BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1KarbohidratKarbohidrat('hidratdarikarbon',hidrat arang) atausakarida(daribahasa Yunani, skcharon, berarti "gula") adalah segolongan besarsenyawa organikyang paling melimpah di bumi. Karbohidrat sendiri terdiri ataskarbon,hidrogen, danoksigen. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagaibahan bakar(misalnyaglukosa), cadangan makanan (misalnyapatipada tumbuhan danglikogenpada hewan), dan materi pembangun (misalnyaselulosapada tumbuhan,kitinpadahewandanjamur). Pada prosesfotosintesis,tetumbuhan hijaumengubahkarbon dioksidamenjadi karbohidrat.Secarabiokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis.Karbohidrat mengandunggugus fungsikarbonil(sebagaialdehidaatau keton) dan banyak gugushidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yangnatom karbonnya tampak terhidrasi olehnmolekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandungnitrogen,fosforus, atausulfur.( Wikipedia.org) . Fungsi dari karbohidrat yaitu :a. Sumber energi utama yang diperlukan untuk gerak.b. Memberi rasa kenyang.c. Pembentukan cadangan sumber energi, kelebihan karbohidrat dalam tubuh akan disimpan dalam bentuk lemak sebagai cadangan sumber energi yang sewaktu-waktu dapat dipergunakan.

Dibawah ini merupakan 3 pembagian karbohidrat berdasarkan susunan kimianya1. Monosakarida (gula sederhana).Monosakarida adalahkarbohidrat paling sederhana yang merupakan molekul terkecil karbohidrat. Dalam tubuh monosakarida langsung diserap oleh dinding-dinding usus halus dan masuk ke dalam peredaran darah. Monosakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:a. Glukosa : disebut juga dekstrosa yang terdapat dalam buah-buahan dan sayur-sayuran. Semua jenis karbohidrat akhirnya akan diubah menjadi glukosab. Fruktosa : disebut juga levulosa, zat ini bersama-sama glukosa terdapat dalam buah-buahan dan sayuran, terutama dalam madu, yang menyebabkan rasa manis.c. Glaktosa : berasal dari pemecahan disakarida.2. Disakarida (gula ganda)Disakarida adalahgabungan dari dua macam monosakarida. Dalam proses metabolisme, disakarida akan dipecah menjadi dua molekul monosakarida oleh enzim dalam tubuh. Disakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:a. Sukrosa : terdapat dalam gula tebu, gula aren. Dalam proses pencernaan, sukrosa akan dipecah menjadi glukosa dan fruktosa.b. Maltosa : hasil pecahan zat tepung (pati), yang selanjutnya dipecah menjadi dua molekul glukosa.c. Laktosa (gula susu): banyak terdapat pada susu, dalam tubuh laktosa agak sulit dicerna jika dibanding dengan sukrosa dan maltosa. Dalam proses pencernaan laktosa akan dipecah menjadi 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa.3. Polisakarida (karbohidrat kompleks).Polisakarida merupkan gabungan beberapa molekul monosakarida. Disebut oligosakarida jika tersusun atas 3-6 molekul monosakarida dan disebut polisakarida jika tersusun atas lebih dari 6 molekul monosakarida (Pekik, 2007). Polisakarida dikelompokkan menjadi tiga golongan, yakni:a. Pati: merupakan sumber kalori yang sangat penting karena sebagian besar karbohidrat dalam makanan terdapat dalam bentuk pati.b. Glikogen : disebut juga pati binatang, adalah jenis karbohidrat semacam gula yang disimpan di hati dan otot dalam bentuk cadangan karbohidrat.c. Serat

2.2PatiPati adalah suatu karbohidrat yang berbentuk granul yang terdapat di dalam organ tanaman. Granul pati tersimpan di dalam biji, umbi, akar, dan bagian dalam dari batang tanaman sebagai cadangan makanan yang akan digunakan ketika tanaman sedang mengalami dormansi, germinasi dan pertumbuhan. Pemerian pati di bawah mikroskop berupa granul yang berwarna putih, sangat kecil dengan ukuran antara 2 100 m. Pati merupakan senyawa terbanyak kedua yang dihasilkan oleh tanaman setelah selulosa.Sumber penghasil pati adalah biji-bijian serealia (jagung, gandum, sorgum, beras), umbi (kentang), akar (singkong, ubi jalar, ganyong), dan bagian dalam dari batang tanaman sagu. Di dalam proses pembuatannya, pati harus dipisahkan dari komponen-komponen pengotor lain yang bercampur, yaitu serat, protein, gula dan garam-garam.Pati bukan merupakan senyawa yang homogen. Sebagian besar pati tersusun dari dua komponen polimer glukosa yang utama, yaitu: 1. Molekul dengan rantai linear yang dikenal sebagai amilosaAmilosa merupakan fraksi pati yang larut air, tidak larut dalam n-butanol atau pelarut organik polar lainnya, tersusun dari rantai lurus D-glukosa yang berikatan -1,4 dengan derajat polimerisasi antara 100 400, memiliki BM 4000 150.000. Molekul amylose berbentuk helix dan bersifat hidrofobik. Amilosa akan memberikan warna biru tua bila bereaksi dengan iodin. 2. Polimer glukosa rantai bercabang yang dikenal sebagai amilopektin Amilopektin adalah fraksi pati yag tidak larut dalam air, yang selain tersusun dari rantai lurus D-glukosa juga berikatan dengan -1,4 serta memiliki rantai cabang -1,6. Amilopektin memiliki BM + 500.000, dan apabila ditambahkan iodin maka akan memberikan warna coklat violet.

2.2.1 Struktur PatiPati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia. Komposisi amilosa dan amilopektin berbeda dalam berbagai makanan yang mengandung pati. Amilopektin pada umumnya terdapat dalam jumlah yang lebih besar. Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa. Dalam butiran pati, rantai-rantai amilosa dan amilopektin tersusun dalam bentuk semi kristal, yang menyebabkan tidak larut dalam air dan memperlambat pencernaannya oleh amilase pankreas. Bila dipanaskan dengan air, struktur kristal rusak dan rantai polisakarida akan mengambil posisi acak. Hal ini yang menyebabkan mengembang dan memadat (gelatinasi). Cabang-cabang dalam amilopektin yang terutama dapat menyebabkan pembentukan gel yang cukup stabil. Proses pemasakan pati di samping menyebabkan pembentukan gel juga dapat memecah sel, sehingga memudahkan pencernaannya. Dalam proses pencernaan semua bentuk pati dihidrolisa menjadi glukosa (Almatsier, 2004).Butiran pati sama sekali tidak larut dalam air dingin dan pada pemanasan butiran pati tiba-tiba mulai menggembung pada suhu penggelatinan. Pada titik ini dwibias optik hilang dan menunjukkan hilangnya kekristalan. Umumnya pati dengan butiran besar menggembung pada suhu lebih rendah daripada pati berbutir kecil. Suhu penggembungan ini dipengaruhi oleh berbagai factor yaitu: pH, laju pemanasan, praperlakuan, adanya garam dan gula (deMan, 1997).Bermacam-macam ukuran dari granula pati yang teratur paling panjang sumbunya sekitar 0,0002 cm sampai 0,015 cm. Jika suspensi pati dalam air dipanaskan terjadi difusi air pada dinding granula dan menyebabkan penggembungan. Penggembungan ini terjadi pada suhu 60C sampai 85C, volume pada granula meningkat pada pemanasan setelah 5 menit dan suspensi akan menjadi sangat kental. Pada pemanasan di atas temperatur ini granula pati membuka dan membentuk gel dari pati di dalam air (Fox and Cameron, 1970).Amilopektin merupakan polisakarida bercabang bagian dari pati, terdiri atas molekul-molekul glukosa yang terikat satu sama lain melalui ikatan 1,4-glikosidik dengan percabangan melalui ikatan 1,6-glikosidik pada setiap 20-25 unit molekul glukosa. Amilopektin merupakan bagian dari pati yang tidak larut dalam air dan mempunyai berat molekul antara 70.000 sampai satu juta. Amilopektin dengan iodium memberikan warna ungu hingga merah (Lehninger, 1982).Amilopektin memiliki sifat mudah mengembang dan membentuk koloid dalam air. Sebaliknya pati dengan kadar amilopektin tinggi sangat sesuai untuk bahan roti dan kue karena sifat amilopektin yang sangat berpengaruh terhadap swelling properties (sifat mengembang pada pati). Perbandingan amilopektin dengan amilosa bervariasi tergantung dari jenis sumber patinya, normalnya adalah 80 : 20. Rasio ini memiliki pengaruh penting untuk mengetahui sifat dan tingkah laku pati. Data perbandingan amilosa dan amilopektin pada berbagai sumber pati disajikan pada Tabel 2.5:

Tabel 2.5 Sifat fisik dan kimia berbagai jenis pati

JenisBentukUkuranKandunganKandungan

GranulaAmilosaAmilopektin

PatiGranula

(m)(% rasio)(% rasio)

SaguElips agak20 - 602723

terpotong

BerasPoligonal3 - 81783

JagungPoligonal5- 252674

KentangBundar15- 1002476

TapiokaOval5- 351783

GandumElips2- 352575

Ubi JalarPoligonal16 - 251882

[Sumber: Knight, 1969]

Stuktur molekul pembentuk pati dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan 2.3 :

Gambar 2.2 Struktur Amilosa [Hart, 1987]

Gambar 2.3 Struktur Amilopektin [Hart, 1987]

Granula pati pada tumbuhan berbeda-beda antara satu dengan yang lainnya dalam ukuran sekitar 0,002 mm sampai 0,15 mm dan dalam bentuknya ada yang berbentuk bulat, oval, dan sebagainya. Bentuk granula pati spesifik untuk setiap jenis pati, sehingga dapat dibedakan antara satu dengan yang lainnya baik secara organoleptik maupun secara mikroskopik (Heimann, 1980). Molekul amylose dan amylopectin disintesis dari ADP-glukosa. ADP-glukosa disintesis dari glucose-1-phosphate dan ATP dengan menggunakan katalis ADPGPPase. Sintesis pati dilakukan dengan bantuan enzim SS. Enzim SS memiliki dua bentuk yang berbeda yaitu satu ikatan pada granule pati dan ikatan lainnya terhadap fase terlarut amyloplas. Selama pemasakan, kedua polimer disintesis secara simultan, tetapi pada permulaan sintesis amylopektin lebih besar dari pada amylose. Raja (1994) menyatakan bahwa molekul amylose disintesis oleh GBSS (Granule-Bound Starch Synthase) dimana terdapat pada molekul amylopectin. Molekul amylopectin disintesis dengan menggunakan enzim kompleks.

2.2.2.1 Perbedaan sifat sifat amilosa dan amilopektin Perbedaan sifat-sifat amilosa dan amilopektin mengenai reaksi dengan iodine, krisnalitas ,kelarutan dalam air, dan kemantapan dalam larutan banyak air dapat dilihat pada Tabel.1 perbandingan berat amilosa dan amilopektin yang terkandung dalam granula pati dengan demikian menentukan sifat-sifat granula yang bersangkutan.Tabel.2.1 Perbedaan sifat sifat amilosa dan amilopektin Sifat - SifatAmilosa Amilopektin

Reaksi dengan IodinBiru kelamMerah Ungu

Berat molekul250.0001.000.000

Analisis sinar-XKristalinitas tinggiAmorf

Kelarutan dalam airLarutTak larut

Kemantapan dalam larutan airRetrogradasiMantap

Macam-macam bentuk granula pati umumnya adalah bulat,lonjong (bulat telur),ataupun bersegi banyak (Kerr,1950; Yoslyn, 1970). Ciri-ciri yang lain adalah bentuk dan ukuran granula, letak hilum, keberadaan atau ketiadaan striasi yang mungkin sebagian atau seluruh nya melingkari hium, dan ketampakan granula jika di amati dengan sinar tropolar yaitu tampak terdapat bagian gelap berbentuk seperti silang (birefrigensi).2.2.2 Gelatinisasi Pati

Apabila granula pati dipanaskan dalam air, ikatan hidrogen yang lemah dan tidak berbentuk

(amorphous) diputus dan granula akan mengembang karena adanya hidrasi (masuknya air kedalam granula pati). Dengan demikian birefrigent akan menghilang. Suhu pada saat birefrigent menghilang disebut suhu gelatinisasi dari granula pati tersebut (Hood, 1982), sedangkan menurut Harper (1981), apabila larutan pati dipanaskan sebelum mencapai suhu gelatinisasi, maka pati tersebut akan menyerap air dan mengembang, dan bila pati tersebut didinginkan, maka akan mencapai sifat yang sama dengan sifat semulanya. Pembengkakan reversibel dari granula pati mencapai maksimum pada suhu gelatinisasi.

Menurut Harper (1981) bahwa proses gelatinisasi mula-mula terjadi dengan adanya penambahan air yang akan memecahkan kristal amilosa dan mengganggu strukturnya kemudian granula pati akan mengembang, volumenya mencapai 26-30 kali lipat dari volume semula. Semakin tinggi suhu dan penambahan air, amilosa mulai keluar dari granula pati dan tidak bisa mengembang lagi. Akhirnya granula pecah dan semakin banyak air yang menyerangnya untuk melepaskan gugus hidroksil, sehingga dihasilkan struktur gel koloidal dengan kadar amilosa yang turun dan sebagian besar granula terdiri dari amilopektin. Suhu gelatinisasi ini berlainan tergantung jenis patinya. Suhu gelatinisasi merupakan kisaran suhu, misalnya pati jagung mempunyai suhu gelatinisasi antara 61-72C, pati kentang 62-68C, tapioka 59-70C, gandum 53-64C, dan beras 65-73C (Wistler dan Daniel, 1985).

2.2.3 Retrogradasi Pati

Retrogradasi merupakan proses kristalisasi kembali dan pembentukan matrik pati yang telah

mengalami gelatinisasi akibat pengaruh suhu. Retrogradasi amilosa menghasilkan retrogrades yang kuat dan tahan terhadap enzim. Pada makanan ringan, retrogradasi bertujuan untuk membentuk tekstur yang renyah.

Faktor-faktor yang berkaitan dengan retrogradasi meliputi :

Jumlah rantai yang bercabang.

Kadar pati amilopektin yang tinggi. Misalnya pada jagung lilin tidak menunjukkan retrogradasi ketika membeku.

Ikatan hidrogen antara gugus OH pada amilosa dalam proses gelatinisasi pati selama pendinginan.

Air dipaksa keluar dari struktur gel di sebut syneresis.

Pati insolubilized.

Pemanfaatan Pati Modifikasi

Modifikasi pati dilakukan untuk mengatasi sifat-sifat dasar pati alami yang kurang

menguntungkan seperti; tidak tahan panas, tidak tahan asam, tidak tahan gesekan dan pengadukan, kelarutan yang terbatas pada air, serta mudah mengalami sineresis, sehingga proses retrogradasi cepat terjadi. Sehingga dapat memperluas pemanfaatan pati dalam proses pengolahan pangan serta menghasilkan karakteristik produk pangan yang diinginkan.

Pati termodifikasi merupakan pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat suatu reaksi kimia seperti; esterifikasi, oksidasi atau dengan menggangu struktur asalnya (Fleche, 1985). Pati termodifikasi juga merupakan pati yang diberi perlakuan tertentu dengan tujuan untuk menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya atau merubah beberapa sifat lainnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas, asam, alkali, zat pengoksidasi atau bahan kimia lainnya yang akan menghasilkan gugus kimia baru atau perubahan bentuk, ukuran serta struktur molekul (Glicksman, 1969).

Pembuatan sirup glukosa dan fruktosa mempunyai prospek yang sangat menjanjikan seiring dengan peningkatan kebutuhan gula di Indonesia. Fruktosa adalah salah satu jenis gula yang memiliki tingkat kemanisan 1,5 kali tingkat kemanisan gula kristal (sukrosa). Fruktosa dapat dibuat dengan hidrolisis pati menggunakan enzim amilase dan glukoamilase. Lebih lanjut, glukosa yang dihasilkan diisomerisasi dengan enzim glukoisomerase. Produk komersial mengandung 42,45, atau 90% fruktosa. Ketersediaan sirup fruktosa juga akan mendukung pengembangan agroindustri sebagai salah satu prioritas pembangunan nasional.

Pembuatan sirup fruktosa dari pati merupakan salah satu pemanfaatan pati modifikasi. Sirup fruktosa merupakan sirup yang berasal dari hidrolisis pati, dan juga dikenal sebagai High Fructose Syrups (HFS). Sirup ini berupa cairan kental berwarna jernih dan umumnya digunakan dalam industri minuman ringan bersoda, dalam pembuatan makanan/minuman rendah kalori, dan sebagainya. Karena berasal dari pati, sirup ini dapat mengalami proses fermentasi seperti karbohidrat lain pada umumnya. Pembuatan sirup fruktosa dari pati tersebut dilakukan dengan menggunakan enzim glukosa isomerase yang diisolasi dari berbagai mikroba. Mikroba inilah yang memungkinkan terjadinya proses fermentasi di dalam sirup fruktosa tersebut. Proses fermentasi ini selain menghasilkan etanol, juga menghasilkan asetaldehida sebagai by product (hasil antara). Mengingat sifatnya yang volatil, maka pemisahan asetaldehida dari sirup fruktosa sekaligus pemurniannya dilakukan dengan cara distilasi.

Beberapa keunggulan pati modifikasi dibandingkan pati alami antara lain pati modifikasi dapat memiliki sifat fungsional yang tidak terdapat pada pati alami, pati modifikasi dapat lebih luas penggunaannya dalam skala industri besar, memiliki sifat yang lebih konsisten sehingga memudahkan pengontrolan dan pembuatan produk dengan kualitas bagus.

2.3Pati dalam Singkong

Pati singkong merupakan pati yang diperoleh dari akar tanaman singkong ( Manihot utilissima), famili Euphorbiaceae. Masyarakat Amerika mengenal pati singkong sebagai cassava starch. Tanaman singkong banyak tumbuh di Brazil, Indonesia, Afrika, Madagaskar, dan di negara-negara yang beriklim tropis lainnya. Diantara berbagai macam sumber pati, hanya pati singkong dan pati jagung yang telah banyak dieksploitasi secara komersial dalam beberapa waktu ini dan masih merupakan sumber utama dari kebutuhan pati. Untuk mengekstraksi pati singkong sangatlah mudah selama umbi singkong berisi sedikit protein, lemak dan bahan pengotor lainnya. Pati yang diperoleh dari ekstraksi umbi singkong ini akan memberikan warna putih jika cara ekstraksi yang dilakukan benar. Pati singkong memiliki granul dengan ukuran antara 5 35 m dengan rata-rata ukurannya di atas 17 m. Granul pati singkong akan pecah apabila dipanaskan pada suhu gelatinasinya (3, 6). Dibandingkan dengan pati yang lain pati singkong memiliki suhu gelatinasi terendah. Suhu gelatinasi pati singkong berkisar antara 49 64oC sampai 62 73oC. Tetapi menurut Kofler dalam Swinkels suhu gelatinasi pati singkong adalah 68 - 92oC (2). Pati singkong memiliki viskositas paling tinggi bila dibandingkan dengan pati-pati yang lain. Karakteristik viskositas ini dipengaruhi oleh perbedaan varietas, faktor lingkungan, laju pemanasan, dan bahan-bahan lain yang terdapat di dalam system.Pati merupakan polisakarida yang terbentuk dari tanaman hijau melalui proses fotosintesis. Bentuk pati berupa kristal bergranula yang tidak larut dalam air pada temperatur ruangan. Pati memiliki perbedaan bentuk dan ukuran granula tergantung pada jenis tanamannya. Komposisi kimia ubi kayu dapat dilihat pada tabel 2.2.Tabel 2.2 Komposisi Kimia Pati Singkong per 100 gram bahan

KomponenKadar

Kalori146,00 kal

Air62,50 gram

Phospor40, 00 gram

Karbohidrat34,00 gram

Kalsium33,00 mg

Vitamin C30,00 mg

Protein1,20 gram

Besi0,7,mg

Lemak0,30 gram

Vitamin B10,06 mg

Berat yang dapat dimakan75 mg

(Sumber : BSN, 1996)

Kekuatan mengembang dan kelarutan memberikan bukti bahwa di dalam pati terdapat ikatan nonkovalen antara molekul-molekul pati. Faktor-faktor seperti perbandingan amilosa-amilopektin, panjang rantai, distribusi bobot molekul, derajat atau panjang cabang dan konformasi mempengaruhi kemampuan mengembang dan melarut dari pati. Pati singkong memiliki kemampuan mengembang menengah bila dibandingkan dengan pati-pati dari serealia (jagung, gandum, sorgum, beras) dan kentang. Sedangkan untuk kelarutan, pati singkong memiliki kelarutan paling tinggi bila dibandingkan dengan pati yang berasal dari umbi-umbi lainnya.

2.3Pati Ubi Jalar

Tanaman ubi jalar (Ipomoea batatas. L) atau ketela rambat atau sweet potato diduga berasal dari Benua Amerika. Para ahli botani dan pertanian memperkirakan daerah asal tanaman ubi jalar adalah Selandia Baru, Polinesia, dan Amerika bagian tengah. Nikolai Ivanovich Vavilov, seorang ahli botani Soviet, memastikan daerah sentrum primer asal tanaman ubi jalar adalah Amerika Tengah. Ubi jalar mulai menyebar ke seluruh dunia, terutama negara-negara beriklim tropika pada abad ke-16. Orang-orang Spanyol menyebarkan ubi jalar ke kawasan Asia, terutama Filipina, Jepang, dan Indonesia. Cina merupakan penghasil ubi jalar terbesar mencapai 90 persen (rata-rata 114,7 juta ton) dari yang dihasilkan dunia (FAO, 2004). Ubi jalar termasuk famili Convolvulaceae, genus Ipomoea dan spesies yang banyak digunakan adalah batatas (L) Lam. Ubi jalar berasal dari Amerika Tengah atau Selatan yang diketahui dari fosil berumur 10.000 tahun di Peru.(Huaman, 1991).Tabel 2.3 Kandungan Gizi Ubi jalar dan Beberapa Komoditas Pangan Lain (per 100g)

Parameter Ubi jalarUbi

Umbi Daunkayu

Air(g)65,585,163,0

Protein(g)1,13,30,6

Karbohidrat(g)31,89,135,3

Serat(g)0,72,21,6

Lemak(g)0,40,80,2

Abu(g)1,21,70,9

Ca(mg)55,0137,030,0

Fe(mg)0,74,61,1

P(mg)51,060,049,0

Vitamin A(IU)900,05.325,0-

Vitamin C(mg)35,028,031,0

Thiamin(mg)0,10,10,12

Riboflavin(mg)0,040,130,06

Niacin(mg)0,60,82,2

Energi(kal)135,047,075,0

Sumber : Setyono (1996)Salah satu bentuk olahan ubi jalar yang cukup potensial dalam kegiatan agroindustri sebagai upaya untuk meningkatkan nilai tambah adalah tepung dan pati. Tepung ubi jalar, yang merupakan produk antara, mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pangan, sekaligus dapat berfungsi sebagai bahan substitusi tepung terigu. Dalam pembuatan produk pangan, tepung ubi jalar dapat digunakan sebagai bahan campuran (substitusi) dengan tepung lain yang jumlahnya tergantung pada produk yang akan dibuat dan kualitas yang akan dihasilkan. Sebagai contoh, kue kering dan kue lapis dapat diolah dari 100% tepung ubi jalar, sedangkan cake dibuat dari campuran 25-50% tepung ubi jalar dengan 50-75% terigu. Dalam pembuatan kue, penggunaan tepung ubi jalar dapat menghemat penggunaan gula sebesar 20% dibandingkan dengan penggunaan 100% terigu. Mie dapat dibuat dari campuran 20% tepung ubi jalar dan 80% terigu. Guna menghasilkan mie yang bermutu, tepung ubi jalar yang digunakan berasal dari umbi berwarna putih (Antarlina, 1999). Mutu produk yang terbuat dari tepung ubi jalar, tepung beras dan terigu relatif sama karena kandungan nutrisinya tidak jauh berbeda (Tabel 2.4).Pati ubi jalar digunakan sebagai bahan baku produk kimia farmasi, pembuatan alkohol dan fructose (pemanis) dalam industri minuman serta plastik yang cepat terdekomposisi. Pati ubi jalar juga merupakan salah satu bahan dalam proses pembuatan tekstil dan kertas serta pengganti BBM (Bioetanol) setelah terlebih dahulu diolah menjadi alkohol (Yusuf dan Widodo, 2002). Namun penggunaannya masih relatif kecil sehingga hasil olahan ubi jalar baik berupa tepung maupun pati sebagian besar diekspor ke mancanegara.

Tabel 2.4 Kandungan Nutrisi Tepung Ubi jalar, Beras dan TeriguNutrisiTepung Ubi jalar Tepung BerasTepung Terigu

Air (%)7,007,007,00

Protein (%)5,127,3713,13

Lemak (%)0,500,531,29

Abu (%)2,130,890,54

Karbohidrat (%)85,2684,2185,04

Serat (%)1,95-0,62

Kalori366,89383,16375,79

Untuk industri besar yang berorientasi ekspor dengan melakukan pengawasan terhadap kualitas, volume dan kepercayaan negara pengimpor seperti Jepang dan Taiwan. Kualitas produk antara tersebut tidak terlepas dari bahan baku yang bermutu termasuk ukuran umbi. Untuk tujuan konsumsi langsung, ukuran umbi yang diperlukan mempunyai bobot 100 200 g per umbi (sedang sampai besar), sementara untuk tujuan industri diperlukan yang berukuran diatas 200 g per umbi . relative kecil sehingga hasil olahan ubi jalar baik berupa tepung maupun pati segaian besar diekspor ke mancanegara.

2.4Pati Kedelai

Kacang kedelai (Glycine max (L) Merril) adalah sebagai salah satu hasil pertanian yang sangat penting artinya sebagai bahan makanan, karena jumlah dan mutu protein yang kandungannya sangat tinggi bila dibandingkan dengan kacang-kacangan lainnya. (Winarno,1980).Kedelai merupakan bahan makanan penting sebagai sumber protein nabati yang dikonsumsi dalam bentuk olahan dan hanya sebagian kecil yang dikonsumsi secara langsung. Menurut Winarno (1982), dari hasil mutu yang dihasilkan petani hanya sekitar 1% yag dikonsumsi secara langsung (tanpa diproses) dan banyak yang disajikan dalam bentuk rebus dan goreng.Selain dapat dijadikan sebagai sumber protein bagi kebutuhan tubuh, kedelai juga dapat digunakan sebagai sumber lemak, serat dan vitamin. Berikut ini tabelmengenai komposisi zat gizi yang terkandung di dalam kacang kedelai.

Tabel 2.4. Komposisi Zat Gizi Kedelai per 100 gram BahanKomponenKomposisi

Kalori (Kal)331.00

Protein (gr)34.90

Lemak (gr)18.10

Karbohidrat (gr)34.80

Serat (gr)4.20

Kalsium (mg)227.00

Vitamin A (SI)110.00

Vitamin B1 (mg)1.07

Air (gr)7.50

Sumber : Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 1996

2.6 Metode Ekstraksi Pati

Ekstraksi pati merupakan suatu proses untuk mendapatkan pati dari suatu tanaman dengan cara memisahkan pati dari komponen lainnya yang terdapat pada tanaman tersebut. Ada beberapa metode dalam melakukan ekstraksi pati, antara lain alkaline steeping, wet milling, protein digestion, dan high intensity ultrasound. (Drapcho dan Walker, 2008)

2.6.1 Alkaline Steeping (David, Luis, dan Gloria, 2002) (Lawal, 2003)

Pengolahan biji jagung dengan alkali adalah proses pembuatan tepung jagung dengan penambahan Ca(OH)2 sebanyak 1% kemudian direbus dan dikeringkan baru kemudian digiling untuk mendapatkan tepung jagung. Tujuan dari penambahan Ca(OH)2 adalah untuk meningkatkan kandungan kalsium pada tepung jagung. Pengolahan dengan alkali ini biasanya digunakan pada industri pangan (Johnson, 1991).

Metode alkaline steeping merupakan metode dalam ekstraksi pati yang menggunakan senyawa alkali untuk mendispersikan matriks protein sehingga pati yang terbentuk bebas dari protein. Langkah-langkah utama dalam isolasi pati dengan alkaline steeping yaitu, perendaman, pengeringan, penghancuran, screening, pencucian, sentrifugasi dan sedimentasi.

2.6.2 Wet Milling (Whistler, 2009) (Drapcho dan Walker, 2008)

Metode wet milling adalah metode konvensional untuk mengambil pati dan produk samping dari bahan dengan menggunakan protease untuk menghilangkan kebutuhan sulfit dan menurunkan waktu pengadukan. Biasanya metode ini banyak digunakan untuk isolasi pati jagung.

Bahan baku dibersihkan terlebih dahulu untuk menghilangkan kotoran yang menempel dan terbawa pada kulit bahan baku tersebut. bahan baku di rendam dengan air panas sehingga strukturnya akan mengembang dan membuat kulit luarnya terkelupas, proses ini disebut degerminasi. Degerminasi selain menghasilkan produk samping kulit luar yang megandung serat juga menghasilkan minyak. Proses selanjutnya yaitu defiber yang akan memisahkan serat dan pemisahan gluten, gluten merupakan zat perekat yang terkandung dalam bahan baku jenis biji-bijian. Kulit ari atau kulit bagian terluar (germ), serat dan gluten biasanya dipakai untuk suplemen tambahan pada makanan hewan sedangkan minyaknya dipakai untuk memasak atau dipakai untuk proses selanjutnya (Whistler, 2009). Produk akhir berupa pati didapatkan setelah melalui proses-proses tersebut.

2.6.3 Dry Milling (Drapcho, 2008)

Dry milling merupakan metode yang lebih sederhana dari metode wet milling oleh

karenanya proses ini lebih dipilih dalam pembuatan ethanol untuk skala industri menengah. Dry milling sendiri terbagi dalam 3 tahapan yaitu pra-liquifikasi, liquifikasi, dan sakarifikasi-28

fermentasi. Tahap pra-likuifikasi, bahan baku dibersihkan terlebih dahulu untuk menghilangkan kotoran yang terbawa. Bahan baku ditiriskan hingga kering lalu digiling agar didapatkan ukuran yang seragam atau menjadi tepung. Setelah penggilingan, bahan baku ditambahkan air dan dipanaskan pada suhu 60C selama 5-10 menit sehingga campurannya mirip dengan bubur. Campuran bahan baku tersebut di atur pada kadar pH 6 dan di tambahkan enzim -amylase, dipanaskan kembali pada suhu 85-95C (Eny, 2009). 70-80C, 95C selama kurang dari 1 jam (Eny, 2009), kurang lebih 2 jam. Proses pemanasan akan mengakibatkan suspensi pati mengalami gelatinisasi karena struktur pati yang terkandung di dalamnya akan mengembang dan mengakibatkan peningkatan viskositas serta kehilangan struktur kristalnya (Eny, 2009) dan merupakan proses pemutusan ikatan pati agar menjadi monomer-monomer atau gula kompleks (dextrin), tahap ini dinamakan tahap likuifikasi.

Pada proses penggilingan cara kering, jagung tidak mengalami perendaman yang lama. Pembasahan hanya dilakukan untuk mengkondisikan agar endosperma jagung melunak sebelum jagung digiling pada hammer mill. Pada proses penggilingan kering dihasilkan grits, meal, flour dan germ. Grits biasanya mengandung kurang dari 1% lemak, 1-1,5% fine meal, dan 2% flour. Germ biasanya digunakan untuk pakan ternak dan hanya sebagian kecil yang digunakan untuk makanan.

Grits digunakan untuk membuat makanan sereal atau untuk makanan ringan yang dibuat dengan metode ekstrusi (Johnson, 1991).

2.6.4 Protein Digestion dan High Intensity Ultrasound (Wang, 2003)

Metode protein digestion dan high intensity ultrasound jarang dilakukan karena

dibutuhkan reagen/enzim yang cukup mahal untuk melakukan proses isolasi dan yield yang didapatkan umumnya rendah. Pada metode protein digestion digunakan beberapa variabel, yaitu variasi tepung/bubuk, variasi pH, variasi enzim protease, dan waktu pelarutan (digestion). Proses isolasinya dilakukan dalam beberapa tahap yaitu, pencampuran dengan air deionisasi, penambahan enzim protease, pengadukan, pengayakan, dan sentrifugasi.

Pada metode high intensity ultrasound digunakan variasi pada amplitude sonic dan waktu sonication. Tahap-tahapnya yaitu dilakukan pengayakan terlebih dahulu untuk menghilangkan serat, dan sentrifugasi untuk memisahkan pati dari protein. Isolasi pati dengan metode high intensity ultrasound ini dilakukan agar memiliki kemampuan untuk mengisolasi pati tanpa menyebabkan kerusakan pati dalam waktu yang singkat.

Metode high intensity ultrasound ini digunakan untuk menghilangkan proses perendaman yang lama, sedangkan metode protease digestion cukup potensial untuk menghilangkan penggunaan bahan-bahan kimia pada proses isolasi. Kombinasi dari kedua metode ini dapat meningkatkan perolehan pati dan dapat mengurangi residu protein dan pati yang rusak.

Uji IodiumUji atau tes ini digunakan untuk memisahkan amilum atau pati yang terkandung dalam larutan tersebut. Reaksi positifnya ditandai dengan adanya perubahan warna menjadi biru. Warna biru yang dihasilkan diperkirakan adalah hasil dari ikatan kompleks antara amilum dengan iodin. Sewaktu amilum yang telah ditetesi iodin kemudian dipanaskan, warna yang dihasilkan sebagai hasil dari reaksi yang positif akan menghilang.Dan sewaktu didinginkan warna biru akan muncul kembali. Di dalam amilum sendiri terdiri dari dua macam amilum yaitu amilosa yang tidak larut dalam air dingin dan amilopektin yang larut dalam air dingin. Ketika amilum dilarutkan dalam air, amilosa akan membentuk micelles yaitu molekul-molekul yang bergerombol dan tidak kasat mata karena hanya pada tingkat molekuler.Micelles ini dapat mengikat I2 yang terkandung dalam reagen iodium dan memberikan warna biru khas pada larutan yang diuji. Pada saat pemanasan, molekul-molekul akan saling menjauh sehingga micellespun tidak lagi terbentuk sehingga tidak bisa lagi mengikat I2. Akibatnya warna biru khas yang ditimbulkan menjadi menghilang.Micelles akan terbentuk kembali pada saat didinginkan dan warna biru khaspun kembali muncul. Warna biru khas yang ditimbulkan sebagai hasil dari reaksi positif, juga akan hilang jika larutan yang telah positif dalam pengujian iod ditambah dengan NaOH. Ion Na+ yang bersifat alkalis akan mengikat iodium sehingga