laporan kemajuan penelitian hibah bersaing tahun … · 2018. 8. 17. · produksi yang besar dan...
TRANSCRIPT
1
Kode/Nama Rumpun Ilmu: 165/ Teknologi Pangan dan Gizi
LAPORAN KEMAJUAN
PENELITIAN HIBAH BERSAING
TAHUN KEDUA
OPTIMASI PRODUKSI SERBUK PEWARNA ALAMI BIT MERAH
DENGAN METODE PENGERINGAN DAN MIKROENKAPSULASI
SERTA APLIKASINYA UNTUK PRODUK BAKERI NON TERIGU
TIM PENELITI
Dr. Victoria Kristina Ananingsih, MSc. (NIDN:0623127302)
Dr. Alberta Rika Pratiwi, MSi. (NIDN:0608056601 )
Universitas Katolik Soegijapranata Semarang
Juni 2015
2
3
DAFTAR ISI
Halaman Judul............................................................................................................ 1
Halaman Pengesahan.................................................................................................. 2
Daftar isi..................................................................................................................... 3
Ringkasan................................................................................................................... 4
Bab 1. Pendahuluan................................................................................................... 5
1.1. Latar belakang................................................................................ 6
1.2. Permasalahan.................................................................................. 6
1.3. Tujuan............................................................................................ 6
1.4. Urgensi (keutamaan penelitian)......................................................... 6
1.5. Penerapan dari inovasi atau temuan yang dilakukan untuk
pembangunan nasional.................................................................... 7
Bab 2. Tinjauan Pustaka............................................................................................. 8
Bab 3. Metode Penelitian........................................................................................... 12
Bab 4. Hasil Penelitian dan Pembahasan................................................................... 16
Bab 5. Kesimpulan..................................................................................................... 27
Daftar Pustaka............................................................................................................ 28
4
RINGKASAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kestabilan serbuk bit merah selama proses
penyimpanan serta aplikasi serbuk bit merah yang dikeringkan dengan pengeringan oven dan
pengeringan semprot pada produk bakeri non terigu. Dalam penelitian ini akan dikaji
perubahan fisikokimia serbuk bit merah selama penyimpanan, yaitu aktivitas antioksidan,
kandungan betalain, kadar air dan aktivitas air. Selanjutnya, akan dilakukan pengujian
mengenai stabilitas serbuk pewarna alami bit merah dalam produk bakeri non terigu yang
diolah melalui proses pemanggangan (baking) dan pengukusan (steaming). Produk bakeri
diolah dengan dengan bahan baku non terigu dan menggunakan hidrokoloid untuk
memperbaiki tekstur. Pengujian kualitas produk akhir meliputi intensitas warna, aktivitas
antioksidan, kandungan betalain, volume dan evaluasi sensori pada produk bakeri non terigu.
Target dari hasil penelitian ini adalah diperolehnya waktu umur simpan produk serbuk
bit merah yang diolah dengan pengeringan semprot dan pengeringan oven. Selain itu,
diketahui kestabilan serbuk bit merah yang dihasilkan dalam perannya sebagai pewarna alami
dan sumber antioksidan produk bakeri non terigu selama proses pemanggangan dan
pengukusan. Penambahan 20% serbuk bit merah dapat diaplikasikan pada produk roti mocaf
dan cake yang terbuat dari tepung mocaf, tepung beras dan tepung ketan. Setelah pengukusan
cake diperoleh intensitas warna (nilai a*) sebesar 14,49-22,73 dan aktivitas antioksidan (%
inhibition) sebesar 3,54–18,35%. Adapun setelah pemanggangan roti mocaf selama 20 menit
diperoleh roti mocaf dengan intensitas warna (nilai a*) sebesar 21,87 dan aktivitas
antioksdian (% inhibition) sebesar 8,1%.
5
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Warna merupakan salah satu faktor yang membuat konsumen tertarik, oleh karena itu
penggunaan pewarna menjadi hal yang penting dalam produk pangan. Akan tetapi, sekarang
banyak produsen menggunakan pewarna sintetis yang berbahaya bagi tubuh. Pewarna sintetis
dapat digantikan oleh pewarna alami. Salah satu bahan yang potensial digunakan adalah bit
merah (Beta vulgaris L). Warna merah yang dimiliki merupakan pigmen betalain dalam
bentuk betanidin 5-O-beta-glukosa yang bersifat larut air. Pigmen tersebut juga merupakan
sumber antioksidan yang akan menambah nutrisi produk pangan. Sifat betalain pada bit
merah dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, pH, cahaya, udara dan aktivitas air.
Serbuk bit merah dapat diproduksi menggunakan berbagai metode pengeringan, yaitu
pengeringan beku, pengeringan oven, pengeringan solar tunel dan pengeringan semprot. Dari
berbagai metode pengeringan tersebut, freeze drying mempunyai kekurangan karena biaya
produksi yang besar dan waktu pengeringan yang lama. Sedangkan solar tunnel drying
mempunyai kekurangan yaitu fluktuasi suhu saat pengeringan membuat produk serbuk bit
merah yang dihasilkan kurang konsisten. Oleh karena itu, pengeringan oven dan pengeringan
semprot dipilih untuk memproduksi serbuk bit merah. Pengeringan oven dilakukan dengan
perendaman dalam asam sitrat dan pengeringan semprot dilakukan menggunakan bahan
mikroenkapsulasi yaitu maltodekstrin.
Produk serbuk bit merah mempunyai umur simpan tertentu yang perlu diteliti. Umur
simpan ini menunjukkan kualitas dan keamanan konsumsi produk tersebut. Umur simpan
produk serbuk bit merah dapat dilakukan dengan metodel Accelerated Shelf Life Test
(ASLT). Selanjutnya, produk serbuk bit merah ini berpotensi untuk diaplikasikan pada
produk bakeri non terigu.
Produk bakeri non terigu adalah produk pangan yang biasa diproduksi di masyarakat
Indonesia karena bahannya mudah diperoleh seperti produk bakeri dari bahas berbasis ubi
kayu. Aplikasi pewarna alami pada produk non terigu merupakan usaha untuk tetap
melestarikan produk-produk pangan tradisional namun dengan kualitas tinggi dengan
memanfaatkan bahan lokal. Namun, komponen aktif serbuk bit merah murah terdegradasi
selama proses pengolahan, sehingga penelitian ini diperlukan untuk lebih jauh mengetahui
efektivitasnya sebagai pewarna alami dan sumber antioksidan pada produk bakeri non terigu.
6
Tepung non terigu tidak memiliki kandungan protein yang tinggi seperti dimiliki oleh tepung
terigu. Tepung terigu memiliki protein gluten yang berfungsi membentuk adonan menjadi
viskoelastis sehingga adonan bisa mengembang selama pengovenan atau pengukusan. Oleh
karena itu, perlu diteliti pengaruh penambahan hidrokoloid yang dapat memperkuat struktur
adonan dan meningkatkan kualitas produk bakeri non terigu.
1.2. Permasalahan
Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka permasalahan yang ada adalah
bagaimana mengetahui umur simpan serbuk bit merah dan mengetahui kestabilan serbuk bit
merah tersebut ketika diaplikasikan pada produk bakeri non terigu berbasis ubi kayu yang
diolah melalui proses pemanggangan (baking) dan pengukusan (steaming).
1.3. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai adalah mengaplikasikan serbuk pewarna alami bit merah
pada berbagai produk bakeri non terigu baik yang diolah dengan proses pemanggangan
(baking) maupun pengukusan (steaming) yang berperan sebagai pewarna alami dan sumber
antioksidan. Tujuan khususnya adalah :
1. Menguji umur simpan kualitas serbuk pewarna alami bit merah, meliputi pengukuran
aktivitas antioksidan, kandungan betalain, kadar air dan aktivitas air.
2. Mengaplikasikan serbuk bit merah dalam pengolahan produk bakeri menggunakan
sistem pemanggangan dan pengukusan
3. Menguji penggunaan hidrokoloid (xanthan gum dan guar gum) untuk menjaga
kestabilan tekstur adonan produk bakeri non terigu
4. Menguji stabilitas pewarna alami dari aspek intensitas warna dan aktivitas
antioksidan, kandungan betalain
5. Melakukan evaluasi sensori pada produk bakeri non terigu
1.4.Urgensi (Keutamaan Penelitian)
Serbuk bit merah yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk bit merah yang
dihasilkan dengan proses pengeringan menggunakan pengeringan oven dan pengeringan
semprot dengan bahan mikroenkapsulasi yaitu maltodekstrin. Pengujian umur simpan serbuk
bit merah tersebut perlu dilakukan mengingat sifat serbuk yang higrokospis, sehingga
7
konsumen dapat menggunakan produk serbit merah tersebut dengan kualitas yang baik dan
aman.
Selanjutnya, pengujian stabilitas pewarna alami yang dihasilkan dalam berbagai produk
bakeri non terigu, menunjukkan bagaimana serbuk bit merah yang berperan sebagai pewarna
alami dan sumber antioksidan mengalami perubahan selama proses pengolahan produk bakeri
non terigu tersebut.
Kenyataan inilah yang mendorong peneliti memanfaatkan bit merah sebagai pewarna
alami untuk produ bakeri menggunaan bahan baku lokal yang berbasis ubi kayu. Kepentingan
penelitian ini adalah menghasilkan pewarna makanan berkualitas yang dapat diaplikasikan
pada produk pangan olahan, khususnya dari bahan lokal (non terigu). Pengujian stabilitas
pewarna alami yang dihasilkan dalam berbagai produk bakeri non terigu, yaitu produk
dengan proses pemanggangan (roti, cake dan cookies) serta produk dengan proses
pengukusan (cake dan kue kukus) berbasis ubi kayu.
1.5.Penerapan dari inovasi atau temuan yang dilakukan untuk pembangunan nasional
Penggunaan serbuk bit merah sebagai pewarna alami dan sumber antioksidan yang
dihasilkan dari proses pengeringan oven dan pengeringan semprot dapat dimanfaatkan para
pengrajin makanan skala kecil maupun industri pangan besar dalam menghasilkan produk-
produk pangan yang aman dan sehat bagi masyarakat, dalam hal ini berbagai produk bakeri
non terigu. Penggunaan serbuk bit merah ini dapat memberikan warna pada produk untuk
lebih menarik konsumen dan sebagai sumber antioksidan pada produk pangan tersebut.
8
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pewarna Makanan
Pewarna makanan adalah bahan tambahan pangan yang dapat digunakan untuk
memperbaiki atau memberi warna pada makanan (Depkes, 1999). Penggunaan bahan
pewarna makanan menjadi indikator penting yang menentukan penerimaan konsumern
terhadap produk pangan tersebut. Namun, penggunaan pewarna sering disalahgunakan oleh
produsen makanan dengan penggunaan pewarna sintetik yang bersifat toksik, seperti Ponceau
SX dan Rhodamine B yang menghasilkan warna merah. Potensi bit merah sebagai pewarna
merah alami berpeluang untuk dikembangkan. Bit merah ini dapat pula menjadi sumber
antioksidan bagi produk pangan
2.2. Bit Merah
Bit merah adalah sumber potensial dari pigmen yang larut air yaitu betanin. Betanin
dalam bentuk betanidin 5-O-beta-glukosa merupakan antioksidan dan pencegah aktif
terjadinya induksi oksigen dan oksidasi oleh radikal bebas dari molekul biologi. Berdasarkan
sifat tersebut, pigmen dalam bit merah telah digunakan sebagai bahan tambahan alami pada
makanan dan minuman (Palvov et al., 2002). Pigmen betanin stabil pada pH 5,5 - 8. Tidak
ada batas maksimum yang ditetapkan untuk penggunaan pewarna alami dari bit ini (Kuntz,
1994).
Sebagian besar varietas dari bit merah mengandung betanin yang merupakan
kandungan warna yang utama yang mewakili 75-90% dari total warna yang ada. Bit merah
merupakan sumber pewarna yang sangat baik dan mengandung betanin sampai 200 mg per
100 gram berat bit merah segar, yaitu sampai 0,02% dari padatan terlarut (Hendry &
Houghton, 1996). Kandungan betanin dalam ekstrak umbi bit akan terdegradasi dengan
adanya peningkatan pH, suhu dan aktivitas air.
Kestabilan betasianin sangat dipengaruhi oleh pH dan temperatur. Semakin tinggi pH
dan temperatur menyebabkan degradasi betanin yang terjadi semakin banyak. Degradasi
betasianin yang terjadi juga berpengaruh pada aktivitas antiradikal yang terkandung dalam
betasianin tersebut. Semakin banyak degradasi yang terjadi, maka semakin rendah pula
aktivitas antiradikalnya (Gasztonyi et al, 2001).
9
2.3. Metode Pengeringan dalam Pembuatan Serbuk Pewarna Alami Bit Merah
Mikroenkapsulasi adalah teknik untuk melapisi butiran droplet bahan yang
dikeringkan. Teknik ini akan melindungi produk dari kerusakan selama proses pengeringan
karena suhu pemanasan yang tinggi, sehingga intensitas warna dan nutrisi produk dapat
dijaga. Selain itu, khususnya pada bahan dengan kandungan monosakarida yang tinggi,
metode ini digunakan untuk menghindari terbentuknya produk yang lengket pada alat
pengering. Mikroenkapsulasi dengan pengeringan semprot telah banyak digunakan dalam
industri pangan. Bahan enkapsulasi yang sering digunakan adalah karbohidrat, gum dan
protein (Gharsallaoui et al., 2007). Maltodextrin dipilih sebagai bahan enkapsulasi karena
kelarutannya yang tinggi dalam air, viskositas yang rendah dan kadar gulanya yang rendah
(Sansone et al., 2011). Gum arabic juga efektif sebagai bahan enkapsulasi karena fungsi
proteksi koloid yang dimilikinya. Namun bahan ini mempunyai kekurangan karena harganya,
ketersediaan dan variasi kualitas dari gum arabic.
Pengeringan merupakan salah satu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan
sebagian air dari suatu bahan dengan menguapkan sebagian besar air yang dikandung melalui
energi panas untuk menurunkan kadar air, aktivitas air dan mencegah aktivitas mikroba.
Tujuan pengeringan adalah untuk memperpanjang umur simpan, menghambat pertumbuhan
mikroba dan aktivitas enzim, serta memudahkan dalam proses transportasi. Beberapa metode
pengeringan yang dapat dilakukan untuk mendapatkan serbuk bit merah yaitu: pengeringan
beku, pengeringan oven, pengeringan kabinet, pengeringan solar tunnel, dan pengeringan
semprot.
2.4. Produk Bakeri Non Terigu
Pola konsumsi masyarakat saat ini mengarah pada produk pangan yang praktis dalam
penyajian, seperti produk mi, roti, dan makanan ringan lainnya. Pola konsumsi ini, berakibat
pada peningkatan kebutuhan bahan pangan berbasis tepung – tepungan. Tepung terigu
sebagai bahan baku utama dalam pembuatan roti pada umumnya, memiliki kendala yaitu
tingginya tingkat harga, terlebih akibat maraknya terigu impor yang masuk ke Indonesia dan
semakin melemahnya nilai rupiah. Oleh karena itu diperlukan kajian rekayasa pengolahan
pangan untuk mengurangi ketergantungan terhadap tepung terigu, khususnya dalam
pengolahan produk bakery. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan
memanfaatkan tepung ubi kayu.
10
Ubi kayu memiliki indeks glisemik yang rendah dan memiliki potensi sebagai
prebiotik serta sumber serat yang tinggi, yang dapat mengurangi resiko berbagai penyakit,
terutama konstipasi dan serangan jantung (Ihediohanma, 2011; Syah, 2006;). Tepung ubi
kayu diaplikasikan pada produk pangan terutama karena tingginya kandungan pati yang
memiliki arti penting secara fungsional, yaitu kemampuan membentuk gel yang ditentukan
oleh kandungan amilosa dan amilopektin pada pati (Lopez et al., 2004). Tepung ubi kayu
yang masih terbatas penggunaannya, dapat diaplikasikan dalam pembuatan roti. Akan tetapi,
lemahnya struktur jaringan dalam adonan (Ćuric et al., 2007) dan struktur adonan yang
kurang seragam mengakibatkan kekuatan adonan yang kurang optimal, sehingga
menghasilkan produk bakeri dengan kualitas yang kurang optimal.
Roti non terigu yang diproduksi dari tepung ubi kayu memiliki kandungan serat yang
tinggi (3,36%) dan parameter tekstur, aroma dan rasa yang dapat diterima oleh panelis
(Cakkawati, 2009). Penambahan hidrokoloid yaitu xanthan gum memberikan peningkatan
kualitas tekstur adonan dan peningkatan kualitas produk akhir roti non gluten berbasis ubi
kayu (Rosita et al., 2008). Dari hasil evaluasi sensoris, produk roti non terigu berbasis ubi
kayu ini dapat diterima oleh panelis. Oleh karena itu, produk bakeri non terigu sangat
berpotensi untuk dikembangkan. Penggunaan pewarna alami akan memberi nilai lebih pada
produk bakeri non terigu, agar lebih menarik dan dapat diterima oleh konsumen.
2.5. Capaian dalam Penelitian Tahun Pertama
Peta jalannya penelitian di tahun pertama dan kedua dapat dilihat pada Gambar 1. Kondisi
proses yang optimum untuk masing-masing metode pengeringan yang dihasilkan dalam
penelitian di tahun pertama disajikan dalam Tabel 1. Sedangkan kelebihan dan kekurangan
tiap metode pengeringan untuk menentukan metode pengeringan yang terbaik disajikan
dalam Tabel 2.
11
Gambar 1. Peta Jalannya Penelitian
(lihat HASIL di TABEL 1 dan 2) pelaksanaan tahun 2015
Optimasi metode
pengeringan serbuk
pewarna alami bit merah
Optimasi kondisi proses
pengeringan
Optimasi komposisi
bahan mikroenkapsulas
Pengujian kualitas serbuk
pewarna alami bit merah
Produk optimum
serbuk pewarna
alami bit merah
yang dapat
diaplikasikan
pada produk
bakeri non terigu Pengujian stabilitas
pewarna alami pada
produk bakeri non terigu
Optimasi penggunaan
hidrokoloid
Produksi serbuk pewarna
alami bit merah
Aplikasi pada produk
bakeri non terigu
Tahun Pertama:
2014-2015
Tahun Kedua:
2015-2016
Penambahan serbuk pada
formulasi produk bakeri
non terigu
Pengujian umur simpan
serbuk bit merah
14
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Bagan Alir Penelitian
Bagan alir penelitian secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 2. Bagan ini
menggambarkan rencana penelitian yang akan dilakukan pada tahun kedua.
3.2. Tempat Penelitian
Seluruh tahapan dalam proses penelitian dilakukan di laboratorium di lingkungan
Program studi Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik
Soegijapranata Semarang, yakni Laboratorium Rekayasa Pangan, Laboratorium Analisa
Pangan dan Laboratorium Pengolahan Bakeri. Adapun pengeringan semprot akan dilakukan
di Jamu Borobudur Semarang.
3.3. Materi
Bahan-bahan yang digunakan bit merah, bahan mikroenkapsulasi (maltodekstrin DE
10), tepung mocaf, tepung tapioka, dan bahan hidrokoloid (xanthan gum dan guar gum).
3.4. Pembuatan Serbuk Bit Merah
Bit yang sudah dibersihkan mula-mula dikupas kulitnya dan dipotong kecil-kecil,
kemudian potongan bit ini diblender dengan sebelumnya dicampur dengan 1 gram asam sitrat
untuk tiap 100 gram potongan bit. Setelah diblender kemudian sari bit disaring dengan kertas
saring dan cairan yang diperoleh kemudian disentrifugasi pada kecepatan 3000 rpm selama
10 menit. Filtrat yang dihasilkan dari proses sentrifugasi merupakan ekstrak bit yang akan
digunakan untuk dibuat menjadi serbuk dengan menggunakan pengeringan oven dan
pengeringan semprot.
1.5. Pembuatan Produk Bakeri Non Terigu
Produk bakeri non terigu berbasis ubi kayu yang akan dibuat adalah dengan proses
pemanggangan (baking) yaitu : cake, roti dan cookies ; dan proses pengukusan yaitu cake dan
kue kukus.
15
Gambar 2. Bagan Diagram Alir Penelitian
Stabilitas pewarna alami (selama
penyimpanan dan proses pengolahan bakeri)
Metode pengolahan bakeri
Basis tepung non terigu
Intensitas warna
Evaluasi sensori
Proses: pengukusan dan pengovenan
Penambahan
hidrokoloid
Produk
optimum
serbuk
pewarna
alami bit
merah yang
dapat
diaplikasikan
pada produk
bakeri non
terigu
Aktivitas antioksidan
Penelitian Tahun Kedua: Pengujian umur
simpan dan aplikasi pada produk bakeri non
terigu
21
3.5. Parameter Analisa
3.5.1. Intensitas Warna
Analisa warna dilakukan dengan menggunakan alat MINOLTA Chromameter seri
200 (CR-200). Sampel dimasukkan ke dalam plastik transparan kemudian warna diukur
menggunakan Lab Scan Kolorimeter dengan Illuminant C. Pengukuran warna yang
dihasilkan yaitu warna L* (lightness) menunjukkan tingkat kecerahan, a* (redness)
menunjukkan warna merah atau hijau dan b* (yellowness) menunjukkan warna kuning atau
biru.
3.5.2. Aktivitas antioksidan (Pavlov et al, 2002).
Pengukuran aktivitas antioksidan dilakukan terhadap ekstrak bit merah dan bubuk bit
merah. Pengukuran aktivitas antioksidan dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: 0,25 mL
larutan yang mengandung antioksidan direaksikan dengan 7,25 mL larutan DPPH 10-4
M
dalam tabung reaksi. Tabung reaksi yang berisi kedua larutan tersebut kemudian dijepit
dengan menggunakan penjepit dan direndam dalam waterbath pada suhu 30 oC selama 30
menit. Setelah itu, absorbansinya diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada
panjang gelombang 517 nm. Aktivitas antioksidan dinyatakan sebagai % inhibition, yang
dirumuskan sebagai berikut: % inhibition = [ (AB – AA) / AB] x 100
Di mana AA adalah absorbansi dari sampel uji setelah diinkubasi dan AB adalah absorbansi
dari larutan DPPH.
1.5.3. Analisa Betalain
Sebanyak 0,1 gram bahan yang sudah keringkan menggunakan freezer dryer dilarutkan
dengan 10 ml etanol 50% dan diagitasi selama 10 detik. Setelah itu, larutan disentrifugasi
dengan kecepatan 6000 rpm selama 10 menit. Supernatan yang terbentuk diambil dan
disentrifugasi lagi hingga 2 kali pengulangan untuk mendapatkan hasil ekstraksi betalain
yang maksimal. Supernatan yang terbentuk dianalisa menggunakan spektrofotometer dengan
λ 538 nm dan 480 nm (Ravichandran et al., 2013). Analisa betalain ditentukan menggunakan
rumus:
Betalain content (BC) (mg/L) =
Keterangan:
22
A : Absorbansi
DF : Dilution factor
MW : Berat molekul
e : Molar extinction coefficients
l : pathlength of cuvet
3.5.4. Volume Pengembangan
Sampel diletakkan dalam loyang dan volumenya dihitung dengan rumus volume persegi
panjang. Volume tersebut akan dinyatakan sebagai volume awal. Setelah itu sampel dikukus
selama 15 menit dan volumenya dihitung lagi dengan menggunakan jangka sorong. Volume
setelah dikukus akan dinyatakan sebagai volume akhir. Kemudian dihitung menggunakan
rumus:
Volume pengembangan(%) = –
Rumus Volume persegi panjang : p x l x t
Keterangan:
p= panjang (cm)
l= lebar (cm)
t= tinggi (cm)
3.5.5. Evaluasi Sensoris Produk Bakeri Non Terigu
Evaluasi sensoris yang dilakukan meliputi rasa, warna dan kesukaan dari serbuk bit
yang dihasilkan dalam penelitian ini. Evaluasi sensoris ini dilakukan terhadap 12 jenis
perlakuan serbuk bit. Evaluasi sensoris dilakukan dengan menggunakan 30 orang panelis
yang tidak terlatih, di mana masing-masing panelis akan mengisi lembar kuisioner yang
sudah disediakan.
23
BAB 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Aplikasi Serbuk Bit Merah pada Roti Mocaf
4.1.1. Karakteristik Fisik dan Kimia Adonan Roti Mocaf selama Proofing
Gambar 4.1.Warna dan volume pengembangan roti mocaf selama proofing (a) tanpa
penambahan serbuk bit merah (b) dengan penambahan serbuk bit merah 5%
(c) dengan penambahan serbuk bit merah 10%
Warna dan volume pengembangan roti mocaf selama proofing dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Proofing dilakukan pada suhu 35 oC selama 60 menit. Pada suhu dan waktu tersebut, yeast
dapat tumbuh dengan baik. Proofing diperlukan untuk proses fermentasi yeast, dimana
dihasilkan struktur pati yang lebih sederhana yang digunakan untuk pertumbuhan yeast. Saat
proses proofing juga dihasilkan gelembung gas oleh yeast, sehingga adonan mengalami
pengembangan selama proses proofing.
Warna roti mocaf dengan penambahan serbuk bit merah cenderung stabil selama proses
proofing. Hal ini ditunjukkan dengan tidak berubahnya intensitas warna dilihat dari nilai L*
dan a* yang tetap selama proses proofing. Semakin tinggi nilai L* menunjukkan warna yang
semakin terang, sedangkan rendahnya nilai L* menunjukkan warna yang semakin gelap.
Adapun semakin tinggi nilai a* menunjukkan warna yang semakin kuat. Dari hasil nilai a*
tersebut dapat dilihat bahwa pigment betalain stabil pada suhu proofing 35 oC dan waktu
proofing 60 menit.
24
Tabel 4.1. Perubahan intensitas warna adonan roti manis mocaf selama proofing
Perubahan volume pengembangan selama proofing dapat dilihat pada Gambar 4.2. Selama
warktu proofing roti mocaf mengalami pengembangan, dan cenderung stabil setelah
mencapai menit ke 50. Penambahan serbuk bit merah menghasilkan roti mocaf yang tidak
berbeda nyata dengan roti mocaf tanpa bit merah.
Dari Gambar 4.2. dapat dilihat bahwa roti manis mocaf dengan penambahan bit merah
mengalami pengembangan yang tidak berbeda nyata dibandingkan dengan roti manis mocaf
kontrol atau tanpa penambahan serbuk bit merah.
Hardness dan springiness roti mocaf selama proofing dapat dilihat pada Tabel 4.2. Hardness
dan springiness roti mocaf mengalami penurunan selama proses proofing. Dari data
sebelumnya diketahui bahwa volume pengembangan meningkat selama proses proofing yang
disebabkan terbentuknya gas oleh yeast selama proses fermentasi. Meningkatnya volume
pengembangan ini menyebabkan turunnya tingkat kekerasan dan springiness dari roti mocaf.
25
Gambar 4.2. Grafik volume pengembangan roti mocaf
Tabel 4.2. Hardness dan springinees roti mocaf selama proofing
26
Gambar 4.3 menunjukkan kandungan antioksidan roti mocaf, dimana ditentukan oleh
komponen pigmen yang ada di dalam roti mocaf. Walaupun warna tidak berbeda nyata
selama proses proofing, dapat diperoleh bahwa kandungan antioksidan berbeda nyata selama
proses proofing. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan antioksidan yang dinyatakan dalam
%inhibition tidak hanya dipengaruhi oleh pigmen pembentuk warna merah namun juga
komponen bahan penyusun roti mocaf seperti tepung terigu, telur dan margarin yang
mengkontribusi terbentuknya antioksidan. Komponen iniliah yang mengalami penurunan
terbanyak sehingga dihasilkan nilai antioksidan yang berbeda nyata sebelum dan sesudah
proses proofing.
Gambar 4.3. Kandungan antioksidan (%inhibition) roti mocaf sebelum dan sesudah proses
proofing
27
4.1.2. Karakteristik Fisik dan Kimia Roti Mocaf selama Baking
Gambar 4.4. Warna dan volume pengembangan roti mocaf selama baking (a) tanpa
penambahan serbuk bit merah (b) dengan penambahan serbuk bit merah 5% (c)
dengan penambahan serbuk bit merah 10%
Selama baking, terjadi perubahan warna yang cukup signifikan. Dari data terdahulu, yaitu
pada saat proofing tidak terjadi perubahan warna, namun saat baking terjadi perubahan
warna. Hal ini menunjukkan bahwa pigmen dari serbuk pewarna alami bit merah sangat
sensitif terhadap panas. Terutama setelah 15 menit pemanasan, terjadi perubahan warna
merah yang signifikan. Pigmen betalain sensitif terhadap perubahan panas.
28
Tabel 4.3. Perubahan nilai intensitas warna selama baking
Dari Tabel 4.3. dapat diketahui bahwa nilai L*mengalami kenaikan secara signifikan dan
nilai a* mengalamai penurunan secara signifikan.
Gambar 4.4. Volume pengembangan roti mocaf selama baking
29
Dari Gambar 4.4. dapat dilihat bahwa volume selama baking pada roti mocaf dengan
penambahan 10% serbuk bit merah memilki volume pengembangan yang lebih tinggi dan
berbeda nyata dibandingkan tanpa dan dengan penambahan 5% serbuk bit merah. Betalain
pada serbuk bit merah akan membentuk ikatan dengan struktur pati yang memberikan
kekuatan matriks yang akan menahan gas yang terbentuk saat proofing dan baking. Hal ini
menyebabkan penambahan bit merah sebanyak 10% mempunyai volume pengembangan
yang lebih tinggi.
Tabel 4.4. Hardness dan springiness roti mocaf selama baking
Walaupun roti mocaf mengalami pengembangan selama proses baking, namun hardness roti
mengalami peningkatan. Pada saat proses baking terjadi pengembangan karena terbentuknya
gas oleh yeast sampai 55 oC dan tekanan uap menyebabkan rongga yang terbentuk semakin
besar. Pada saat baking, juga terjadi gelatinisasi pati, yaitu terbentuknya struktur gel dari pati
yang akan meningkatkan tingkat kekerasan dari roti mocaf. Peningkatan kekerasan roti mocaf
ini lebih dipengaruhi oleh gelatinisasi saat baking. Peningkatan yang terbesar terjadi pada
menit ke-15.
30
Gambar 4.5. Aktivitas antioksidan (% inhibitio) roti mocaf sebelum dan sesudah baking
Setelah baking, antioksidan mengalami penuruhan yang sangat signifikan. Penambahan
serbuk bit merah menghasilkan roti mocaf dengan %inhibition sebesar 8,1%.
4.1.3. Struktur Morfologi Pati dari Adonan dan Roti Manis Mocaf
Gambar 4.6. Struktur morfologi pati pada (A) adonan sesudah mixing (C) adonan sesudah
proofing (c) roti manis mocaf sesudah baking (1) tanpa serbuk bit merah (2)
penambahan 5% serbuk bit merah (3) penambahan 10% serbuk bit merah
31
Tabel 4.5. Kandungan Betalain khususnya Betasianin pada Berbagai Jenis Tepung dan Lama
Pengukusan
Kons.
bit
merah
(%)
Waktu
kukus
(menit)
Kandungan Betasianin (mg/L) Persentase Penurunan (%)
Ketan Beras Mocaf Ketan Beras Mocaf
0 0 0,47±0,11a
0,89 ± 1.38a 0.30 ± 0.04
a - - 90
0 15 0,00±0,00a
0 ± 0a 0.03 ± 0.01
a
10 0 15,32±4,21c
19,29 ± 2,55c 28.13 ± 0.33
c 55,61 27,37 30.64
10 15 6,80±0,80b
14,01 ± 3,17b 19.51 ± 1.40
b
20 0 33,15±2,07e
63,77 ± 5,37e 61.07 ± 2.12
e 39,43 58.83 34.08
20 15 20,08±2,27d
26,25 ± 1,70d 40.26 ± 1.11
d
Keterangan :
1. Semua nilai merupakan nilai rata-rata ± standar deviasi
2. Nilai dengan superscript yang berbeda pada tiap baris menunjukkan adanya perbedaan nyata antar
perlakuan pada tingkat kepercayaan 95% (p < 0,05) dengan menggunakan uji Duncan.
Tabel 4.6. Kandungan Betaxantin pada Berbagai Jenis Tepung dan Lama Pengukusan
Kons.
bit
merah
(%)
Waktu
kukus
(menit)
Kandungan Betaxantin (mg/L) Persentase Penurunan
(%)
Ketan Beras Mocaf Ketan Beras Mocaf
0 0 0,00±0,00a
0 ± 0a 1.69 ± 0.16
b - - 100
0 15 0,00±0,00a
0 ± 0a 0.00 ± 0.01
a
10 0 7,44±1,05b
7,09 ± 1,19c 17.43 ± 1.74
d 23,66 27,22 37.41
10 15 5,68±0,74b
5,16 ± 1,73b 10.91 ± 0.87
c
20 0 16,84±3,30d
27,72 ± 2,43e 27.13 ± 1.62
f 30,05 56.85 30.85
20 15 11,78±2,48c
11,96 ± 1,07d 18.76 ± 0.83
e
Keterangan :
1. Semua nilai merupakan nilai rata-rata ± standar deviasi
2. Nilai dengan superscript yang berbeda pada tiap baris menunjukkan adanya perbedaan nyata antar
perlakuan pada tingkat kepercayaan 95% (p < 0,05) dengan menggunakan uji Duncan.
Secara umum pewarna serbuk bit merah dapat terikat dengan adonan yang terbuat dari tepung
Beras, Ketan, maupun Mocaf, yang dibuktikan dengan semakin tingginya kandungan
betasianin dan betaxantin seiring dengan bertambahnya konsentrasi pewarna serbuk bit yang
digunakan. Ketiga tepung tersebut memiliki rasio amilosa dan amilopektin yang berbeda.
Pengikatan pewarna pada adonan tepung dipengaruhi oleh rasio amilosa dan amilopektin,
serta penyebaran dan struktur amilum. Hal tersebut akan nampak jika dilihat secara
morfologis dengan metode mikroskopis.
32
Mocaf terlihat paling tinggi mengandung Betalain (Betasianin maupun betaxantin) .
Berdasarkan Tabel tersebut diatas terlihat bahwa adonan tepung Mocaf memiliki daya
pengikatan dengan Betasianin lebih baik dibandingkan dengan dua tepung lainnya yakni
tepung beras dan ketan demikian juga terjadi pada Betaxantin. Hal demikian kemungkinan
besar disebabkan oleh struktur amilosa dan amilopektin yang dikandungnya.
Tepung mocaf dibuat secara fermentasi menggunakan yeast yang dapat berfungsi memecah
karbohidrat menjadi lebih sederhana dan membuat struktur tepung lebih berongga oleh
karena gas yang terbentuk dan terjebak selama proses fermentasi berlangsung.
Kemampuan Serbuk Pewarna mengikat pada struktur tepung maka akan berpengaruh pada
aktivitas antioksidannya. Hal ini jelas sebagai konsekuensinya yang dikarenakan kandungan
betalain itu sendiri yang sangat tinggi antioksidannya. Berdasarkan hasil penelitian jelas
bahwa adonan tepung mocaf dengan konsentrasi substitusi yang sama akan memberikan
aktivitas antioksidan yang tertinggi.
Lama pengukusan yang menggambarkan waktu pemanasan yang dapat menjadi indikator
kontak dengan panas, menunjukkan bahwa konsentrasi betalain (yang digambarkan melalui
kandungan betasianin dan betaxantin) berpengaruh sangat jelas terhadap kestabilan pigmen
tersebut. Dengan demikian juga akan berpengaruh pada aktivitas antioksidan
Tabel 4.7. Aktivitas Antioksidan Bit pada Adonan berbagai Jenis Tepung
Kons.
bit
merah
(%)
Waktu
kukus
(menit)
% inhibition Persentase Penurunan (%)
Ketan Beras Mocaf Ketan Beras Mocaf
0 0 2,70±0,08b
2,69 ± 1,20a 4.27 ± 0.50
b 31,48 17,23 53.86
0 15 1,85±0,30a
3,250 ± 1,00ab
1.97 ± 0.32a
10 0 5,20±0,45d
5,58 ± 1,00c 25.34 ± 0.54
e 39,42 17,92 56.95
10 15 3,15±0,87bc
4,58 ± 1,80bc
10.91 ± 0.70c
20 0 6,24±0,90e
7,35 ± 1,30d 35.93 ± 1.85
f 43,27 30,2 48.93
20 15 3,54±0,60c
5,13 ± 1,75c 18.35 ± 0.95
d
Keterangan :
1. Semua nilai merupakan nilai rata-rata ± standar deviasi
2. Nilai dengan superscript yang berbeda pada tiap baris menunjukkan adanya perbedaan nyata antar
perlakuan pada tingkat kepercayaan 95% (p < 0,05) dengan menggunakan uji Duncan.
21
Tabel 4.8. Intensitas Warna (L*, a, b) Kons. bit
merah (%)
Waktu
kukus (menit) Nilai L Nilai (a) Nilai (b)
Ketan Beras Mocaf Ketan Beras Mocaf Ketan Beras Mocaf
0 0 91,81±1,15j 92,94 ± 1,55j 82.84 ± 1.27n
-,58±0,04a -0,29 ± 0,05a 0.59 ± 0.03a 7,84±0,25g 5,48 ± 0,23fg 14.46 ± 0.19i
0 3 90,89±1,29j 90,67 ± 2,50ij 80.74 ± 0.39m
-0,56±0,05a -0,31 ± 0,07a 0.82 ± 0.08a 7,75±0,18g 4,68 ± 0,97f 14.30 ± 0.40hi
0 6 80,81±5,51i 88,97 ± 2,35i 66.10 ± 2.45l
-1,06±0,16a -0,30 ± 0,07a 1.04 ± 0.09ab 9,75±0,49h 5,57 ± 0,45fg 17.06 ± 0.80j
0 9 73,21±2,10h 73,05 ± 5,53h 56.17 ± 1.67i
-1,46±0,03a -0,57 ± 0,07a 2.17 ± 0.16b 9,49±0,43h 5,89 ± 0,74g 18.62 ± 0.83k
0 12 68,79±0,91g 67,08 ± 1,12fg 51.69 ± 0.90h
-1,35±0,05a -0,57 ± 0,10a 2.08 ± 0.20b 9,15±0,21h 4,52 ± 1,70e 16.48 ± 0.92j
0 15 67,90±1,19g 70,08 ± 1,93gh 47.91 ± 1.27f
-1,39±0,15a -0,70 ± 0,15a 1.48 ± 0.23ab 9,09±0,45h 6,56 ± 0,39g 13.69 ± 1.26h
10 0 63,03±4,50f 68,95 ± 0,48g 62.57 ± 1.50k 25,59±3,10d 21,44 ± 0,85de 26.41 ± 0.91i 0,37±0,08a -0,01 ± 0,25abc 6.35 ± 0.22ef
10 3 64,29±1,38f 66,50 ± 1,94fg 59.51 ± 0.61j 25,40±1,23d 20,95 ± 0,77de 24.53 ± 0.91h 0,95±0,20ab 0,03 ± 0,37abc 7.23 ± 0.22g
10 6 56,83±5,13e 63,70 ± 1,95ef 56.29 ± 1.08i 25,66±1,18d 20,17 ± 1,41de 23.06 ± 0.71g 1,30±0,38abc -0,65 ± 0,23a 6.85 ± 0.39fg
10 9 43,95±3,05c 61,40 ± 5,91de 49.69 ± 0.97g 24,13±2,58cd 22,11 ± 2,39e 19.75 ± 0.64f 3,43±2,07e -0,41 ± 0,48ab 5.53 ± 0.45cd
10 12 41,99±0,96bc 51,03 ± 3,29b 36.95 ± 1.41d 20,19±1,04b 16,78 ± 4,79bc 16.43 ± 1.16d 5,74±1,07f 0,80 ± 0,68c 4.99 ± 0.42bc
10 15 43,09±1,13bc 45,83 ± 2,63a 33.73 ± 0.82c 19,87±1,63b 13,84 ± 3,51b 14.76 ± 0.76c 5,45±1,88f 2,06 ± 1,86e 4.41 ± 0.42ab
20 0 54,69±0,67de 58,70 ± 0,70d 51.77 ± 0.65h 31,81±0,28e 26,67 ± 0,99f 32.69 ± 0.83l 2,59±0,07de 0,61 ± 0,17bc 5.64 ± 0.16cd
20 3 53,72±1,68de 54,89 ± 1,79c 49.70 ± 0.50g 31,27±1,61e 26,46 ± 0,97f 31.02 ± 1.06k 2,33±0,22cde 0,99 ± 0,32cd 5.78 ± 0.54de
20 6 52,63±2,10d 54,43 ± 1,82bc 44.40 ± 1.66e 31,87±0,69e 29,48 ± 3,21f 27.87 ± 1.98j 1,99±0,41bcd 0,60 ± 0,62bc 4.50 ± 0.49ab
20 9 40,05±5,76ab 53,75 ± 4,02bc 37.15 ± 1.24d 25,68±4,00d 28,08 ± 5,56f 23.15 ± 1.29g 3,30±1,57e -0,06 ± 0,85abc 4.37 ± 0.42ab
20 12 37,57±2,64a 44,39 ± 3,77a 29.86 ± 0.49b 23,68±3,71cd 18,71 ± 2,97cd 20.55 ± 1.30f 4,63±2,25f 1,91 ± 1,38de 4.20 ± 0.39a
20 15 37,78±1,13a 42,55 ± 2,07a 27.14 ± 0.47a 22,73±3,72c 14,49 ± 3,52b 17.87 ± 1.34e 5,14±1,27f 2,97 ± 1,22e 4.93 ± 0.46bc
Keterangan : 1. Semua nilai merupakan nilai rata-rata ± standar deviasi 2. Nilai dengan superscript yang berbeda pada tiap baris menunjukkan adanya perbedaan nyata antar perlakuan pada tingkat kepercayaan 95% (p < 0,05) dengan menggunakan uji Dun
21
BAB 5. KESIMPULAN
Dalam pengolahan roti mocaf dan cake menggunakan serbuk pewarna alami bit merah
yang diproduksi dengan pengeringan semprot, lamanya waktu pemanggangan dan
pengukusan adonan akan menurunkan intensitas warna merah (nilai a*) dan aktivitas
antioksidan roti dan cake.
Penambahan 20% serbuk bit merah dapat diaplikasikan pada produk roti mocaf dan cake
yang terbuat dari tepung mocaf, tepung beras dan tepung ketan.
Setelah pengukusan cake diperoleh intensitas warna (nilai a*) sebesar 14,49-22,73 dan
aktivitas antioksidan (% inhibition) sebesar 3,54–18,35%. Adapun setelah pemanggangan
roti mocaf selama 20 menit diperoleh roti mocaf dengan intensitas warna (nilai a*)
sebesar 21,87 dan aktivitas antioksdian (% inhibition) sebesar 8,1%.
PENELITIAN YANG MASIH BERJALAN
Pengolahan cookies dengan menggunakan serbuk pewarna alami hasil pengeringan
semprot dan menggunakan tepung kedelai, tepung mocaf dan tepung sagu.
Studi umur simpan serbuk pewarna alami bit merah dengan metode Accelerated Shelf Life
Test.
22
DAFTAR PUSTAKA
Ananingsih, V.K., Soedarini, B. & Astrid (2007a). Pembuatan Serbuk Bit Merah sebagai
Pewarna Alami dan Sumber Antioksidan dengan Pengeringan Semprot. Laporan Penelitian
Dosen Muda DIKTI Tahun 2007.
Ananingsih, V.K., Soedarini, B., & Ayutha, W (2007b). Evaluasi Penggunaan Drying
Agents terhadap Sifat Fisikokimia Bit Merah Instan. Laporan Penelitian Dosen Muda Dinas
Pendidikan dan Kebudayaan Jawa Tengah Tahun 2006.
Bhandari, B.R., Senoussi, A., Lebbert, A., & Dumoulin, E.D. (1992). Spray Drying Leaflash
Technique:Application to Liguid Food Products. Elsevier Science Publishers.
Cakkawati, L (2009). Aplikasi berbagai tepung berbasis ubi kayu pada pembuatan roti non
gluten. Tugas akhir Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata Semarang.
Ćuric, D., Novotni, D., Tusak, D., Bauman, I., & Gabric, D. (2007). Gluten-Free Bread
Production by the Corn Meal and Soybean Flour Extruded Blend Usage. Agriculturae
Conspectus Scientificus University of Zagreb, Faculty of Food Technology and
Biotechnology Vol. 72 No. 3 Page. 227-232.
Departemen Kesehatan (1999). Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No
1168/MENKES/PER/X/1999 tentang Kumpulan Peraturan Perundang-undangan di Bidang
Makanan. Jilid II. Jakarta.
Ezhilarasi, P.N., Indrani, D., Jena, B.S., & Anandharamakrishnan, C. (2013). Freeze drying
technique for microencapsulation of Garcinia fruit extract and its effect on bread
quality.Journal of Food Engineering. DOI 10.1016/j.jfoodeng.2013.01.009.
Gaztonyi, M.N., Hussein, D., Maria, T., & Peter, B. (2001). Comparison of Red Beet (Beta
vulgaris var conditiva) Varieties on the Basis of Their Pigment Components. Journal of the
Science of Food and Agriculture. Spain.
Gharsallaoui, A., Roudaut G., Chambin, O., Voilley, A., & Saurel, R. (2012). Applications of
spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview. Food Research
International, 40, 1107–1121.
Hendry, G. A. F.& J. D. Houghton. (1996). Natural Food Colorants 2nd ed. Blackie
Academic & Professional. London.
Ihediohanma, N.C. (2011). Determination of the Glycemic Indices of Three Different
Cassava Granules (Garri) and the Effect of Fermentation Period on Their Glycemic
Responses. Pakistan Journal of Nutrition, 10 (1), 6-9. ISSN 1680-5194.
Kuntz, L. A. (1994). Natural Food Color. Weeks Publishing Company. Northbrook.
Langrish, T.A.G., & Kockel,T.K. (2001). The assesment of a characteristic drying curve for
milk powder for use in computational fluid dynamics modeling. Chemical Engineering
Journal. 84:69-74.
23
López, A. C. B., Pereira A. J. G., & Junqueira, G. R. (2004). Flour Mixture of Rice Flour,
Corn and Cassava Starch in the Production of Gluten-Free White Bread. Jurnal Biologi dan
Teknologi Brazilia. Bulan Maret Vol. 47. No. 1. Page. 63 – 70.
Palvov, A, Petia, K, Vasil, G., Irina, K., & Mladenka, I. (2002). Biosynthesis and Radical
Scavenging Activity Activity of Betalains during the Cultivation of Red Beet (Beta vulgaris)
Hairy Root Cultures. Bulgaria.
Rosita, A., Ananingsih,V.K., & Sulistyawati, I. (2009). The Effect of Hydrocolloids on
Dough Rheology and Physical Properties in Gluten Free Bread Using Cassava Flour.
Proceedings of International Food Conference, Semarang, 31 July- 1 August 2008. ISBN:
978-979-1268-36-3.
Sansone, F., Mencherini, T.,Picerno, P., d’Amore, M., Aquino, R.P., & Lauro, M.P. (2011).
Maltodextrin/pectin microparticles by spray drying as carrier for nutraceutical extracts.
Journal of Food Engineering, 105, 468–476.