perubahan sifat bahan karbohidrat -...

19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 1

PERUBAHAN SIFAT BAHAN

KARBOHIDRAT

Oleh :

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Pohon Industri

Singkong

19/10/2014 2 StarchPorcessing/SUG/2012

Pohon Industri

Jagung

19/10/2014 3 StarchPorcessing/SUG/2012

A. PERUBAHAN SIFAT PATI PASCA

PANEN / SEBELUM PENGOLAHAN



Perubahan Pati Praproses

• Bahan hasil pertanian dalam bentuk utuh melakukan

respirasi (fisiologi pascapanen)

• Terjadi proses hidrolisis enzimatis dari pati menjadi

maltodekstrin dan glukosa

• Glukosa dioksidasi menjadi energi, CO2 dan air

• Perubahan proporsi pati dengan oligosakarida dan

glukosa menyebabkan perubahan tekstur bahan bila

dimasak dan rasa menjadi lebih manis

• Pengendalian perubahan dapat ditekan dengan

perlakuan pendinginan (paling ekonomis)

B. PERUBAHAN PATI SELAMA

PROSESING



Perubahan Pati Selama Proses

Pengolahan

• Swelling

• Gelatinisasi

• Cross link Starch

• Esterifikasi

• Hidrolisis

• Isomerisasi

• Oksidasi

• Karamelisasi

• Maillard

Starch granules

• If we look at a potato cell under the microscope ....we see the starch granules stained blue (by iodine), the cell wall and with difficulty the cell membrane

• The cell wall is composed of cellulose and offers some resistance to ‘break’

• The cytoplasm contains the dissolved sugars and salts - the fluids of the cells



Swelling (Mengembang)

• Terjadi pada saat akan

memasak pati.

• Pati bila diberi air akan

mengalami pengem-

bangan volume.

• Kekuatan

pengembangan

tersebut akan semakin

besar dengan

meningkatnya suhu

larutan pati.

• Berbeda antar jenis

pati.

Struktur sel pati yang mengalami pengembangan akibat

penambahan air



Pengaruh peningkatan suhu terhadap ukuran granula pati, pada

suhu tertentu (60o C) mengalami stasioner (tetap)


Gelatinisasi (kanji)

• Terjadi pada proses pemasakan larutan pati.

• Peristiwa rusaknya ikatan antarmolekul pada larutan pati

dengan naiknya suhu, sehingga larutan pati mengalami

gelatinisasi (kanji) dan viskositas menjadi tinggi (lebih

kental).

• Pada keadaan tersebut ikatan samping H mengikat air

dalam jumlah yang lebih banyak, struktur larutan pati

menjadi lebih merata, dan berkurangnya daerah kristal.

• Untuk pati dengan kandungan amilosa tinggi

(amilopektin rendah), sulit mengalami gelatinisasi pada

suhu >100oC, dapat membentuk lapisan dan serat,

kelarutan dan daya kembang tinggi pada kondisi alkali.

Cooked Potato Granules

• During MOIST cooking the starch granules absorb water and swell.

• The granules are now softer and more digestible.

• The cell walls soften too and the fork meets less resistance when it is pushed into potatoes which are adequately cooked.

• Further cooking results in the starch granules BURSTING -the long molecules of starch form a GEL with water.

• This is called GELATINISATION and occurs when starch (and flour) is used to thicken -sauces and custard.



Semakin tinggi suhu pemasakan akan menyebabkan

peningkatan viskositas, akan tetapi pada suhu tertentu

akan stasioner

Cross Link Starch (Pati ikat silang)

• Ikat silang antar rantai amilosa, sehingga viskositas

meningkat untuk produksi lem dan pengental



Photomicrograph of crosslink starch granules heated at 95oC for 30 menit


Esterifikasi (ikat silang R-COO-R)

• Merupakan produk pati yang telah mengalami

esterifikasi antara gugus OH sehingga panjang rantai

pati dapat diatur,

• Sifat larutan patinya menjadi lebih tahan terhadap

panas; kemampuan hidrolisis rendah, stabil dalam pH

rendah, swelling dapat dihambat dalam air panas atau

mendidih.

• Produk pati ini banyak digunakan sebagai makanan

bayi, salad dressing, stabiliser dan pengental.


Hidrolisis

• Terjadi akibat adanya pemberian asam/basa atau enzim

pada larutan pati, dalam industri gula pati.

• Apabila larutan pati dalam pH rendah dilakukan

pemanasan pada suhu tertentu dan tekanan tinggi akan

menyebabkan beberapa bagian pati terhidrolisis menjadi

rantai sedang (dektrin), dan rantai tunggal dekstrosa.

• Teknologi tersebut yang banyak digunakan dalam industri

bahan pemanis dari tepung tapioka.

• Selain dengan menggunakan beberapa enzim seperti

enzim amilase, yang banyak digunakan pada industri HFS

(High fructose syrup).


Isomerisasi

• Terjadi pada proses produksi gulasirup dari pati.

• Proses isomerisasi merupakan perubahan (konversi) dari

senyawa glukosa (dengan gugus fungsional aldosa)

menjadi fruktosa (gugus fungsional ketosa)

• Tingkat kemanisan fruktose meningkat 3 kali lipat

dibanding glukosa

• Perubahan dilakukan dengan menggunakan enzim

gukosa-isomerase.

• Teknik yang digunakan adalah imobilized enzim (enzim

diambil dari mikroba dan dijerap dalam matrik resin

• Larutan glukosa dilewatkan kolom yang berisi imobilized

enzim

Karamelisasi (Pencoklatan)

• Terjadi pada proses pengolahan

aneka permen dan roti.

• Merupakan reaksi pembentukan

warna coklat akibat pemanasan

larutan gula, pH semakin rendah

semakin tinggi warna coklat.

• Termasuk kategori pencoklatan

non-enzimatis.

• Produk karamel banyak digunakan

sebagai pewarna makanan dan

minuman.

• Campuran permen cokelat, wafer

dll. 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 24

Maillard

• Pembentukan warna coklat akibat

reaksi senyawa gula sederhana

dengan adanya asam amino

• Semakin besar jika aw atau kadar

air rendah, banyak pada produk

kering yang digoreng.

• Contoh pencoklatan pada produk

kerupuk yang digoreng agak

suram (kuning – kecoklatan)


C. PERUBAHAN SELAMA

PENYIMPANAN



Perubahan Selama Penyimpanan

• Hidrasi (absorbsi)

• Retrogradasi

• Fermentasi

• Perubahan aroma dan warna

• Serangan kapang

• Serangan serangga dan rodensia

Hidrasi (absorbsi)

• Produk olahan bentuk tepung jika mengandung gula reduksi

(glukosa) banyak, cenderung akan menyerap uap air selama

penyimpanan sehingga kadar airnya meningkat.

• Dampak dari meningkatnya kadar air tepung, menyebabkan

pembongkahan (agregasi) dan aw meningkat sehingga

kemungkinan ditumbuhi kapang tinggi.

• Produk tepung pati yang bagus jika glukosa rendah dan

penyimpanan dengan wadah kedap udara.



Retrogradasi

• Terjadi pada produk roti yang disimpan dingin

• Retrogradasi berhubungan dengan jumlah cabang pada rantai

pati,

• Pati yang kandungan amilopektin tinggi seperti jagung ketan

tidak mengalami retrogradasi pada pendinginan/ pembekuan.

• Pada peristiwa retrogradasi terjadi ikatan hidrogen antara

gugus OH pada pati tergelatinisasi selama pendinginan.

• Air yang berada pada gel akan keluar dari struktur dan pati

menjadi tidak terlarut.


Produk yang mengalami retrogradasi

Fermentasi

• Terjadi pada produk karbohidrat

berbentuk larutan, terutama gula

• Jika dalam penyimpanan tidak

rapat akan menyebabkan

kontaminasi yeast, akan

menyebabkan fermentasi

• Pada fermentasi karbohidrat

sederhana akan diubah menjadi

alkohol (etanol)

• Produk cair yang baik disimpan

dalam wadah yang kedap,

sehingga mengurangi kontaminasi

dari udara 19/10/2014 StarchPorcessing/SUG/2012 31

Perubahan Aroma dan Warna

Perubahan Aroma :

• Terjadi pada penyimpanan tepung pati yang wadahnya

tidak kedap dan waktu simpan terlalu lama

• Menyebabkan penyimpangan aroma (jawa=apek) nilai

sensoris menurun

Perubahan Warna :

• Beberapa produk tepung yang mengandung senyawa

tanin cenderung akan mengalami perubahan warna

akibat oksidasi


Serangan Kapang

• Serangan kapang terjadi pada bahan pangan olahan

yang kandungan airnya agak tinggi akibat proses

penyimpanan yang kurang baik.

• Kapang dapat menyebabkan perubahan warna pada

produk tepung, dan beberapa menimbulkan racun

bagi konsumen.

• Perlu aplikasi wadah yang kedap udara dan mem-

perkecil kontaminan dari ruang proses pengolahan,

dengan sanitasi yang baik.


Serangga Serangga dan Rodensia

• Serangga menyukai produk

tepung karbohidrat kering

• Rodensia menyukai semua

jenis produk olahan.

• Serangan menyebabkan

kehilangan bahan (bobot)

tetapi produk yang diserang

tidak mengalami perubahan

khemis


D. PRODUK OLAHAN &

TEKNOLOGI PROSESING

• Gula pasir

• Gula palma

• Tepung tapioka

• Tepung Mocaf

• Maltodekstrin

• Sirup gula (glukosa)


Diagram Alir Proses Pengolahan Gula Tebu 1

9/1

0/2

01

4

37

Sta

rch

Po

rce

ssin

g/S

UG

/201

2

Stasiun Preparasi Stasiun Ekstraksi Stasiun Pemurnian

Stasiun Evaporasi Stasiun Kristalisasi Stasiun Finishing

Diagram Alir Proses Pengolahan Tapioka


Diagram Alir Proses Pembuatan Gula Sirup


Tugas Terstruktur Mandiri

• Cari salah satu proses pengolahan bahan hasil

pertanian, yang melibatkan proses fisis, mekanis,

khemis dan miktobiolosis-enzimatis.

• Tampilkan flow chart proses pengolahan secara

lengkap, kondisi proses pengolahan optimalnya.

• Buat tabel matrik tahapan dan perubahan karakteristik

bahan selama proses pengolahan.

• Lengkapi dengan neraca masa dan neraca energi bila

memungkinkan.

19/10/2014 Starchcompos/SUG/2012 40

Contoh : Sirup Glukosa

Tahapan

Proses

Perubahan

Fisis

Perubahan

Mekanis

Perubahan

Khemis

Perubahan

Mikro-ensim

Likuifikasi

Sakarifikasi

Filtrasi

Ion exchange Hilangnya

residu asam

Evaporasi

Isomerasi

Dekolorisasi Hilangnya

warna gelap

Evaporasi


perubahan sifat bahan karbohidrat -...

Documents