BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. KACANG KOMAK

Kacang komak (Lablab purpureus (L.) Sweet) dikenal juga dalam

beberapa nama. Beberapa artikel dipublikasikan dalam beberapa dekade

dengan nama Dolichos lablab L. Atau Lablab niger Medik. Menurut

Skerman (1977), terdapat beberapa nama yang berbeda untuk kacang komak

di beberapa negara yaitu Rongai dolichos, Lab-lab bean (Australia), poor

man’s bean, Tonga bean (Inggris), lubia (Sudan), batao (Filipina), hyacinth

bean (Brazil), frijol jacinto (Colombia), quiquaqua, caroata chwata

(Venezuela), poroto de Egipto (Argentina), dolique lab-lab, dolique

d’Egypte (Perancis), fiwi bean (Zambia), chicarros, frijol caballo (Puerto

Rico), gallinita (Mexico), frijol de adorno (El Salvador), dan wal (India).

Kacang komak (Lablab purpureus (L.) Sweet) diklasifikasikan ke

dalam kingdom Plantae, Divisi Magnoliophyta, Klas Magnoliopsida, Ordo

Fabales, Famili Fabaceae, Subfamili Faboideae, bangsa Phaseoleae, genus

Lablab dan species L. purpureus.

Tanaman kacang komak dapat tumbuh pada temperatur hangat,

subtropis dan wilayah hutan hujan yang berkisar antara 22oC sampai 35oC

serta pada wilayah arid, semiarid, dan lembab (National Research Council,

1979). Skerman (1977) juga mendeskripsikan tanaman kacang komak

memiliki panjang batang tegap 3-6 m, daun bercabang tiga (trifoliate), daun

muda lebar berbentuk oval-belah ketupat dengan panjang 7.5-15 cm, bunga

berwarna putih, biru, atau ungu. Panjang polong antara 4-5 cm, lunak, dan

mengandung 2-4 biji. Kacang komak hanya dapat hidup di atas 2000 m di

atas permukaan laut (dpl) dan sangat baik tumbuh pada curah hujan lebih

dari 750 mm tetapi tidak lebih dari 2500 mm per tahun. Toleran terhadap

tanah yang ekstrim, tumbuh pada kisaran pH dari 5.0 sampai 7.5. Tanaman

kacang komak dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Gambar 1. Tanaman kacang komak (Lablab purpureus (L.) Sweet)

Gambar 2. Polong dan biji kacang komak (Lablab purpureus (L.) Sweet)

National Research Council (1979) melaporkan kacang komak kering

mengandung 20-28 % protein kasar dan merupakan salah satu sumber

terbaik untuk besi (155 mg/100 g daun, basis kering) seperti halnya yang

disebutkan oleh Kay (1979) bahwa kandungan protein biji tua kacang komak

secara normal berkisar antara 21-29%. Sama halnya dengan kedelai, kacang

komak juga kaya akan asam amino esensial. Berdasarkan penelitian Chau, et

al. (1998), kacang komak (Dolichos lablab) dapat menjadi sumber yang

potensial bagi protein, asam amino essensial, serat pangan, dan pati. Namun,

asam amino yang mengandung sulfur seperti methionin dan sistein menjadi

asam amino pembatas dan berada di bawah standar FAO/WHO. Komposisi

kimia kacang komak dapat dilihat pada Tabel 1 dan susunan asam amino

esensial yang terkandung di dalam kacang komak pada Tabel 2.

Tabel 1. Komposisi kimia kacang komak (Lablab Purpureus (L.) Sweet) a

a dihitung berdasarkan basis basah b dihitung menggunakan by difference dari air, protein, lemak, dan abu

Sumber : Subagio (2006)

Tabel 2. Susunan asam amino yang terkandung di dalam kacang komak (Lablab

purpureus (L.) Sweet)

Jenis Asam amino Jumlah

(mg/g N) Jenis Asam amino

Jumlah

(mg/g N)

Isoleusin 256 Threonin 207

Leusin 436 Valin 294

Lisin 360 Arginin 393

Methionin 36 Histidin 186

Sistein 57 Alanin 266

Fenilalanin 299 Serin 323

Tirosin 197 Asam aspartat 727

Glisin 240 Asam glutamat 978

Prolin 288

Sumber : Kay (1979)

Komponen Jumlah

Air (%) 9.3 ± 0.5

Protein (%) 17.5 ± 1.5

Lemak (%) 1.1 ± 0.4

Abu (%) 3.6 ± 0.1

Karbohidrat (%)b 67.9 ± 4.2

HCN (mg/100g) 1.1 ± 0.1

Fitat (mg/g) 18.9 ± 0.2

Tripsin Inhibitor (TIU/mg) 0.15 ± 0.02

Pemanfaatan kacang komak sebagai bahan pangan telah digunakan

di beberapa negara diantaranya pemanfaatan bijinya untuk dimasak dan

dimakan secara langsung, diproses menjadi tofu atau difermentasi menjadi

tempe. Kecambah yang dihasilkan mirip dengan kecambah kedelai dan

bijinya cukup potensial dibuat konsentrat (National Research Council,

1979). Selain itu juga, masyarakat Amerika Serikat menggunakan kacang

komak sebagai hiasan. Asia dan Afrika membudidayakan kacang komak

sebagai tanaman pangan. Kacang komak merupakan penambat nitrogen

yang sangat baik dan terkadang ditumbuhkan untuk melindungi hasil panen

atau sebagai pakan ternak.  

B. PERKECAMBAHAN

Kecambah adalah biji-bijian yang mengalami perubahan fisik dan

kimiawi yang disebabkan oleh proses metabolisme (Winarno, et al.,1980).

Bewley dan Black (1983) menjelaskan ketika biji basah, air akan masuk,

kemudian terjadi respirasi, sintesis protein, dan aktivitas metabolik lainnya

dan setelah periode waktu tertentu embrio akan muncul dari biji ditandai

dengan munculnya radikel atau hipokotil melalui permukaan biji. Kecambah

muncul karena hipokotil (bagian kecambah di bawah buku kotiledon) yang

memanjang sehingga mendorong kotiledon ke permukaan dan titik tumbuh

mulai tumbuh. Perubahan biomassa biji dan persen germinasi kacang komak

dibandingkan kedelai pada kondisi germinasi berbeda dapat dilihat pada

Tabel 3.

Germinasi dapat meningkatkan daya cerna nutrisi karena

perkecambahan merupakan proses katabolis yang menyediakan zat gizi yang

penting untuk pertumbuhan tanaman melalui reaksi hidrolisa dari zat gizi

cadangan yang terdapat dalam biji. Secara umum, selama germinasi terjadi

peningkatan zat-zat nutrisi terutama setelah munculnya buluh akar yaitu

setelah 24-48 jam perkecambahan (Andarwulan dan Hariyadi, 2005).

Tabel 3. Perubahan biomassa dan persen germinasi kacang komak dan kedelai

pada kondisi germinasi berbeda.

Sumber : Cabrejas, et al. (2008)

Selama proses perkecambahan, beberapa kandungan pati diubah

menjadi bagian yang lebih kecil yaitu glukosa dan maltosa. Kandungan

glukosa dan fruktosa meningkat sepuluh kali lipat, serta kandungan sukrosa

meningkat dua kali dan galaktosa menghilang. Molekul protein dipecah

menjadi asam-asam amino yaitu lisin 24%, threonin 19%, dan fenilalanin

7%. Lemak juga dihidrolisa menjadi asam-asam lemak yang lebih mudah

dicerna. Beberapa mineral (Ca dan Fe) yang biasa terikat dilepaskan

sehingga menjadi bentuk yang lebih bebas. Dengan demikian lebih mudah

dicerna dan diserap oleh saluran pencernaan (Winarno, 1980).

Hal yang sama juga telah dilaporkan oleh Osman (2007) bahwa

perkecambahan pada kacang komak dapat meningkatkan kadar protein

secara signifikan. Kenaikan ini disebabkan oleh kenaikan Aw selama

perkecambahan yang dapat mengaktifkan enzim hidrolitik. Selain itu juga,

perkecambahan secara signifikan dapat menurunkan kadar karbohidrat dan

aktivitas tripsin inhibitor. Perkecambahan juga dapat meningkatkan daya

cerna protein secara in vitro. Hal ini terjadi karena hilangnya aktivitas enzim

Jenis

kacang-

kacangan

Kondisi

germinasi

% peningkatan

bobot segar biji

Pertumbuhan

radikel (cm) % germinasi

Kacang

komak

Kontrol - - -

0-h-L 134 5.9 84

12-h-L 105 5.2 83

24-h-L 112 4.4 81

Kedelai

Kontrol - - -

0-h-L 109 4.6 96

12-h-L 110 4.4 96

24-h-L 99 4.0 96

inhibitor dan hidrolisis asam fitat. Kandungan gizi kacang komak yang

mengalami perkecambahan dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Kandungan Gizi kacang komak (Lablab purpureus (L.) Sweet)

yang mengalami perkecambahan

Komponen Jumlah (% berat kering)

Air 12.95

Protein 28.55

Lemak 1.19

Karbohidrat 66.40

Abu 3.83

Sumber : Osman (2007)

Menurut Sathe, et al. (1983), kecambah mempunyai kandungan

vitamin lebih banyak dari bentuk bijinya. Jika dibandingkan dalam biji,

kadar vitamin B meningkat 2.5 sampai 3 kali lebih besar, sedangkan vitamin

C yang jumlahnya sangat sedikit pada biji kacang hijau kering, dalam

bentuk kecambah meningkat menjadi 20 mg/100 g. Selain itu

perkecambahan juga dapat menurunkan faktor antinutrisi seperti tripsin

inhibitor.

Cabrejas, et al. (2008) juga menyebutkan bahwa germinasi

merupakan proses yang efisien untuk mereduksi jumlah α-galaktosida.

Kehilangan oligosakarida disebabkan selama germinasi terjadi peningkatan

aktivitas enzim α-galaktosida yang dapat menghidrolisis ikatan α-glikosidik

sehingga menyebabkan peningkatan jumlah total gula terlarut.

Kecambah banyak mengandung protein, kalsium, dan fosfor serta

sedikit zat besi. Namun, kecambah miskin vitamin A. Demikian juga

kandungan vitamin C-nya juga relatif sedikit. Untuk setiap 100 g bahan,

kecambah kedelai mengandung energi sebesar 67 kalori, kecambah kacang

hijau sebesar 23 kalori, dan kecambah kacang tunggak sebesar 35 kalori

(Novary, 1999).

 

C. KONSENTRAT PROTEIN

Secara umum definisi dari konsentrat protein adalah produk yang

memiliki kandungan protein sebesar 70 % (N x 6.25) dalam basis kering

(Endres, 1989 di dalam Matthews (ed), 1989). Menurut Hanson (1974),

konsentrat protein mengandung 60-70 % (bk) protein sedangkan isolat

protein mempunyai kadar protein lebih dari 90 % (bk). Sementara itu

Waggle dan Kolar (1979) memberikan definisi yang hampir sama, yaitu

konsentrat protein memiliki kadar protein tidak boleh kurang dari 70 % (bk),

sedangkan isolat protein memiliki kadar protein tidak boleh kurang dari 90

% (bk).

Menurut Endres (1989) diacu dalam Matthews (ed) (1989), prinsip

pembuatan konsentrat adalah memindahkan komponen utama protein dan

mengekstrak komponen nonprotein. Komponen yang terekstrak terdiri dari

karbohidrat yang larut, rafinosa, stachyosa, garam, protein yang larut, dan

komponen minor lainnya yang dapat larut. Proses ekstraksi dapat dilakukan

dengan beberapa cara, yaitu :

1. Ekstraksi dengan larutan asam dalam kisaran pH isoelektrik 4-5.

Komponen protein dipisahkan dengan cara diendapkan pada titik

isoelektriknya kemudian dipisahkan antara karbohidrat yang larut

dengan protein. Residu protein dinetralisasikan pada pH 7.0 dan

dikeringkan menggunakan spray drying.

2. Ekstraksi dengan menggunakan larutan alkohol. Dalam proses ini,

60-80 % alkohol digunakan untuk memisahkan komponen protein.

Karbohidrat dapat larut dalam larutan alkohol. Fraksi protein

secara kontinu dipindahkan, menguapkan alkohol kemudian

dikeringkan.

3. Denaturasi protein. Dengan demikian protein akan terpisah dengan

karbohidrat dan garam dengan cara mencucinya dengan air.

4. Ekstraksi menggunakan campuran dari pelarut organik

Konsentrat protein dapat ditambahkan dalam bahan pangan untuk

meningkatkan penampilan, mengontrol, tekstur, atau viskositas, menurunkan

susut masak, meningkatkan umur simpan, meningkatkan sifat penanganan

adonan dan kebutuhan nutrisi. Konsentrat kedelai sering digunakan sebagai

pengikat dan pengkondisi pada sosis karena kemampuannya untuk mengikat

air dan lemak (Pomeranz, 1991).

D. SIFAT FISIK DAN KIMIA KONSENRTAT PROTEIN

a. Derajat warna dan derajat putih

Warna diukur secara umum menggunakan Hunter color meters

dan dinyatakan sebagai nilai L, a, dan b. Nilai L adalah ukuran sejumlah

cahaya yang direfleksikan atau ditransmisikan oleh objek (0 = hitam,

100 = putih). Nilai a adalah ukuran warna merah ketika positif dan hijau

ketika minus. Nilai b adalah warna kuning ketika positif dan biru ketika

minus. Derajat putih adalah atribut untuk menduga objek mendekati

warna referensi yang lebih putih (Waggle, et al., 1989).

Menurut Waggle, et al. (1989), pada konsentrasi tetap, nilai L

meningkat dengan penurunan kelarutan protein karena peningkatan

kecerahan dipengaruhi oleh protein yang tidak larut. Jika ada dua sampel

yang memiliki nilai b setara, sampel yang kurang larut akan tampak

putih.

b. Densitas kamba (Bulk Density)

Ketika terjadi pencampuran, transportasi, penyimpanan, dan

pengemasan bahan seperti kacang-kacangan dan tepung, sangat penting

untuk mengetahui karakteristik kamba suatu bahan. Ketika sejumlah

padatan dituang ke dalam kontainer, total volume yang ditempati

mengandung sejumlah substansi udara (Lewis, 1996).

Densitas kamba didefinisikan sebagai massa partikel yang

menempati suatu unit volume tertentu. Densitas kamba ditentukan oleh

berat wadah yang diketahui volumenya dan merupakan hasil pembagian

dari berat bubuk dengan volume wadah. Porositas merupakan bagian

yang tidak ditempati oleh partikel atau bahan padatan. Cara lain dalam

menyatakan densitas kamba adalah dalam bentuk bagian dari densitas

partikel solidnya yang dihubungkan teori densitas. Densitas partikel

adalah suatu ukuran dengan memperhitungkan jumlah udara yang

terperangkap di dalam masing-masing partikel (Wirakartakusumah, et

al., 1992).

Bubuk digolongkan dalam 2 tingkat, yaitu bubuk sebagai partikel

dan bubuk sebagai satu kesatuan (kamba). Sifat-sifat kamba dipengaruhi

oleh sifat-sifat partikel, dimana hubungan keduanya tidak sederhana dan

meliputi faktor-faktor eksternal, seperti sistem geometris, proses

mekanis dan proses panas dari bubuk, sehingga untuk menentukan sifat-

sifat bubuk dari partikel agak sulit (Wirakartakusumah, et al., 1992).

Menurut Winata (2001), densitas kamba dipengaruhi oleh ukuran

partikel, sifat bahan, komposisi bahan, dan mungkin pula dipengaruhi

oleh degradasi molekul-molekul dalam bahan akibat adanya pengolahan.

Jadi kenaikan densitas kamba disebabkan adanya degradasi molekul-

molekul pati, protein, lemak, dan lain-lain saat diberi perlakuan

pemasakan awal sehingga molekul-molekul tersebut menempati ruang

yang lebih sempit.

c. Aktivitas Air (Aw)

Kerusakan bahan pangan pada umumnya merupakan kerusakan

kimiawi, enzimatik, mikrobiologis atau kombinasi antara ketiga macam

kerusakan tersebut. Semua jenis kerusakan ini memerlukan air selama

prosesnya. Oleh karena itu banyaknya air dalam bahan pangan akan ikut

menentukan kecepatan terjadinya kerusakan.

Menurut Winarno (1992) air terikat dapat dibagi ke dalam empat

tipe berdasarkan derajat keterikatan airnya. Tipe I adalah molekul air

yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen

yang berenergi besar. Tipe II yaitu molekul-molekul air membentuk

ikatan hidrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam mikrokapiler

dan sifatnya agak berbeda dari air murni. Tipe III adalah air yang secara

fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler,

serat, dan lain-lain. Tipe IV adalah air yang tidak terikat dalam jaringan

suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan

penuh.

Aktivitas air (Aw) adalah sejumlah air bebas di dalam media

pertumbuhannya dan bahan pangan, dinyatakan sebagai perbandingan

antara tekanan uap air larutan dan tekanan uap air murni. Aktivitas air

juga dapat diartikan sebagai sejumlah air bebas di dalam bahan pangan

yang pada kondisi tertentu mikroba dapat tumbuh dan memungkinkan

bahan pangan tersebut tidak layak untuk dikonsumsi (Fardiaz, et al.,

1992).

Dengan meningkatnya aktivitas air, air menjadi lebih tersedia

sebagai pelarut dan medium untuk reaksi, kecepatan enzimatik, dan

degradasi mikrobiologi juga meningkat. Rata-rata batas terendah

aktivitas air untuk pertumbuhan mikroba adalah 0.91 (bakteri), 0.88

(khamir), 0.80 (kapang), 0.75 (bakteri halofilik), 0.65 (fungi xerofilik),

dan 0.60 (khamir osmofilik). Meningkatnya ketersediaan air

mempercepat pencoklatan enzimatik dan berkurangnya nilai nutrisi

(Pomeranz, 1991).

d. Daya Cerna Protein

Menurut Muchtadi (1989), kemampuan suatu protein untuk

dihidrolisis menjadi asam-asam amino oleh enzim-enzim pencernaan

(protease) dikenal dengan istilah daya cerna protein. Suatu protein yang

mudah dicerna menunjukkan bahwa jumlah asam-asam amino yang

dapat diserap dan digunakan oleh tubuh tinggi. Sebaliknya, suatu protein

yang sukar dicerna berarti jumlah asam-asam amino yang dapat diserap

dan digunakan oleh tubuh rendah, karena sebagian besar akan dibuang

oleh tubuh bersama feses. Gambar 3 memperlihatkan secara skematis

mengenai penggunaan senyawa nitrogen dari protein makanan oleh

tubuh.

Proses pencernaan

proses anabolik/katabolik

Gambar 3. Skema penggunaan nitrogen dari protein makanan

Oleh karena penentuan daya cerna protein dengan menggunakan

hewan percobaan dianggap terlalu lama dan membutuhkan biaya yang

cukup tinggi, maka digunakan metode yang lebih praktis yaitu dengan

menggunakan enzim-enzim pencernaan secara in vitro. Beberapa macam

enzim protease yang telah digunakan antara lain : pepsin, pankreatin,

tripsin, kimotripsin, peptidase, atau campuran dari beberapa macam

enzim tersebut (multienzim).

E. SIFAT FUNGSIONAL KONSENTRAT PROTEIN

a. Daya serap air

Daya serap air suatu protein didefinisikan sebagai kemampuan

untuk menahan air melawan perlakuan gravitasi dan fisikokimia. Air

berinteraksi dengan protein dalam beberapa cara dan sejumlah signifikan

air terikat oleh protein melalui ikatan hidrogen. Interaksi antara molekul

air dan gugus hidrofilik pada rantai protein terjadi melalui ikatan

hidrogen. Pengikatan air dengan protein dipengaruhi oleh gugus

hidrofilik polar seperti imino, amino, karboksil, hidroksil, karbonil, dan

sulfihidril. Kapasitas protein untuk menahan air dipengaruhi oleh jenis

dan jumlah dari gugus polar pada rantai polipeptida protein (Zayas,

1997).

N dalam feses

N yang dikonsumsi

N yang diserap

N yang terdapat dalam urin

N yang tertahan oleh tubuh

Asam amino diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya untuk

mengikat air yaitu : 1) asam amino polar dengan daya pengikatan air

paling tinggi, 2) asam amino yang tidak mengion, mengikat sejumlah air

dalam jumlah yang medium, 3) gugus hidrofobik yang hanya dapat

mengikat sedikit air atau tidak sama sekali. Gugus asam amino polar

pada molekul protein adalah sisi utama dalam interaksi protein-air

(Zayas, 1997).

Pengikatan air dapat disebabkan oleh beberapa mekanisme di

bawah ini : kemampuan matriks protein untuk mengembang dan

menyerap air tanpa terlarut. Viskositas tinggi dihasilkan dari protein

yang larut atau mengembang dan/atau pembentukan gel selama

persiapan sampel (Waggle, et al., 1989).

Penyerapan air oleh beberapa jenis protein dapat mengakibatkan

pembengkakan. Pembengkakan mencerminkan pengambilan air oleh

jaringan protein sambil melonggarkan polipeptida. Tingkat

pembengkakan dipengaruhi oleh gaya-gaya antar molekul, ikatan

hidrogen, interaksi elektrostatik antara polipeptida yang berdekatan dan

fasilitas tertentu yang dengannya air akan memberikan gangguan dan

menggantikan ikatan protein-protein dengan protein-air (Muchtadi,

1991).

b. Daya serap minyak

Daya serap minyak suatu protein dipengaruhi oleh sumber protein,

ukuran partikel protein, kondisi proses pengolahan, zat tambahan lain,

suhu, dan derajat denaturasi protein. Partikel yang berukuran kecil

mampu menyerap minyak 65-130% dari berat keringnya, lebih banyak

jika dibandingkan dengan partikel yang berukuran besar. Denaturasi

protein dapat meningkatkan kemampuan protein untuk mengikat lemak

dikarenakan terbukanya struktur protein sehingga memaparkan asam

amino yang bersifat nonpolar.

Kemampuan protein untuk menahan lemak dipengaruhi oleh

interaksi lipid-lipid. Ikatan yang ikut berperan dalam interaksi protein-

lipid adalah ikatan hidrofobik, elektrostatik, ikatan hidrogen, dan ikatan

nonkovalen. Ikatan hidrofobik penting dalam stabilitas komplek protein-

lipid. Interaksi antara protein dan anion asam lemak dapat mengubah

struktur protein dengan cara menurunkan ikatan hidrofobik intramolekul

(Zayas, 1997).

Protein hidrofobik efektif pada tegangan permukaan yang lebih

rendah dan mengikat banyak materi lipofilik seperti lipid, emulsifier, dan

materi flavor. Kapasitas protein untuk mengikat lemak sangat penting

dalam produksi meat extenders dan replacer, dimana penyerapan lemak

oleh protein meningkatkan retensi flavor dan meningkatkan mouth feel.

Lemak diserap terutama melalui pemerangkapan secara fisik.

Penyerapan lemak dapat ditingkatkan jika protein dimodifikasi secara

kimia untuk meningkatkan densitas kambanya (Pomeranz, 1991).

c. Daya emulsi

Emulsi adalah suatu sistem yang terdiri dari dua fase cairan yang

tidak saling melarutkan, dimana salah satu cairan terdispersi dalam

bentuk globula-globula di dalam cairan lainnya. Cairan yang terpecah

menjadi globula-globula dinamakan fase terdispersi sedangkan cairan

yang mengelilingi globula-globula tersebut dinamakan fase kontinyu

atau medium dispersi (Muchtadi, 1991).

Daya emulsi merupakan kemampuan protein untuk menurunkan

tegangan permukaan antara kedua fase (tegangan interfasial) sehingga

mempermudah terbentuknya emulsi. Kemampuan ini disebut

kemampuan protein sebagai emulsifier. Menurut Subarna, et al. (1990),

daya emulsi ini dipengaruhi oleh konsentrasi protein, kecepatan

pencampuran, jenis protein, jenis lemak, dan sistem emulsi. Daya kerja

emulsifier disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat baik

pada minyak (nonpolar) maupun air (polar).

Emulsifier mengandung dua gugus yaitu gugus hidrofilik dan

gugus lipofilik. Di dalam molekul emulsifier, salah satu gugus harus

lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polar lebih dominan, maka

molekul emulsifier tersebut akan diadsorpsi lebih kuat oleh air

dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan permukaan air

menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase

kontinyu. Demikian juga sebaliknya jika gugus nonpolar lebih dominan,

maka molekul emulsifier akan lebih kuat diadsorpsi oleh minyak

dibandingkan dengan air (Muchtadi, 1991).

Apabila emulsifier tersebut lebih terikat baik pada air atau lebih

larut dalam air (polar) maka dapat lebih membantu terjadinya dispersi

minyak dalam air sehingga terjadilah emulsi minyak dalam air (o/w).

Sebagai contoh adalah susu. Sebaliknya bila emulsifier lebih larut dalam

minyak (nonpolar) terjadilah emulsi air dalam minyak (w/o). Contohnya

adalah mentega dan margarin (Winarno, 1992).

d. Kekuatan gel

Pembentukan gel (gelasi) sangat penting untuk banyak pangan. Gel

protein dapat digambarkan dalam tiga dimensi matriks atau jaringan,

sebagian berhubungan dengan polipeptida dimana air terperangkap.

Gelasi protein berarti transformasi protein dari bentuk sol menjadi ”gel

like”. Transformasi ini difasilitasi oleh panas, enzim, atau kation divalen

di bawah kondisi tertentu (Damodaran, 1996). Menurut Muchtadi

(1991), gelasi merupakan hasil pemisahan protein oleh panas yang

dengan pendinginan membentuk matriks yang terstrukstur sambil

menjerat air.

Pomeranz (1991) menjelaskan secara umum gelasi membutuhkan

sejumlah pemanasan protein yang menghasilkan modifikasi molekul

protein atau denaturasi. Pembentukan gel protein terdenaturasi

membutuhkan keseimbangan awal antara gaya tarik dan gaya tolak.

Gelasi adalah dua tahapan proses yang meliputi denaturasi awal dari

protein asal menjadi peptida yang tidak melipat kemudian secara

bertahap membentuk matriks gel jika gaya tarik dan kondisi

termodinamika sesuai.

Peningkatan suhu akan meningkatkan pembentukan gel yang baik

dan kokoh. Selama pendinginan, penguraian peptida membentuk

jaringan. Hubungan ini meliputi berbagai interaksi kovalen dan

nonkovalen, ikatan disulfida, ikatan hidrogen, daya tarik ionik,

hubungan hidrofobik, dan kombinasinya.

Ada dua macam jenis struktur gel yaitu thermoset (reversible) dan

thermoplastik (irreversible). Di dalam gelasi thermoset, kondisi sol atau

progel dapat ditunjukkan pada pemanasan yang umumnya diikuti dengan

kenaikan kekentalan. Progel ini akan membentuk gel pada saat

pendinginan. Jenis gel ini biasanya dapat mencair kembali dan dapat

membentuk progel kembali pada pemanasan berikutnya. Sedangkan pada

thermoplastik, gel akan menjadi lunak atau mengerut pada pemanasan

berikutnya, tetapi di bawah kondisi praktis pencairan kembali atau

perubahan kembali menjadi progel tidak terjadi (Fardiaz, et al., 1992).

Secara jelas, skema pembentukan gelasi oleh panas digambarkan pada

Gambar 4.

dingin

Sol Progel gel

panas

kelebihan panas

metasol

Gambar 4. Skema induksi panas dalam pembentukan gelasi (Waggle, et

al., 1989)

Kemampuan pembentukan gel sangat dipengaruhi oleh komponen

yang terdapat di dalam bahan pangan, terutama protein atau fraksi-

fraksinya. Sathe dan Salunkhe (1981) menyebutkan bahwa pembentukan

gel tidak hanya bergantung pada konsentrasi protein, tetapi juga dari tipe

protein yang terdapat di dalam suatu bahan. Subarna, et al. (1990) juga

menjelaskan bahwa daya pembentukan gel tidak hanya dipengaruhi oleh

interaksi antara protein dengan protein, melainkan juga interaksi antara

protein dengan air.

e. Kapasitas dan stabilitas busa

    Busa suatu protein yaitu suatu struktur terdispersi yang

mengandung cairan koloid yaitu larutan protein sebagai medium

pendispersi dan udara atau gas sebagai fase terdispersi (Subarna, et al.,

1990). Kapasitas busa protein berarti kemampuan protein untuk

membentuk lapisan film tebal pada permukaan gas-cair sehingga

sejumlah besar gelembung udara dapat bergabung dan terstabilkan.

Sedangkan stabilitas busa berarti kemampuan protein untuk

menstabilkan busa melawan gravitasi dan stres mekanis (Damodaran,

1996).

Pembentukan busa meliputi difusi larutan protein ke dalam fase

antara udara-air. Suatu larutan protein dikatakan mempunyai stabilitas

busa yang baik apabila larutan tersebut mampu mempertahankan daya

busanya dalam waktu relatif lama (Subarna, et al., 1990). Kekuatan dan

stabilitas busa secara umum meningkat dengan meningkatnya

konsentrasi protein karena terjadi peningkatan viskositas dan mendorong

pembentukan multilayer yaitu lapisan kohesif pada permukaan

(Damodaran, 1996).

f. Protein dispersability index (PDI), dan nitrogen solubility index (PSI)

NSI dan PDI merupakan ukuran kelarutan nitrogen dan

dispersabilitas protein dalam air. Keduanya merupakan ukuran

fungsionalitas produk protein dan kegunaan atau kemampuannya dalam

formulasi pangan (Wiedermann, 1986). Nilai NSI dan PDI digunakan

sebagai alat uji yang cepat bagi sifat fungsional protein kedelai

(Kinsella, 1979). Nilai NSI digunakan sebagai indikator pemandu sifat

fungsional protein (Fukurawa dan Ohta, 1983). Tipe penggunaan tepung

kedelai berdasarkan kisaran PDI nya dapat dilihat pada Tabel 5.

Protein yang terdenaturasi berkurang kelarutannya. Lapisan

molekul protein bagian dalam yang bersifat hidrofobik berbalik keluar,

sedangkan bagian luar yang bersifat hidrofilik terlipat ke dalam.

Pelipatan atau pembalikan terjadi khususnya bila larutan protein telah

mendekati pH isoelektrik, dan akhirnya protein akan menggumpal dan

mengendap (Winarno, 1992). Selain itu juga, semakin besar ukuran

molekul protein, maka semakin sulit molekul protein tersebut untuk larut

(Subarna, et al., 1990)

Tabel 5. Tipe penggunaan tepung kedelai berdasarkan kisaran PDI nya

Tipe produk Penggunaan

PDI 90-95 Zat pemutih pada roti

PDI 70-80 Adonan bakery, donat, minuman,

hidrolisat protein sayuran, sereal

untuk bayi

PDI 35-45 Farmasi, sereal untuk bayi, olahan

daging, minuman, hidrolisat protein

sayuran, bakery, pakan hewan

peliharaan, pengganti susu hewan

PDI 8-20 Farmasi, sereal untuk bayi, olahan

daging, pakan hewan peliharaan,

pengganti susu hewan

Sumber : Horan (1967) di dalam Pomeranz (1991)

F. ANTIOKSIDAN

Oksidatif stres terjadi ketika produksi molekul berbahaya yang

disebut radikal bebas terjadi. Radikal bebas merupakan atom atau molekul

aktif yang memiliki kelebihan atau kekurangan jumlah muatan elektron.

Radikal bebas tersebut misalnya anion superoksida, radikal hidroksil, logam

transisi seperti besi dan tembaga, asam nitrat, dan ozon (Oboh, 2006).

Radikal bebas yang mengandung oksigen dikenal dengan nama reactive

oxygen species (ROS).

Reactive oxygen species (ROS) seperti radikal superoksida (O2.),

radikal hidroksil (OH.) dan radikal peroksil (ROO.) dapat terbentuk secara

alami dalam proses metabolik. Kerusakan oksidatif disebabkan oleh adanya

ROS pada lemak, protein dan asam nukleat yang dapat memicu terjadinya

berbagai penyakit berbahaya seperti penyakit jantung koroner,

atherosklerosis, dan kanker (Wong, et al., 2006). Senyawa yang dapat

menghambat terjadinya reaksi oksidasi disebut antioksidan. Antioksidan

dapat melawan terbentuknya ROS dengan tiga mekanisme yaitu dengan cara

menangkap radikal bebas, membentuk kompleks dengan logam-logam

prooksidan, dan berperan sebagai senyawa pereduksi.

Winarno (1992) mengklasifikasikan antioksidan menjadi 2 jenis

yaitu antioksidan primer dan antioksidan sekunder. Antioksidan primer

adalah suatu zat yang dapat menghentikan reaksi berantai pembentukan

radikal yang melepaskan hidrogen. Antioksidan alami yang tergolong primer

adalah tokoferol, lesitin, fosfatida, sesamol, gosipol, dan asam askorbat.

Antioksidan sekunder adalah suatu zat yang dapat mencegah kerja

prooksidan sehingga dapat digolongkan sebagai sinergik. Beberapa asam

organik tertentu, biasanya asam di- atau trikarboksilat, dapat mengikat

logam-logam (sequestran). Contoh dari antioksidan sekunder adalah asam

sitrat dan EDTA.

Antioksidan penting dalam mencegah penyakit pada manusia.

Komponen antioksidan memiliki fungsi sebagai penangkal radikal bebas,

membentuk kompleks dengan logam prooksidan, agen pereduksi dan

menghentikan pembentukan singlet oxygen (Andlaues dan Furst, 1998 di

dalam Rajeshwar, et al., 2005). Polifenol alami memiliki aktivitas

antioksidan dengan cara menangkap radikal bebas, mengkelat katalis logam,

mengaktivasi enzim antioksidan, mereduksi α-tokoferol radikal, dan

menghambat oksidase (Oboh, 2006).