optimasi tepung sorgum (sorghum bicolor l.) dan potensinya...

2

PENDAHULUAN

Ketahanan pangan Indonesia masih menghadapi berbagai macam persoalan

seperti produksi pangan yang belum memenuhi kebutuhan nasional, daya saing produk

pertanian yang lemah, menyusutnya lahan subur di pulau Jawa sebesar (100.000 ha per-

tahun), terbatasnya infrastruktur, perubahan iklim, belum berkembangnya diversifikasi

pangan berbasis pangan lokal dan pertumbuhan jumlah penduduk dan meningkatnya

konsumsi per kapita (RISTEK, 2013).

Jumlah penduduk Indonesia yang semakin banyak mengakibatkan meningkatnya

kebutuhan akan bahan pokok seperti jagung, beras, dan gandum. Gandum merupakan

salah satu bahan pokok yang banyak digunakan dalam industri pangan. Volume impor

gandum di Indonesia pada 2011 mencapai 5,4 juta ton dan meningkat menjadi 6,2 juta

ton pada 2012 (Theresia, 2013).

Penanggulangan impor gandum yang terlalu besar dapat dilakukan dengan

mengganti konsumsi tepung gandum dengan tepung sorgum. Sorgum merupakan

tanaman lokal Indonesia sehingga memiliki nama yang berbeda di setiap daerah seperti

“cantel” di Jawa. Sorgum dapat tumbuh di Indonesia dengan baik dan dapat bertahan

pada tanah yang kering. Sorgum (Sorghum bicolor L.) dianggap sebagai hasil panen yang

paling penting di dunia diikuti dengan gandum, beras, jagung, dan jelai (FAO, 1997).

Sorgum merupakan serealia yang memiliki sifat yang unik karena toleransinya

terhadap kekeringan dan adaptasinya terhadap ekosistem tropis dan subtropis yang

kering. Di Indonesia, sorgum dapat tumbuh dengan baik namun penggunaannya belum

optimal sehingga belum digunakan secara luas oleh masyarakat. Hal ini diakibatkan oleh

teknologi pasca panen yang belum maju sehingga pengolahan dan distribusi hasil panen

tidak optimal. Selama ini sorgum hanya digunakan sebagai pakan ternak dan burung.

Kandungan protein pada sorgum cukup besar yaitu 11% namun akan berkurang

karena pencucian dan pengolahan menjadi tepung (Puspaningsih, 2013). Sorgum

mengandung protein dalam bentuk albumin, globulin, prolamin dan glutelin (Skoch et al,

1970). Kadar protein sorgum yang tinggi tidak diimbangi dengan variasi asam aminonya

sehingga menyebabkan daya cerna protein rendah (Puspaningsih, 2012). Kualitas nutrisi

pada sorgum kurang bagus karena rendahnya kandungan lisin, treonin dan triptofan (Au,

1981).

3

Kurangnya variasi asam amino pada tepung sorgum dapat diatasi dengan

melakukan modifikasi asam amino melalui fermentasi pada tepung sorgum dengan

menggunakan bakteri Lactobacillus plantarum. Fermentasi dengan menggunakan L.

plantarum dapat menyeimbangkan kandungan asam amino pada tepung (Au, 1981).

Fermentasi sorgum dan penambahan dengan isolat protein kedelai dapat meningkatkan

kuantitas dan variasi asam amino yang terkandung di dalam sorgum sehingga dapat

meningkatkan kualitas tepung sorgum menjadi seperti tepung terigu yang selanjutnya

dapat diolah menjadi berbagai produk pangan. Salah satu produk pangan yang banyak

dikonsumsi masyarakat adalah roti.

Sorgum memiliki kandungan antinutrisi yaitu asam fitat dan tanin (Osman, 2004)

yang dapat menghambat penyerapan karbohidrat dan protein. Hal ini dapat diatasi dengan

melakukan pengecambahan dan fermentasi pada sorgum dengan bakteri L. plantarum.

Mikroba ini memiliki aktivitas proteolitik (Mugula et al., 2003) dan amilolitik (Songre-

Ouattara et al., 2009). L. plantarum dapat mendegradasi tannin dengan enzim tannase

(Molin 2008) sehingga dapat meningkatkan penyerapan karbohidrat dan protein dalam

tubuh.

Kualitas dari tepung dan produk yang dihasilkan diharapkan dapat mendekati

Standar Nasional Indonesia (SNI). Kualitas tepung sorgum termodifikasi dibandingkan

dengan SNI terigu (SNI 3751:2009). Tepung sorgum termodifikasi diaplikasikan pada

pembuatan roti tawar, di mana kualitas sensorik dari roti tawar diuji dengan uji

organoleptik.

Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah:

1. Menentukan kondisi optimal dalam proses modifikasi tepung kecambah sorgum

berdasarkan kandungan protein terlarut.

2. Membandingkan kadar air, kadar abu, dan protein dari tepung sorgum

termodifikasi dengan SNI tepung terigu (SNI 3751:2009).

3. Membandingkan asam amino tepung sorgum termodifikasi dengan yang belum

termodifikasi.

4. Menguji potensi tepung sorgum termodifikasi sebagai pengganti tepung terigu

dalam pembuatan roti dengan uji organoleptik.

4

METODOLOGI

Bahan dan Piranti

Sampel sorgum (Sorghum bicolor L.), kedelai (Glycine max), biakan

Lactobacillus plantarum 3704 diperoleh dari Laboratorium Penelitian Dan Pengujian

Terpadu (LPPT) - UGM. Bahan kimia yang digunakan antara lain HCl (J.T Baker,

Amerika), NaCl, H2SO4 (Panreac, Spanyol), dietil eter (teknis), CuSO4.5H2O, NaOH,

BSA (bovine serum albumin), KNa-tartrat, asam tanat, K3Fe(CN)3, FeCl3.6H2O, H3PO4,

gelatin, pepton, natrium metabisulfit. Bahan kimia yang digunakan diproduksi oleh

Merck, Jerman.

Piranti yang digunakan adalah piranti gelas, ayakan aperture 250 µm mesh no.

60, drying cabinet, blender dan grinder, waterbath (Memmert WNB14, Jerman), neraca

Mettler (Ohaus TAJ602, Amerika; Ohaus PA214, Amerika), moisture analyzer (Ohaus

MB-25, Amerika), spektrofotometer (Optizen UV 2120, Korea Selatan), centrifuge (EBA

21 Hettich Zentrifugen, Jerman), furnace (Vulcan A-550, Amerika), high performance

liquid chromatography (HPLC)(Shimadzu LC10, Jepang).

Metode

Pengkecambahan Biji dan Pembuatan Tepung Sorgum

Biji sorgum dicuci kemudian direndam dalam larutan Na-metabisulfit 3 g/L

selama 12 jam. Biji yang telah direndam diletakkan di atas nampan dengan kain basah di

atasnya. Biji dikecambahkan selama 5 hari kemudian dikeringkan dengan drying cabinet.

Biji yang telah kering dihancurkan dengan grinder kemudian diayak dengan ayakan 60

mesh.

Optimasi Pembuatan Konsentrat Protein Kedelai (Adepoju et al., 2012 yang

dimodifikasi)

Konsentrat protein kedelai dibuat melalui proses pengendapan protein

menggunakan garam (MgCl2 dan CaSO4), basa (NaOH) dan asam (asam sitrat, asam cuka,

dan sari jeruk nipis). Pengendapan dilakukan dengan penambahkan asam atau garam atau

campuran basa dan garam/asam ke dalam susu kedelai. Setelah didapatkan bahan

pengendap yang menghasilkan rendemen yang cukup besar, dicoba kembali

mengendapkan pada berbagai variasi pH yang berbeda dengan air jeruk nipis untuk

menentukan pH optimal untuk proses pengendapan.

5

Optimasi Fermentasi Modifikasi Tepung Sorgum (Pranoto, 2013 yang dimodifikasi)

Fermentasi dilakukan dengan menimbang 25 g tepung dengan penambahan isolat

protein sebesar 2%, 4%, 6%, dan 50 mL larutan PPS (pepton physiological salt) yang

mengandung konsentrasi bakteri L. plantarum sebesar 0,25%, 0,5%, dan 0,75%. Optimasi

dilakukan dengan variasi waktu fermentasi selama 24 jam, 36 jam, dan 48 jam. Dari

masing-masing sampel, diukur kadar protein terlarutnya dengan metode Biuret.

Pengukuran Kadar Protein Terlarut dengan Metode Biuret (AOAC, 1995)

Pengukuran kadar protein dilakukan dengan menambahkan 9 mL akuades dan 1

mL NaOH 1M ke dalam 0,25 g sampel dan dipanaskan dalam waterbath pada suhu 90

°C selama 10 menit, didinginkan, dan dipusingkan. Kemudian, 1 mL supernatan ditambah

dengan 4 mL reagen Biuret yang sudah dibuat terlebih dahulu. Larutan diinkubasi selama

30 menit pada suhu ruang. Absorbansi diukur pada panjang gelombang 550 nm. Sebagai

standar digunakan BSA dengan 10 variasi konsentrasi dari 10 mg/mL hingga 100 mg/mL.

Pengukuran Kadar Air

Kadar air sampel diukur secara gravimetrik dengan menggunakan moisture

analyzer Ohaus MB 25.

Pengukuran Kadar Abu (Sudarmadji dkk., 1984)

2 gram tepung sorghum termodifikasi ditimbang dalam cawan porselen yang

sudah diketahui bobotnya, tepung sorghum termodifikasi dan cawan porselen dipijarkan

dalam furnace pada suhu 800°C selama 1 jam (diperoleh abu berwarna putih) lalu

didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang.

Pengukuran Kadar Protein Total Metode Semi Mikro Kjeldahl (Sudarmadji dkk.,

1984)

1 gram tepung ditimbang dan dimasukkan ke dalam labu kjeldahl dan 10 mL

H2SO4 pekat kemudian ditambahkan 5 gram Na2SO4 sebagai katalisator. Didestruksi

kurang lebih selama 2 jam hingga larutan jernih, setelah itu didiamkan hingga dingin.

Ditambah 10 mL akuades sebagai pelarut, dimasukkan kedalam alat distilasi kjeldahl dan

ditambahkan 35mL larutan NaOH-Na2S2O3. Distilat ditampung dalam erlenmeyer yang

berisi 25 mL larutan asam borat jenuh dan 2 tetes indikator metil biru, distilasi dilakukan

hingga warna larutan dalam erlenmeyer berubah menjadi kehijauan. Larutan dititrasi

dengan HCl 0,1 M yang sudah distandarisasi kemudian N total dapat dihitung dari jumlah

volume HCl 0,1 M yang digunakan pada saat titrasi.

6

Identifikasi dan Pengukuran Kadar Asam Amino

Preparasi sampel

Sampel sebanyak 60 mg ditambah dengan 4 mL HCl 6M dan dipanaskan selama

24 jam pada suhu 110° C. Sampel dinetralkan dengan NaOH 6M hingga 10 mL dan

kemudian disaring dengan kertas saring Whatman 0,2µm. Sampel disaring dengan kertas

saring whatman 0,2µl sebanyak 50µL dan ditambah larutan OPA (Orthophalaldehid)

sebanyak 300µL diaduk selama 5menit selanjutnya dimasukkan ke injektor HPLC

sebanyak 5µL.

Analisis Sampel

Sampel dianalisis di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia FMIPA, Universitas

Gajah Mada, Yogyakarta dengan kondisi operasional sebagai berikut:

Kolom : LiChrospher-100 Rp - C18 (5µm) LiChroCART 125-4

Mobile phase : A = CH3OH : 50mM natrium asetat : THF (2:96:2) ph 6.8

B = 65% METHANOL

Flow rate : 1.5ml/menit

Detektor : Fluoresens Shimadzu RF 535

Gradien eluen

Time Pump(A)% Pump(B)%

2 100 0

35 0 100

35 0 100

Pengukuran Kadar Tanin (Umiati dkk., 1998 yang dimodifikasi)

2 g sampel dimaserasi dengan menggunakan 100 mL akuades pada suhu 80oC

selama 30 menit. 3 mL larutan sampel dimasukkan ke dalam labu ukur 25 mL.

Ditambahkan 1 mL larutan K3Fe(CN)3 0,016 M dan 1 mL larutan FeCl3 0,012 M. Larutan

dikocok dan diinkubasi selama 15 menit. Selanjutnya, sampel ditambah 3 mL H3PO4 6,03

M. Larutan dikocok dan diinkubasi selama 2 menit. Kemudian, larutan tersebut ditambah

2 mL gelatin 1% dan akuades hingga garis tera. Absorbansi larutan diukur dengan

panjang gelombang 650-750 nm. Sebagai standar digunakan asam tanat.

Aplikasi Tepung Sorgum Termodifikasi dalam Pembuatan Roti Tawar

Tepung sorgum termodifikasi, ragi instan, gula pasir, dan susu bubuk diaduk rata.

Air es dituang sedikit demi sedikit sambil adonan diuleni sampai kalis. Mentega putih

7

dan garam ditambahkan dan diuleni hingga kalis. Adonan dikempiskan dan ditimbang

masing-masing 180 g. Adonan dibentuk bulat dan didiamkan 10 menit. Adonan digiling

tipis memanjang kemudian digulung sambil dipadatkan dan ditekan. Adonan diletakkan

pada loyang 30×12×12 cm yang diolesi margarin dan dialasi kertas roti. Masing-masing

loyang berisi 6 adonan. Adonan didiamkan 75 menit sampai mengembang dalam loyang,

lalu dipanggang di dalam oven selama 35 menit dengan suhu 190°C.

Uji Organoleptik (Sukarto, 1985)

Uji organoleptik terhadap roti tawar mencakup warna, rasa, aroma, dan tekstur

dengan skala hedonis. Sampel roti tawar diujikan kepada 30 panelis dengan kode tertentu.

Skala hedonik untuk masing-masing parameter adalah: 1= sangat tidak suka, 2= tidak

suka, 3= agak suka, 4= suka, 5= sangat suka.

Analisis Data

Pada analisis penentuan kondisi fermentasi optimum terdapat 3 faktor kondisi

fermentasi yang diuji pengaruhnya terhadap konsentrasi protein terlarut tepung sorghum

yang terfermentasi. Masing-masing faktor terdiri dari 3 aras, sehingga data konsentrasi

protein terlarut dianalisis menggunakan Rancangan Perlakuan Faktorial 3×3×3 dan

rancangan dasar RAK (Rancangan Acak Kelompok) dengan 3 kali pengulangan. Sebagai

faktor pertama adalah konsentrasi isolat protein kedelai, 1%, 2%, dan 3%. Faktor kedua

adalah konsentrasi L. plantarum, 0,25%, 0,5%, dan 0,75%. Faktor ketiga adalah waktu

fermentasi, 24 jam, 36 jam, dan 48 jam. Sebagai kelompok adalah waktu analisis.

Pengujian antar perlakuan dilakukan dengan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat

kebermaknaan 5% (Steel dan Torrie, 1980)

Tingkat kesukaan roti tawar yang tersubstitusi tepung sorghum termodifikasi

ditentukan melalui analisis data uji organoleptik berdasarkan skala hedonis dengan

menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) 5 perlakuan (0%, 25%, 50%, 75%,

100% tepung sorghum termodifikasi) dan 30 panelis. Pengujian antar perlakuan

dilakukan dengan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel

dan Torrie, 1980).

8

HASIL DAN PEMBAHASAN

Optimasi Pengendapan Protein Kedelai

Tabel 1. Pengendapan protein kedelai dengan berbagai macam pengendap

Pengendap Rendemen protein (g)

NaOH 1M (pH 8)+MgCl2 (pH 7,1) 6,52

NaOH 1M (pH 8)+Jeruk (pH 4,8) 7,64

NaOH 1M (pH 8)+Cuka (pH 4,8) 7,63

Jeruk Nipis 8,87

MgCl2 7,36

Cuka 5,56

Pengendapan protein dioptimasi terlebih dahulu dengan menentukan pengendap

yang paling banyak menghasilkan endapan protein. Hasil optimasi menunjukkan bahwa

pengendap jeruk nipis memberikan rendemen paling optimal, yaitu 8,87 g protein kedelai

dari 250 mL susu kedelai yang dibuat dari 250 g kacang kedelai.

Gambar 1. Pengaruh pH terhadap massa protein yang mengendap

Selain berdasarkan pengendapnya, juga dilakukan penentuan titik isoelektris dari

protein kedelai dengan pengendap air jeruk nipis dan dari penelitian didapati bahwa titik

isoelektris kedelai adalah pada pH 4,8 dan pH 4,2-4,4, yang selaras dengan penelitian

yang dilakukan oleh Ali pada tahun 2011. pH 4,8 dipilih karena merupakan titik

isoelektris yang menghasilkan endapan protein yang cukup banyak dan membutuhkan

pengendap yang lebih sedikit dibandingkan dengan titik isoelektris di bawah pH 4.5.

6.08

6.56.46 6.47

5.87 5.88

5.97

6.22

5.97

5.8

5.9

6

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5

Mas

sa E

nd

apan

Pro

tein

(gr

am)

pH

9

Pembuatan konsentrat protein dilanjutkan dengan menggunakan pengendap asam sitrat

yang merupakan asam yang identik dengan asam yang terkandung dalam air jeruk nipis.

Penggunaan asam sitrat lebih efisien dan ekonomis dibandingkan dengan air jeruk nipis.

Optimasi Fermentasi

Optimasi dilakukan berdasarkan konsentrasi protein terlarut dari tepung sorgum

terfermentasi untuk 3 variabel, yaitu konsentrasi isolat protein, konsentrasi bakteri, dan

waktu fermentasi. Variasi konsentrasi isolat protein yang digunakan sebesar 1%, 2%, dan

3% Variasi jumlah inokulum L. plantarum yaitu sebesar 0,25%, 0,5%, dan 0,75%

Variasi lama fermentasi adalah 0 jam (kontrol), 24 jam, 36 jam, dan 48 jam. Dari masing

masing sampel diukur kadar protein terlarutnya dengan metode Biuret. Data hasil

pengukuran protein terlarut dianalisis dengan metode sidik ragan (DASIRA) untuk

mengetahui interaksi yang terjadi antarperlakuan sehingga dapat diketahui kondisi

optimal dari fermentasi.

Tabel 2. Tabel Sidik Ragam

SUMBER RAGAM Db JK KT F Hitung

Ftabel

5% 1%

Ulangan 2 214,73 107,36 51,93 3,18 4,00

Kombinasi Perlakuan 26 197,76 1,72 2,10

P 2 48,11 24,06 11,64* 3,18 4,00

K 2 9,55 4,78 2,31 3,18 4,00

W 2 16,18 8,09 3,91* 3,18 4,00

P×K 4 3,77 0,94 0,46 2,55 3,70

P×W 4 57,98 14,50 7,01* 2,55 3,70

K×W 4 29,90 7,48 3,62* 2,55 3,70

P×K×W 8 32,26 4,03 1,95 2,12 3,87

Galad Acak 52 107,52 2,07 1,00

Keterangan : *P= kadar konsentrat protein kedelai, K= kadar inokulum L. plantarum, W= waktu

fermentasi Pada Tabel 2 didapati bahwa adanya interaksi antar-penambahan konsentrat

protein, antar-waktu fermentasi, antara penambahan konsentrat protein dan waktu

fermentasi (P×W), dan antara konsentrasi inokulum L. plantarum dan waktu fermentasi

(K×W).

10

Tabel 3. Protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada setiap lama

waktu fermentasi

24 jam 36 jam 48 jam

x̄ ± SE

W = 0.96

9,87±0,82

(ab)

10,77±0,95

(b)

9,77±0,70

(a)

Keterangan :SE = Simpangan Baku Taksiran

W = BNJ 5%

Angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan,

sedangkan angka yang diikuti dengan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan signifikan.

Keterangan ini berlaku juga untuk tabel-tabel selanjutnya.

Tabel 3 menunjukkan bahwa kadar protein terlarut yang paling tinggi berada pada

lama waktu fermentasi 36 jam.

Tabel 4. Kadar protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada

setiap penambahan konsentrat protein

1% 2% 3%

x̄ ± SE

W = 0.96

9.06±0.84

(a)

10.80±0.88

(b)

10,56±0.68

(b)

Tabel 4 menunjukkan adanya peningkatan kadar protein terlarut pada

penambahan protein kedelai yang lebih besar namun pada penambahan 3% tidak ada

peningkatan kadar protein terlarut pada tepung termodifikasi, karena itu dipilih

penambahan 2% konsentrat protein kedelai.


penambahan suspensi L. plantarum × lama fermentasi.

24 h 36 h 48 h

0,25% 10.27±1.36(a)

(ab)

11.90±1.61(b)

(b)

9.65±1.43 (a)

(a)

0,50% 9.83±1.43 (a)

(a)

9.27±1.74 (a)

(a)

10,28±1.35(a)

(a)

0,75% 9.53±1.91 (a)

(ab)

11.13±1.76(b)

(b)

9.39±1.24 (a)

(a)

Keterangan : W= 1,64

Tabel 5 secara horizontal menunjukkan bahwa pada dosis bakteri 0,25% dan

0,75% lama waktu fermentasi mempengaruhi kadar protein terlarut dari tepung

sedangkan 0,5% tidak mempengaruhi kadar protein terlarut pada setiap waktu fermentasi

yang ditunjukkan dengan kadar protein terlarut pada waktu 36 jam yang memiliki kadar

11

protein terlarut lebih tinggi dibandingkan dengan lama fermentasi yang lain. Pembacaan

secara vertical menunjukkan adanya pengaruh pada dosis bakteri yang pada 36 jam

fermentasi, namun pada lama fermentasi 24 jam dan 36 jam tidak menunjukkan adanya

pengaruh penambahan dosis bakteri yang diakibatkan pada 24 jam bakteri belum

beradaptasi dengan lingkungannya dan pada 48 jam bakteri mencapai fase stasioner yang

diakibatkan oleh habisnya sumber nutrisi yang ditandai dengan penurunan kadar protein

terlarut.

Protein terlarut tertinggi ada pada tepung sorgum yang terfermentasi dengan dosis

suspensi bakteri sebesar 0,25% dan 0,75% pada 36 jam fermentasi, . Oleh karena itu,

kondisi ini merupakan titik optimum fermentasi secara efektif, fermentasi akan

menghasilkan kadar protein terlarut optimum pada penggunaan 0,25% suspensi bakteri

dengan lama waktu fermentasi 36 jam


penambahan protein kedelai × lama fermentasi


1%

8,60±1,51 (a)

(a)

8,79±2,05 (a)

(a)

9.79±1,08 (a)

(a)

2%

11.62±1,48 (b)

(b)

11.72±1,28 (b)

(b)

9.05±1,74 (a)

(a)

3%

9.41±1,06 (a)

(a)

11.80±1,41 (b)

(b)

10.48±0,99 (a)

(ab)


Tabel 6 secara vertikal menunjukkan adanya interaksi antara penambahan

konsentrat protein kedelai pada lama fermentasi 24 jam dan 36 jam dimana bakteri masih

dalam fase pertumbuhan yang optimal. Penambahan konsentrat protein kedelai yang

semakin banyak menunjukkan adanya peningkatan kadar protein terlarut dan paling

banyak pada penambahan 3%. Pembacaan secara horizontal menunjukkan bahwa pada

penambahan protein yang paling sedikit (1%) tidak menunjukkan adanya pengaruh lama

fermentasi terhadap kandungan protein terlarut pada tepung termodifikasi yang

diakibatkan oleh kurangnya protein sebagai sumber nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri

untuk berkembang biak. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa protein terlarut

tertinggi ada pada lama fermentasi 24 jam dan 36 jam dengan 2% penambahan konsentrat

protein kedelai dan 3% penambahan konsentrat protein kedelai dengan lama fermentasi

36 jam. Kondisi yang paling optimal dipilih berdasarkan kadar protein terlarut tertinggi

12

pada penambahan konsentrat protein kedelai yang paling kecil dan waktu fermentasi yang

paling singkat. Dengan demikian, berdasarkan Tabel 6, kondisi optimum fermentasi

adalah selama 24 jam dengan penambahan 2% konsentrat protein kedelai.

Gambar 2. Kadar protein terlarut dari tepung sorgum terfermentasi dengan P1= 1%, P2= 2%, P3= 3%

penambahan konsentrat protein kedelai; K1= 0,25%, K2= 0,50%, K3= 0,75% L. plantarum; W1= 24 jam,

W2= 36 jam, W3= 48 jam lamanya fermentasi.

Analisis keseluruhan data, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2, tampak

bahwa kadar protein terlarut tertinggi dicapai pada kondisi fermentasi P3K1W2 (3%

penambahan konsentrat protein kedelai, 0,25% suspensi bakteri, dan 36 jam lama

fermentasi), Akan tetapi, berdasarkan Tabel 3, Tabel 5, dan Tabel 6, kondisi fermentasi

P2K1W1, P2K1W2, P2K3W1, P2K3W2 juga menghasilkan tepung sorgum dengan

kadar protein terlarut yang sama dengan tepung sorgum terfermentasi pada kondisi

P3K1W2. Oleh karena itu, ada 5 kondisi fermentasi optimum untuk tepung sorgum

terfortifikasi konsentrat protein kedelai dengan L. plantarum 3704.

Untuk analisis kualitatif dan kuantitatif asam amino dan kadar gizi serta aplikasi

tepung sorgum terfermentasi dengan fortifikasi konsentrat protein kedelai, kondisi

fermentasi yang diterapkan adalah 36 jam lama fermentasi, 0,25% suspensi bakteri, dan

2% penambahan konsentrat protein dengan kode P2K1W2, dengan dasar bahwa

fermentasi yang lebih singkat, yaitu 24 jam, menghasilkan purata kadar protein terlarut

yang juga sama dengan fermentasi 48 jam, di mana kadar protein terlarut yang

dihasilkannya lebih rendah daripada fermentasi dengan durasi 36 jam (Tabel 3). Selain

itu, fermentasi dengan durasi 36 jam ini selaras dengan penelitian yang dilakukan oleh

Pranoto (2013) yang juga menggunakan bakteri L. plantarum, di mana IVPD (in vitro

protein digestibility) dari sorgum tertinggi ada pada 36 jam fermentasi. Meningkatnya

nilai IVPD mengindikasikan nilai kadar protein terlarut semakin meningkat. L. plantarum

0.002.004.006.008.00

10.0012.0014.0016.00

P1K1W1

P1K1W2

P1K1W3

P1K2W1

P1K2W2

P1K2W3

P1K3W1

P1K3W2

P1K3W3

P2K1W1

P2K1W2

P2K1W3

P2K2W1

P2K2W2

P2K2W3

P2K3W1

P2K3W2

P2K3W3

P3K1W1

P3K1W2

P3K1W3

P3K2W1

P3K2W2

P3K2W3

P3K3W1

P3K3W2

P3K3W3K

adar

Pro

tein

Ter

laru

t (%

)

Perlakuan

13

memiliki aktivitas proteolitik (Mugula et al., 2003) yang bisa memecah protein menjadi

sub unit yang lebih kecil sehingga meningkatkan nilai IVPD dan kadar protein terlarut.

Fortifikasi dengan konsentrat protein kedelai meningkatkan kualitas dan kuantitas

dari protein pada tepung sorgum termodifikasi. Puspaningsih (2013) melakukan

penelitian mengenai fortifikasi sorgum menggunakan kacang tanah. Hasil penelitian

tersebut menunjukkan bahwa pada kondisi optimal fermentasi dengan Rhyzophus

oligosporus dan fortifikasi dengan kacang tanah 5%, tepung sorgum memiliki kandungan

protein terlarut hanya 6,36%. Nilai ini secara signifikan lebih rendah daripada kadar

protein terlarut tepung sorgum terfermentasi oleh L. plantarum dengan fortifikasi protein

kedelai sebesar 2%, yakni 11,52%.

Di luar dari penggunaan mikroba yang berbeda yang dapat mempengaruhi proses

fermentasi dan menyebabkan perbedaan kadar protein terlarut, penambahan konsentrat

protein kedelai lebih efektif dari penambahan kacang tanah karena kandungan protein

pada konsentrat protein kedelai (60,05% protein terlarut) lebih besar daripada kacang

tanah (25,30% protein total dan 7,92% protein terlarut) (Puspaningsih, 2013).

Kadar Gizi Tepung Sorghum Termodifikasi

Tabel 7. Kadar Gizi tepung sorghum dan tepung sorghum termodifikasi

Sampel Karbohidrat

Total

Lemak Abu Air Protein Total

Tepung Sorgum 72.55±0,56 5,27±0,35 1.17±0,11 4.61±0,33 9,03±0,61

Tepung Sorgum

termodifikasi 67.72±0,76 5,13±0,39 1.35±0,20 6.87±1,05 8,59±0,69

SNI Maks 0,7% Maks 14,50% Min 7%

Tabel 7 menunjukkan bahwa hasil pengukuran kadar gizi tepung sorghum

termodifikasi sudah memenuhi syarat SNI untuk kadar air dan protein total. Kadar abu

dari tepung sorghum yang belum diolah sudah melebihi standar maksimal SNI, dan

tepung sorghum termodifikasi juga memiliki kadar abu yang lebih tinggi karena pada saat

fermentasi dilakukan penambahan NaCl sehingga meningkatkan kadar abu pada tepung

sorghum termodifikasi.

14

Penurunan kadar karbohidrat total dan protein total pada tepung sorgum

termodifikasi di luar dugaan, sebab L. plantarum memiliki sifat proteolitik dan amilolitik

yang mampu memecah protein dan pati menjadi molekul-molekulnya yang lebih kecil.

Oleh karena itu, terdapat kemungkinan bahwa derajat degradasi pati dan protein yang

dilakukan oleh bakteri tersebut selama fermentasi cukup tinggi sehingga molekul-

molekul kecil yang dihasilkan digunakan pula untuk menghasilkan energi bagi L.

plantarum sendiri.

Tabel 8. Organoleptik roti tawar

0% 25% 50% 75% 100%

AROMA ± SE

W=0,62

3,84±0,30

(c)

2,56±0,39

(ab)

2,24±0,35

(a)

1,96±0,23

(a)

1,80±0,27

(a)

WARNA ± SE

W=0,71

4,16±0,37

(b)

2,64±0,37

(a)

2,32±0,34

(a)

2,60±0,42

(a)

2,60±0,43

(a)

RASA ± SE

W=0,59

3,80±0,32

(c)

2,36±0,39

(b)

1,60±0,26

(a)

1,56±0,22

(a)

1,32±0,23

(a)

TEKSTUR ± SE

W=0,59

3,52±0,39

(b)

2,44±0,34

(a)

2,28±0,33

(a)

2,28±0,38

(a)

2,12±0,31

(a)

KESELURUHAN ±

SEW=0,52

3,96±0,29

(c)

2,44±0,33

(ab)

1,96±0,29

(a)

2,04±0,25

(a)

1,84±0,25

(a)

Keterangan : *Angka pada baris yang sama yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan berbeda

nyata sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak

berbeda nyata.

* Persen tepung sorghum termodifikasi

* 1= sangat tidak suka, 2=tidak suka, 3=biasa, 4=suka, 5=sangat suka

Tabel 8 menunjukkan roti tawar yang disukai adalah roti tawar kontrol, yaitu tanpa

tepung sorgum termodifikasi. Kadar penambahan tepung sorgum termodifikasi yang

menghasilkan roti tawar yang paling disukai dibandingkan dengan kadar tepung sorgum

termodifikasi lainnya adalah sebesar 25%. Hasil organoleptik menunjukkan bahwa

semakin besar persentase tepung sorgum termodifikasi roti tawar semakin tidak disukai.

Hal ini disebabkan oleh adanya rasa pahit, yang mungkin disebabkan oleh peptida-peptida

tertentu hasil aktivitas proteolitik L. plantarum, dan rasa asin karena penambahan NaCl

pada saat fermentasi sebagai medium suspensi bakteri.

15

Tabel 9. Kadar 14 asam amino pada kedelai dan setiap tahapan pengolahan sorgum

KADAR ASAM AMINO (ppm)

Sorgum* Kedelai Teoritis Kecambah

sorgum Termodifikasi

Asam aspartat 0,63 8,76 0.24 0,06 0,40

Asam

glutamat 1,31 17,59 2.57 2,27 2,19

Serin 3,47 0.59 0,54 0,64

Histidin 0.00 n.d.

Glisin 1,43 0.53 0,51 0,54

Arginin 5,03 0.51 0,42 0,35

Alanin 0,56 2,82 0.97 0,93 0,91

Tirosin 1,09 2,23 0.42 0,39 0,40

Metionin 0.00

Valin 0,52 2,12 0.52 0,49 0,56

Fenilalanin 0,51 2,84 0.81 0,77 0,80

Isoleusin 0,46 2,68 0.31 0,26 0,34

Leusin 0,89 4,97 1.47 1,39 1,28

Lisin 3,80 0.63 0,56 0,53

Total 5,97 57,73 9.58 8,59 8,95

Keterangan :*Hasil asam amino biji sorgum diperoleh dari penelitian yang dilakukan oleh Puspaningsih

(2013)

* Kadar asam amino teoritis dihitung dari 98% konsentrasi asam amino sorgum ditambah

dengan 2% kadar asam amino konsentrat protein kedelai

Kualitas nutrisi pada sorgum kurang bagus karena rendahnya kandungan lisin,

treonin, dan triptofan (Au, 1981) yang bisa dilihat pada hasil pengukuran asam amino

sorgum, di mana tidak adanya kandungan lisin (Tabel 9). Pengkecambahan sorgum

meningkatkan variasi asam amino seperti serin, glisin, arginin, dan lisin. Fortifikasi

dengan konsentrat protein kedelai meningkatkan kuantitas dari asam amino.

Fermentasi dengan bakteri L. plantarum tidak meningkatkan variasi dan

konsentrasi dari asam amino yang dianalisa. Penelitian yang dilakukan oleh Puspaningsih

(2013) menunjukkan bahwa fermentasi tepung sorgum dengan menggunakan Rhyzopus

oligosporus menunjukkan adanya peningkatan variasi asam amino seperti serin, histidin,

glisin, arginin, dan lisin. Dengan demikian, Pengkecambahan dapat menjadi cara

alternative untuk meningkatkan variasi asam amino sorgum, dan modifikasinya sengan

16

penambahan konsentrat protein kedelai turut meningkatkan kuantitas masing-masing

asam amino tersebut.

Gambar 2. Kromatogram HPLC asam amino konsentrat protein kedelai

Pada kromatogram HPLC asam amino dari konsentrat protein kedelai terdapat 14

puncak yang terdeteksi. Dua puncak dari 14 puncak yang terdeteksi tidak teridentifikasi

yang diakibatkan oleh keterbatasan standar yang digunakan. Keduabelas asam amino

tersebut adalah asam aspartate, asam glutamat, serin, glisin, arginin, alanin, tirosin, valin,

fenilalanin, isoleusin, leusin, dan lisin.

Gambar 2. Kromatogram HPLC asam amino kecambah sorgum

17

Gambar 3 menunjukkan adanya 17 puncak yang terdeteksi dan 12 puncak yang

dapat diidentifikasi. Kromatogram kecambah sorgum menunjukkan jumlah puncak yang

cukup banyak yang bisa diakibatkan oleh tailing pada kromatogram dimana campuran

asam amino tidak bisa terpisah dalam proses kromatografi.

Gambar 3. Kromatogram HPLC asam amino tepung sorgum termodifikasi

Gambar 3 menunjukkan kromatogram asam amino tepung sorgum termodifikasi.

Pada kromatogram terdeteksi 14 puncak dan 12 puncak yang teridentifikasi. Kedua

puncak yang tidak teridentifikasi memiliki waktu retensi 4,804 menit dan 18,645 menit.

Kedua puncak yang tidak teridentifikasi tersebut memiliki waktu retensi yang hampir

sama dengan waktu retensi kedua puncak yang tidak teridentifikasi pada sampel

konsentrat protein kedelai sehingga dapat disimpulkan bahwa kedua puncak tersebut

mengindikasikan jenis asam amino yang sama.

Tabel 10. Kadar tanin sorghum setelah melewati proses pengolahan

Sorgum Pengkecambahan Fermentasi

Kecambah

Kadar Tanin (%) 1,65 0,16 0,14

% penurunan 90,30 91,51

Tabel 10 menunjukkan adanya penurunan kadar tanin setelah dilakukan beberapa

pemrosesan pada sorgum. Pencucian dan pengkecambahan sorgum dapat menurunkan

kadar tanin dengan drastis dari 1,65% menjadi 0,16%. Hasil yang diperoleh sejalan

18

dengan penelitian yang dilakukan oleh Puspaningsih pada tahun 2013. Proses fermentasi

menurunkan kadar tanin menjadi 0,14% yang disebabkan oleh kemampuan L. plantarum

untuk menghasilkan enzim tannase (Molin, 2008).

KESIMPULAN DAN SARAN

Hasil penelitian menyimpulkan bahwa kondisi optimal untuk fermentasi tepung

sorgum adalah pada P2K1W1, P2K1W2, P2K3W1, P2K3W2, dan P3K1W2. Kadar air

dan protein dalam tepung sorgum termodifikasi sudah memenuhi standar SNI-3751:2009,

sedangkan kadar abu dari tepung sorgum termodifikasi belum memenuhi standar SNI-

3751:2009. Proses pengkecambahan dan fortifikasi tepung sorgum meningkatkan variasi

dan konsentrasi asam amino sedangkan proses fermentasi tidak meningkatkan kuantitas

asam amino pada tepung sorgum. Hasil uji organoleptik pada produk roti tawar yang

disubstitusi dengan tepung sorgum menujukkan bahwa penambahan tepung sorgum

termodifikasi tidak disukai oleh para panelis karena adanya rasa pahit dan asin

Dari hasil penelitian yang diperoleh sebaiknya dilakukan optimasi lama pada lama

fermentasi di bawah 24 jam. Fermentasi sebaiknya dilakukan tanpa penambahan PPS

untuk meningkatkan kualitas rasa dari tepung. Identifikasi asam amino perlu dilakukan

menggunakan jumlah standar yang lebih banyak lagi sehingga dapat diketahui efek

fermentasi terhadap kandungan asam amino selain asam amino standar yang digunakan

pada penelitian ini. Cita rasa dari produk yang terasa masa dapat diatasi dengan

menetralkan pH dari tepung dengan basa.

19

DAFTAR PUSTAKA

Ali, F., Mondor, M., Ippersiel, D. & Lamarche, F., 2011. Production of low-phytate soy

protein isolate by membrane technologies: Impact of salt addition to the extract

on the purification process. Innovative Food Science and Emerging

Technologies, Issue 12, pp. 171-177.

AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of official Analytical

Chemists. AOAC, Washington DC

Au, P. M. dan M. L.Fields. 1981. Nutritive Quality of Fermented Sorghum. Journal of

Food Science, No.46 :652-654.

FAO, 1997. Production Yearbook. Rome: Food and Agriculture Organization of the

United Nations.

Hedge, J.E. dan B.T. Hofreiter. 1962. In Carbohydrate Chemistry, 17 (Eds. Whinstler

R.L. and Be. Miller, J.N.). Academic Press, New York.

Umiati, L., E. Milyati, Indrawati. 1998. Kestabilan metoda Prussian blue dalam analisis

tannin. Jurnal Kimia Andalas, No. 2 (4) : 104-110

Molin, G., 2008. Lactobacillus plantarum, the role in foods and in human health. In: E.

R. Farnworth, ed. Handbook of Fermented Functional Food. Boca Raton:

Taylor & Francis Group.

Mugula, J. K., Sørhaug, T. & Stepaniak, L., 2003. Proteolytic activities in togwa, a

Tanzanian fermented food. International Journal of Food Microbiology, No.

84 :1-12.

Pranoto, Y., Anggrahini, S. & Efendi, Z., 2013. Effect of natural andLactobacillus

plantarum fermentation on in-vitroprotein and starch digestibilities of sorghum

flour. Food Bioscience, No. 2 : 46-52.

Puspaningsih, V., 2013. Analisis dan Identifikasi Asam Amino dan Asam Lemak Tak

Jenuh Sorgum (Sorghum bicolor L.) Terfortifikasi Kacang Tanah (Arachis

hypogaea) Sebagai Pangan Fungsional. Salatiga: Universitas Kristen Satya

Wacana.

RISTEK, 2012. Kementrian Riset dan Teknologi. [Online]

Available at: http://ristek.go.id/index.php/module/News+News/id/12015

[Diakses 30 10 2013].

Skoch, L. V. et al., 1970. Protein Fractination of Sorghum Grain. Cereal Chemistry, Issue

47, pp. 472-481.

20

Steel, R.G.D & J.H Torie, 1980. Prinsip dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan

Biometrik. Gramedia. Jakarta.

Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi. 1984. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan

dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta

Sukarto, T. S., 1985. Penilaian Organoleptik. Bharata Aksara. Jakarta.

Theresia, A., 2013. Tempo.co Bisnis. [Online]

Available at:

http://www.tempo.co/read/news/2013/07/24/090499391/Indonesia-Didesak-

Kurangi-Impor-Gandum

[Diakses 30 10 2013].

21

Lampiran 1. Skema Kerja Penelitian

PEMBUATAN

KONSENTRAT

PROTEIN KEDELAI

PEMBUATAN

TEPUNG

KECAMBAH SORGUM

OPTIMASI KONDISI

FERMENTASI

TEPUNG KONDISI

OPTIMAL YANG

DIPILIH

APLIKASI PADA

PRODUK ROTI

TAWAR

ANALISA KADAR

GIZI TEPUNG

OPTIMAL

ANALISA

KANDUNGAN ASAM

AMINO

UJI ORGANOLEPTIK

ROTI TAWAR

22

Lampiran 2. Kurva Standar Metode Protein Terlarut Biuret

Tabel 1. Tabel kurva standar metode Biuret

BSA (mL) Akuades (mL) Konsentrasi

(mg/mL) Biuret (mL) A550nm

0 1 0 4 0,000

0,1 0,9 1 4 0,051

0,2 0,8 2 4 0,097

0,6 0,4 6 4 0,258

0,7 0,3 7 4 0,302

0,8 0,2 8 4 0,356

0,9 0,1 9 4 0,394

1 0 10 4 0,442

Contoh perhitungan konsentrasi:

Pada kurva standar diperoleh konsentrasi

=2,1775𝑚𝑔

𝑚𝑙⁄

= 21,775𝑚𝑔

10𝑚𝐿⁄

= 21,775𝑚𝑔

0,25𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙⁄

=87,1𝑚𝑔

𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙⁄

𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 =87,1

1000× 100% = 8,71%

y = 0.043x + 0.0071R² = 0.9988

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10 12

A 5

50

nm

BSA (mg/mL)

Kurva Standar Biuret

23

Lampiran 4. Analisis Data Kadar Protein Terlarut

KO

MB

INA

SI

PE

RL

AK

UA

N

U1 U2 U3 total

perlakuan

rata-rata

perlakuan dp SD S2 SE

P1 K1 W1 8,71 8,37 12,14 29,22 9,74 -0,40 2,09 4,36 5,19

P1 K1 W2 8,75 9,19 14,03 31,96 10,65 0,52 2,93 8,57 7,28

P1 K1 W3 8,57 6,62 11,57 26,76 8,92 -1,22 2,49 6,21 6,20

P1 K2 W1 6,38 8,35 10,99 25,73 8,58 -1,56 2,31 5,35 5,75

P1 K2 W2 8,50 2,71 9,21 20,42 6,81 -3,33 3,57 12,74 8,88

P1 K2 W3 9,38 8,86 12,73 30,98 10,33 0,19 2,10 4,41 5,22

P1 K3 W1 8,82 3,72 9,88 22,42 7,47 -2,67 3,30 10,87 8,20

P1 K3 W2 10,58 4,84 11,32 26,74 8,91 -1,22 3,54 12,56 8,82

P1 K3 W3 9,75 10,29 10,28 30,32 10,11 -0,03 0,31 0,09 0,77

P2 K1 W1 9,32 12,16 14,31 35,79 11,93 1,79 2,50 6,26 6,23

P2 K1 W2 11,47 8,37 14,72 34,56 11,52 1,38 3,18 10,10 7,91

P2 K1 W3 9,49 6,49 12,90 28,89 9,63 -0,51 3,21 10,29 7,98

P2 K2 W1 9,47 8,99 14,60 33,06 11,02 0,88 3,11 9,68 7,74

P2 K2 W2 10,66 9,69 13,25 33,60 11,20 1,06 1,84 3,39 4,58

P2 K2 W3 7,51 9,38 13,89 30,79 10,26 0,12 3,28 10,76 8,16

P2 K3 W1 9,67 11,34 14,74 35,75 11,92 1,78 2,58 6,68 6,43

P2 K3 W2 13,72 10,56 13,02 37,30 12,43 2,30 1,66 2,75 4,12

P2 K3 W3 6,55 5,77 9,49 21,82 7,27 -2,87 1,96 3,84 4,87

P3 K1 W1 7,74 8,69 10,94 27,37 9,12 -1,01 1,65 2,71 4,09

P3 K1 W2 13,29 12,12 15,27 40,68 13,56 3,42 1,59 2,53 3,96

P3 K1 W3 10,71 8,27 12,17 31,16 10,39 0,25 1,97 3,88 4,90

P3 K2 W1 10,78 8,10 10,81 29,69 9,90 -0,24 1,55 2,41 3,86

P3 K2 W2 11,00 9,12 9,26 29,39 9,80 -0,34 1,05 1,10 2,61

P3 K2 W3 8,96 9,19 12,63 30,78 10,26 0,12 2,06 4,24 5,12

P3 K3 W1 8,23 7,32 12,06 27,61 9,20 -0,94 2,52 6,33 6,26

P3 K3 W2 11,47 9,74 14,88 36,09 12,03 1,89 2,62 6,85 6,51

P3 K3 W3 9,42 10,62 12,34 32,39 10,80 0,66 1,47 2,16 3,65

Total ulangan 258,91 228,89 333,46 821,26

rata-rata ulangan 9,59 8,48 12,35 10,14

du -0,55 -1,66 2,21

24

Lampiran 4. Analisis Data Kadar Protein Terlarut (lanjutan)

W1 (∑P1i.dpi) 50,53

W2 (∑P2i.dpi) 83,24

W3(∑P3i.dpi) 63,99

N -24,60

n2 605,03

Ʃdp2 65,92

Ʃdu2 7,95

D 524,24

JK non aditivitas 1,15

FK 8326,81

JK TOTAL 520,00

JK ULANGAN 214,73

JK KOMBINASI PERLAKUAN 197,76

JK GALAT ACAK 107,52

DASIRA NON ADITIF

SUMBER RAGAM Db JK KT F hit F tabel

5% 1%

Ulangan (3) 2 214,73

Kombinasi Perlakuan (27) 26 197,76

Galat Acak (ulangan x

kombinasi) 52 107,52

Non Additivitas 1 3,47 3,47 1,70 4,03 7,16

Sisa 51 104,04 2,04

DASIRA

SUMBER RAGAM Db JK KT F hit F tabel

5% 1%

Ulangan (3) 2 214,73 107,36 51,93 3,18 4,00

Kombinasi Perlakuan (27) 26 197,76 7,61 3,68 1,72 2,10

Galat Acak (ulangan x

kombinasi) 52 107,52 2,07

Total 80 520,00

25

Lampiran 3. Analisis Data Kadar Protein Terlarut (lanjutan)

DASIRA

SUMBER RAGAM Db JK KT

F

Hitung

Ftabel

5% 1%

Ulangan 2 214,73 107,36 51,93 3,18 4,00

K.Perlakuan 26 197,76 1,72 2,10

P 2 48,11 24,06 11,64 3,18 4,00

K 2 9,55 4,78 2,31 3,18 4,00

W 2 16,18 8,09 3,91 3,18 4,00

P×K 4 3,77 0,94 0,46 2,554 3,704

P×W 4 57,98 14,50 7,01 2,554 3,704

K×W 4 29,90 7,48 3,62 2,554 3,704

P×K×W 8 32,26 4,03 1,95 2,122 3,87

Galad Acak 52 107,52 2,07 1,00

Protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada setiap lama waktu

fermentasi


x̄ ± SE

W = 0.96

9,87±0,82

(ab)

10,77±0,95

(b)

9,77±0,70

(a)

SE = Simpangan Baku Taksiran

W = BNJ 5%

Angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan, sedangkan

angka yang diikuti dengan huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan signifikan.

Keterangan ini berlaku juga untuk tabel-tabel selanjutnya.

Protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada setiap lama waktu

fermentasi


x̄ ± SE

W = 0.96

9,87±0,82

(ab)

10,77±0,95

(b)

9,77±0,70

(a)

SE = Simpangan Baku Taksiran

W = BNJ 5%

Kadar protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada

penambahan suspensi L. plantarum × lama fermentasi.

24 h 36 h 48 h

0,25% 10.27±1.36(a)

(ab)

11.90±1.61(b)

(b)

9.65±1.43 (a)

(a)

0,50% 9.83±1.43 (a)

(a)

9.27±1.74 (a)

(a)

10,28±1.35(a)

(a)

0,75% 9.53±1.91 (a)

(ab)

11.13±1.76(b)

(b)

9.39±1.24 (a)

(a)


26

Kadar protein terlarut (x̄ ± SE, %) dari tepung sorgum yang difermentasi pada

penambahan protein kedelai × lama fermentasi


1%

8,60±1,51 (a)

(a)

8,79±2,05 (a)

(a)

9.79±1,08 (a)

(a)

2%

11.62±1,48 (b)

(b)

11.72±1,28 (b)

(b)

9.05±1,74 (a)

(a)

3%

9.41±1,06 (a)

(a)

11.80±1,41 (b)

(b)

10.48±0,99 (a)

(ab)


27

Lampiran 4. Kadar Gizi Tepung Sorgum

Kadar gizi tepung kecambah sorgum

% Ulangan

1

Ulangan

2

Ulangan

3

Rata-

rata SD SE

Air 4,55 4,97 4,32 4,61 0,33 0,33

Abu 1,13 1,21 1,16 1,17 0,04 0,12

Lemak 5,14 4,97 5,70 5,27 0,38 0,36

Protein 10,30 8,25 8,54 9,03 1,11 0,61

Karbohidrat 71,51 70,54 69,60 70,55 0,95 0,56

Kadar gizi tepung sorgum optimal

% Ulangan

1

Ulangan

2

Ulangan

3

Rata-

rata SD SE

Air 3,68 10,37 6,57 6,87 3,36 1,06

Abu 1,45 1,40 1,21 1,35 0,13 0,21

Lemak 4,60 5,36 5,43 5,13 0,46 0,39

Protein 7,45 10,19 8,14 8,59 1,42 0,69

Karbohidrat 67,19 66,29 69,67 67,72 1,75 0,76

28

Lampiran 5. Data Organoleptik

Organoleptik roti tawar

0% 25% 50% 75% 100%

AROMA ± SE

W=0,62

3,84±0,30

(c)

2,56±0,39

(ab)

2,24±0,35

(a)

1,96±0,23

(a)

1,80±0,27

(a)

WARNA ± SE

W=0,71

4,16±0,37

(b)

2,64±0,37

(a)

2,32±0,34

(a)

2,60±0,42

(a)

2,60±0,43

(a)

RASA ± SE

W=0,59

3,80±0,32

(c)

2,36±0,39

(b)

1,60±0,26

(a)

1,56±0,22

(a)

1,32±0,23

(a)

TEKSTUR ± SE

W=0,59

3,52±0,39

(b)

2,44±0,34

(a)

2,28±0,33

(a)

2,28±0,38

(a)

2,12±0,31

(a)

KESELURUHAN ±

SEW=0,52

3,96±0,29

(c)

2,44±0,33

(ab)

1,96±0,29

(a)

2,04±0,25

(a)

1,84±0,25

(a)

Keterangan : *Angka pada baris yang sama yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan berbeda

nyata sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak

berbeda nyata.

* Persen tepung sorghum termodifikasi

* 1= sangat tidak suka, 2=tidak suka, 3=biasa, 4=suka, 5=sangat suka

29

Lampiran 6. Contoh Perhitungan organoleptik

A

B

C

D

E

TOTAL ULANGAN

TOTAL ULANGAN KUADRAT

RATA-RATA ULANGAN

du W du

Kuadrat Panelis

1 2 2 2 2 3 11,00 121 1,83 -0,21 6,00 0,04

2 2 2 2 3 4 13,00 169 2,17 0,13 8,32 0,02

3 3 3 3 3 5 17,00 289 2,83 0,79 9,96 0,63

4 3 3 2 4 5 17,00 289 2,83 0,79 10,56 0,63

5 2 2 2 2 3 11,00 121 1,83 -0,21 6,00 0,04

6 2 1 1 2 4 10,00 100 1,67 -0,37 8,20 0,14

7 2 2 2 3 4 13,00 169 2,17 0,13 8,32 0,02

8 3 3 3 3 5 17,00 289 2,83 0,79 9,96 0,63

9 1 1 1 2 3 8,00 64 1,33 -0,71 6,28 0,50

10 2 2 2 3 4 13,00 169 2,17 0,13 8,32 0,02

11 1 2 2 2 3 10,00 100 1,67 -0,37 6,00 0,14

12 2 2 2 2 2 10,00 100 1,67 -0,37 4,08 0,14

13 2 2 1 1 4 10,00 100 1,67 -0,37 7,72 0,14

14 1 1 1 1 4 8,00 64 1,33 -0,71 7,80 0,50

15 2 1 1 1 4 9,00 81 1,50 -0,54 7,80 0,29

16 2 1 1 2 4 10,00 100 1,67 -0,37 8,20 0,14

17 2 2 1 2 4 11,00 121 1,83 -0,21 8,12 0,04

18 2 1 2 2 5 12,00 144 2,00 -0,04 9,92 0,00

19 3 3 2 3 4 15,00 225 2,50 0,46 8,24 0,21

20 1 1 2 2 4 10,00 100 1,67 -0,37 8,00 0,14

21 2 3 3 2 3 13,00 169 2,17 0,13 5,72 0,02

22 3 3 2 4 4 16,00 256 2,67 0,63 8,64 0,39

23 3 3 3 4 4 17,00 289 2,83 0,79 8,44 0,63

24 1 1 1 3 5 11,00 121 1,83 -0,21 10,52 0,04

25 2 2 2 3 5 14,00 196 2,33 0,29 10,24 0,09

TOTAL PERLAKUAN 51,00 49,00 46,00 61,00 99,00 306,00 93.636,00 51,00

RATA-RATA PERLAKUAN

2,04 1,96 1,84 2,44 3,96 2,04 4,16 0,34

30

Lampiran 6. Contoh Perhitungan organoleptik (lanjutan)

N 10,33

∑ du2 5,57

∑ dp2 3,89

D 21,69

JK NON ADDITIVITAS 4,92

FAKTOR KOREKSI 624,24

∑ U/ JK TOTAL 896,00

JK TOTAL 271,76

∑ TOTAL ULANGAN2 3946,00

∑ TOTAL ULANGAN2 : 5 657,67

JK ULANGAN 33,43

TOTAL PERLAKUAN2 2601,00 2401,00 2116,00 3721,00 9801,00

∑ TOTAL PERLAKUAN2 20640,00

∑ TOTAL PERLAKUAN2 : 25 825,60

JK PERLAKUAN 201,36

JK GALAD ACAK 36,97

31

Lampiran 6. Contoh Perhitungan organoleptik (lanjutan)

SUMBER RAGAM Db JK KT F

HITUNG

ULANGAN (25) 24 33,43

PERLAKUAN (6) 4 201,36

GALAD ACAK 96 36,97 0,39

NON ADDITIVITAS 1 4,92 4,92 14,57

SISA 95 32,06 0,34

*BNJ 5% KT ga ulangan q tabel perlakuan db GA

S x(bar) = (KT

GA/ulangan)2

0,39 25,00 4,17 6,00 120,00

W = q (p, v, alfa) x S

x(bar)

KT/ulangan (KT/ul)^0.5 w

0,0148 0,1218 0,49924

*tabel hasil bnj W=0,51

perlakuan 0% 25% 50% 75% 100%

rata" perlakuan 3,96±0,29

(c)

2,44±0,33

(ab)

1,96±0,29

(a)

2,04±0,25

(a)

1,84±0,25

(a)

32

Lampiran 7. Paper Seminar “3dr INTERNATIONAL STUDENT CONFERENCE ON

FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY GREENING THE FOOD INDUSTRY :

INNOVATION FOR SUSTAINABILITY” 2 September 2014

33

OPTIMIZED FERMENTATION OF SORGHUM (Sorghum bicolor L.) FLOUR

FORTIFIED WITH SOY PROTEIN USING Lactobacillus plantarum 3704

*Yoshua Albert Darmawan, Silvia Andini, Sri Hartini, Yohanes Martono, Erlien Giovani

Soeroso, Kiki Fransiska Suharto

Department of Chemistry, Faculty of Science and Mathematics, Satya Wacana Christian University

Jalan Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Jawa Tengah, Indonesia

ABSTRACT

Optimization of sorghum flour fermentation has been conducted to determine the optimal condition of

fermentation based on soluble protein content measured by spectrophotometer at 550 nm using Biuret reagent.

Sorghum flour was fermented by Lactobacillus plantarum 3704. The data of soluble protein contents of sorghum

flour were analyzed using Factorial Treatment Design 3 × 3 × 3 with Randomized Complete Block Design. The

first factor was concentration of soy protein concentrate (1%, 2%, and 3%). The second and third ones were

concentration of L. plantarum suspension (0.25%, 0.5%, 0.75%) and the duration of the fermentation (24 h, 36 h,

and 48 h), respectively. Data were assessed by Tukey’s HSD (Honestly Significant Difference) test with a

significance level of 95%. Result showed that the optimum condition of fermentation was 2% soy protein

concentrate, 0.25% L. plantarum suspension, and 36 h of fermentation. The soluble protein content in the optimum

fermentation condition was 11.52%.

Keywords: sorghum flour, soluble protein, soy protein concentrate, Lactobacillus plantarum

INTRODUCTION

Indonesian food security continues to face various

problems such as insufficient food production, low

competitiveness of agricultural product, shrinking

of arable land in Java island (100,000 acre/year),

lack of infrastructures, climate change,

undeveloped food diversification based on local

product, population growth, and increasing

consumption per-capita (RISTEK, 2013).

The increasing population of Indonesian results in

dependence on imported wheat. Volume of

imported wheat in 2011 reached 5.4 million metric

tons and increased to 6.2 million metric tons in 2012

(Theresia, 2013).

Sorghum is a local Indonesian crop with various

local names. In Java, sorghum is called “canthel”.

Sorghum can be grown well in Indonesia.

Moreover, sorghum is considered as the most

important crop in the world followed by wheat, rice,

corn, and barley (FAO, 1997).

34

content in sorghum does, unfortunately, not come

along with variation of amino acids (Andayani in

Puspaningsih, 2013). The poor amino acid variation

reduces the digestibility of the protein

(Puspaningsih, 2013). Sorghum contains tannin and

phytic acid that inhibit the absorption of

carbohydrates and proteins (Osman, 2004). L.

plantarum has proteolytic (Mugula et al., 2003) and

amilolytic (Songre-Ouattara et al., 2009) activities

thus increasing the digestibility of carbohydrates

and proteins.Fermentation of sorghum flour using

L. plantarum and soy protein fortification would

improve the quality of the sorghum flour by

increasing the protein content and digestibility.

Thus, the aim of this study was to investigate the

optimum fermentation condition of modified

sorghum flour based on soluble protein content.

MATERIALS AND METHODS

The main materials in this study were sorghum

(Sorghum bicolor L.) obtained from Surakarta, soy

bean (Glycine max (L.) Merr.) obtained from

Grobogan, and Lactobacillus plantarum 3074

obtained from PAU Pangan UGM. The chemicals

and medium used in this research were purchased

from Merck, Germany. They were CuSO4.5H2O,

NaOH, BSA, KNa-tartrat, and MRS (deMann,

Rogosa and Sharpe) medium.

Lactobacillus plantarum suspension preparation

Suspension containing 108 CFU/ml determined

using McFarland scale by means of

spectrophotometer UV/VIS (Optizen UV 2120,

South Korea).

Soy Protein Concentrate

The pH of soy milk was adjusted to 4.8 using citric

acid to separate soy protein from the milk. The

protein precipitate was dried in drying cabinet for

24 h in 50°C. Then, it was defatted by Sohxlet

extractor using diethyl ether as solvent.

Sorghum Flour Fermentation Optimization

Sorghum was germinated for 5 days and dried in

drying cabinet for 48 h. Sorghum was milled into

60 mesh flour, and it was fortified with soy protein

concentrate (1%, 2%, 3%). Fermentation was

carried out by mixing 25 g fortified sorghum flour

and 50 mL PPS (peptone physiological salt)

solution containing L. plantarum (0.25%, 0.5% and

0.75%). The slurries were allowed to be fermented

at 37°C for 24 h, 36 h, and 48 h in closed plastic

cups. The slurries were dried in a drying cabinet at

50°C for 48 h. The dried samples were milled using

food processor and stored in plastic bags at 4°C. All

kinds of the flour were analyzed for their soluble

protein content using Biuret reagent measured at

550 nm (AOAC, 1995).

Data analysis

The data of soluble protein content were analyzed

using Factorial Treatment Design 3 × 3 × 3 with

Randomized Complete Block Design. There were

three factors, namely concentration of soy protein

concentrate (1%, 2%, and 3%), concentration of L.

plantarum suspension (0.25%, 0.5%, 0.75%), and

duration of the fermentation (24 h, 36 h, and 48 h).

Data were assessed by Tukey’s HSD (Honestly

Significant Difference) test with a significance level

of 95%.

35

RESULT AND DISCUSSION

The optimization of fermentation condition data

analysis were followed by a review of the

interaction between each variable (L. plantarum

concentration, soy protein concentrate addition, and

duration of fermentation). The ANOVA analysis

showed significant difference of fermentation

duration (Table 1), soy protein concentrate addition

(Table 2), interaction of bacterial suspension and

fermentation duration (Table 3), soy protein

addition and fermentation duration (Table 4).

Table 1. Soluble protein content (x̄ ± SE, %) of

fermented sorghum flour in every duration of

fermentation

24 h 36 h 48 h

x̄ ± SE

W = 0.96

9.87±0.82

(a)

10.77±0.95

(ab)

9.77±0.70

(a) W is the honest significant difference of 5%, and different

alphabets indicate significant difference between treatment,

this applies to all tables represented in this paper.

Table 1 shows that the highest soluble protein

content is in 36 hours of fermentation with

significant difference marked with (ab). Thus, the

optimum duration of fermentation was 36 hours.


fermented sorghum flour in every addition of soy

protein concentrate

1% 2% 3%

x̄ ± SE

W = 0.96

9.06±0.84

(a)

10.80±0.88

(b)

10,56±0.68

(b)

Table 2 indicates a significant difference between

soy protein concentrate addition. The highest

soluble protein content is in 2% and 3% soy protein

concentrate additions, so the lowest addition is

chosen.


fermented sorghum flour in soy protein concentrate

addition and duration of fermentation

24 h 36 h 48 h

0.25% 10.27±1.36(a)

(a)

11.90±1.61(b)

(b)

9.65±1.43 (a)

(a)

0.50% 9.83±1.43 (a)

(a)

9.27±1.74 (a)

(a)

10,28±1.35(a)

(a)

0.75% 9.53±1.91 (a)

(a)

11.13±1.76(b)

(ab)

9.39±1.24 (a)

(a)

W=1,64


content is in 0.25% bacterial suspension for 36 h

fermentation. Thus, the optimum fermentation

condition is in 0.25% bacterial suspension and

duration of 36 h.


fermented sorghum flour in various concentrations

of bacterial suspension and durations of

fermentation

24 h 36 h 48 h

1%

8,60±1,51 (a)

(a)

8,79±2,05 (a)

(a)

9.79±1,08 (a)

(a)

2%

11.62±1,48(b)

(b)

11.72±1,28 (b)

(b)

9.05±1,74 (a)

(a)

3%

9.41±1,06 (a)

(a)

11.80±1,41(b)

(ab)

10.48±0,99(a)

(a)

W= 1,64

36


content is obtained by fermentation for 24 h with

2% soy protein concentrate addition. The condition

has been chosen based on the highest soluble

protein content obtained at lower concentration of

addition and shorter time.

31

However, according to Table 1 and Table 3

showing that the optimum duration of

fermentation is obtained at 36 hours of

fermentation, thus 2% soy protein

concentrate addition and 36 h of

fermentation time in combination with

0.25% bacterial suspension is more likely to

be the optimum fermentation condition

instead of that condition with 24 h of

fermentation time.

Figure 2 Interaction within duration of

fermentation. The graph shows that the

soluble protein content peaks at 36 h of

fermentation

The optimum soluble protein content was

achieved at fermentation for 36 h. The result

of this study corresponds to the research

conducted by Pranoto (2013) that the highest

IVPD (In vitro protein digestibility) value of

sorghum flour fermented with L. plantarum

bacteria peaked at 36 hours of fermentation.

Thus, increasing number IPVD indicated

that the soluble protein in this sorghum flour

also increased. The L. plantarum has

proteolytic activity (Mugula et al., 2003)

that could break down long protein chains

into smaller protein unit thus increasing the

IPVD and soluble protein content.

Soy protein concentrate fortification

increases the quality and quantity of protein

in modified sorghum. Puspaningsih (2013)

conducted a study of sorghum fortification

using peanut. Peanut only contain 25.3%

total protein and 7.92% soluble protein

compared to soy protein isolate that contain

60.05 soluble protein. The research showed

that at the optimum fermentation condition

using Rhyzophus oligosporus 2.5% , in

which the peanut addition was 5%, the

soluble protein content reached only 6.36%,

lower than soluble protein content (11.52%)

in modified sorghum flour fermented by L.

9.87

10.77

9.77

9

9.5

10

10.5

11

24h 36h 48h

Solu

ble

pro

tein

(%

)

Duration (hours)

Fermentation Duration

Figure 1 The soluble protein contents of all samples showing optimum at P2 B1 T1 (P1=1%, P2=2%, P3=3% of soy

protein concentrate addition; B1=0.25%, B2=0,50%, B3=0,75% L. plantarum addition; T1=24h, T2=36h, T3=48h of

fermentation duration)

32

plantarum at an optimum condition utilizing

2% soy protein concentrate . Apart from the

distinguished cultures which might affect the

fermentation processes thus causing the

different values of protein content, soy

protein concentrate addition is probably

more effective than peanut addition because

the protein contained in soy protein

concentrate is more higher.

CONCLUSION

Depending on the statistical analysis, it

could be concluded that the optimum

condition for fermentation was 0.25% L.

plantarum, 2% soy protein concentrate, and

36 hours of fermentation.

ACKNOWLEDGEMENT

The author would like to thank the

Directorate General of Higher Education,

Ministry of Higher Education, Ministry of

National Education Republic of Indonesia

for supporting the research through Student

Creativity Program (PKM) Grant 2014.

REFERENCES

Andayani, P. 2008. Isolasi dan

Identifikasi Mikrob dari

Tempe Sorghum Coklat

(Sorghum bicolor) Serta

Potensinya Dalam

Mendegradasi Pati dan

Protein. Universitas

Brawijaya, Malang.

FAO, 1997. Production Yearbook.

Rome: Food and Agriculture

Organization of the United

Nations.

Mugula, J. K., Sørhaug, T. &

Stepaniak, L., 2003.

Proteolytic activities in togwa,

a Tanzanian fermented food.

International Journal of Food

Microbiology, Issue 84, pp. 1-

12.

Pranoto, Y., Anggrahini, S. & Efendi,

Z., 2013. Effect of natural and

Lactobacillus plantarum

fermentation on in-vitro

protein and starch

digestibilities of sorghum

flour. Food Bioscience, Issue

2, pp. 46-52.

Puspaningsih, V., 2013. Analisis dan

Identifikasi Asam Amino dan

Asam Lemak Tak Jenuh

Sorgum (Sorghum bicolor L.)

Terfortifikasi Kacang Tanah

(Arachis hypogaea) Sebagai

Pangan Fungsional. Salatiga:

Universitas Kristen Satya

Wacana.

RISTEK, 2012. Kementrian Riset dan

Teknologi. [Online]

Available at:

http://ristek.go.id/index.php/m

odule/News+News/id/12015

[Accessed 30 10 2013].

Skoch, L. V. et al., 1970. Protein

Fractination of Sorghum Grain.

Cereal Chemistry, Issue 47, pp.

472-481.

Songre-Ouattara, L. T. et al., 2009.

Potential of amylolytic lactic

acid bacteria to replace the use

of malt for partial starch

hydrolysis to produce African

fermented pearl millet gruel

33

fortified with groundnut.

International Journal of Food

Microbiology, Issue 130, pp.

258-264.

Theresia, A., 2013. Tempo.co Bisnis.

[Online]

Available at:

http://www.tempo.co/read/new

s/2013/07/24/090499391/Indon

esia-Didesak-Kurangi-Impor-

Gandum

[Accessed 30 10 2013].

optimasi tepung sorgum (sorghum bicolor l.) dan potensinya...

Documents