjadi 1,3-bifosfogliserat (PGAP) kemudian membentuk fosfogliseraldehid (glyceraldehyde-3-phosphat = PGAL atau G3P = glukosa 3-fosfat).

3. Fase Regenerasi

Lanjutan …

Pada fase regenerasi, terjadi pembentukan kembali RuBP dari PGAL atau G3P. Dengan terbentuknya RuBP, penambatan CO2 kembali berlangsung.

Tahapan ini merupakan pembuatan kembali ribulosa bifosfat (molekul dengan 5 atom C) dari sisa gliseraldehida 3 fosfat (molekul dengan 3 atom C). Pada tahapan ini 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat akan diubah menjadi 3 molekul ribulosa bifosfat yang dapat digunakan kembali untuk menangkap karbondioksida. Dalam reaksi ini terdapat 3 molekul ATP yang mendonorkan fosfatnya.

Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida. Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar. Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di Sitosol . Triosafosfat yang berada pada sitosol kemudian digunakan untuk membentuk sukrosa

Pembentukkan Pati

Triosafosfat dari reaksi gelap Fruktosa 1,6 bifosfat Fruktosa 6 fosfat

Glukosa 6 fosfatGlukosa 1fosfatADP-GlukosaPATI

Enzim pati sintease

Tahap Panen

Pembentukkan umbi diawali dengan terhentinya pemanjangan stolon dan penumpukkan pati. Ada tiga fase pembentukkan umbi yaitu :

Inisiasi yaitu terjadinya diferensiasi tunas pada stolon menjadi primordia umbi

Pembesaran umbi, yang ditandai dengan pembelahan sel yang cepat dibarengi dengan penumpukkan pati

Pematangan umbi, yang terjadi ketika umbi memasuki fase dorman yaitu keadaan umbi tidak mengalami pertumbuhan lagi

Contoh

Kentang (Solanum tuberosum)

Penting

Kentang harus benar-benar tumbuh di dalam tanah untuk mencegah pembentukkan senyawa beracun yang ditandai dengan kulit sekitar kentang berwarna hijau. Kentang beracun disebabkan oleh solanin. Apabila sedikit saja bagian kentang muncul ke permukaan tanah, pembentukkan umbi akan terhenti. Ketika disinari matahari maka kentang melakukan fotosintesis dengan membuat klorofil untuk menumbuhkan tunas baru. Pada saat inilah kentang memproduksi solanin

Senyawa Solanin

Pertanyaan ? Mengapa kentang saat dikupas harus direndam di dalam air?

Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya reaksi browning (pencoklatan) pada kentang

Reaksi Pencoklatan Kentang

OH

H2C CHCOOH

H2NO

SLOW

OH

H2C CHCOOH

H2NOH O

FASTO

H2C CHCO

OHH2NO

Tyrosine Dopa Dopa Quinone

FAST

Phenoloksidase

NH

COOH

HO

HOFAST

O

NH

COOH

O

OSLOW

NH

HO

HO

CO2

5,6-Dihidroxyindole Dopachrome leuco Compound

FASTO

NH

O

O

Indole 5,6-quinone

ORelatif Slow

NH

HN

O

O

Melanin

Proses browning terjadi karena adanya aktivitas enzim polifenol oksidase salah satu senyawa fenol menjadi pigmen berwarna coklat yang disebut melanin.

Bawang merah (Allium cepa L.)

Contoh

Bawang merah mengandung vitamin C, kalium, serat, asam folat serta kasium dan zat besi. Bawang merah dikenal sebagai anti mikroba karena memiliki senyawa allin menjadi asam piruvat , amonia, dan allisin yang bersifat bakterisida

SCCOOH

NH2

L

O

2 Molekul Allil-lisin

S

OH

Asam Alil-sulfonat

COOH

OAsam Piruvat

NH3

SS

Dialil disulfida

Senyawa tersebut akan mengalami oksidasi oleh udara sehingga kandungan sulfurnya akan terbawa oleh udara mengenai mata, maka mata akan menjadi perih ketika mengupas bawang merah.

Contoh

Kriteria Singkong (Manihot esculenta) siap dipanen

Kadar pati optimal

Berumur 6-9 bulan untuk dikonsumsi

langsung dan 10 bulan untuk pembuatan

tepung

Warna daun menguning dan daun rontok

Kandungan Gizi Singkong

Komposisi Kimia Singkong / 100 Gram Bahan

Komponen Kadar

Kalori (kal) 146

Protein (gr) 1,2

Lemak (gr) 0,3

Pati (gr) Amilosa Amilopektin

 1787

Kalsium (mg) 33

Fosfor (mg) 40

Besi (mg) 0,7

Vitamin A (S.I) 0

Vitamin B.1 (mg) 0,06

Vitamin C (mg) 30

Air (gr) 62,5

Amilosa

Amilopektin

Contoh

Singkong (Manihot esculenta)

Linamarin

Glikosida sianogenik berperan sebagai sarana protektif terhadap gangguan predator terutama herbivora. Adanya kerusakan jaringan pada tanaman akibat hewan pemakan tumbuhan akan menyebabkan pelepasan HCN yang mengganggu kelangsungan hewan tersebut.

Kadar Sianida Singkong

Menurut Departemen Perindustrian (1990)

Singkong manis (kandungan HCN 0,04 %atau 40 mg HCN/Kg )

Singkong agak beracun (kandungan HCN 0,05- 0,08 %atau 50 -80 mg HCN/Kg )

Singkong beracun (kandungan HCN 0,08-0,10 %atau 80-100 mg HCN/Kg )

Singkong sangat beracun (kandungan HCN 0,10 %atau 100 mg HCN/Kg )

Lanjutan

Reaksi peruraian glikosida sianogenik hingga dihasilkan asam sianida

Glikosida sianogenik dapat terhidrolisis secara enzimatis menghasilkan asam sianida (HCN), atau asam prusat yang sangat beracun. Hidrolisis ini dilakukan oleh enzim Beta glikosidase, menghasilkan gula dan sianohidrin. Tahap berikutnya adalah degradasi sianohidrin menjadi HCN dan senyawa keton atau aldehid.

Tahap lain dari hidrolisis Glikosida sianogenik adalah melalui enzim Hidroksinitril Liase yang tersebar luas pada berbagai tanaman. Pada tanaman utuh, keberadaan enzim hidroksinitrilliase dengan Glikosida sianogen terpisah. Namun, pada saat terjadi kerusakan jaringan tertentu pada bagian tanaman tersebut, maka enzim ini akan langsung bertemu dengan senyawa glikosida sianogen hingga pelepasan HCN dapat terjadi

Umbi singkong yang baik setelah panen hanya berumur 1-3 hari, tergantung penyimpanan sebab setelah itu umbi telah mengalami banyak perombakkan kalori bahkan kadang umbi berwana kebiruan akibat kadar HCN yang telah tinggi

Tahap Penyimpanan

Singkong jangan disimpan di tempat lembab untuk menghindari serangan mikroba

Singkong yang cacat jangan dibiarkan diudara terbuka karna akan menyebabkan singkong berwarna coklat akibat aktivitas enzim polifenol oksidase

Singkong cacat ( yang telah terkelupas kulitnya) langsung di rendam dalam air sebab dinding sel singkong telah rusak menyebabkan enzim linamarase keluar dan mencemari daging singkong sehingga kadar HCN meningkat

Tanda- Tanda Kerusakan pada Singkong

Secara mikrobiologi

• Munculnya kapang yang tumbuh dipermukaan singkong disertai dengan munculnya bau dan perubahan warna

Secara biologis

• Ditandai dengan adanya bekas gigitan seperti hama serangga atau tikus saat penyimpanan

Secara kimiawi

• Warna daging singkong berubah menjadi coklat apabila telah di potong-potong (kepoyohan) karena aktifitas enzim polifenol oksidase

Tahap Pengolahan

Pengupasan kulit

Pengupasan kulit dilakukan untuk membuang kulit

singkong yang mengandung asam sianida tinggi yaitu

sekitar 459,56 ppm. Kulit singkong juga mengandung

enzim linamarase yang mudah mencapai glukosida

sianogenik (linamarin) sehingga sangat mudah

melepasakan HCN setelah perusakan fisik daging

singkong.

Pencucian berulang-ulang dan perendaman

Namun, hal ini Mengurangi kadar pati

Menghilangkan

Lanjutan….

Lanjutan

Perebusan

Menghilangkan

Mengapa singkong menjadi lunak pada saat masak dan mengeras kembali saat dingin ?

Lanjutan ….

Pemanasan

Amilosa dan amilopektin di dalam granula pati dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Apabila granula pati dipanaskan di dalam air menyebabkan pati singkong mengalami gelatinasi (62-73ᵒC), maka energi panas akan menyebabkan ikatan hidrogen terputus, dan air masuk ke dalam granula pati. Air yang masuk selanjutnya membentuk ikatan hidrogen dengan amilosa dan amilopektin sehingga struktur kedua tersebut mengalami peregangan. Hal ini pula yang menyebabkan singkong menjadi lunak ketika direbus. Meresapnya air ke dalam granula menyebabkan terjadinya pembengkakan granula pati akhirnya granula pati tersebut pecah. Pecahnya granula menyebabkan bagian amilosa dan amilopektin berdifusi keluar. Proses masuknya air ke dalam pati yang menyebabkan granula mengembang. Dengan adanya pemanasan, granula pati sedikit demi sedikit mengalami pembengkakan sampai titik tertentu. Pembengkakan pati diikuti dengan peningkatan viskositas

Pendinginan

Pati mengalami retrogradasi dimana rantai pati muali berasosiasi kembali dalam struktur yang teratur sehingga pati membentuk kristal sehinggga menjadi keras

Gelatinasi

TERIMA KASIH

Kasoami dari Kabupaten Buton

Kabuto dari Kabupaten Muna

Provinsi Sulawesi Tenggara

Penghasil Singkong