Praktikum: Struktur Fisik Serealia dan Kacang-kacangan

6 Maret 2013 yang lalu saya melakukan praktikum mengenai struktur fisik serealia dan kacang-kacangan. Kali ini saya akan membagikan hasilnya dengan teman-teman pembaca. Semoga tulisan yang ada pada blog ini dapat membantu teman-teman. Tapi ingat ya, dimanapun dan kapanpun, budayakan menyertakan sumber setelah mengutip suatu tulisan :)

METODE PRAKTIKUM

A.               Alat dan Bahan

Alat:	Bahan:
1.      Beaker glass 2.      Hot plate 3.      Jangka sorong 4.      Neraca analitik 5.      Penjepit tabung 6.      Tabung reaksi 7.      Timbangan	1.      Beras 2.      Beras merah 3.      Kacang merah 4.      Jagung 5.      Ketan hitam 6.      Ketan putih

Prosedur Kerja

Prosedur kerja praktikum serealia dan kacang-kacangan ini adalah:

1.    Warna dan bentuk

1)        Catat warna tiap-tiap bahan

2)        Gambar bentuknya secara utuh

3)        Sebutkan bagian-bagian yang terlihat

2.    Ukuran

1)        Ukur panjang, lebar, dan tebal masing-masing bahan menggunakan micrometer

3.    Berat

1)        Timbang sebanyak 100 butir bahan dan nyatakan berat bahan dalam gram/100 butir

4.    Densitas Kamba

1)        Bahan dimasukkan ked ala gelas ukur sampai volumenya 100 ml

2)        Keluarkan semua bahan dari gelas ukur dan timbang beratnya dalam g/ml

5.    Daya serap air pada suhu 80^oC

1)        20 ml air dimasukkan ke dalam tabung reaksi 100 ml

2)        Tabung reaksi diletakkan di dalam beker glass berisi air bersuhu 80^oC

3)        Bahan ditimbang sebanyak 2 gram dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan dipanaskan selama 15 menit

4)        Tiriskan bahan dan timbang bahan menggunakan neraca analitik

6.    Rasio pengembangan

1)        20 ml air dimasukkan ke dalam tabung reaksi 100 ml

2)        Tabung reaksi diletakkan di dalam beaker glass berisi air bersuhu 80^oC

3)        Bahan ditimbang sebanyak 2 gram dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan dipanaskan selama 15 menit

4)        Ukur panjang, lebar, dan tebal bahan setelah dimasak

7.    Daya serap air tepung terigu

1)        Timbang 25 g terigu lalu ditempatkan dalam mangkok

2)        Tambahkan air sebanyak 10-20 ml melalui buret lalu diuleni sampai menjadi adonan menggunakan tangan

3)        Tambahkan air melalui buret sedikit demi sedikit sambil terus diuleni sampai terbentuk adonan yang tidak lengket di tangan

4)        Catat jumlah air yang ditambahkan

5)        Hitung daya serap air pada terigu dengan rumus

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.           Hasil

1. Warna Dan Bentuk
Bahan	Warna	Bagian Terlihat	Gambar
Kacang Merah	Merah Pudar, Bercak Putih	Kulit Ari Radikula
Beras Merah	Merah Kecoklatan
Ketan Hitam	Hitam
Ketan Putih	Putih Gading	Bentuk Lonjong
Jagung	Kuning	Kulit Biji (Perikarp)
Beras Putih	Putih Bening	Lembaga

 

2.  Ukuran Serealia																	3. Berat Serealia
Bahan		Ē P (Cm)					Ē L (Cm)					Ē T  (Cm)					Bahan					Berat 100biji (Gr)
Kacang Merah		1,989					1,254					0,835					Kacang Merah					82
Beras Merah		1,320					0,580										Beras Merah					2,1
Ketan Hitam		0,590					0,250										Ketan Hitam					2,5
Ketan Putih		0,638					0,183										Ketan Putih					1,5
Jagung		0,909					0,612										Jagung					15,9
Beras Putih		0,659					0,2										Beras Putih					2
4. Densitas Kamba													5. Daya Serap Air Pada Suhu 80oc
Bahan			Berat Gr/100ml					Ρ					Bahan							Wawal (Gr)	Wrebus (Gr)		Daya Serap (%)
Kacang Merah			63,2					0,632					Kacang Merah							2	2,1		5
Beras Merah			108,3					1,083					Beras Merah							2,1	3		43
Ketan Hitam			83,9					0,839					Ketan Hitam							2	3,9		95
Ketan Putih			89,4					0,894					Ketan Putih							2	5,2		160
Jagung			87,8					0,878					Jagung							2	2,9		45
Beras Putih			84,9					0,849					Beras Putih							2	4		100
6. Rasio Pengembangan
Bahan				Ēpawal (Gr)		Ēprebus (Gr)					Daya Serap
Kacang Merah				1,989		1,62					0,814
Beras Merah				1,320		1,78					1,34
Ketan Hitam				0,590		0,64					1,08
Ketan Putih				0,638		1,007					1,57
Jagung				0,909		0,84					0,924
Beras Putih				0,659		0,814					0,235
7. Daya Serap Terigu
Bahan	Wawal (Gr)				Air (Ml)					Wakhir (Gr)				Daya Serap (%)
Segitiga Biru	25				13					36				44
Segitiga Biru	25				11					34,3				37,2
Segitiga Biru	25				11					36				44
Rata-rata	25				11,6					35,43				41,73
Cakra Kembar	25				12					35,5				42
Cakra Kembar	25				13,5					37,3				49,2
Cakra Kembar	25				14,3					38,3				53,2
Rata-rata	25				13,3					37,03				48,13

B.                Pembahasan

Struktur Fisik Serealia dan Kacang-kacangan

Pada praktikum ini dapat diamati bahwa kacang merah berwarna merah pudar keunguan dengan bentung lonjong melengkung. Berat 100 biji kacang merah adalah 82 gram dengan densitas kamba 0,632. Beras merah, beras putih, ketan hitam, dan ketan putih memiliki bentuk yang hampir sama yaitu lonjong dan kecil. Beras merah berwarna merah kecoklatan, ketan hitam berwarna hitam, beras putih berwarna putih bening, dan ketan putih berwarna putih gading. Sedangkan jagung berbentuk hampir segitiga dengan warna kuning.

Beras memiliki warna yang berbeda-beda, hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan gen yang mengatur warna aleuron, warna endospermia, dan komposisi pati pada endospermia. Beras putih pada praktikum ini berwarna putih agak transparan karena hanya memiliki sedikit aleuron, dan kandungan amilosa umumnya sekitar 20%. Sedangkan beras merah memiliki aleuron yang mengandung gen yang memproduksi antosianin sebagai sumber warna merah atau ungu. Ketan putih pada praktikum ini berwarna putih gading dan tidak transparan karena seluruh atau hampir seluruh patinya merupakan amilopektin. Sedangkan ketan hitam memiliki antosianin. Warna bulir jagung ditentukan oleh warna endosperma dan lapisan terluarnya (aleuron), mulai dari putih, kuning, jingga, merah cerah, merah darah, ungu, hingga ungu kehitaman. Warna kuning pada jagung berasal dari pigmen yang tergabung dalam kelompok xanthophyl (Astawan, et al., 2008).

Beras merah memiliki densitas kamba paling tinggi yaitu sebesar 1,083. Sedangkan ketan hitam, ketan putih, jagung, dan beras putih berturut-turut adalah 0,839; 0,894; 0,878; 0,849. Densitas kamba menunjukkan perbandingan antara berat suatu bahan terhadap volumenya. Densitas kamba merupakan sifat fisik bahan pangan khusus biji-bijian atau tepung-tepungan yang penting terutama dalam pengemasan dan penyimpanan. Bahan dengan densitas kamba yang kecil akan membutuhkan tempat yang lebih luas dibandingkan dengan bahan dengan densitas kamba yang besar untuk berat yang sama sehingga tidak efisien dari segi tempat penyimpanan dan kemasan (Ade et al., 2009).

Daya Serap Air dan Rasio Pengembangan Serealia dan Kacang-kacangan

Pada praktikum ini, dapat diamati bahwa Ketan putih dan beras putih memiliki daya serap air yang paling tinggi yaitu sebesar 160% dan 100%. Ketan hitam, jagung, dan beras merah memiliki daya serap air yang berturut-turut adalah 95%, 45%, dan 43%. Sedangkan kacang merah memiliki daya serap air yang paling rendah yaitu sebesar 5%. Daya serap air ini dipengaruhi oleh kandungan pati pada masing-masing serealia dan kacang merah.

Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan oleh air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Perbandingan amilosa dan amilopektin berperan pada serealia, misalnya pada beras dan ketan. Ketan mengandung 1-2% amilosa, sedangkan beras mengandung amilosa yang lebih besar dari 2%. Saat pati dimasukkan ke dalam air panas, akan terjadi pembengkakan granula pati. Hal ini terjadi saat energi kinetic molekul air lebih kuat dari gaya tarik-menarik antarmolekul pati di dalam granula sehingga air dapat masuk ke dalam butir-butir pati. Karena jumlah gugus hidroksil dalam molekul pati sangat besar, maka kemampuan menyerap air sangat besar. Membengkaknya granula pati dan tidak dapat kembali ke kondisi semula ini disebut gelatinisasi. Suhu gelatinisasi berbeda-beda bagi tiap jenis pati. Pada jagung, suhu gelatinisasi adalah 62-70^oC, sedangkan pada beras adalah 68-78^oC. kisaran suhu yang menyebabkan 90% butir pati dalam air panas membengkak sedemikian rupa sehingga tidak kembali lagi ke bentuk normalnya disebut Birefringent End Point Temperature (Winarno, 1991). Komposisi amilosa dan amilopektin di dalam biji jagung terkendali secara genetik. Secara umum, baik jagung yang mempunyai tipe endosperma gigi kuda maupun mutiara, mengandung amilosa 25-30% dan amilopektin 70-75%. Namun jagung pulut dapat mengandung 100% amilopektin.

Pati yang banyak mengandung amilopektin (amilosa rendah), bila dimasak tidak mampu membentuk gel yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut long texture). Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang  lebih besar (Triwitono, 2012). Oleh karena itu, serealia yang mengandung lebih banyak amilopektin memiliki rasio pengembangan yang lebih besar dan daya serap air yang lebih tinggi.

Daya Serap Terigu

Tepung terigu merupakan tepung yang terbuat dari gandum dengan beberapa proses yang secara garis beras masuk ke dalam 2 (dua) proses yaitu proses pembersihan (cleaning) dan penggilingan (milling). Pada proses cleaning, gandum dibersihkan dari impurities seperti debu, biji-biji lain selain gandum (seperti biji jagung, kedelai), kulit gandum, batang gandum, batu-batuan, kerikil, dan lain-lain. Setelah gandum dibersihkan dari impurities, dilakukan penambahan air (dampening) agar gandum memiliki kadar air yang diinginkan. Proses dampening tergantung pada beberapa faktor. Antara lain kandungan air di awal biji gandum, jenis gandum, dan jenis serta mutu tepung yang diharapkan. Proses kedua adalah penggilingan (milling) yang meliputi breaking, reduction, sizing, dan tailing. Prinsip proses penggilingan adalah memisahkan endosperm dari lapisan kulit. Tujuan dari tahap penggilingan ini untuk memperoleh hasil ekstraksi yang tinggi dengan kualitas tepung yang baik.

Umumnya penggolongan tepung terigu dilakukan berdasarkan kandungan proteinnya. Biasanya jenis yang tersedia di pasar memiliki kandungan protein berkisar antara 8% - 9%, 10.5% - 11.5 % dan 12 % - 14 %.  Tepung terigu yang digunakan pada praktikum yaitu tepung terigu segitiga biru dan cakra kembar, memiliki kandungan protein sebesar 10,5-11,5% dan 12-14%. Menurut Indofood.com, (2012) water absorption tepung terigu Cakra Kembar adalah 60-64%. Angka ini berbeda dengan rata-rata praktikum yaitu 48,13%. Sedangkan untuk tepung terigu Segitiga Biru, water absorption berkisar antara 58-60%, berbeda dengan rata-rata hasil praktikum yang menunjukkan angka 41,73%.

Perbedaan ini dapat diakibatkan oleh kandungan air yang sebelumnya telah ada dalam tepung akibat penyimpanan yang lembab. Seperti yang telah dikutip dari bogasari.com, kemampuan daya serap air pada tepung terigu berkurang bila kadar air dalam tepung (moisture) terlalu tinggi atau tempat penyimpanan yang lembab. Selain itu, hasil praktikum yang menunjukkan bahwa daya serap air tepung Cakra Kembar lebih tinggi dari Segitiga Biru sesuai dengan pernyataan bogasari.com yang menyatakan bahwa tepung yang digunakan dalam pembuatan roti (tepung Cakra Kembar) pada umumnya memerlukan water absorption yang lebih tinggi dari pada pembuatan mie dan biskuit. (tepung Segitiga Biru).

Daya serap air dihitung dengan membagi selisih berat awal dengan berat adonan saat kalis dibagi dengan berat awal terigu. Berat akhir adonan harus sesuai dengan jumlah air yang ditambahkan dan berat awal terigu. Dalam praktikum ini sebagian besar adonan akhir tidak sesuai dengan bahan awal. Human error dan ketidak telitian dalam mengukur jumlah air maupun kesalahan neraca analitik dapat menjadi sebab perbedaan angka tersebut. Hal ini dapat menjadi salah satu factor yang menyebabkan perbedaan daya serap air yang diamati selama praktikum dengan literatur yang ada.

Daya serap air diukur saat adonan kalis. Menurut Desrosier (1988), bila tepung pertama kali dibasahi dengan air, protein yang ada berada dalam keadaan tersebar secara acak. Ketika pencampuran terjadi maka rantai protein berorientasi pada orientasi atau posisi sejajar. Dalam kondisi ini, kenampakan adonan berubah dan memperlihatkan sifat-sifat kehalusan dari suatu adonan yang dicampur dengan memadai. Selanjutnya protein sekarang memiliki elastisitas maksimum, tahap inilah yang disebut dengan kalis. Pencampuran selanjutnya menyebabkan lebih banyak ikatan molekuler yang putus dan adonan menjadi bersifat lunak dan lekat. Untuk mencapai suatu kehalusan yang memuaskan, jenis tepung gandum yang berbeda memerlukan jumlah pencampur (air) yang berbeda ini dijelaskan oleh Wall (1967) sebagai akibat dari kecepatan hidrasi protein gandum yang berubah-ubah terutama gluten. (Desrosier, 1988). Oleh karena itu, kandungan proten mempengaruhi tingkat penyerapan air atau water absorption.

Kesimpulan

Beras memiliki warna yang berbeda-beda, hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan gen yang mengatur warna aleuron, warna endospermia, dan komposisi pati pada endospermia. Sedangkan warna kuning pada jagung berasal dari pigmen yang tergabung dalam kelompok xanthophyl.

Beras merah memiliki densitas kamba paling tinggi yaitu sebesar 1,083. Sedangkan ketan hitam, ketan putih, jagung, dan beras putih berturut-turut adalah 0,839; 0,894; 0,878; 0,849. Densitas kamba menunjukkan perbandingan antara berat suatu bahan terhadap volumenya. Densitas kamba merupakan sifat fisik bahan pangan khusus biji-bijian atau tepung-tepungan yang penting terutama dalam pengemasan dan penyimpanan.

Serealia yang mengandung lebih banyak amilopektin memiliki rasio pengembangan yang lebih besar dan daya serap air yang lebih tinggi karena pati yang banyak mengandung amilopektin (amilosa rendah), bila dimasak tidak mampu membentuk gel yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut long texture). Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang  lebih besar.

Daya serap tepung terigu terhadap air atau water absorption dipengaruhi oleh kandungan protein. Untuk mencapai suatu kehalusan yang memuaskan, jenis tepung gandum yang berbeda memerlukan jumlah pencampur (air) yang berbeda ini dijelaskan oleh Wall (1967) sebagai akibat dari kecepatan hidrasi protein gandum yang berubah-ubah terutama gluten.

Daftar Pustaka

Astawan, M., dkk. 2008. Khasiat Warna-warni Makanan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Ade, B. I. O., B. A. Akinwande, I. F. Bolarinwa and A.O. Adebiyi. 2009. Evaluation of tigernut (Cyperus esculentus)-wheat composite flour and bread. African Journal of Food Science. (2):087-091.

Bogasari.com. 2011. Seputar Tepung Terigu [Terhubung Berkala]. Tersedia: http://www.bogasari.com/tentang-kami/seputar-tepung-terigu.aspx [10 Maret 2013].

Desrosier, N.W. 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta: UI Press.

Indofood.com. 2012. Terigu Segitiga Biru [Terhubung Berkala]. Tersedia: http://www.indofood.com:8080/segitigabiru/page.aspx?id=57 [12 Maret 2013].

Indofood.com. 2012a. Terigu Cakra Kembar [Terhubung Berkala]. Tersedia: http://www.indofood.com:8080/cakrakembar/Default.aspx [12 Maret 2013].

Triwitono, P. 2012. Beras Ketan dan Sifat Fisik-Kimianya [Terhubung Berkala]. Tersedia: http://www.alatcetakrengginang.com/2012/02/beras-ketan-sifat-fisika-kimianya.html [12 Maret 2013].

 Winarno, F. G. 1991. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia.