judul: rekayasa tekstur, pemekaran dan serapan mlnyak pada...
TRANSCRIPT
LAPORAN AKHIRPENEUTIAN TAHUNKE 2JENIS PENEUTlAN: HIBAH PASCASARJANA
JUDUL:Rekayasa Tekstur, Pemekaran dan Serapan Mlnyak pada
Penggorengan dan Penyangralan Makanan Berpatl
Tim Peneliti:Prof. Dr.Ir. B. RahardJo, MS.
Dr.Ir.PudJIHastuti, MS.Dr.lr. Rochmadi
DILAKSANAKAN ATAS BIAYAANGGARAN DIPADIT JEN DIKTI
SESUAI SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN PENELITIANNOMOR: LPPM-UGM/665/2009
Tanggal: 3 April 2009
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKATUNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTANopember 2009
RlNGKASAN
Rekayasa Tekstur, Pemekaran dan Serapan MlnyakpadaPenggorengan dan Penyangralan Makanan Berpatl
Oleh:BudiRahardjo,PudjiHastuti,Rochmadi,Y.Marsonodan Supranto
(Tahun2009, 74 halaman)
penggorengan merupakan proses pemanasan produk dengan suhu tingg!.
penggorengan dapat dilakukan dengan rendaman minyak atau tanpa rendaman
minyak dan menggunakan media butiran padat yaitu lazim disebut penyangraian.
Penyangraian dapat disertai dengan olesan minyakatau tanpa olesan minyakpada
makanan yang dlgoreng. Umumnyapemanasan beriangsungpada suhu IIngglmendekatl titikasap mlnyak.Selama penggorengan dan penyangraian, atau disebut
penggorengan, terjadl proses simultan pemanasan pengeringan dan penyerapan
mlnyak,pemekaran (puffing),teksturlsasi (pelunakan), perubahan warna, aroma dan
rasa, dan kemudian diikutldengan pengerasan permukaan (crusting).Disampingitu
terjadi juga oksidasi, perubahan wama minyakserta penurunan kualitas minyakdan
pengentalan yang akan mempengaruhiperpindahan panas dan penyerapan minyak.
Proses perpindahan panas ke bahan dapat terjadi melaluikontak permukaan (pada
shallow frying) atau dengan konveksi dan konduksi (pada deep frying) atau
kombinasinya (pada penyangraian). Perpindahan panas selalu dlikuti dengan
penguapan air dan penyerapan minyak. Proses kematangan makanan darl bahan
berpati disertai dengan gelatinisasi dan retrogradasi kemudian dengan crusting. Di
Indonesia banyak dikenal dengan produk krupuk dan makanan sejenis. Fenomena
menggoreng krupuk telah dlpahami ibu rumah tangga untuk meng-hasilkan krupuk
yang matang dan renyah kemripik nikmat untuk dikunyah. Namun permasalahan
secara akademikfenomena pemekaran, perubahan tekstur (Iunak-keras)dan serapan
minyakselama penggorengan krupukatau makanan berpati belum banyak dipahami.
Pemahaman tersebut akan memungkinkan rekayasa kualitas produk goreng yang
memenuhlselera konsumen, rekayasa kualitasminyakdan menyelaraskandengan isu
kesehatan yang ada.
Dengan demikian maka tujuan penelitian utama ini adalah mengkaji secara
terpadu fenomena pemanasan, pengerlngan, penyerapan minyak, pematangan,
perubahan tekstur dan fisik makanan kaya patl selama penggorengan (dengan
rendaman minyak) dan penyangraian (penggorengan tanpa minyak). Sedangkan
tujuan khusus meliputi membuat model matematik perpindahan panas dan
Ii
perpindahan massa simultan dalam produk selama penggorengan, membuat model
metematik proses perubahan fisik, tekstur dan kematangan produk selama
penggorengan, mengkaji dan menerapkan model pada penggorengan makanan
berpati dan mengkaji perubahan kimiawi bahan berpati selama penggorengan.
Prinsip penyelesaian masalah berdasarkan model matematik penguapan,
penyerapan minyak dan perpindahan panas serta perubahan tekstur secara slmultan,
dikaji proses kemasakan sampel dan keterkaitannya dengan proses gelatinisasi dan
retrogradasi, dikaji perubahan tekstur, pemekaran, pelunakan dan pengerasan dan
keterkaitannya dengan gelatinlsasi, kadar air dan suhu dalam sampel. Eksperimentasi
akan dilakukan dllaboratorium di lingkungan FTP dan PAU PG UGM. Sampel dibuat
dari bahan kaya karbohidrat (pati) yang biasa digoreng yaitu bahan olahan yang
digoreng kering, setengah basah atau basah (variasi kondisi kadar air awal). Sampel
dibentuk bola, silinder panjang (teoritis panjang tak terbatas) atau keping lembar
(teoritls luas tak terbatas) untuk mendapatkan model fisik satu dlmensi atau sebagai
model lump kapasitor (thin slab atau single particle). Sampel digoreng secara
pengorengan dalam (deep fat frying) dengan rendaman minyak dan disangrai tanpa
rendaman minyak, disertai dengan olesan atau tanpa olesan minyak. Selama
penggorengan diamati perubahan suhu minyak atau media pemanas dan di beberapa
tempat dalam sampel. Sampel diamati perubahan warna dan rasa, kekerasan,
kematangan, pemekaran, kadar air dan kandungan minyak.
Bahan makanan sumber pati adalahbahan makanan yang mengandung pati
sebesar 40% atau lebih dari berat bahan segamya. Fraksi amilopektin atau nisbah
amilosa dengan amilopektin adalah salah satu sifat kimia yang berpengaruh pada sifat
bahan makanan dengan kaaya kandungan pati. Bahan makanan sumber pati banyak
digunakan sebagai bahan utama pembuatan makanan ringan atau camilan (snack)
dengan penggorengan. Sampel peneltian adalah campuran dua jenis jagung yaitu jenis
jagung Bisma dan Ketan. Jagung varietas Bisma m,empuinyai kandungan pati
mencapai 72,78% dengan amilosa sebanyak 19,58% dan amilopektin sebesar 0,42%.
Sedangkan jenis jagung Ketan mempunyai kandungan pati 55,20%, amilosa 6,27%
dan amilopekti 93,73%. Dengan nlsbah kompisisi jagung Bisma dan Ketan dihasilkan
fraksi amilopekti berkisar 80 - 94%.
Hasil penelitian menunjukkan ada kecenderungan suhu sampel bertahan pada
100°C untuk beberapa lama. Lama periode suhu pada 100 OCdipengaruhi kandungan
amilopektln, makin tinggi nisbah amilopektin cenderung lama suhu pada 100°C akan
semakin lama. Laju penguapan air selama penggorengan dipengaruhi oleh komposisi
tepung jagung. Makin tlnggi kandungan amilopektin ada kecenderungan penurunan
ill
laju penguapan air. Demikianjuga laju penurunan kandungan air mendekati konstan
sebelum kadar air mencapai 10% kemudianmelambatsetelah kadar air dibawah 10%.
Perubahan ini terkait dengan lama periode suhu sampel konstan pada 100 OC.Laju
penyerapan minyak pada awalnya lambat dan beberapa seat kemudian naik lebih
cepat. Titik perubahan laju penyerapan minyak makin melambat dengan semakin
tingginya kandungan traksi amilopektin. Perubahan ini terkait dengan perubahan
kandungan air dalam makanan goreng. Penggabungan laju perubahan suhu,
penguapan dan penyerapan minyak akan dapat memper1ihatkanketerkaitan tiga
proses tersebut. Selama penggorengan konstanta laju pindah panas konveksi,
konduktivitas,koefisienpindah massa penguapan air dan serapan minyakmengalami
perubahan. Perubahan dapat dicari dengan menggunakan "curve fitting- yang
dilakukansecara "trialand error".Dengan menggunakanmodel matematikdan disertai
perubahan sifat fisik selama penggorengan dapat memperkirakanperubahan suhu,
kandungan air dan kandungan minyakdengan baiknya.
Selamapenggorenganmakanandaribahankayapatimengalamipemekaran.Kondisi utama yang berpengaruh terhadap pemekaran volume adalah fraksi
amilopektindan kandungan air awa!. Hubunganpemekaran volumemakanan bersama
dengan kadar air awal bahan dan traksi amilopektindapat dikemukakandengan model
persamaan matematik. Model dapat digunakan untuk memperkirakan pemekam
dengan baik. Selama penggorengan makanan kaya pati mengalami proses
karamelisasiberupa proses pencoklatandan degradasi gula. Pada saat penggorengan
jagung juga terjadi pencoklatan karena reaksi karamelisasi dan maillard yang
ber1angsungsecara simultan Reaksi karamelisasi pada bahan makanan sumber pati
menghasilkanhydroxymethyl-furfural(HMF).RiwayatperubahankadarHMF bahan
makanandaricam[urantepungjagungcenderungmengikutikurvagariseksponensial
yang asimtotis atau sebagai model kinetika. Penggorengan bahan berpati dengan
kadar air awal lebih rendah akan lebih cepat masak dan diikuti penggosongan
dibandingkandengan bahan mengandungair lebih tinggi. Demikianjuga bahan
dengan traksi amilopektinrendah membutuhkanwaktu pemasakanlebih cepat
dibandingkandenganbahanberfraksiamilopektinlebih tinggi.Penggorengandapatmeningkatkankadar pati resisten bahan makanan sumber patio Makin tinggi
kandungan amilopektindan makin lama penggorenganakan meningkatkankandungan
pati resisten.
Pada penggorengansecara sangrai (hot sand frying) proses pemanasan
ber1angsung melaluikontakdenganpermukaanpemanasatau melaluimediapemanas
butiran bahan padat berupa pasir. Pengamatanmengukurnilai koefisien pindahpanas
iv
konveksidilakukandenganvariasidiameterpaslrbesldan paslrkali,variaslkecepatanputar slllnder penggoreng. Hasil pengamatan menunjukkanbahwa nilal h meningkat
dengan kecepatan aliran paslr semakin besar serta dengan diameter pasir semakin
keeil. Berdasarkan model dapat dikatakan bahwa hasll pengukuran mempunyainllai
yang cukupdekat dengan hasllpendugaan dengan modelmatematikyang dlperoleh.
Model perpindahan panas, berkaitan dengan penguapan air dan penyerapan
minyak akan mempengaruhi laju kemasakan makanan goreng. Tingkat kemasakan
makanan goreng dapat dikemukakan sebagal tekstur atau kekerasan. Model
perpindahan panas dapat digunakan untukmemodelkan pemasakan bljlbljlanberupa
biji buah jambu mete. Pada penggorengan makanan dari ubi talas dan ubi kayu
perubahan teksturyang ditunjukkandengan perubahan tegangan tekan maksimaldapt
dlhubungkan dengan riwayat suhu bahan selama penggorengan. Dengan model
pindah panas yang sesuai akan memungkinkan memperkirakan laju kemasakan
dengan baik. Hallnl tertihat pada penggorengan makanan kaya pat!berupa rempeyek
dengan tekanan lebih rendah dart tekanan atmosfir udara bebas (tekanan vakum).
Perubahan kekerasan atau tekstur sampel rempeyek dapat dimodelkan berkaitan
dengan perubahan suhu.
v