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