A. PRODUKSI DAS PEXGGULUHAAE2 UBI KAYU

an am an ub i kayu d i Indonesia mempunyai p o t e n s i untuk

dikembangkan, karena u b i kayu merupakan sumber pangan (kar -

boh id ra t ) yang t e r b e s a r kedua s e t e l a h padi (BPS, 1990). 'M

samping i t u u b i kayu juga mempunyai po t ens i s ebaga i bahan

baku i n d u s t x i gu la , a lkohol , dan asam-asam organik, s e r t a

sebaga i bahan pakan.

1. Produksi Ubi Kayu d i Indones i a

Tanaman u b i kayu b e r a s a l d a r i Amerika t r o p i s , termasuk

f a m i l i Euphorbiaceae dengan nama s p e s i e s Manihot e s c u l e n t a

Crantz. Tanaman i n i mampu tumbuh pada ke t inggian 0 - 1 5 0 0 m

d a r i pennukaan l a u t dengan suhu lingkungan 2 5 - 27 OC.

Warna batangnya beranekaragam, Daunnya menjari dengan jum-

l a h 5 - 9 j a r i . Unbinya ada yang manis, dan ada yang pa-

h i t , berwarna kuning a t a u put ih . Tiap tanaman dapa t meng-

has i ikan 5 - 16 nmbi. Umbi t e r s e b u t mempunyai panjang 30 - 120 cm, g a r i s tengah 4 - 15 cm, dan bobot 1 - 8 kg (Grace,

1977; LEN, 1977).

Tanaman u b i kayu mulai menghasilkan umbi s e t e i a h ber-

umur enam bulan. Se t e l ah berumur 1 2 bulan, tanaman i n i

menghasilkan umbi s e g a r sampai 30 ton/ha (Sya r i e f dan I r a -

wat i , 1988). Soenarjo dan Nugroho (1984) melaporkan bahwa

produksi u b i kayu d ipengaruhi o l e h v a r i e t a s dan kesuburan

tanah. Dilaporkan pu la bahwa berbagai v a r i e t a s . u b i kayu

r a t a - r a t a dapat menghasilkan 23.0 t on umbi/ha pada tanah

yang subur , sedangkan pada tanah yang t i d a k subur d a p a t d i -

h a s i l k a n sebanyak 12.3 ton umbi/ha.

Menurut l apo ran BPS (1990), p r o d u k t i f i t a s u b i kayu

r a t a - r a t a d i Indonesia ada l ah 1 2 1 kw/ha, sedangkan pro - duks i t o t a lnya ada l ah 17091.7 r i b u ton dengan l u a s panen

sebesa r 1402.6 r i b u ha untuk tahun 1989. Luas panen, pro-

duks i t o t a l , dan p r o d u k t i f i t a s r a t a - r a t a u b i kayu d i Indo-

n e s i a selama tahun 1984 - 1989 dapat d i l i h a t pada Tabel 1.

Tabel 1. Luas Panen, Produksi Tota l , dan Produk- t i f i t a s Ra ta - ra ta Ubi Kayu Segar d i In- donesia Selama Tahun 1984 - 1989

Luas panen P roduk t i f i t a s Produksi t o t a l rata-rata

( r i b u ha) ( r i b u ton) (kw / ha)

BPS (1990)

6

Produksi t o t a l u b i kayu pada tahun 1985 dan 1986 meng-

alami penurunan a p a b i l a dibandingkan dengan tahun 1984, ka- - rena adanya penurunan l u a s panen. Selama tahun 1987 - 1989

t e r j a d i peningkatan produksi u b i kayu, karena t e r d a d i pe-

nambahan l u a s dan peningkatan p r o d u k t i f i t a s r a t a - r a t a .

Secara keseluruhan, p r o d u k t i f i t a s r a t a - r a t a s e l a l u meng - alami peningkatan, y a i t u d a r i 1 0 5 kw/ha ( tahun 1984) men - j ad i 1 2 1 ktv/ha ( tahun 1989) (BPS, 1990).

2. Pengmnaan Ubi Xasu

Penggunaan ub i kayu bermacam-macam, a n t a r a lai 'n dalam

pengolahan pangan, sebaga i produk t e r d e h i d r a s i (gaplek,

p e l e t , t ap ioka ) , d i o l a h sebaga i produk h i d r o l i s i s , dan se-

bagai bahan pakan.

( a ) Pengolahan Pangan

Ubi kayu dapat d i o l a h menjadi berbagai bentuk makanan;

misalnya d i rebus , digoreng, d ibaka r untuk dikonsumsi lang-

sung (Tjokroadikoesoemo, 1986). Ubi kayu kukus ( r e b u s ) da-

p a t d i r a g i menjadi t ape ub i kayu, yang dapat d i j a d i k a n se-

baga i makanan se l ingan (Saono a, 1986). Tape u b i kayu

juga dapa t d ip roses l e b i h l a n j u t , misalnya d i b u a t tepung

tape a t a u minuman s a r i tape (Wilda et - a l , 1982; Ernawati ,

1985; Siswad ji, 1985).

7

P r i n s i p pembuatan tepung tape u b i kayu ada lah me-

ngurangi kadar a i rnya ( d e h i d r a s i ) pada suhu 70 - 80 O C

sampai kadar a i rnya menjadi 2.69 - 3.96 %, d i i k u t i dengan

peng@lingan untuk d i j ad ikan tepung ( Wilda & &, 1982 ).

Tepung tape ub i kayu juga dapat d ibuat dengan cara mem - b a n g s e r a t - s e r a t pada tape, kemudian dicampur dengal t e - pung tapioka sebanyak l ima persen bobot tape, dan a i r s e - banyak d m k a l i bobot tape. Campuran i n i diaduk dengan

mixer, kemudian dikeringkan dengan pengering s i l i n d e r .

Lempengan tepung yang d ipero leh d i g i l i n g dengan , hammer

m, dan has i lnya diayak dengan sar ingan 60 mesh (Erna - w a t i , 1985).

Minuman s a r i tape ubi kayu dapat d ibuat dengan ca ra

mengekstraksi tape dengan a l a t pres. Cairan yang diper-

o leh dibubuhi dengan gula p a s i r (sukrosa) sebanyak 3.5 %

(B/B) dan karboks i l m e t i l s e lu losa (CMC) sebanyak 0.5 %

(B/B). Selanjutnya campuran i n i d i p a s t e u r i s a s i selama 10

menit pada suhu 90 OC, kemudian dalam keadaan panas d i - b t o l k a n pada suhu 0 - 5 (Siswadj i , 1985).

(b) Produk Dehidrasi

Ubi kayu dapat diawetkan menjadi gaplek (chip). Pem-

buatan gaplek secara t r a d i s i o n a l dilakukan dengan mengupas

ub i kayu, membelahnya menurut sumbunya menjadi dua a t a u em-

pa t , kemudian menjemurnya d i a t a s tanah, d i atas a tap , a t a u

8

digantung sampai kadar air turun menjadi t i ngga l 1 2 - 13 %

(TjokroaPlikoesoemo, 1986).

Ubi kayu a t a u gaplek dapat d i p r o s e s l e b i h l a n j u t men-

j a d i p e l e t untuk meringkas volume bahan. Mula-mula ub i

kayu a tau gaplek dicacah, diker ingkan, dan dihancurkan men-

j a d i tepung dengan menggunakan hammer m i l l . Tepung yang

diperoleh se lan ju tnya d i c e t a k menjadi p e l e t s e sua i dengan

ukaran gang diinginkan. P e l e t yang k e l u a r (dalam keadaan

panas) kemudian didinginkan supaya menjadi keras. P e l e t

yang wdah j a d i d i p i l i h yang ukurannya seragam, se,dangkan

yang t idak t e r p i l i h dimasukkan kembali ke dalam hammer m i l l

(Tjokroadikoesoemo, 1986).

U b i kayu mentah dapat d ip roses menjadi tepung tapioka.

Dalam pembuatannya, mula-mula ubi kayu dikupas, d i cuc i , ke-

mudian diparut . Bas i l parutan berbentuk bubur s s l an ju tnya

d i sa r ing , dan h a s i l saringan berupa p a t i dan a i r kemudian

diendapkan. A i r yang te rdapat pada bagian a t a s dibuang,

sedangkan p a t i yang mengendap diambil dan dijemur selama

24 - 120 jam, tergantung pada kondis i cuaca dan t e b a l ti - pembalikan /

pengadukan gumpalan pa t i . Pengeringan yang dilakukan de-

ngan menggunakan pengering buatan (dryer ) berlangsung l e -

b ih cepat, y a i t u selama enam jam pada suhu 50 O C (Tjokro-

adikoesoemo, 1986).

9

(c) Produk H i d r o l i s i s

Vbi kayu maupun tapioka dapat digunakan sebagai bahan

baku untuk produk-produk h i d r o l i s i s pa t i . P a t i (pol isaka-

r i d a ) dapat d i h i d r o l i s i s dengan l a r u t a n asam a t a u enzim - enzim amilase menjadi s i r u p glukosa a t au . ,sirup maltosa.

S i rup glukosa selanjutnya dapat d i i somer isas i menggunakan

enzim glukosa isomerase men j a d i hinh f r u t t o s e syruo (HFS).

S i rup glukosa yang d ihas i lkan juga dapat difermentasi l e -

b i h l a n j u t , misalnya dengan menggunakan khamir sac char om^-

c e s cerevis iae untuk i n d u s t r i alkohol (Barret , 1984). Ske- - ma pembuatan s i r u p glukosa dan HFS dapat d i l i h a t pada Gam-

b a r 1, sedangkan skema pembuatan alkohol ( e t i l - a l k o h o l . )

dapat d i l i h a t pada Gambar 2.

Gnla c a i r ( s i r u p glukosa) juga dapat dibuat d a r i tape

ubi j a l a r , y a i t u dengan menambahkan enzim amiloglukosidase

(glukoamilase) ke daiam tape u b i jalar j Purnorno, 1988-).

Skema selengkapnya pembuatan gula c a i r d a r i tape ubi j a l a r

dapat d i l i h a t pada Gambar 3.

Produk h i d r o l i s i s p a t i s e l a i n gula dan alkohol ada lah

deks t r in (sebagai bahan t e k s t i l , perekat, dan farmasi) , asam - asam organik s e p e r t i asam l a k t a t , asam sitra*, asam

a s e t a t (asam onka) yang pada umumnya digunakan sebagai ba-

han kimia a tau makanan (Syarief dan I rawat i , 1988)-

Ubi k a p

I + Dikupas

I Bicuci

I Mparu t

1 M s a r i n g

I 4

Pengendapan

4 Bubur p a t i

.1 Mpanaskan dalam

l a r u t a n K C l I

+ Bubur pa'ti

Likui f i k a s i

Sakapi f i k a s i I

1 I somer isas i

4 I somer isas i

4 isup fruktosal

( HFS)

Gambar 1. Skema Pembuatan S i rup Glukosa dan Sirup Fruktosa (Barre t , 1984)

Ubi kaga I 4

Dicuci

1

4 Direbus

+ Direbus

I r Sakar i f i k a s i Sakari f i k a s i

pendahuluan

L glukoamilase ,-! 1~ Sakari f i k a s i

D i f e raen tas i

I I

Disaring

1 Disen t r i fugasi

5 D i d e s t i l a s i

t S i l a s e

Gambar 2. Skema Pembuatan Alkohol d a r i Ubi Kayu (Barra t , 1984)

Tape u b i jalar

.1 Penghancuran

I k

S t e r i l i s a s i

Inoku la s i enzim amiloglukosidase "AMG 200Lu

~ a k a r i f i k a s i &an j u t suhu 60 C

Penyaringan

.1 Evaporksi suhu 80 OC

Gula c a i r & Gambar 3. Skema Pembuatan Gula Cai r d a r i Tape

Ubi J a l a r (Purnomo, 1988)

( d ) Bahan Pakan

Ubi kayu dapat digunakan sebagai pakan, b a i k dalam

bentuk umbi s ega r , gaplek, p e l e t , ataupun yang sudah d iper -

kaya dengan bahan la innya s e p e r t i konsen t ra t p ro t e in . Lim-

bah h a s i l pembuatari tapioka, y a i t u onggok, s e r t a l imbah

pembuatan s i r u p glukosa dan HFS .jugs rdapat d i p r o s e s

13

menjadi pakan. Disamping i t u limbah-limbah t e r s e b u t juga

dapat digunakan sebaga i medium untuk pembuatan p r o t e i n s e l

tunggal (PST). P r o t e i n s e l tunggal juga mempunyai p o t e n s i

sebagai pakan, a t a u kemungkinan dapat digunakan sebaga i pa-

ngan (Tjokroadikoesoemo, 1986).

B. MORFOLOGI DABI ANAMMI UHBI WI KAPU

Ubi kayn adalah a k a r yang t e l a h mengalami modi f ikqs i

menjadi umbi, Umbi i n i s eca ra anatomis t e r d i r i d a r i k u l i t

l u a r , k u l i t dalam, daging umbi, dan xylem. Daging umbi i n i

banyak mengandung ka rboh id ra t ( p a t i ) yang nant inya p a l i n g

banyak berperan dalam p roses fermentas i tape.

1. Morfoloai Umbi

Umbi adalah a k a r t e rmod i f ikas i yang terutama b e r - fungsi sebaga i makanan cadangan, hiasanya sebagzii cadangaii

karbohidra t ( p a t i ) . Pada umumnya susunan anatomi umbi m i -

r i p dengan akar. Pada jar ingan t e r t e n t u (parenkima), s e l -

se inya berkembang menjadi l e b i h besar (Edmond e t a l , 1964).

U b i kayu tumbuh d a r i potongan batang, sedangkan akar-

nya biasanya tumbuh d a r i da sa r patongan batang, yang se-

l a n jutnya berkembang men j a d i serabut-serabut a k a r yang ber-

fungsi untuk menyerap n u t r i e n d a r i dalam tanah. Akar-akar

t e r s e b u t mampu menembus tanah sampai kedalaman 50 - 100 cm.

Serabut-serabut a k a r s e l an ju tnya mulai mengembang dan

14

menjadi umbi akar. Pada mulanya semua s e r a b u t a k a r a k f i f

menyerap n u t r i e n , t e t a p i sebagian d a r i . se.rabut - s e r a b u t

a k a r berkembang menjadi umbi. Serabut-serabut a k a r yang

berkembang menjadi nmbi biasanya kurang d a r i sepuluh untuk

s e t i a p tanaman, sedangkan se rabut - se rebut a k a r yang l a i n - nya t e t a p melanjutkan fungsinya menyerap n u t r i e n (Onwueme,

1978 )

Secara morfologis, umbi u b i kayu pada g a r i s besarnya

t e r d i r i d a r i batang, l e h e r , umbi, dan ekor. Umbi u b i kayu

( tennasuk ekor) mempunyai panjang 15 - 100 cm dan bobot

0.5 - 20.0 kg bergantung kepada v a r i e t a s dan k o n d i s i tem - p a t tumbuhnya (Onwueme, 1978). Gambar 4 memperlihatkan

morfologi penampang l i n t a a g umbi u b i kayu.

Gambar 4. Morfologi Umbi Ubi Kagu (Onwueme, 1978)

15

2. h a t o m i Umbi

Secara anatomis komponen f i s i k umbi ub i kayu t e r d i r i

d a r i k u l i t , lampisan kambinm, : daging umbi, dan xylem

(Grace, 1971).

K U i t t e r d i r i d a r i dua Lapisan, y a i t u k u l i t l u a r dan

k u l i t dalam. K u l i t luax (periderma) sebagian besa r d i - susun d a r i s e l - s e l gabus yang t e l a h mati yang ber fungs i

melindungi permukaan umbi. Periderma gabus i n i tebalnya

hanya beberapa l a p i s s e l s a j a , dan sangat mudah robek. Se-

lan ju tnya d i bawah periderma gabns t e rdapa t kul i t dalam

(kor teks) dengan ketebalan 1 - 2 mm, biasanya berwarna pu-

t i h , kadang-kadang berwarna merah muda a t a u kecoklatan (On-

wueme, 1978). Menurut Grace (1977) k u l i t umbi merupakan

8 - 15 % bobot umbi ubi kayro.

D i a n t a r a kor t eks d a ~ ? daging umbi t e rdapa t l a p i s a n

l e n d i r yang s e r i n g d isebut kambium (Grace, 1977).

Daging umbi merupakan bagian t e r b e s a r (80 - 90 %), se-

bagian besar t e r d i r i d a r i s e l - s e l parenkima yang mengandung

cadangan makanan berupa p a t i (Edmo~d e t a l , 1964), dan di-

tengah - tengah daging umbi te rdapat se rabu t s e n t r a l vas - k u l a r (m) (Onmeme, 19?8),

Gambar 5 memperlihatkan susunan , potongan l i n t a n g

(anatomi) umbi ubi kayu.

1.

l a .

K u l i t K u l i t l u a r (pe- r idenna gabus)

K u l i t dalam ( k o r t e k s )

Kambium

Pusa t (umbi)

XYlem Gabus

renkima

7. Pembuluh-pembuluh l a t e k s ( ge t a h )

8. Kambium

9. Pembuluh-pembuluh wlem

I n s e t A: 10. J a r ingan gabus

11. S e r a t - s e r a t sklerenkima

12. P a t i ( b u t i r a n k e c i l )

1 Se l - se l parenkima

I n s e t 9: 1%. Mnding s e l

15. P a t i ( b u t i r a n besa r )

Gambar 5. Anatomi Umbi Ubi Kayu (Grace, 1977)

C, SUSUM@ K I M I A U M B I U B I KAYU.

Umbi u b i kayu t e r d i r i d a r i k u l i t l u a r , k u l i t dalam,

dan bagian yang dapat dimakan (daging umbi), masing-masing

sebanyak 0.5 - 2.0 %, 1 0 - 20 %, dan 80 - 90 % bobot umbi

t o t a l (Onwueme, 1978). Daging umbi u b i kayu i n i mengandung

komponen kimia s e p e r t i a i r , karbohidra t , s e r a t ka sa r ,

17

protein kasar, lemak kasar, dan abu sepe r t i yang ditunjuk-

kan pada Tabel 2. Selain i t u juga mengandung beberapa vi -

tamin, s e r t a komponen kimia bukan n u t r i s i (enzim linamar - ase, enzim polifenolase, dan tanin).

Tabel 2. Komposisi Kimia Umbi Ubi Kayu Segar Tan a K u l i t (dalam persen bas i s ba- sah 7

Komponen ( a ) (b) ( c ) (d)

Air 62.0 60.0 70.0 62.5

Karbohidrat 35.0 37.9 26.2 34.7

Serat kasar 1 - 2 - ..1.6 - Protein kasar 1 - 2 0.8 1.0 1.2

Lemak kasar 0.3 0.3 0.2 0.3

Total abu 1.0 - 1.0 - ( a ) Onwueme (1978) (b) Mrektorat Gizi Depkes RI (1981)

( c ) Hartadi & (1986)

(d) Tjokroadikoesoemo (1986)

- t idak ada data.

1. Karbolnidrat d m Serat Kasar .. 3

Berdasarkan Tabel 2 d i a t a s , umbi ubi kayu mengandung

karbohidrat yang berkisar yang berkisar antara 26.2 - 37.9%

bobot umbi segar. Karbohidrat merupakan bahan kering

18

terbanyak dalam umbi u b i kayu, yang sebagian b e s a r t e r d i r i

d a r i pat i . Menurut Onwueme (1978) kandungan p a t i pada u b i

kayo b e r k i s a r 2.5 - 30 % daging umbi pada umur pemanenan

9 - 15 bulan. Grace (1977) melaporkan kandungan p a t i t e r -

t i n g g i d i c a p a i s e t e l a h tanaman berumur 1 2 bulan, sehiingga

u b i kayu dapa t dipanen pada umur d i bawah 1 2 bulan, s e - l an ju tnya d i laporkan pula bahwa u b i kayu j e n i s manis me - ngandung p a t i sebanyak 21.45 % dan t o t a l gu l a sebanyak

5.13 %, sedangkan pada u b i kayu j e n i s p a h i t bahan k e r i n g

t e r b e s a r ada l ah p a t i y a i t u sebanyak 30 %. Glicksman (1969)

mengemukanan z a t p a t i ub i kayu t e r d i r i d a r i dua j en i s , ya-

i t u amilosa sebanyak 17 % dan ami lopekt ln sebanyak 83 %.

D l samping karbohidra t , umbi u b i kayu juga mengandung

s e r a t kasar , t e t a p i r e l a t i f rendah, y a i t u hanya 1 - 2 % bo-

b o t umbi s ega r (Tafiel 2). S e r a t k a s a r pada umumnya t e r -

d i r i d a r i se lu losa . Se lu losa i n i merupakan polimer u n i t -

u n i t D-glukosa dengan i k a t a n P - ( I , & ) (Winarno dan Aman,

1981).

2. P ro t e in Kasar

Umbi u b i kayu bukan merupakan sumber p r o t e i n , karena

kandungan p r o t e i n kasarnya sanga t rendah, y a i t u hanya ber-

k i s a r 0.8 - 2.0 % (Tabel 2). P r o t e i n umbi u b i kayu r e l a -

t i f kaya akan asam amino a r g i n i n a , t e t a p i kandungan asam-

asam amino l a innya rendah. Kandungan asam-asam amino yang

19

t e r d a p a t d i dalam umbi u b i kayu adalah: a r g i n i n a (0.08 %),

metionina (0.01 %), i s o l e u s i n a (0.05 %), l e u s i n a (0.05 %),

t r eon iha (0.04 %), f e n i l a l a n i n a (0.03 %I, v a l i n a (0.04 %),

t r i p t o f a n a (0.01 %).. (Har t ad i & a, 1986).

3. Lemak Kasar

Umbi u b i kayu bukan merupakan sumber lemak, karena

kandungan lemaknya r e l a t i f sanga t rendah, y a i t u b e r k i s a r

a n t a r a 0.2 - 0.3 % (Tabel 2).

4, . - Abu (Mineral)

Kandungan t o t a l abu dalam umbi u b i kayu ada lah s e - k i t a r 1.0 % (Tabel 2). Menurut Har tad i -- e t a1 (1986) m i - n e r a l - minera l utama yang t e r d a p a t dalam umbi . n b i kaya

ada l ah kalium (0.33 %), kalsium ( 0.17 % ), dan f o a f o r

(0.05 %), sedangkan mineral-mineral l a i n n y a r e l a t i f s anga t

rendah, y a i t u magnesium (0.02 %), tembaga (1.00 mg/kg), dan

seng 4.40 mg/kg. Walaupun kandungan abu (minera l ) dalam

umbi u b i kayu sangat k e c i l , t e t a p i cukup mengandung kalsium

dankal ium, sehingga u b i kayu dapa t dimanfaatkan sebaga i

sumber mineral-mineral t e r sebut .

5. Vitamin

Umbi u b i kayu r e l a t i f kaya vitamin C, y a i t u sebanyak

360 mg/kg umbi ub i kayu segar , sedangkan kandungan vitamin-

vi tamin l a i n n y a r e l a t i f sanga t rendah, misalnya r i b o f l a v i n

20

(0.3mg/kg), n i a s i n (6.0 mg/kg), t iamin (0.6 mg/kg), dan

asam pantotenat (5.0 mg/kg) (Hartadi eta, 1986; Tjokro-

adikoesoemo, 1986). Umbi ubi kayu kuning r e l a t i f banyak

mengandung vitamin A, y a i t u sebanyak 381 SI/100 g, sedang-

kan umbi ubi kayu put ih sama s e k a l i t i d a k mengandung v i t a -

min A (Direktora t Gizi, 1981). Dengan demikian umbi u b i

kayu (kuning maupun put ih) dapat dimanfaatkan sebagai sum-

b e r vitamin C, dan umbi ubi kayu kuning juga merupakan

sumber vitamin A.

6. Enzim Linamarase (Linase)

Umbi ubi kayu mengandung dua j e n i s glukosida sianoge-

n i k , y a i t u l h a m a r i n dan l o t a u s t r a l i n . Linamarin d i s i n t e -

sis d a r i asam amino val ina, sedangkan l o t a u s t r a l i n d i s i n - tesis d a r i asam amino isoleusina. Enzim linamarase ( 1 i n . -

a s e ) yang te rdapat d i dalam ubi kayu dapat menghidrol ls is

kedua j en i s glukosida sianogenik, dan mengeluarkan senyawa

beracun yang berupa hidrogen s i an ida (HCN) (Onwueme, 1978).

Pembentiikaii EICN i n l &an bertambah banyair apabi la ubi kayu

dalam keadaan pecah, sehingga t e r j a d i kontak langsung an - t a r a glukosida sianogenik dengan enzim linamarase (Barre t ,

Berdasarkan kandungan BCN yang dibebaskan, maka u b i

kayu dapat digolongkan menjadi empat, y a i t u (a) golongan

t i d a k beracun, mengandung HGN 50 mdkg umbi segar yang

2 1

t e l a h d i p a r u t , (b) s e d i k i t beracun, mengandung HCbl 50 - 80

mg/kg, ( c ) beracun, mengandung EEGB 80 - 100 mg/kg, (d ) sa-

nga t beracun, mengandung HCN l e b i h b e s a r d a r i ' 100 mg/kg.

J e n i s u b i kagu yang beracun misalnya sao pedro p e t r o (SPP),

mengandung HCll 100 mg/kg, j e n i s ub i kayu i n i t i d a k d a p a t

dikonsumsi langaung, t e t a p i digunakan untuk pembuatan t e -

pung tap ioka (Cip tad i dan Nasution, 1974).

Usaha-usaha untuk mengurangi kandungan glukosida s i a -

nogenik ada lah dengan merendam u b i kayu dalam air , ka rena

kedua j e n i s g lukosida s ianogenik t e r s e b u t sanga t mudah la-

r u t dalam air. Glukosida s ianogenik mudah t e r u r a i a p a b i l a

dipanaskan pada suhu di a t a s 150 OC. Dengan demikian pe-

rendaman u b i kayu, yang kemudian d i l a n j u t k a n dengan pe re - busan (pengukukusan) akan mengakibatkan glukosida sianoge-

n i k l a r u t dan t e r u r a i . D i samping i t u enzim l inamarase

manjadi $id& a k t i f , dan HCN yaog t e l a l i dibebaskan aka1

menguap (Onmeme, 1978; Rahaju e t a l , 1980).

7. Enzim Po l i f eno la se

Kerusakan yang b i a sa t imbul pada umbi ub i kayu ada l ah

timbulnya warna cokla t / b l r u / hitam yang s e r i n g d i s e b u t

kepoyoan (Syar ie f dan I r a w a t i , 1988). Kepoyoan inerupakan

r e a k s i kecoklatan enzimat is a k i b a t a k t i f n y a enzim p o l i - fenolase yang te rdapa t pada l a p i s a n l e n d i r umbi u b i kayu.

22

Kepogoan umbi u b i kayu biasanya t imbul a p a b i l a umbi t e r s e -

b u t d ib i a rkan dan te rkena udara selama beberapa h a r i ( t i g a

h a r i ) . Kepoyoan ini akan l e b i h parah l a g i a p a b i l a k u l i t

umbi u b i kayu dalam keadaan rusak a t a u umbi u b i kayu sen-

d i r i dalam keadaan pecah ataupun umbi ub i kayu dalam k e - adaan te rpo tong o l eh logam (d ikupas) , sehingga i s i n y a kon-

tak langsung dengan udara ( C i p t a d i dan Nasution, 1974).

Reaksi kecoklatan enz ima t i s i n i d iak iba tkan o l e h ada-

nya kontak langsung a n t a r a s u b s t r a t feno l dengan enzim po-

li fenolase d i dalam jaringan. Secara normal s u b s t r a t fenol

dan enzim po l i f eno la se le taknya t e rp i sah . A k t i f i t a s enzim

p o l i f e n o l a s e akan bertambah j i k a ada oksigen ( udara ) dan

logam tembaga. J i k a t e r j a d i kerusakan jar ingan karena me-

mar a t a u a k i b a t penanganan (pemotongan, pengu l i t an ) , maka

oks igen akan masuk sehingga mempercepat t e r j a d i n y a r e a k s i

kecokla tan (Bcha rdson , 1975). Pecahnya a a l meilgebabkan

s u b s t r a t fenol yang ada d i dalam vakuola k e l u a r dan ber-

temu dengan enzim po l i f eno la se yang ada d i dalam s i t o p l a s -

m a , ditambah adanya oksigen dan logam k a t a l i s a t o r maka t e r -

j a d i r e a k s i kecoklatan (Winarno dan Aman, 1981).

Beberapa upaya untuk mencegah kepoyoan umbi u b i kayu

adalah: ( a ) p e l i l i n a n , ( b ) penyimpanan pada suhu 20 O C

dengan kelembaban r e l a t i f 60 % ( ~ a p a t a dan Riveros, 19791,

( c ) pengurangan kandungan a i r sampai kurang d a r i 14 %

23

(Best , 1979) , ( d ) pemberian asam (pH rendah), dan ( e ) pem-

b e r i a n b i s u l f i t (C ip t ad i dan Nasution, 1974). S y a r i e f (1974)

melaporkan bahwa perebusan umbi u b i kayu selama enam rnenit

dengan suhu 85 O C dapat b e r a k i b a t meningkatkan k e s t a b i l a n

warna daging umbi u b i kayu, karena enzim p o l i f e n o l a s e men-

j a d i t i d a k a k t i f . Juga d i l apo rkan bahwa perendaman umbi

u b i kayu dalam l a r u t a n gu la (60 '%) selama 60 menit dapa t

menghambat t e r j a d i n y a kepoyoan, karena l a r u t a n g u l a meng - hambat kontak langsung a n t a r a enzim p e l i f e n o l a s e dengaa

udara.

Tanin a t a u asam t a n a t a t a u d i sebu t juga asam g a l o n a t ,

merupakan sua tu senyawa kimia yang memberikan r a s a s e p a t

pada bahan pangan. Tanin mempunyai bobot molekul s e k i t a r

1701 yang kemungkinan t e r d i r i d a r i sembilan molekul asam

g a l a t dan s a t u molekul glukosa ( Clydesdale dan F ranc i s ,

1976 ). Daging ub i kayu mengandung t an in b e r k i s a r a n t a r a

6,585 - o , a j j %, tergantung pada l o k a s i daging umbi, s e - dangkan pada k u l i t ub i kayu mengandung t an in b e r k i s a r an - t a r a 4.440 - 5.485 % (Kamti, 1990). Tabel 3 memperlihat - kan kandungan t an in pada daging dan k u l i t ub i kayu.

Tabel 3. Kandungan Tanin pada Daging dan K u l i t Ubi Kayu (dalam persen b a s i s k e r i n g )

Lapisan daging u b i Lokasi ubi:

pangkal tengah ujung

Daging t e p i

Daging tengah

Daging pusa t

Kul i t

Kamti (1990)

Pembahasan mengenai g ranula p a t i , t e r d i r i d a r i : (1)

s t r u k t u r mikroskopis g ranu la p a t i , (2) s t r u k t u r kimia gra-

n u l a p a t i , dan ( 3 ) g e l a t i n i s a s i p a t i .

1. S t r u k t u r M i k r o s k o ~ i s Granula P a t i

P a t i t e rdapa t dalam jar ingan tanaman dalam bentuk gra-

nu l a (bu t i r an ) . Secara mikroskopis, j e n i s granula p a t i da-

p a t d i i d e n t i f i k a s i ukusan, bentuk keseragaman, l z t a k hiliim

( s e n t r i s a t a u e k s e n t r i s ) , dan bentuk permukaannya ( Hodge

dan Osman, 1976 ). Granula p a t i a p a b i l a d i l i h a t d i bawah

mikroskop t e r l i h a t d i susun o l en molekul-molekul yang mem - bentuk l ap i san - l ap i san t i p i s yang te r susun t e rpusa t . Gra-

n u l a mempunyai ukuran 2 - 100 f lm , berbentuk oval ( l on j eng )

25

a t a u t i d a k bera turan (Greenwood, 1979). Glicksman (1969)

melaporkan bahwa granula p a t i u b i kayu . -mempmyai ukuran

b e r k i s a r a n t a r a 5 - 35 ym. Gambar 6 memperlihatkan s t r u k -

t u r mikroskopis g rannla p a t i pada kentang,.gandum, tap ioka ,

b e r a s , j a y n g , dan saga.

Gambar 6. S t r u k t u r Mikroskopis Granula P a t i Kentang, Gandum, Tapioka, Beras, Jagung, dan Sagu (Ebdge dan Osman, 1976)

-

2, S t r u k t u r Kimia P a t i

Secara kimiawi, z a t p a t i d isusun d a r i molekul-molekul

<-D-glukosa yang t e r d i r i d a r i dua t i p e molekul po l i saka-

kentang

0 0 0 O D

. O O

be ras

r i d a , y a i t u amilosa yang berupa r a n t a i l u r u s dan amilopek-

t i n yang mempanyai r a n t a i cabang (Eodge dan Osman, 1976).

P a t i pada iimumnga mengandung 15 - j O % amilosa, 70 - 85 %

amilopekt in , dan 5 - 1 0 % bahan a n t a r a s e p e r t i lemak dan

pro te in . Secara umum p a t i b i j i - b i j i a n mengandung bahan an-

t a r a l e b i h banyak dibandingkan dengan p a t i ba tang dan p a t i

gandum

@ & D 0

jagung

tap ioka

0 sagu

26

umbi (Greenwood, 1979). Kandungan amilosa dan amilopektin

pada s e t i a p j e n i s p a t i r e l a t i f t e t ap , misalnya p a t i ubi ka-

yu ( tapioka) mengandung amilosa 17 % dan amilopektin 83 %

(Glicksman, 1969).

Amilosa merupakan polimer d a r i un i t -un i t O(-D-glukosa

yang mempunyai ika tan oC-(I,/+) pada r a n t a i lurusnya.. :Pan-

'jang r a n t a i l u r u s i n i t e r d i r i d a r i 250 - 2000 u n i t &-&

glukosa dengan bobot molekul 40000 - 340000 ( Glicksman,

1969 ). Amilosa dalam l a r u t a n cenderung membentuk kumpar-

an (a) yang panjang dan f l e k s i b e l yang dengan mudah da-

p a t bergerak melingkar, apabi la ada iodium akan terbentuk

warna b i ru (Hodge dan Osman, 19761, pada panjang gelombang

maksium 660 nm (Manners, 1979). Gambar 7 menunjukkan s t r u k

t u r kimia amilosa.

Gambar 7. S t ruk tu r Kimia Amilosa (Hodge dan Osman, 1976)

27

Amilopektin sebagaimana amilosa juga merupakan polimer

d a r i u n i t - u n i t 6 - D - g l u k o s a yang mempunyai i k a t a n d - ( 1 , 4 )

pada r a n t a i lu rusnya , s e r t a i k a t a n 0(-(1,6) pada t i t i k per-

cabangannya (Gambar 8 ) . I ka t an percabangan t e r s e b u t ber-

jumlah 4 - 5 % d a r i keseluruhan i k a t a n (Ebdge dan Osman,

1976). Panjang r a n t a i l u r u s i n i t e r d i r i d a r i 20 - 30 u n i t

H-D-glukosa. Bobot molekul amilopekt in a n t a r a s a t u j u t a

sampai dengan beberapa ju t a (Glicksman, 1969) . Amilopektin

dengan iodium akan membentuk warna ungu pada panjang ge-

lombang 530 - 550 nm (Manners, 1979).

Gambar 8. S t r u k t u r Kimia Amilopektin (Hodge dan Osman, 1976)

3. G e l a t i n i s a s i P a t i

Granula p a t i mempunyai s i f a t t i dak dapa t l a r u t dalam

a i r d ingln , t e t a p i dapat mengembang dalam a i r hangat a t a u

a i r panas. Pengembangan i n i b e r s i f a t r e v e r s i b e l ( dapat

,, 28

b a l i k ) sampai kond i s i t e r t e n t u . d i k a t e l a h mencapai suhu

g e l a t i n i s a s i , maka pengembangan b e r s i f a t i r e v e r s i b e l ( t i d a k

dapa t b a l i k ) (Greenwood, 1979).

Apabila tepung p a t i mentah dimasukkan ke dalam a i r d i -

ngin , maka dapa t menyerap a i r sampai 30 % d a r i bobot semula

tanpa merusak s t r u k t u r p a t i s e c a r a keseluruhan (Hodge dan

Oman, 1976). Pengembangan g ranu la p a t i i n i disebabkan

o l e h molekul-molekul a i r yang b e r p e n e t r a s i masuk ke dalam

granula dan terperangkap pada susunan molekul-mo&ekul ami-

l o s a dan amilopekt in ( McCready, 1970 yang d i k u t i p o l e h

Muchtadi e t a l , 1988). Pengembangan granule p a t i dengan

adanya molekul a i r s e c a r a skemat i s dapa t d i l i h a t pada Gam-

b a r 9.

( a ) kond i s i t i d e k mengembang (5) kand i s i msngembeng

Gambar 9. Skema Molekul Amilosa dan Amilopektin pada Proses Pengembangan Granula P a t i (McCready, 1970 yang d i k u t i p o l e h Muchtadi e t a l , 1988)

29

Dengan naiknya suhu suspens i p a t i dalam a i r , maka pe-

ngembangan granula p a t i semakin besa r , a k i b a t s e l a n j u t n y a

molekal-moleknl p a t i akan k e l u a r t e r l e p a s d a r i g ranula ,

kemudian masuk ke dalam s i s t em l a r u t a n . Kejadian i n i dapa t

mempengaruhi perubahan kekenta lan (Bodge dan Oman, 1976).

Peningkatan volume g ranu la p a t i yang t e r j a d i dalam

a i r pada suhn 55 - 65 OC mernpakan pembengkakan yang s e - benamya. Granula p a t i yang t e l a h membengkak i n i t i d a k da-

p a t kembali ke k o n d i s i semula d i s e b u t g e l a t i n i s a s i . Kisar-

an suhuyangmenyebabkan 90 % granu la p a t i dalam a i r panas

membengkak sedemikian rupa sehingga t i d a k dapat kembali ke

bentuk semula d i s e b n t B i r e f r i n g e n t End Po in t Temperature

(BEPT). N i l a i BEPT berbeda-beda untuk s e t i a p j e n i s tepung

p a t i , misalnya untuk p a t i u b i kayu ( t ap ioka ) mempunyai

n i l a i BEPT 52 - 64 O C (Winarno, 1984). Hodge dan Osman

(1976) menambahkan bahwa k i s a r a n suhu d ibag i menjadi t i g a

tit& suhu, y a i t n suhu avral, s u b pertengahan, d m suhu

a k h i r g e l a t i n i s a s i . P a t i ub i kayu ( t ap ioka ) mempunyai su-

hu awai, suhu pertengahan, dan suhu a k n i r g e l a i i n i s a s i ma-

s i n g - masing 52 OC, 59 OC, dan 64 OC.

E. RAG1 TAPE

R a g i t ape ada lah inokulum padat dan k e r i n g yang di-

d i b u a t s eca ra t r a d i s i o n a l - yang dapa t digunakan untuk mem-

bua t t ape (Hassan e t a l , .I9871

-\

30

1. Rani Taae Pasag

Bahan dasa r untuk membuat r a g i tape pasa r ada lah t e -

pung b e r a s dan ditambah bumbu-bumbu (bawang pu t ih , lengku-

a s , l a d a pu t ih , cabe merah, kayn manis, l a d a hitam, dan

adas ) s e r t a ditambah tebu, a i r jeruk n i p i s , dan a i r ke lapa

(Saono, 3982). Penambahan bumbu-bumbu dalam pembuatan

r a g i tape pasar be r fungs i untuk menghambat a k t i f i t a s m i -

kroba yang t i d a k dikehendaki, dan untuk merangsang a k t i f i -

tas mikroba yang dikehendaki, s e r t a untuk membentuk aroma.

Komponen-komponen penyusun r a g i tape pasa r dapat d i l i h a f

pada Tabel 4.

Tabel 4. Komponen - komponen Penyusun Ragi Tape Pasa r

Komponen Jumlah (% terhadap be ra s )

Beras (w s a t i v a Linn. ) 100 Bawang p u t i h (Allium s a t i v u ~ Linn.) 0.50 - 18.70 Lengkuas ( Alpina palanga Sw. ) 2.50 - 50.00 Lad2 p ' t t ih ( P i p e r r i i g r u ~ L i ~ n . ) (3.05 - 6.20

Cabe merah (Capsinm f r u t e s c e n s Linn.) 0.25 - 6.20

Kayu manis (Cinnamon burmani Bl.) 0.05 - 3.50 Lada kitam (Piper r e t r o fractunl Vahl. ) 0 . x - 2.50

Adas (Foeniculum vu laa re Mill.) 2.50 - 3.00

Tebu (Saccharurn o f f i c ina rum Linn.) 1.00 - 12.00

Air jeruk n i p i s ( C i t r u s au ran t i acu a u r a n t i f o l i a var. -- fusca Linn. 2.50

A i r ke lapa (Cocos n u c i f e r a Linn.) 50.00

Saono (1982)

31

I Pembuatan r a g i tape p a s a r s e c a r a t r a d i s i o n a l dapa t di-

l i h a t pada Gambar 10.

Beras Bawang p u t i h I r i s a n lengkuas Lada Cabe merah

I 3ihalusken berezsana

5. Diayak

1~ Dicampur

(d ibua t adonan)

1 Dice t a k

1 Diinkubasi 2 h a r i

1 Dikeringkan d i s i n a r matahar i

2 - 3 h a r i

1 Produk a k h i r

( r a g i t ape pasa r )

Gambar 10. Cara Pembuatan Ragi Tape Pasar ( Saono, 1982)

2. Mikrobiologi R a ~ i - Tape Pasar

Selama pembuatan r a g i tape pasar , maka s u b s t r a t r a g i

akan ditumbuhi o l e h berbagai j e n i s mikroba (kapang, khamir,

dan b a k t e r i ) yang b e r a s a l d a r i lingkungan tempat pembuatan

r a g i maupun d a r i p e r a l a t a n yang digunakan. J e n i s dan kon-

s e n t r a s i mikroba yzng t e rdapa t d i dalam r a g i t ape pasar da-

p a t d i l i h a t pada Tabel 5 dan 6.

32

. Tabel 5. J e n i s - j e n i s Mikroba dalam Ragi Tape P a s a r

-

Genus Spesies Sumber

Kapang: Am~lomsces A, r uxii (w

gryzae -9-r d o m u C o r a b, c, d, g

M. r u x i i , 8. avanicu g. *liS, g&-m& }&

Rhizo~uq i? %% orus a, e , g

R: -rus :I g 3. chinens is 3. s t o l o n i f e r , g. a r rh izus , R. var. r o u x i i

P e n d c i l l i u m P e n n i c i l l i u a s p g

2 proelleri -.. g

Khamir : Candida C k r u s e i i

7: w7 G. l a c t o ~ a ~ b p a r a p s ~ l o ~ i ~ 6. a r a p s i l o s s Tar. u-

edfa & intermedia, 2. } e h i m a u f i - b

Hansenula H. a- a, b, c, d, g g. malazna, & s . ~ b p e l l i - culosa jb, d, d -mala var, sphaerica, . cansulata , 8. c i f e r r i }

E n d o m ~ c o p s i ~ E c b d a t i (g. b u r t o n i i ) a g: a, E , d, i3

SaccharomycesJ S. cerevis iae b

Torrrlopsis T o r r r l o ~ s i g s p g

Bakteri: Bac i l lus Baci l lus s p f, g Pediococcus t. pentosaceus g

a ) KO (1972). b) Dwidjoseputro (1976), c ) Cronk e t a1 (19771, d) Cronk & (19791, e) Saono e t a1 (1979) f ) Saono (1982), g ) Hassan e t a1 (1987) - -_ --

Tabel 6. Konsentrasi Kapang dan Khamir dalam Ragi Tape Pasar

Asal ragi tape

Kolimpong, India Kathmandu, Bepal-1 Kathmandu, Eepal-2 Kathmandu, Kepal-3 Kathmandar, Eepal-4 Kathmandu, Hepal-5 Kathmandu, Bepal-6 Kathmandu, Bepal-7 Kathmandu, Nepal-8 Bogor, Indonesia Bagor, Indonesia Sukabumi, Indonesia - 6.7 x 10' Cina 3.5 x lo6 2.0 lo7 Cina 1.0 x lo4 1,4 x 10 8

Taiwan 5.0 x lo5 7.5 lo7 T a i ~ a n 1.4 x lo4 1.0 x lo5 Taiwan 5.5 lo5 7.9 lo7 Mlipina-1 1.0 x lo5 4.8 x lo7 Mlipina-2 6.1 x lo5 4.5 x 10 6 ~ i l i p ina -3A 1.9 x lo5 2.8 x l o7 EYlipina-3B 4.3 lo4 9.3 lo7 Mlipina-4A 4.6 x 10 6 2.8 x lo7 Mlipina-4B 2.7 x lo4 5.1 x lo6 Filipina-4C 5.2 x 10 6 5.0 x lo8 Mlipina-5 2.8 x lo5 1.3 x lo7 Kalaysia-6 3.9 x lo6 3.9 x lo8 Mlipina-7 3.2 x lo8 2.4 x 10 8

G s s a l t i n e eta (1988) yang d i k u t i p oleh Leni (1989) satuan pembentuk koloni.

- t i dak ada data.

34

Mikroba a m i l o l i t i k ( t e rn tama kapang) merupakan mikro-

ba yang berperan pertama k a l i dalam fermentas i tape. Hal

i n i disebabkan apab i l a kapang a m i l o l i t i k ditumbuhkan dalam

s u b s t r a t p a t i matang ( p a t i yang t e l a b t e r g e l a t i n i s a s i ) m i -

s a lnya pada u b i kayu a t a u b e r a s ke t an kukus, maka akan

menghasilkan enzim 4 -ami l a se , p - ami l a se , dan glukoamil - ase , Enzim-enzim t e r s e b u t s e l an ju tnya memecah p a t i yang

t e l a h t e r g e l a t i n i s a s i l ~ e n j a d i produk-produk d e k s t r i n , mal-

t o sa , dan glukosa (Pazur, 1964; Marshall , 1974; Fardiaz ,

1988). Genus-genus kapang a m i l o l i t i k yang t e r d a p a t d i da-

lam r a g i t ape pasa r a n t a r a l a i n Am.~lom~ces, Mucor (be rpe ran

dalam l i k u i f i k a s i dan s a k a r i f i k a s i ) , dan Rhizovus (be rpe ran

dalam l i k u i f i k a s i dan penghas i l a lkohol ) (Saono, 1982).

Khamir yang t e r d a p a t d i da l an r a g i t ape pasar ada dua

kelompok, y a i t u khamir a m i l o l i t i k dan khamir bukan a m i l o l i -

t i k . Menurut Saono (1982), yang termaslik khamir a m i i o l i t i k

adalah genus Endomyco~sis, karena khamir i n i ioaapu meng-

has i lkan enzim- enzim pemecah p a t i , sedangkan genus-genus

khamir bukan a m i l o l i t i k a n t a r a l a i n i a l a h Saccharomsces

Endomyco~sis (menghasilkan aroma khas) , dan Candida (meng-

has i lkan aroma khas).

Bak te r i yang t e rdapa t dalam r a g i tape pasar yang ber-

peran dalam fermentas i t ape ada l ah b a k t e r i a m i l o l i t i k dan

35

b a k t e r i asam l a k t a t . Bak te r i yang termasuk a m i l o l i t i k ada-

l a h B a c i l l u s sp, sedangkan yang tennasuk b a k t e r i pembentuk

asam l a k t a t ada lah Pediococcus (Bassan &a, 1987). Pe - ranan masing-masing genus mikroba dalam fe rmentas i t a p e da-

p a t d i l i h a t pada Tabel 7.

Tabel 7. Peranan Mikroba pada Ragi Tape Pasa r

- -

Kelompok. mikroba Genus Peranan

Kapang a m i l o l i t i k Am~lomsces G a k a r i f i k a s i dan li- k u i f i k a s i

Mucor S a k a r i f i k a s i dan li- k u i f i k a s i

Rhizovus Liku i f i k a s i dan pem- bentukan a lkoho l

Khamir a m i l o l i t i k Endomycopsis S a k a r i f i k a s i dan pem- ben tukan aroma

Khamir bukan a m i l o l i t i k Saccharomyces Pembentukan a l k o h o l

Hansenula Pemben tukan aroma

Endomycovsis Pembentukan aroma khas

Candida Pembentukan aroma khas

B a k t e r i a m i l o l i t i k B a c i l l u s Saka r i f i k a s i

B a k t e r i asam l a k t a t Pediococcus Pembentukan asam l ak - ta t

Saono (1982)

36

( a ) Kapang Amslomyces r o u x i i

Menurut Cronk g& (1977) kapang Amylomyces r o u x i i

semula d i b e r i nama Chlamsdomucor oryzae, sedangkan berda-

sarkan s t u d i pustaka yang dilakukan o leh Hessel t ine (1979)

AmYlomyces juga d id iekr ips ikan sebagai Mucor.

Menurut Fardiaz (1989) kapang t i d a k termasuk hewan a t a u

tarzaman, t e t a p i t emasuk dalam ka tagor i p r o t i s t a . K l a s i f i -

kasi kapang Mucor r o a x i i selengkapnya menurut Alexopouloe

dan M i m s (1979) adalah sebagai ber ikut :

Re gnum : P r o t i s t a

Saperkingdom : Eukaryonta

Kingdom : Myceteae (FUlgi)

Divis i : Amastigomycota

Subdivis i : Zygomycotiaa

Klas : Zygomycetes

Ordo : Hucorales

Famili : Mucoraceae

Genus :

Spesies : rouxii .

Sifat-s i fat f i s i o l o g i s yang d i m i l i k i kapang A. r o u x i i

adalah mampu tumbuh pada s u b s t r a t p a t i a t au se lobiosa (Hes-

s e l t i n e , 1979). PI. roux i i s e r i n g digunakan dalam proses

amilo, y a i t u proses s a k a r i f i k a s i p a t i menjadi gula ( m a z i e r

dan Westhoff, 1988). D i samping i t u juga mampu menghasil-

kan alkohol (Alexopoulos dan M i m s , 1979). I IaZ i n i t e l a h

37 dibtaktikan o leh Cronk (1977) pada beras ketan yang

difermentasi o l e b 4, r o u x i i pada suhu inkubasi 30 OC s e - lama 1, 2, 4, dan 6 h a r i masing-masing d ihas i lkan alkohol

sebanyak < 0.1 % (V/V), 2.3 % (V/V), 5.6 % (V/V), dan 5.6

% (V/V), sedangkan t o t a l asamnya 4.94 meq/100 m l (fermen - tasi selama dua h a r i ) menjadi 6.25 meq/100 m l pada fermen-

tas i selama delapan ha r i ) .

Menurut Pelczar dan Reid (1958) kapang dapat tumbuh

dalam medium laboratorium, y a i t u medium yang mengandung

ma (glukosa) dengan pH 5.6, suhu inkubasi 5 - 37 O C (su-

hu optimum 20 - 30 O C dan pada kondisi aerob. Menurut Far-

d i a z (1989) H N juga d i sebu t fungi .dimorfils karena dapat

berubah d a r i bentuk filamen menjadi bentuk s e p e r t i khamir.

Pertumbuhan yang menyerupai khamir dirangsang j i k a kondisi-

nya anaerobik dan dengan adanya karbondioksida ( C 0 2 ) ,

( b ) Khamir b u r t o n i i

S e p e r t i halnya kapang, khamir juga temasuk dalam ka-

t a g o r i p r o t i s t a . K l a s i f i k a s i khitmir Esidcmscossis b u r t o n i i

menurut Alexopoulos dan M i m s (1979) s e r t a Fardiaz (1989)

adalah sebagai ber ikut :

Re gourn : P r o t i s t a

Superkingdom : Enkaryonta

Kingdom : Myceteae (Fungi)

M v i s i : Amastigomycota

Subdivi si : AecomJco t i n a

Klas : Ascomycetes

Subklas : Hemiascomycetidae

Ordo : Endomycetales

Famili : Saccharom~cetaceae

Sub f ami l i : Saccharomycoideae

Genus : Endomyco~sis

Spes ies : b u r t o n i i .

S i f a t - s i f a t f i s i o l o g i s yang d i m i l i k i o l e h khamir m- ~ g c o ~ s i s ada lah mampu menghasilkan enzim %-amilase dan

glukoamilase yang dapa t memecah p a t i menjadi glukosa s e - banyak 90 %. Menurut Pe l cza r dan Reid (1958) khamir genus

Endomsco~sis t i d a k b e r s i f a t f e rmen ta t i f a t a u b e r s i f a t f e r -

men ta t i f lemah. Dengan demikian khamir i n i a p a b i l a ditum-

buhkan pada s u b s t r a t p a t i , maka khamir t e r s e b u t t i d a k dapa t

memecah (menghidro l i s i s ) p a t i menjadi gula. Hal i n i t e l a h

dibukt ikan o l e h KO (1972) k u l t u r tunggal k h a m i r . choda t i

(E. b u r t o n i i ) a t a u E. f i b u l i g e r t i d a k dapat memfermentasi

I.,...- -6 ketan, t e t a p i a p a b l l a menggunakan k u i t u r campuran

kspang 8. r o u x i i dengan khamir EndomYco~sis maka dapat mem-

fennentas i b e r a s ketan. Se lan ju tnya Cronk (1977) me-

laporkan pula khamir E. b u r t o n i i mampu menghasilkan alkohdl

a p a b i l a digunakan bersama-sama dengan kapang A. rouxi i .

Pada fermentas i b e r a s ke tan menggunakan kapang A. r o u x i i

39

dan 6. b u r t o n i i pada suhu inkubas i 30 O C selama 1, 2 4,

dan 6 h a r i masing-masing d ihas i lkan alkohol sebanyak (0.1

% (V/V), 2.7 % (V/V), 6.8 % (V/V), dan 8.0 % (V/V), sedang-

kan t o t a l asamnya adalah 5.32 med l00 m l ( fe rmentas i selama

dua h a r i ) dan menjadi 8.0 m e d l 0 0 m l ( fermentasi selama de-

lapan ha r i ) . Adanya kemampuan menghasilkan alkohol menun-

jukkan A. roux i i dan E. b u r t o n i i mampu menghasilkan enzim

p i ruva t dekarboksilase dan alkohol dehldrogenase. Kedua

enzim i n i menurut Moat (1979) berperan dalam fermentasi a l -

kohol. Fardiaz (1989) menambahkan khamir pembentuk a lkoho l

dalam keadaan t i d a k ada oksigen (anaerob) akan memfermen-

tasi gula (glukosa) menjadi a lkohol dan karbondioksida, se-

dangkan dalam keadaan banyak oksigen (aerob) , glukosa akan

dipecah melalui r e s p i r a s i menjadi a i r dan karbondioksida.

Pada medium laboratorium, khamir tumbuh ba ik pada me-

dium yang mengandung gula (glukosa) , se lanju tnya glukosa

t e r s e b u t dipecah o leh enzim-enzim yang dihasilkannya men - j ad l a lkohol dan karbondioksida. Kbamir dapat tumbuh pada

medium yang b e r s i f a t asam, t e t a p i juga dapat tumbuh pada

medium yang b e r s i f a t n e t r a l a t au agak basa. Dengan demiki-

an khamir dapat tumbuh pada k isaran pH yang l u a s , y a i t u an-

t a r a 2.2 - 8.0. Khamir mampu tumbuh pada medium yang di-

inkubasi pada suhu 0 - 37 O C , t e t a p i suhu optimumnya ada-

l a h 20 - 30 OC, sedangkan pada khamir yang b e r s i f a t patogen

tumbuh ba ik pada suhu 30 - 37 O C (Pelczar ,dan Reid, 1938).

40

3. Pembuatan Inoknlum Murni . .

Dalam i n d u s t r i fermentasi , s e l e k s i mikroba ..den<; cara

pemeliharaannya merupakan f a k t o r penting yang menentukan

proses fermentasi. Kultur gang t e l a h dimurnikan dapat d i -

awetkan dengan cara pengeringan.~ P r i n s i p pengawetan k u l t u r

adalah mempertahankan agar s e l mikroba t e t a p hidup, s e r t a

mempertahankan s i f a t - s i f a t genot ip dan feno tipnya. Penge-

r ingan k u l t u r dapat dilakukan pada s i l i k a g e l tanah a t a u

kalsium karbonat, kemudian bubuk ker ing t e r sebu t disimpan

pada suhu kamar a t a u pada suhu empat derajad Celcius. Pe-

ngeringan juga dapat dilakukan secara pengeringan vakum pa-

da suhu 2 - 5 O C (Fardiaz, 1988).

Inokulum hurni ke r ing untuk fermentasi tape dapat di-

buat dengan cara menginokulasikan mikroba (kapang a tau kha-

mir) ke dalam medim agar miring Potato Dextrose Agar (PDA).

Se te lah diirikubasi salama llma h a r i pada suhu 28 "c, maka

mikroba te rsebut akan tumbuh dan berkembang biak. Selan - Jutnya mikroba t e r s e b u t disuspensikan ke dalam l a r u t a n fi- .

s l o l o g i s (Sac1 0.85 56). Cairan yang diperoleh berupa sus-

pens i mikroba dicampurkan ke dalam tepung beras s t e r i l de-

ngan perbandingan 1 : 1 sehingga terbentuk adonan. Adonan

t e r s e b u t selanjutnya di inkubasi pada suhu 28 OC selarna lima

h a r i , kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 40 - 45 OC

selama 1 - 2 hari . Adonan yang -terheatuk dapat juga

41 dikeringkan dalam oven pada suhu 40 - 45 O C selama 1 - 2

h a r i (Leni, 1989). Skema pembnatan inokulum murni ke r ing

dapat d i l i h a t pada Gambar 11.

Pembiakan k u l t u r murni kapang dan khamir d i dalam medium

agar m i r i n g PDA

Tepung be ras steril --+ Pencampuran

r

I Pengeringan 40 - 45 O C Inkubasi 28 ?C selama

selama 1 - 2 h a r i 5 h a r i

i Pengeringan 40 - 45 O C

selama 1 - 2 h a r i

Gambarzl. Skema Pembuatan Inokul'um Murni Kering (Leni, 1989)

42

Inokulum murni c a i r d i b u a t dengan cara menginokulasi-

kan mikroba (kapang a t a u khamir) ke dalam medium a g a r m i -

r i n g PDA, kemudian d i inkubas i . pada suhu 28 O C selama lima

ha r i . Selanjutnya s e t i a p s a t u k u l t u r murni yang berada da-

l a m tabung a g a r mir ing PDA d i suspens ikan dengan lima m i l i -

l i t e r a i r s t e r i l . Inokulum murni c a i r yang t e l a h d i b u a t

h a r u s langsung digunakan. S e t i a p s a t u tabung inokulum ,

murni ( l ima m i l i l i t e r suspens i mikroba) dapa t digunakan un-

t u k membuat t ape sebanyak 100 g u b i kayu a t a u b e r a s k e t a n

kukus (Tui lan , 1979).

F. FERMENTAS1 TAPE

Tape merupakan makanan h a s i l fermentas i o l e h r a g i ta-

pe yang bahan dasarnya umumnya d a r i u b i kayu (Manihot - c u l e n t a Crantz) a t a u b e r a s ke t an (Orgza s a t i v a var.

nosa) . - 1. Pembuatan Tape Menamnakan Inokulum R a ~ i Tape P a s a r

Pembuatan t ape u b i kayu ~ e n t ? r u t . Saooc & & ( I9eS )

ada lah sebaga i be r iku t : u b i kayu d i k u l i t i (d ikupas) , d i -

p6tong - potong ( 3 - 1.5 cm) dan d i c u c i dengan a i r , d ikukus

selama 30 menit, d i d i n g i n ~ a n d i a t a s r a k terbuka, s e t e l a h

d i n g i n d i i n o k u l a s i dengan ragi sebanyak s a t u persen, d i - tumpuk dalam keranjang bambu yang t e l a h d i b e r i a l a s daun

pisang,, d i t u t u p daun .@sang, dan diinkuhasi pada. suhu kamar

(27 - 30 OC) selama 2 - 3 har i . Tape ubi kayu yang d ihae

s i l k a n padat-lunak, berwarna p u t i h atau pu t ih kekuningan

( te rgantung v a r i e t a s u b i kayu), manis, agak asam, dan ber-

aroma alkohol. Tape u b i kaya mempunyai masa simpan 2 - 3

hari pada suhn kamar. Skema pembuatan tape ubi kayu dapat

d i l i h a t pada Gambar 12.

Ubi kayu d i k u l i t i , dipo tong-po tong 3 - 15 cm, d icuc i

I

~ i n o k u l a k dengan 1 % r a g i

Dibungkus dengan daun pisang

M i d c u b p i paha suhu kamw (27 - 30 C) selama 2 - 3 h a r i

I

Gambar 12. Skema Pembuatan Tape Ubi Kayu (Saono e t a l , 1986) --

Sela in d a r i u b i kayu, tape juga b iasa dibuat d a r i be-

ras ketan baik d a r i ketan p u t i h ataupun ketan hitam. Cara

pembuatan tape ketan adalah sebagai ber ikut : beras ke tan

dibersihkan dan dicucidengan air ,direndam dalam a i r selama

semalam, d i t i r i e k a n , dikukus selama 30 menit, didinginkan,

d i i n o k u l a s i dengan s a t u persen r a g i dan dicampur merata,

dimasukkan dalam wadahhonta iner dan d i t u t u p a t a u dibungkns

dengan daun pisang, d i inkubas i pada suhu kamar (27 - 30 '~)

selama 2 - 3 hari . Tape ke tan gang d ihas i lkan agak padat

(semi s o l i d ) , berwarna p u t i h a t a u mgn gelap ( tbrgantung

d a r i v a r i e t a s beras ke tan) , manis, agak asam, dan agak ber-

alkohol. Tape ketan i n i mempunyai masa simpan 3 - 7 h a r i

pada penyimpanan suhu kamar ( Saono fi a, 1986,) . Skema

pembnatan tape ketan dapat d i l i h a t pada Gambar 13.

Beras ke tan dibersihkan, d icuc i

1 Mrendam semalam

1 Di t i r i s k a n

I Dikukus selama 30 menit

i Mdinginkan

1 Diinokulasi dengan 1 % rag1

dan dicampur merata

4 Mmasukkan ke dalam wadah/kontainer dan d i tu tup , a t a u dibungkus dengan daun

p isang 5

M i n k n b p i pada suhn kamar (27 - 30 C) selama 2 - 3 h a r i

1 ( Tape ke tan. 1

Gambar 13. Skema ~embuatan Tape Ketan (Saono e t a 1 1986) - -9

45

Selama f emen ta s i tape, maka t e r j a d i pemecahan z a t pa-

ti menjadi gula oleh mikroba a m i l o l i t i k (terutama kapang)

yang terdapat d i dalarn r a g i tape pasar. Selanjutnya gula

i dipecah menjadi alkohol dan asam-asam organik o leh khamir

dan bak te r i (Saono, 1982). Hal i n i menyebabkan tape yang

dihasi lkan oleh fermentasi r a g i mempanyai rasa manis - asam

dan agak beraroma alkohol. Komposisi komponen kimia tape

ubi kayn dapat d i l i h a t pada Tabel 8.

Tabel 8. Komposisi Kimia Tape Ubi Kayu

Komponen - (a ) (b) . ( c ) (d l

Energi, ka1/100 g 173 - 169 - A i r , % 56.1 ,62.11 56 - 69 - Karbohidrat, % 42.5 - 40.2 - P a t i , % ( B D ) - - - 9.67. Ciala pereduksi, % (B/B) - 14e84 - 18e59 Alkoh l , % - 2.29(V/B) 3 4.05 Total. asam, meq/100 g - 4.17 llr18

9 % - - 0,63-0.89 - B i l d pH Sera t kasar , % Protein kasar, % Lemak kasar, %

I A ~ P , % Kals im, mg/100 g

Fosfor, mg/100 g

Besi, md100 g

Vitamin B1, mg/100 g

( a ) Direktorat Gizi (1981), (b) Jonsen (1984), ( c ) Saono e t a 1 (1986), dan (d) Leni (1989) - t idak ada data.

J e n i s - j e n i s gula yang t e r d a p a t d i dalam tape ub i kayu

yang terbanyak adalah glukosa, se lan ju tnya d i saka r ida (mal-

to sa dan sukrosa) , dan yang p a l i n g s e d i k i t adalah f ruktosa ,

s e p e r t i yang ditunjukkan pada Tabel 9.

Tabel 9. Komposisi Msakar ida , F'ruktosa, dan Glu- kosa pada Tape Ubi Kayu yang. Mperoleh d a r i Beberapa Pasar (dalam persen bobot/ bobot)

A s a l tape ubi kayu Disakarida Fruktosa Gluko sa - -- - - - --

Hero Supermarket, Bogor ( a ) 4.24 0.34 18.03

Pasar Dramaga, Bogor ( a ) 5.15 0.64 18.03

Pancoran, J a k a r t a ( a ) 5.19 1.06 17.47

Pasar Bogor (b) - - 8-59

Pasar Gunungbatu, Bogor (b )

- - 9.35

( a ) Leni (1989) dan (b) Purbayanti (1990)

- t i d a k ada data.

Purbayanti (1990) melaporkan selama f e m e n t a s i tape

u b i kayu dengan menggunakan r a g i tape pasar, maka t e r j a d i

peningkatan pembentukan glukosa, t e t a p i se lan ju tnya t e r j a d i

penurunan kandungan glukosa. E i l a i pH mengalami penurunan

sampai fermentasi j a m ke-60, t e t a p i mulai jam ke-72 t e r j a d i

s e d i k i t peningkatan n i l a i pH, s e p e r t i yang ditunjukkan pada

Tabel 10.

Tabel 10. Perubahan Kandungan Gula-gula (dalam persen bobot/bobot) dan Perubahan N i l a i pH Selama Fermentasi Tape Ubi Kayu dengan Menggunakan Ragi Tape Pa- sar

Lama Maltosa Glukosa Fruktosa rat3 ( j a m )

pH

A O 0.634 0.755 0-568 6.35 1 2 0.434 0.174 0.380 6.70 24 0.861 6.034 0,396 4.33 36 0.795 6.848 0.094 4- 25 48 0.661 6.668 0.268 4-16 60 0.813 5.888 0.097 , 3.95 72 0.633 6.423 0.354 4.07

B 0 0.634 0.755 0.568 6.45 1 2 - - - 6.53 24 0.595 2.093 0.492 4.50 36 0.456 5.154 0.451 4* 33 48 0.464 5.249 04509 4-05 60 0,811 8.578 0.620 3.85 72 0.699 6.184 0.601 4.20

Purbayanti (1990) - t i dak ada d a t a ,

Ni la i ene rg i tape ketan menurut Baono ( 1986 )

adalah 172 ka1/100 g, sedangkan komponen kimia m t ~ k se-

t i a p 100 g tape ketan adalah protein kasar (3.0 %), lemak

kasar (0.5 %), karbohidrat (37.5 %I , s e r a t kasar (0.6 %),

abu (0.1 %), kalsium (6.0 mg), fosfor (35.0 mg), besi (0.5

mg), vitamin B1 (0.04 mg), a i r (58.9 %I, dan n i l a i pH 5.0.

48

2. Pembuatan Tape H e n ~ m a k a n Inokulum Murni

KO (1972) melaporkan fermentasi tape ketan mengguna - kan kapang Amglomyces dan khamir Endomycopsia ba ik tunggal

maupun campuran. Penggunaan k u l t u r tunggal E. chodat i a t au

E f i b u l i ~ e r , memperlihatkan adanya pertumbuhan khamir pada -*

b e r a s ketan, t e t a p i t i d a k ada perubahan be ras ketan yang

d i t e l i t i ( t i dak men j a d i tape) . Apabila menggunakan k u l t u r

tunggal 4. roux i i , maka b e r a s ke tan menjadi lunak (empuk)

d a ~ b e r a i r (luicg), r a s a macis, d m t i d a k beraroma alkohol.

Penggunaan k u l t u r campuran E, chodat i dan A. roux i i , maka

mengubah be ras ketan yang l e n g k e t menjadi empuk dan b e r a i r

(w), r a sa manis, dan agak beraroma alkohol (aroma khas

tape) , Campuran E. f ibu l iRer dan A. r o u x i i dapati memfer - mentasi beras ketan menjadi empuk, t i dak b e r a i r , r a s a manis-

asam, dan beraroma asam (bukan r a s a khas tape). Dengan de-

mikian menunjukkan bahwa vula-mula A. r o u x i i beker ja me-

mecah p a t i menjadi gula, kemudian Endomycopsis melanjutkan

memecah gula menjadi a lkohol dan komponen-komponen beraroma.

Cronk -- e t a 1 (1977) melaporkan h a s i l penel i t iannya pa-

da fermentasi beras ketan. Mikroba yang digunakan ada lah

k u l t u r murni kapang A, r o u x i i yang dikombinasi dengan ber-

bagai khamir (Endomycopsis, Candida, dan Hansenula). Hasil

a n a l i s i s komponen kimia pada tape ketan yang d ihas i lkan da-

p a t d i l i h a t pada Tabel 11.

Tabel 11. Perubahan Tota l Padatan (TP), Tota l Padatan Ter larut (TPT), Total Protein Kasar (TPK), Prote in Kasar Ter la ru t (PKT), Oula Pereduksi (OP), pH, Tota l &am (TA), dan h a m Vola t i l (AV) Selama Fermentmi Eerm Ketandengan Xe,nggunakan Kapang 4; roux i i yangDikombina- si dengan Berbagai Jeaif&Khatnir

Diikmiientasi Jam T P' 2Fl' TPH K T G P pH .TA AV dengan ke: (%) (%) (%) (%) (%) (meq/100g

A- rouxi i + - 36 E. f i bu l ige r - 48

96

&. rouxi i + 36 C. l ac tosa - 48

96

A, roux i i + 36 F. izEia - . 48

96 192

192 A. r o w + - 36 . anomala - 48

96 - i92

50

Leni (1989) melakukan p e n e l i t i a n pembuatan tape ubi

kayu dengan menggunakan inokulum murni ker ing dan r a g i ta-

pe pasar. Jumlah inokulum yang diberikan adalah 0.1 % bo-

b o t ubi kayu kukus, dan menjadi tape ubi kayu s e t e l a h d i - fermentasi selama empat har i . Tape u b i kayu yang d ibuat

menggunakan inokulum murni ker ing mempunyai kadar gula pe-

reduksi l e b i h t ingg i , s e r t a mempunyai kadar alkohol dan

t o t a l asam yang l e b i h rendah apab i l a dibandingkan dengan

tape ubi kayu yang d ibuat menggunakan inokulum ragi tape

pasar , s e p e r t i yang ditunjukkan pada Tabel 12.

Tabel 12. Bas i l A n a l i s i s Komponen Kimia Tape Ubi Kayu yang Dibuat Menggunakan Inokulum Murni Kering dan Ragi Tape Pasar

Komponen J e n i s inokulum: Eb+Ar Eb+Ro Ar Eb+Ar+Mr RTPC

- --

Tota l padatail t e r l a r u t , % 25.47 21.15 23.80 20.60 20.60

P a t i , %(WE) 7.71 10.57 7.63 15.14 9.67 Gula pereduksi , %( B/B) 22.27 19-79 21.49 19.70 18.59

Disakarida, %(B/B) 3.19 - 3.45 - - Fruktosa, %(B/B) 1.74 - 0.54 - - Glukosa, %(B/B) 11.66 - 18.51 - - Alkohol, % 0.83 0.42 9 1.38 4.05 Tota l asam (meq/100 g)

Leni (1989)

- - m C i r a g i tape pas

- t idak d i a n a l i s i s .

O. PEMECAW KARBOHIDRAT (EATI) SELAMA FER?GSTASI

Apabila u b i kayu kukus d i f e rmen ta s i dengan r a g i t ape ,

maka p a t i u b i kayu yang t e l a h t e r g e l a t i n i s a s i akan dipecah

( d i h i d r o l i s i s ) o l e h enzim-enzim yang d i h a s i l k a n o l e h mikro-

ba yang t e rdapa t d i dalam r a g i t ape t e r s e b u t . Pemecahan

p a t i ub i kayu selama f e rmen ta s i menurut Fard iaz (1988) ada

dua tahap, ya i tu : ( 1 ) pemecahan p a t i menjadi d e k s t r i n ,

m a l t o t r i o s a , dan gu la (mal tosa dan g lukosa) , (2) pemecahan

glukosa menjadi a lkohol dan asam-asam organik (asam l a k t a t

dan asam a s e t a t ) .

1. Pemecahan P a t i Secara Fermentat i f

Tahap awal fermentas i t a p e ub i kayu ada l ah pemecahan

p a t i o l e h enzim-enzim ami lase yang d i h a s i l k a n o l e h kapang,

khamir, dan b a k t e r i yang t e r d a p a t d i dalam r a g i tape p a s a r

(Saono, 1982). Menuru t Fard iaz (1988) yang termasuk enzim

ami lase , an t a ra l a i n d - a m i l a s e , /C3 -amilase, dan gluko-

amilase,

Enzim d - a m i l a s e merupakan endo-enzim yang be r fungs i

memecah p a t i pada i k a t a n d -(I,/+) dan pemecahannya s e c a r a

acak mulai d a r i bagiail tengah molekul, sehingga menghasil-

kan d e k s t r i n , d - l i m i t d e k s t r i n , ma1 t o t r i o a s a , ma1 to sa ,

dan glukosa (Winarno, 1983). Dekstr in merupakan o l i g o s a - k a r i d a a n t a r a p a t i dan mal tosa yang minimum mengandnng

52

empat u n i t glukosa, sedangkan d - l i m i t d e k s t r i n juga me-

rupakan o l igosakar ida yang minimum mengandung empat uni t

glukosa t e t a p i mempunyai i k a t a n percabangan 4 - ( 1 , 6 ) . Ter-

bentuknya d. - l i m i t d e k s t r i n , karena enzim O( -amilase ti-

dak dapat memecah ika tan percabangan 0( - (1 ,6) pada molekul

amilopektin (Marshall, 1974). Gambar 1 4 menunjukkan peme-

cahan amilosa o leh enzim &-amilase menjadi maltosa dan

glukosa.

2

amilosa

I o(-amilase

maltosa M-D-glukosa

Gambar 14. Pemecahan Amilosa o leh &zim q - a m i l a s e ($skin e t a l , 1971)

Enzim p-amilase merupakan ekso-enzim, karena beker j a

pada i k a t a n &-(1,4) pada p a t i yang t e r l e t a k pada ujung

kedua d a r i ujung bukan pereduksi. Hasi l .utama pemecahan

p a t i adalah (3 -maltosa. Enzim i n i d isebut /3 -amilase,

ka rena pada kenyataannya dapa t membalikkan i k a t a n 0(- (1 ,4)

pada atom karbon nomor s a t u menjadi k o n f i g u r a s i p (Richard-

son, 1976). Enzim /3-amilase a k t i f memecah p a t i dengan

c a r a h i d r o l i s i s dan memerlukan minimum empat u n i t g lukosa

sebaga i u n i t d a s a r (Winarno dan Aman, 1981). S e l a i n malto-

sa juga d ihas i lkan m a l t o t r i o s a (untuk p o l i s a k a r i d a g a n j i l ) ,

s e l a n j u t n y a dapat dipecah l a g i o l eh enzim P -amilase se-

c a r a lambat menjadi mal tosa dan glukosa. Pada pemecahan

amilosa o l eh enzim /3 -amilase juga d i h a s i l k a n berbaga i je-

n i s d e k s t r i n (Marshall , 1974; ,Fardiaz , 1988). h z i m - ami lase t e r h e n t i a k t i f i t a s n y a pada daerah i k a t a n percabang-

an a( -(1,6) pada amilopekt in , sehingga has i lnya t i d a k sem-

purna. A k t i f i t a s enzim /3-amilase i n i akan t e r h e n t i pada

2 - 3 u n i t glukosa d a r i t i t i k cabang, dan molekul-molekul

r e s i d u d i s e b u t 1 3 - l i m i t d e k s t r i n (Richardson, 1976). Gam-

bar 15 menunjukkan mekanisme pemecahan amilosa o l e h enzim

(3 -amilase menjadi (3-maltosa.

Q++J /!--&&od KG \-0J

OH OH OH OH !L3

amilosa z 1 -amilase

I

(3 -maltosa /3 -maltosa Gambar 15. Pemecahan Amilosa o l e h Enzim P -

amiLase (Winarno dan Aman, 19811

54

Enzim glukoamilase merupakan enzim yang dapa t mevecah

p a t i , d e k s t r i n , dan maltosa menjadi glukosa. Enzim i n i me-

mecah i k a t a n &- (1 ,4 ) pada polimer glukosa, s e r t a i k a t a n

percabangan &-(I, 6 ) pada ami lopekt in dan l i m i t d eks t r i n .

Enzim i n i memecah p a t i mulai u jung bukan pereduks i d a r i po-

l i m e r glukosa dan menghasilkan glukosa tunggal (Pazur,1964).

Winarno (1983) menambahkan bahwa pengaruh enzim glukoamil-

a s e menyebabkan p o s i s i d-D-glukosa (pada atom karbon nomor

s a t u ) diubah men j ad i /3-D-glukosa.

Cara k e r j a enzim d - a m i l a s e , /3 -amilase, dan gluko - amilase terhadap pemecahan amilosa dan amilopekt in dapa t

d i l i h a t pada Gambar 16.

p . R , / /' -.___ CC = d -amilase. .--- = glukoamilase. - = p -amilase. R = ujung pereduksi .

Gambar 16. Skema Pemecahan Amilosa dan Amilopektin o leh Enzim d - a m i l a s e , p -amilase , dan Glukoamilase (Windish dan Mhatre, 1965)

55

2. Permentasi Alkohol dan Asam L a k t a t

Se t e l ah p a t i dipecah menjadi gu l a sederhana (g lukosa) ,

maka se l an ju tnya t e r j a d i fe rmentas i glukosa, karena gluko-

s a merupakan sumber ene rg i bag i mikroba. Fermentasi gluko-

s a t e r d i r i d a r i dua tahap, y a i t u : ( a ) pemecahan rantai

karbon pada glukosa dan pelepasan p a l i n g s e d i k i t dua pasang

atom hidrogen, s e r t a menghasilkan senyawa karbon l a i n n y a

yang l e b i h t e r o k s i d a s i dar ipada glukosa, ( b ) senyawa yang

t e r o k s i d a s i t e r s e b u t d i r eduks i kembali o leh atom hidrogen

yang d i l e p a s dalam tahap pertama membentuk senyawa-senyawa

l a i n sebaga i h a s i l fe rmentas i (Fard iaz , 1988).

Tahap pertama pemecahan glukosa adalah terbentuknya

asam p i r u v a t me la lu i jalur g l i k o l i s i s a t a u s e r i n g d i s e b u t

j a l u r Embden-Meyerhof-Parnas (EMP). J a l u r g l i k o l i s i s ba - nyak diketemukan pada fungi dan kebanyakan b a k t e r i (Fard i -

az , 1988). Skema pemecahan glukosa menjadi asam p i r u v a t

dapa t d i l i h a t pada Gambar 17 , sedangkan enzim-enzim yang

berperan dapat d i l i h a t pada Tabel 13.

Pembentukan a lkoho l maupun asam l a k t a t merupakan ta-

hap kedua pada fermentas i glukosa. A s a m p i r u v a t akan d i -

ubah menjadi produk-produk a k h i r yang l e b i h s p e s i f i k . Pro-

s e s fermentas i t e r s e b u t menggunakan atom hidrogen yang d i -

has i l kan d a r i tahap pertama fermentas i glukosa, sehingga

jumlah ene rg i yang d i h a s i l k a n hanya dua mol ATP (Fard iaz ,

1988). Menurut Fernandez dan Whitaker (1975) s e t i a p s a t u

CHIOH

HL-00 I cooti Xrn2-' ' .. .?

CH:

L o - @ I coon

Gambar 17. Pemecahan Glukosa Menjadi Asam Piruvat Melalui Jalur Glikolisis (Stanier , 1984)

Tabel 13. Enzim-enzim yang Berperan dalam Pemecah- an Glukosa Menjadi Asam P i r u v a t Me la lu i J a l u r G l i k o l i s i s

Urutan Reaksi yang d i k a t a l i s + Enzim

1 Glukosa 4 Glukosa-6-fosfat Heksokinase

2 Glukosa-6-fosfat 4 Fruktosa- Glukosa f o s f a t - 6 - f o s f a t i somerase

3 Pruktosa-6-fosfat 4 Fruktosa- Fosfo f ruk tok in- 1 , 6 - d i f o s f a t a s e

4 Fruktosa-1,6-di f o s P a t --b Gli- Aldolase se ra ldeh id-3- fos fa t + d ih id roks i - ase ton f o s f a t (DHAP)

5 DHAP ---+ Ql i se ra ldeh id -3 - fos f a t T r i o s e f o s f a t - i somerase

6 Gl i se ra ldeh id-3- fos fa t ---+ 1,3- Gl i s e r a ldeh id - d i f o s f o g l i s e r a t 3 - f o s f a t deh i -

drogenase

7 1 , 3 - d i f o s f o g l i s e r a t -+ 3-fosfo- F o s f o g l i s e r a t - g l i s e r a t k i n a s e

8 3 - f o s f o g l i s e r a t 3 2- fos fog l i se - F o s f o g l i s e r a t - r a t mu t a s e

9 2 - fo s fog l i s e r a t 3 Fosfoenol- Enolase p i r u v a t (PEP)

1 0 PEP + P i r u v a t P i r u v a t k i n a s e

Moat (1979)

mol ATP s e t a r a dengan ene rg i sebanyak 1 2 kkal . J a d i e n e r g i

yang d ihas i l kan pada p roses g l i k o l i s i s glukosa menjadi asam

p i r u v a t , yang kemudian b e r l a n j u t dengan pembentukan a l k o h d

58

a t a u asam l a k t a t ada lah sebanyak 24 kkal. Menurut Saono

(1982) mikroba pembentuk a l k o h o l yang t e r d a p a t d i dalam ra-

g i tape pasar , a n t a r a l a i n kapang Rhizopus dan khamir m- m y c o p s i ~ , sedangkan b a k t e r i pevbentuk asam l a k t a t a d a l a h

Pediococcus. Skema pembentukan a lkohol dan asam l a k t a t da-

r i asam p i r u v a t masing-masing dapa t d i l i h a t pada Gambar 18

dan 19.

2 ADP 2 ATP

C ~ C O C O O i L

gluko s a asam p i r u v a t

2 (NADH+H+) p i r u v a t dekarboks i lasa

+ TPP

2 CH3CH20H * 2 C$CHO + 2 Co2

e tan01 . .alkohel dehidrogenase a s e t-

(a lkohol ) a l d e h i d

Gambar 18. Pembentukan Alkohol d a r i Asam P i r u v a t (Moat, 1979)

2 AD3 2 A?!?

'6%2O6 glnkosa u"') p i r u v a t

2 CH3CJ30HCOOH

asam l a k t a t l a k t a t dehidrogenase

Gambar 19. Pembentukan Asam L a k t e t d a r i Asam P i ruva t (Moat, 1979)

59 M samping r e a k s i khas yang d i j a l a n i asam p i r u v a t da-

lam proses fennentasi t e r t e n t u , asam p i r u v a t juga dioksida-

s i dengan cara s i k l i k mela lu i l i n t a s a n yang d i sebu t s i k l u s

asam t r i k a r b o k s i l a t (TCA) ( Stan ie r e t a l , 1984 ). S i k l u s

i n i merupakan ja lan utama pembangkit ene rg i pada kond i s i

aerob. Satu mol glukosa s e t e l a h mengalami g l i k o l i s i s men-

j a d i dua mol asam p i ruva t , se lan ju tnya asam p i r u v a t masuk

ke s i k l u s TCA. Secara keseluruhan energ i yang d ihas i lkan

sebanyak 38 mol ATP (456 kka l ) (Fardiaz, 1988). Gambar 20

memperlihatkan s i k l u s TCA, ~iedangkan enzim-enzim yang ber-

oeran dapat d i l i h a t pada Tabel 14.

0 asam piruvat

Kaenzirn A

CO-COOH I -!L--- yH>-COOH

N ~ D ~ CH,-COOH HO-C-COOH oksalasemt

I CH,-COOH

aram ratrat 3\t_ H,C

HO-CH-COOH I CH,-COOH CH,-COOH I

CH-COOH =am malat 11

H20 -is HC--COOH

aram 51s-akorn~nst

CH-COOH I/

HOOC-CH 4/+H>0

aram fumarar CH,-COO11

2H lo I

HC-COOH

tranrpor elektron NADP' I

HOC-COOH CH.-COOH NADH NADpH

asam isositurar

NAD.

I O=C-COOH

rukrina

asam a-ketoglutara:

Gambar 20. S i M u s TCA (S tan ie r & &, 1984)

Tabel 14. Enzim - enzim yang Berperan dalam s i k l u s TCA

Urutan Reaksi yang d i k a t a l i s Enzim

1 Asam p i ruva t j Anet i l koenzim-A. P i ruva t dehidro- genase

2 Asam oksa loase ta t --+ Asam sitrat S i t r a t s i n t e t a s e

3 A s a m s i t r a t 3 Asam s i s -akon i t a t Akonitat h id rase (akoni tase)

4 A s a m s i s -akoni ta t + Asam i s o s i - Akonitat h id rase t r a t (akoni tase)

5 Asam i s o s i t r a t 4 Asam O(-keto- I sos i t ra t ' de- glu t a r a t hidrogenase

6 Asam o(-ketoglutarat -+ Suks in i l o ( -ke tog lu ta ra t Co-A dehidrogenase

Suks in i l Co-A -$ Asam suks ina t Suks in i l Co-A s i n t e t a s e

7 A s a m suks ina t 3 Asam fumarat Suksinat dehidro- genase

8 Asam fumarat 3 Asam malat Fumarat h idrase ( fumarase)

9 Asam malat 3 A s a m oksa loase ta t L-malat dehidro- genase

Moat (1979)

Jumlah AW yang d ihas i lkan melalui j a l u r g l i k o l i s i s ,

s i k l u s TCA, dan f o s f o r i l a s i oks ida t i f dapat d ih i tung, ya-

2 ADP 2 ATP \ m

Glukosa u> r ' 4

2 piruvat (C6 HI, 0 6

2 NAD' 2 NADH + P

2 pimvat - -2 asetil -CoA + 2 CO,

r-'& 2 NAD' 2 NADH + H*

2 GDP 2 GTP

TCA: . 2 asetii-CoA

6 NAD' 6 NADH + H' 2 FAD 2 FADHl

glukosa 6 CO, + 6E20 ( C ~ H I , 0 6

10 NAD 10 NADH + IT 2 FAD 2 FADH + IT 2 ADP 2 ATP

2 GDP 2 GTP

n ATP fosfo!ilasi nAD?+nP; . oksidatif

ATP = 10 (3 ATP) + 2 (2 ATP) + 2 ATP + 2 GTP = 38ATP

Gambar 21. Skema Pembentukan ATP Melalui J a l u r G l i k o l i s i s dan S i k l u s TCA (Fard iaz , 1988)

3. Pembentukan A s a m Ase t a t dan E t i l - a s e t a t

Alkohol yang d i h a s i l k a n pada fe rmentas i glukosa o l e h

khamir, s e l an ju tnya d i o k s i d a s i s eca ra t i d a k sempurna men-

j a d i asam a s e t a t o l e h b a k t e r i - ' b a k t e r i a s a m . a s e t a t yang

t e r d a p a t d i dalam r a g i t ape pasar . Reaksi r i n g k a s pemben-

tukan asam a s e t a t menurut Des ros i e r (21978 ) dan Fard iaz

(1988) ada lah sebaga i be r iku t :

CH CH OH + O2 ,-> CH3CQOH + H20 3 2

a lkohol asam a s e t a t

Menurut Soedarmo dan Djaeni (1977) sebagaimana yang

d i k u t i p o l e h Leni (1989), asam a s e t a t yang t e l a h t e rben tuk

dapa t be reaks i dengan a lkohol membentuk e s t e r aromat ik , ya- * i t u e t i l - a s e t a t yang merupakan s a l a h s a t u komponen c i t a r a -

sa pada tape. Reaksi pembentukan e t i l - a s e t a t ada l ah s e - baga i be r iku t :

CH3CH20H + CH3COOH CH3COOC li + ~~0

a lkohol asam a s e t a t 2 5

e t i l - a s e t a t

Reaksi-reaksi pemecahan p a t i selama fe rmentas i t ape

u b i kayu seca ra r ingkasnya dapa t d i l i h a t pada Gambar 22.

amilase (c64206) pa ti a20 gluko s a

2 CH CH OH + 2 C02 3 2 a lkoho l

2 CH,CHOHCOOH 2

asam l ak t s i t

CHCHOH+O2.-> CH3COOH + H20 3 2

asam a s e t a t

CH COOH + CH CH OH d CH COOC 3 + H20 3 3 2 3 2 5 e t i l - a s e t a t

Gambar 22. Reaksi Ringkas Pemecahan P a t i Menjadi Glukosa, .dlkohol, Asam Lakta t, Asam k s e t a t , dan E t i l - a s e t a t