UBI KAYU / SINGKONG (MANIHOT ESCULENTA)

Salah satu jenis umbi-umbian yang penting di daerah tropis.

Berprospek baik di masa depan. Kelebihannya yaitu dapat tumbuh di tanah yang relatif

kurang subur dan kering, mudah dipelihara, mempunyai daya tahan yang relatif tinggi terhadap penyakit, mampu bersaing dengan berbagai tumbuhan pengganggu, produksinya tinggi.

Dapat dimakan sebagai makanan pokok penduduk di beberapa daerah serta dapat digunakan sebagai komoditas ekspor.

Sebagai tanaman rakyat, ubi kayu lebih berperan sebagai pangan penduduk di daerah rawan pangan.

BAGIAN-BAGIAN TANAMAN UBI KAYU (MANIHOT UTILISIMA POHL)

IRISAN MELINTANG UMBI UBI KAYU.

PENGOLAHAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU

Pengolahan Tapioka Pemilihan Bahan Baku Pengupasan dan Pencucian Pemarutan/Penggilingan Penyaringan Pengendapan dan Pemurnian Pati Pengeringan Pengemasan Pengolahan Tepung Ubi kayu (Tepung Kasava) Pembuatan Tepung Asia

III. PENGOLAHAN SINGKONG A. TAPIOKA

Pati ubikayu disebut juga tapioka diperoleh dari pengolahan umbi tanaman ubikayu (Manihot esculenta, Crantz).

Sifat-sifat tapioka ; 1. bentuk bulat, permukaan datar salah satu sisi ada celahnya berbentuk konus yg meluas ke arah hilum. 2. Ukuran granula pati ; kecil 5 - 15 mikron, sedang 16 - 25

mikron & besar 26 – 35 mikron Penggunaan tapioka : utk pangan & non pangan. Utk pangan : krupuk, makroni, roti/kue, sirup dll. Utk non pangan : lem, industri tekstil sebagai sizing agent.

STRUKTUR ANATOMIS UBIKAYU

Ditinjau dari segi botani umbi ubikayu sebenarnya merupakan umbi akar.

Akar yg telah mengalami perubahan sedemikian rupa berubah fungsinya sebagar bagian utk menyimpan makanan yg berupa karbohidrat (pati).

Secara anatomis ubikayu terdiri atas : 1. kulit. Kulit terdiri atas kulit luar yg tipis & kulit dalam yg tebal (korteks). 2. Daging umbi (silinder pusat), Banyak patinya. 3. Tulang umbi (core), merupakan bagian tengah dari umbi.

KOMPOSISI KIMIA UBIKAYU

Tabel. Komposisi kimia ubikayu

Selain komponen tersebut juga terdapat HCN yg dalam keadaan bebas

atau terikat. Jumlahnya bervariasi, yg banyak HCN adalah ubikayu varietas SPP (Sao

Pedro Petro) = varietas ubikayu pahit. Varietas ubikayu manis kadar HCN-nya rendah.

Komponen jumlah Air Pati Protein Lemak Abu selulosa

60-70% 22-31%

3% 1%

0,5% 2%

SYARAT MUTU UBIKAYU YANG AKAN DIOLAH MENJADI TAPIOKA 1. Segar ubikayu yang akan diolah menjadi tapioka harus segar

tidak lebih dari 48 jam setelah panen. Jika lebih dari 48 jam ubikayu akan “poyo”, warna coklat

kehitaman yg akan menurukan kualitas tapioka. Ubikayu “poyo” disebabkan karena adanya enzim polifenol

oksidase. Enzim tersebut jika kontak dg udara dan dengan adanya substrat polifenol akan membentuk senyawa quinon yang berwarna kecoklatan.

2. Tidak cacat, tidak busuk dan tidak berjamur. 3. Umur ubikayu optimum, kadar patinya optimum sehingga

rendemen yang diperoleh besar.

PENGOLAHAN TAPIOKA

(1) Cara tradisional dilakukan oleh para pengusaha kecil atau pabrik tapioka kasar dengan

produk akhir berupa aci kasar yang masih harus diolah lagi menjadi tapioka halus

(2) Cara modern dilakukan oleh pabrik-pabrik besar dengan peralatan dan mesin yang

dapat mengolah ubi kayu dalam skala besar. Perbedaan utama terletak pada cara penghancuran umbi, pemisahan

pati/pengendapan dan pada produk akhir.

Tahapan utama pembuatan tapioka adalah Pemisahan granula pati yang terperangkap di dalam sel bersama-

sama dengan komponen protoplasma lainnya seperti protein, lemak, karbohidrat dan komponen lainnya. Pemisahan dilakukan dengan proses purifikasi di dalam fase air.

CARA PENGOLAHAN UBIKAYU MENJADI TAPIOKA

Prinsip pengolahan pati : Memisahkan granula pati dari bahan non pati.

Pengolahan ubikayu menjadi tapioka terdiri atas: 1. Pengupasan kulit & pencucian. 2. Pemarutan. 3. Ekstraksi & penyaringan. 4. Pemisahan/Pengendapan. 5. Pengeringan 6. Penggilingan 7. Pengayakan 8. pengemasan & penyimpanan

KETERANGAN PROSES PENGOLAHAN 1. Pengupasan Tujuan : utk menghilangkan kotoran & kulit luar yg

menempel pd ubikayu. Alat yg digunakan : bak yg dilengkapi dg baling-baling. 2. Pencucian Tujuan : utk menghilangkan atau membersihkan kotoran

yg melekat pada ubikayu dg menggunakan air. 3. Sortasi Tujuan : utk menghilangkan bonggol ubikayu, sehingga

memudahkan dlm proses pemarutan. Selain itu juga utk memisahkan ubikayu yg busuk.

LANJUTAN

4. Pemarutan Tujuan : menghancurkan sel-sel ubikayu, sehingga granula-

granula yg terdapat di dalam sel-sel ubikayu menjadi bebas dan mudah dikeluarkan/diekstraksi.

5. Penyaringan Tujuan : utk memisahkan hasil parutan menjadi susu pati

dan ampasnya. 6. Ekstraksi Tujuan : mengeluarkan granula pati dari sel-sel ubikayu

dengan menggunakan air sekaligus memisahkan larutan pati dari ampasnya.

LANJUTAN

Tahapan utama pengolahan pati ubi kayu : Penghancuran sel-sel parenkim dan pemisahan butiran pati

dari bahan-bahan lain yang tidak larut. Pekerjaan ini dapat dilakukan dengan pemarutan (tradisional) atau penggilingan dengan mesin crusher (modern). Proses pada tahapan ini meliputi proses pengupasan, pencucian dan pemarutan atau penggilingan.

Ekstraksi dan pemisahan pati dan serat/ampas dengan cara pemerasan dan penyaringan hancuran umbi hasil pemarutan dengan alat penyaring yang biasanya terdiri dari kain tipis atau kawat halus. Untuk melepaskan pati dari jaringan serat, peranan air sangat penting. Jumlah air yang digunakan sangat menentukan rendemen pati yang dihasilkan. Biasanya untuk 1 ton ubi kayu diperlukan sekitar 14.000 – 18.000 liter air.

LANJUTAN

7. Pemisahan Tujuan utk memisahkan pati dari komponen non pati yaitu

getah dan air. Pemisahan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu : a. Pengendapan : susu pati dibiarkan, maka pati akan mengendap. b. separasi dg alat separator, prinsip kerja berdasarkan perbedaan berat jenis antara komponen pati dan non pati. 8. Pengeringan Tujuan : utk menghilangkan sebagian besar air dari pati

basah. Ada 2 Cara : pengeringan dg sinar matahari & dg alat flash

drier.

Pengendapan butir-butir pati hasil ekstraksi dalam bak pengendap atau lajur-lajur pengendap diikuti dengan pencucian endapan. Pada industri besar pemisahan butiran pati dilakukan dengan sentrifugasi.

Pengurangan kadar air tapioka basah sampai kadar air tertentu sehingga bahan tersebut menjadi awet. Fase ini terdiri dari proses pengeringan dengan cara penjemuran atau dengan pengering buatan (oven). Hasil dari proses ini adalah berupa butiran-butiran tapioka kasar.

Penggilingan tapioka kasar dengan mesin penggiling dilanjutkan pengayakan sampai diperoleh kehalusan tepung dengan ukuran mesh tertentu (60 – 80 mesh).

LANJUTAN

Pengeringan pati basah dg alat pengeringan flash drier waktunya lebih singkat sekitar 60 detik.

Suhu yg digunakan 100-150oC. Mutu pati lebih terjamin daripada dg pengeringan tradisional. 9. Pengemasan Tujuan : a. mencegah peningkatan kadar air pati. b. mencegah kontaminasi c. memudahkan dalam penyimpanan dan pemasaran. ~ Pengemas yg digunakan kantong plastik rangkap 2 dan dijahit. ~ kantong bagian luar terdapat tulisan tentang identitas produk. ~ Berat pati tiap kantong 50 kg.

DIAGRAM ALIR PROSES PENGOLAHAN TAPIOKA INDUSTRI SKALA MENENGAH

Ubi kayu segar

Penggilingan

Pengupasan dan pencucian

Perajangan Pemarutan

Pengeringan Pemerasan Pemerasan

Penggilingan

Pengayakan Pengendapan

Air perasan Ampas Ampas Air perasan

Pengendapan

Pengeringan Pengeringan Pengeringan Pengeringan

Pencampuran Pencampuran

Penggilingan Penggilingan

Tepung kasava Tepung Kasava Tepung Kasava

Skema Pembuatan Tepung Ubi kayu (Kasava)

UBI KAYU KUPAS, 41 ppm

DIPARUT 38,07 PPM / 7,2 %

DIRENDAM-TIRISKAN

DIPRES 30,93 PPM / 24,6 %

DIPARUT 37,35 ppm / 37,7 %

DIPRES 25,55 PPM / 37,7 %

16,15 14,29 11,30 12,91 12,36 10,01 (60,7%) (65,2%) (72,5%) (68,5%) (69,9%) (75,6%)

DIJEMUR DIOVEN

DIJEMUR DIGILING

DIOVEN DIJEMUR

DIJEMUR

DIAYAK ( 30 – 40 MESH )

Tingkat penghilangan HCN pada tiap tahapan pengolahan tepung ubi kayu

PENGOLAHAN TEPUNG UBI KAYU (TEPUNG KASAVA)

Ubi kayu segar (bersih) 1000 kg 35% padatan

Pati 252 kg 88% padatan Protein = 0,2% Abu = 0,15% PH = 4,5 – 5,5

Sludge 120 kg 10% padatan Protein = 35%

Pakan ternak 114 kg 85% padatan Protein = 25% Karbohidrat = 30%

SIFAT FISIKO KIMIA TEPUNG DAN PATI UBI KAYU

Derajat Putih Sifat Mikroskopik Granula Pati Kekuatan Gel Pola Analisa Amilograph Kriteria Mutu Tepung dan Pati Ubi kayu

a. Ukuran partikel (Mesh) b. Penampakan c. Serat (pulp) d. Viskositas (kekentalan) e. Kadar abu f. Kadar Air g. Keasaman h. Kadar HCN

Komposisi Kimia Tapioka dan Tepung Ubi kayu

Komposisi Tapioka

Tepung

(%,db) ubi kayu Air (wb) 11,47 8 – 11

Abu 0,06 1 – 2 Lemak 0,19 0,46 - 0,55 Protein 0,76 0,86 - 1,22 Serat 0,03 1,12 – 2,39

Karbohidrat 87,52 86,44 – 89,31 Pati 85,19 74,48 – 78,24

Amilosa 22,51 18,80 - 20,80 Total gula 1,43 5,68 - 7,38

HCN (ppm) 0,40 11,16 – 20,53

Standar mutu tapioka (SNI 01-3451-1994)

Karakteristik Syarat

I II III Kadar air, % b/b, maks. 15 15 15 Kadar abu, % b/b, maks 0,60 0,60 0,60

Serat dan kotoran, % b/b, maks

0,60 0,60 0,60

Derajat Putih (BaSO4 = 100)

min. 94,5 min. 92,0 Kurang dari 92,0

Kekentalan 0Engler 3 – 4 2,5 – 3 Kurang dari 2,5 Derajat asam kurang dari 3 ml

1N NaOH/100gr kurang dari 3 ml 1N NaOH/100gr

kurang dari 3 ml 1N NaOH/100gr

Kadar HCN, % b/b Negatif Negatif Negatif

NO JENIS UJI SATUAN PERSYARATAN

1 Keadaan

1.1 Bau Khas Ubi kayu

1.2 Rasa - Khas Ubi kayu 1.3 Warna - Putih 2 Benda – Benda Asing - Tidak Boleh Ada 3 Serangga - Tidak Boleh Ada 4 Jenis Pati - Khas Ubi kayu 5 Abu, % b/b - Maks. 1,5 6 Air, % b/b - Maks. 12 7 Derajat Putih, % b/b (BaSO4) - Min. 85 8 Serat Kasar, % b/b - Maks. 4 9 Derajat Asam, ml N NaOH

100 g - Maks 3

10 Asam Sianida mg/kg Maks. 40

Standar mutu tepung ubi kayu (SNI 01-2997-1996)

NO JENIS UJI SATUAN PERSYARATAN

11 Kehalusan (lolos ayakan 80 mesh), %

- Min. 90

12 Pati, % b/b - Min. 75 13 Bahan tambahan makanan (bahan

pemutih dan pematang tepung) Sesuai SNI 01-0222-1995

14 Cemaran Logam

14.1 Timbal (Pb) mg/kg Maks. 1,0 14.2 Tembaga (Cu) mg/kg Maks. 10,0 14.3 Seng (Zn) mg/kg Maks. 40,0 14.4 Raksa (Hg) mg/kg Maks. 0,05 15 Arsen (As) mg/kg Maks. 0,5 16 Cemaran Mikroba

16.1 Angka Lempeng koloni/g Maks. 1.0 x 106 16.2 E. Coli koloni/g Maks. 10 15.3 Kapang koloni/g Maks. 1.0 x 104

PENGGUNAAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU

Pati dan bentuk yang termodifikasi digunakan langsung

untuk memasak, pengental pada produk sop, makanan bayi, saus, pengisi, tablet dan produk-produk farmasi lainnya, sebagai bahan pengikat yang berguna untuk memperbaiki tekstur selama proses pemasakan seperti pada produk sosis dan olahan daging lainnya, dan sebagai stabilizer dengan tujuan meningkatkan kapasitas pengikatan air (water holding capacity).

Pati ubi kayu dapat dikonversi menjadi sirup glukosa atau

dekstrosa kristal. Kedua produk tersebut bersaing dengan sukrosa untuk penggunaannya pada produk buah kaleng, konfeksionari, jam, jelly, preserve, es krim, produk bakery, farmasi, minuman dan fermentasi alkohol.

PENGGUNAAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU

Manfaat tepung ubi kayu sangat luas. Tepung ubi

kayu dapat digunakan sebagai bahan baku utama atau sebagai bahan campuran untuk pembuatan berbagai jenis makanan antara lain roti, mie, kue-kue, donat, biskuit, dan lainnya. Tepung ubi kayu dapat digunakan untuk mensubstitusi tepung terigu dalam pembuatan produk-produk pangan seperti roti, biskuit, pasta dan kue. Disamping itu tepung kasava merupakan komoditas ekspor dan sebagai bahan pangan penganekaragaman menu makanan pokok rakyat (tiwul)

PRODUK BAKERY

Analisa farinograph adonan roti

Parameter

Tingkat substitusi tepung ubi kayu

0 5 10 15 Daya serap air (%) Waktu pembentukan adonan (mnt) Waktu puncak Stabilitas adonan

62 20 - -

62 15.5 5.5 6.5

61.5 13 3 6

61 10.5

2 5

Roti tawar = 100% tepung terigu. Roti tawar dari tepung ubi kayu modifikasi proses terutama dalam jumlah air yang digunakan dan waktu pengadukan.

Semakin tinggi tingkat substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu, daya kembang roti semakin menurun

Selain itu pembuatan roti dengan menggunakan tepung non terigu memerlukan tambahan beberapa bahan yang berkaitan dengan tidak tersedianya protein dalam bentuk gluten sebagaimana yang terkadung dalam tepung terigu.

Gluten sendiri berfungsi untuk mempertahankan udara yang masuk kedalam adonan pada saat proses pengadukan dan gas yang dihasilkan oleh ragi pada waktu fermentasi sehingga adonan menjadi mengembang.

Pembuatan roti dari tepung ubi kayu memerlukan

adanya penambahan bahan-bahan pengikat butir pati (bread improver).

Antara lain xanthan gum dan bahan-bahan lain seperti CMC (carboksimetilcelulose), alginat, gliseril monostearat dan lain sebagainya. Bahan-bahan ini akan meningkatkan daya tarik menarik

antar butir-butir pati sehingga sebagian besar gas yang terdapat di dalam adonan dapat dipertahankan. Dengan demikian akan dihasilkan adonan yang cukup

mengembang dan pada akhirnya akan diperoleh roti dengan volume yang relatif besar, remah yang halus dan tekstur yang lembut.

Substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu dalam selang 10 – 40% menghasilkan roti manis yang masih dapat diterima.

Dalam pembuatan biskuit dan cookies penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu mampu menurunkan

kekuatan gluten dan merupakan bahan yang perlu ditambahkan jika kandungan protein dalam tepung terigu terlalu tinggi karena akan menyebabkan biskuit atau cookies yang dihasilkan menjadi keras. Dengan demikian penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu dapat

meningkatkan volume dan kerenyahan biskuit atau cookies. Penggunaan tapioka untuk biskuit manis maupun asin berkisar pada

konsentrasi 5 – 10 % untuk mendapatkan biskuit dengan tekstur yang lebih empuk, meningkatkan cita rasa dan menurunkan kelengketan di dalam mulut. Sedangkan perbandingan tepung ubi kayu terhadap tepung terigu

dalam pembuatan biskuit yang menghasilkan karakteristik yang baik adalah 7 : 3.

KONFEKSIONERI Pati dan pati yang termodifikasi digunakan untuk

berbagai macam permen seperti jelly beans, toffee, hard dan soft gums, hard candy, fondant dan sebagainya.

Biasanya pati digunakan untuk membuat gum, pasta dan permen lainnya, terutama untuk mempermudah pencetakan dan bahan pelumur sehingga tidak lengket.

Penggunaan dekstrosa yang merupakan hasil hidrolisis pati tapioka mampu mencegah kristalisasi pada hard candy serta menurunkan higroskopisitas dari produk akhir.

BUAH KALENGAN, JAM & PRESERVE (OLAHAN BUAH

DENGAN GULA) Menggunakan dekstrosa dari tapioka

menggantikan sukrosa yg membantu untuk : mempertahankan tingkat padatan dalam produk

tanpa memberikan adanya efek kemanisan yang berlebih sehingga flavor buah-nya masih dapat dirasakan.

mencegah kristalisasi gula.

MONOSODIUM GLUTAMAT (MSG) Pati ubi kayu dan molase sbg bahan baku utama. Pati biasanya dihidrolisis menjadi glukosa dengan

pemanasan dalam larutan asam hidroklorat atau asam sulfat pada tekanan tertentu.

Glukosa difilter dan dikonversi menjadi asam glutamat dengan fermentasi bakterial.

Asam glutamat yang dihasilkan dimurnikan, difilter dan diperlakukan dengan soda kaustik untuk memproduksi monosodium glutamat.

PRODUKSI KARAMEL KOMERSIAL

Karamel adalah zat pewarna makanan,

konfeksionari dan minuman yang lebih disukai terbuat dari glukosa daripada sukrosa karena lebih murah.

Jika gula inversi, dekstrosa atau glukosa dipanaskan maka akan terbentuk senyawa yang sangat berguna sebagai flavouring agent.

PEMBUATAN TEPUNG ASIA

Onggok sebagai ampas dari ekstraksi pati. Onggok laku dijual sebagai bahan baku pakan

ternak Disamping itu onggok ini merupakan bahan baku

pembuatan tepung asia. Tepung asia adalah tepung yang dihasilkan dari

onggok melalui proses Pengeringan Pengggilingan Pengayakan Tepung asia dapat digunakan sebagai bahan

pencampur dalam pembuatan kerupuk dengan daya kembang yang cukup baik.

Pengolahan onggok 1. Pengepresan

Pengepresan ampas pati dilakukan dengan cara meletakkan ampas pati yang telah dibungkus dengan kain dibawah tumpukan batu atau benda berat lain. Waktu pengepresan lebih kurang 5 – 12 jam atau satu hari.

2. Pembuatan bongkahan onggok Ampas pati yang sudah ditumpuk beberapa hari atau yang sudah

dipres dibuat berbongkah dengan kepalan tangan.

3. Pengeringan Pengeringan onggok bertujuan untuk mengurangi kadar air

onggok sampai batas air tertentu, sehingga onggok tersebut awet. Pengeringan dilakukan dengan cara penjemuran, yaitu bongkahan-bongkahan onggok basah diletakkan di atas jemurannya sampai kering. Penjemuran onggok kadang-kadang di tempat yang tidak cukup memperoleh sinar matahari, sehingga terjadi penjamuran onggok yang menyebabkan mutu onggok turun.

Pengolahan onggok belum diperhatikan betul oleh para pengusaha pabrik tapioka kasar, sebab harga onggok relatif murah tetapi usaha yang diperlukan untuk pengolahannya hampir sama dengan usaha yang diperlukan untuk tapioka kasar.

Proses pengolahan dan peralatan pengolahan umbi ubi kayu yang sederhana dapat menghasilkan lebih kurang 25 –35 kilogram tapioka kasar kering dan lebih kurang 5 – 10 kilogram onggok kering dari 100 kg bahan baku umbi kayu tanpa kulit.

Gambaran Umum Pemanfaatan Ubi kayu Dalam Industri

Produk Olahan Ubi Kayu Konsumen Pengguna

1.Tapioka 2.Onggok 3.Asam Sitrat 4.Single Cell Protein 5.Enzim 6.Tapioka Pearls 7.Dekstrin 8.Pati Modifikasi 9.Glukosa 10.Ethanol 11.Asam-Asam Organik 12.Senyawa Kimia Lain 13.Protein 14.Sirup Fruktosa 15.Glukosa Kristal 16.Gaplek 17.Pellet 18.Tepung Kasava 19.Cassapro

Industri pangan Industri pakan ternak Industri pangan atau kimia Industri pakan ternak Industri gula atau kimia Industri pangan Industri tekstil dan farmasi Industri pangan Industri pangan Industri kimia Industri kimia dan pangan Industri kimia/farmasi Industri pangan Industri pangan Industri farmasi/kimia Industri pangan Industri pakan ternak Industri pangan Industri pakan ternak

TUGAS RUMAH

1. Jelaskan sifat-sifat fisikokimiawi tapioka ? 2. Jelaskan pengaruh sifat-sifat tersebut terhadap

penggunaannya dalam industri pangan maupun non pangan ?

3. Bagaimanakah sifat-sifat mi jika dibuat dari produk tapioka ?