Modifikasi Fisik Annealing Tepung Uwi Ungu Untuk Roti Tawar Tersubstitusi Dan Indeks Glisemiknya

Seminar Nasional : Kedaulatan Pangan dan Energi

Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura Juni, 2012

MODIFIKASI FISIK (ANNEALING) TEPUNG UWI UNGU UNTUK ROTI

TAWAR TERSUBSTITUSI DAN INDEKS GLISEMIKNYA

Mojiono, Fitriya Jailani, Sandra Kusumawardani, Candytias Puspitasari, Atiqatul

Maula, dan Umi Purwandari

Program Studi Teknologi Industri Pertanian Universitas Trunojoyo Madura

Contac person : Prodi TIP-FP UTM, PO Box 2 Kamal, Madura 69162

ABSTRAK

Teknologi modifikasi pada tepung non konvensional memungkinkan menaikkan

kemampuan subtitusi terhadap terigu pada produk roti dan menaikkan kadar pati

resistan. Peningkatan kadar pati resistan pada produk pangan dapat diaplikasikan untuk

penderita Diabetes Melitus. Tujuan penelitian ini adalah melakukan modifikasi fisik

pada tepung uwi sehingga menghasilkan tepung dengan sifat tekstural yang lebih kuat

dan membuat roti tawar rendah indeks glisemik (sama dengan atau kurang dari 55)

menggunakan tepung uwi ungu termodifikasi. Metode modifikasi yang digunakan

adalah hidrotermal annealing. Faktor penelitian adalah suhu (40, 45, 50, 55, 60C) dan

waktu (1, 6, 12, 18, dan 24 jam). Modifikasi tepung uwi ungu dengan annealing (ANN

F) mengakibatkan perubahan sifat fisik dan gelatinisasi tepung, antara lain penurunan

peak viscosity dan final viscosity, serta kenaikan peak time. Aplikasi ANN F dengan

subtitusi 50% pada roti menghasilkan tekstur dan volume pengembangan yang tidak

lebih baik dari terigu, namun kondisi tersebut dapat diperbaiki dengan penambahan gum

arab hingga 3%. IG yang dicapai adalah 93,19, nilai ini masih cukup tinggi untuk

mencapai nilai IG medium. Ketidakefektifan proses modifikasi tepung uwi ungu dalam

menurunkan IG roti tawar, kemungkinan karena sifat dasar tepung uwi yang menjadi

lebih mudah tercerna justru karena annealing.

Kata kunci: annealing, roti tawar, indeks glisemik

PENDAHULUAN

Salah satu problem kesehatan yang banyak dihadapi masyarakat dunia adalah

diabetes melitus (DM). Penyakit yang disebabkan oleh tingginya kadar gula darah ini

menjadi penyakit mematikan dan dapat menyerang siapa saja. Pola diet yang salah

dapat memperparah kondisi penderita, misalnya mengonsumsi makanan yang dapat

menaikkan kadar gula darah secara drastis. Sehingga penderita DM membutuhkan

asupan makanan yang tidak menimbulkan kenaikan gula darah secara drastis.

Makanan yang memiliki indeks glisemik rendah adalah makanan yang sangat

baik dikonsumsi penderita DM karena tidak menimbulkan kenaikan gula darah secara

drastis. Indeks glisemik (IG) adalah tingkatan pangan menurut efeknya terhadap gula

darah (Nugraha, 2008). Pangan yang menaikkan kadar gula darah dengan cepat

memiliki IG tinggi. Sebaliknya, pangan yang menaikkan kadar gula darah dengan

lambat memiliki IG rendah.

Uwi ungu (Discorea alata L. Var purpurea) mempunyai potensi sebagai bahan

pangan fungsional yang rendah IG. Berdasarkan referensi yang ada, uwi memiliki

komponen fungsional, seperti mucin, dioscin, allontin, cholin dan asam amino esensial

(Bhandari, Kasai, & Kawabata 2003 dalam Li et al. 2011). Laboratorium Rekayasa

Artikel ini telah di presentasikan pada Seminar Nasional Kedaulatan Pangan dan Energi 2012

Fakultas Pertanian, Universitas Trunojoyo Madura, Juni 2012

Juni, 2012 Seminar Nasional : Kedaulatan Pangan dan Energi Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura

Pangan Univ Trunojoyo Madura tengah mengkaji penggunaan tepung uwi untuk

mensubstitusi terigu pada pembuatan roti tawar fungsional. Hasil penelitian Suprianto

(2009) menunjukkan bahwa perlakuan proporsi tepung terigu dan tepung uwi (80:20)

memberikan hasil terbaik jika ditinjau dari kadar amilosa dan kadar mucilage karena

mempunyai sifat fungsional yang lebih tinggi yaitu kadar amilosa (29,22%) dan kadar

mucilage (2,08%). Milanita (2010) menambah proporsi tepung uwi dalam roti tawar

menjadi 30% dengan menggunakan gum Arabik hingga 0,75% untuk mendapatkan roti

tawar yang dapat diterima pengguna. Penelitian yang belum terpublikasi (Purwandari

2011) menunjukkan penurunan indeks glisemik roti tawar menjadi 79 (indeks glisemik

medium) dengan penggunaan tepung uwi ungu sebanyak 20% pada roti tawar.

Dengan demikian, diperlukan penggunaan lebih banyak lagi tepung roti uwi

ungu pada roti tawar agar dapat memiliki indeks glisemik rendah (di bawah 55). Salah

satu cara yang bisa ditempuh adalah dengan memodifikasi tepung uwi ungu. Hoover et

al. (2010) memaparkan beberapa metode modifikasi pati, antara lain annealing.

Menurut Jayakodi et al. (2008), perlakuan hidrotermal annealing meningkatkan

kekompakan komponen pati (crystalline perfection) dan interaksi rantai pati.

Modifikasi tepung dapat memperkuat gel suatu tepung sehingga mampu menahan

karbondioksida selama proses pembuatan roti tawar yang akan menentukan

pengembangannya. Diharapkan dengan modifikasi tepung uwi dan kombinasi dengan

gum arab (Acasia senegal), maka dapat disubstitusikan tepung uwi ke roti tawar lebih

dari 50% berat tepung keseluruhan, tanpa mempengaruhi sifat tekstur dan sensoris roti

tawar yang dihasilkan, serta menurunkan indeks glikemik hingga menjadi rendah.

METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada Februari-Mei 2012 di Laboratorium Teknologi

Industri Pertanian dan Laboratorium Tanah Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo

Madura, Laboratorium Penelitian THP Universitas Brawijaya Malang, SEAFAST

CENTER IPB, dan BPKI Surabaya.

Desain Penelitian

Faktor penelitian ini adalah suhu (X1) dan lama annealing (X2). Suhu yang

digunakan adalah 40, 45, 50, 55, 60C selama 1, 6, 12, 18 dan 24 jam (Chung et al.

2000). Penelitian ini menggunakan rancangan Respon Surface Methodology (RSM)

dengan 13 kombinasi perlakuan (Tabel 1). Parameter penelitian dibagi menjadi dua

kelompok, (1) parameter tepung hasil modifikasi dan (2) parameter roti tawar

fungsional. Parameter tepung hasil modifikasi adalah uji sifat fisik yaitu water solubility

index (WSI), water absorption index (WAI); profil gelatinisasi yaitu:, peak viscosity

(PV), final viscosity (FV), peak time (PT). Sementara itu, parameter roti tawar adalah

volume pengembangan, hardness, dan Indeks Glikemik (IG).

Tabel 1. Tabel Kombinasi Perlakuan

Run X1 X2 Suhu

(C) Waktu (jam) Kode Perlakuan

1 -1 -1 45 6 S45/W6

2 -1 1 45 18 S45/W18

3 1 -1 55 6 S55/W6

4 1 1 55 18 S55/W18

5 0 0 50 12 S50/W12





6 0 0 50 12 S50/W12

7 0 0 50 12 S50/W12

8 0 0 50 12 S50/W12

9 0 0 50 12 S50/W12

10 1.414 0 60 12 S60/W12

11 -1.414 0 40 12 S40/W12

12 0 1.414 50 24 S50/W24

13 0 -1.414 50 1 S50/W1

Sumber: Fang et al. (1994) dalam Oramahi (2008)

Pembuatan Tepung, Modifikasi Tepung, dan Pembuatan roti

Uwi dikupas kemudian dicuci bersih dengan air, selanjutnya diiris tipis dan

direndam dengan larutan natrium metabisulfit 0,2% selama 30 menit. Metode ini

mengacu pada penelitian Milanita (2010). Proses berikutnya adalah pengeringan pada

suhu 40C selama 6 jam. Uwi dihaluskan dan diayak (mesh 60). Selanjutnya, tepung

diproses untuk modifikasi. Sebanyak 45 g tepung uwi ungu ditambahkan akuades

sebanyak 27 ml. Selanjutnya campuran dimasukkan ke dalam water bath (suhu 40-

60C, selama 1-24 jam). Selanjutnya, tepung dikeringkan menggunakan oven pada

suhu suhu 40C (selama 5 jam). Tepung annealing dihaluskan dan diayak

menggunakan mesh 60. Tepung pasca modifikasi dipersiapkan untuk pembuatan roti

tawar. Sebanyak 400 g tepung komposit (terigu : uwi ungu termodifikasi = 50% : 50%)

dicampur dengan bahan (ragi 6 g, gula 20 g, garam 1 g, susu skim 8 g, mentega 16 g,

beaker 1,2 g, gum 1, 2, 3%) sampai membentuk adonan. Adonan difermentasi selama

1,5 jam dan dioven pada suhu 170C-180C selama 45 menit.

Pengujian Sifat Fisik dan Profil Gelatinisasi

Analisis fisik tepung meliputi Water Absorption Index (WAI) dan Water

Solubility Index (WSI) mengikuti prosedur Hsu et al. (2003). Sedangkan data profil

gelatinisasi diperoleh dari pembacaan grafik pada uji Rapid Visco Amilograph (RVA).

Pengujian Tekstur dan Volume Pengembangan Roti

Data profil tekstur diperoleh dari pembacaan grafik pada penetrometer.

Pengujian volume dilakukan dengan penimbangan roti utuh ANN F (gum arab 1%, 2%,

3%) dan WHT F sehingga diperoleh W1. Selanjutnya, roti dipotong berbentuk kubus

dengan ukuran panjanglebartinggi yang sama (V = 32,77 cm3), dan ditimbang

sehingga diperoleh W2. Volume pengembangan diperoleh dengan persamaan berikut:

Pengujian Indeks Glikemik

Sedangkan IG dihitung berdasarkan data penurunan gula darah yang diujikan

secara in vivo pada 10 orang panelis. Panelis dipilih berdasarkan Body Mass Index

(BMI) antara 17-25. Pengukuran gula darah dilakukan pada kontrol (roti tawar terigu -

WHT F) dan roti uwi ungu termodifikasi (ANN F). Data gula darah diperoleh

menggunakan alat GlucoDr. Nilai IG diperoleh berdasarkan perhitungan melalui Area

Under Curve (AUC).




HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Sifat Fisik dan Profil Gelatinisasi

Hasil pengujian untuk parameter WSI, WAI, PV, FV, dan PT ditampilkan pada

Gambar 1. Nilai WSI yang dikehendaki setelah di annealing adalah semakin rendah.

Nilai WSI cenderung naik pada perlakuan suhu dan waktu sedang. Tren yang sama juga

terjadi pada suhu dan waktu yang semakin tinggi mengakibatkan nilai WSI yang

rendah. Sedangkan pada level suhu dan waktu yang sedang, nilai WSI berada pada area

tertinggi (64%). Secara statistik (Tabel 2), suhu (X1) dan waktu (X2) mempunyai

korelasi negatif dan positif secara berturut-turut dengan nilai WSI. Hanya saja,

pengaruh suhu terlihat lebih besar dibandingkan pengaruh yang diberikan waktu. Kedua

faktor tersebut tidak menunjukkan beda nyata secara statistik (P 0,05).

Nilai WAI yang dikehendaki setelah dilakukan annealing semakin rendah. Nilai

WAI cenderung semakin kecil pada kombinasi perlakuan suhu tinggi dan waktu yang

singkat. Kombinasi perlakuan suhu rendah dan waktu yang lama juga terlihat

memberikan nilai WAI yang cenderung semakin kecil. Sedangkan kombinasi perlakuan

sedang menghasilkan nilai WAI yang paling besar berkisar 9,7 g/g. Suhu (X1)

menunjukkan korelasi negatif terhadap WAI, sedangkan waktu (X2) juga menunjukkan

korelasi negatif terhadap WAI. Nilai R2 cukup tinggi yaitu 71,1%, angka ini

menunjukkan bahwa variabel respon dipengaruhi oleh faktor suhu dan waktu secara

bersama-sama sebesar 71,1% dan dipengaruhi faktor yang lain sebesar 23,9%.

Meskipun secara statistik kedua faktor tersebut tidak signifikan (P 0,05).

Tabel 2. Pendekatan koefisien persamaan regresi

Parameter Faktor Koefisien P R2

WSI

Konstanta 63,84 0,00 *

55,00%

Suhu -0,85 0,37 NS

Waktu 0,54 0,56 NS

Suhu * Suhu -1,62 0,13 NS

Waktu * waktu -1,97 0,08 NS Suhu * Waktu -1,15 0,39 NS

WAI

Konstanta 9,53 0,00 *

71,10%

Suhu -0,01 0,85 NS

Waktu -0,04 0,54 NS

Suhu * Suhu -0,16 0,05 *

Waktu * waktu -0,15 0,06 NS

Suhu * Waktu 0,24 0,03 *

Peak Viscosity

Konstanta 683,60 0,001 *

82,00%

Suhu -278,00 0,031 *

Waktu -441,10 0,004 *

Suhu * Suhu -130,10 0,280 NS Waktu * waktu 206,90 0,105 NS

Suhu * Waktu 151,70 0,334 NS

Final Viscosity

Konstanta 1178,80 0,000 *

78,7%

Suhu -363,26 0,026 *

Waktu -481,79 0,007 *

Suhu * Suhu -213,09 0,166 NS

Waktu * waktu 127,66 0,385 NS

Suhu * Waktu 72,00 0,704 NS





Peak Time

Konstanta 13,00 0,000 *

40,9%

Suhu -0,00 1,000 NS

Waktu 0,02 0,104 NS

Suhu * Suhu -0,01 0,412 NS

Waktu * waktu -0,01 0,412 NS

Suhu * Waktu -0,00 1,000 NS

Nilai PV setelah dilakukan annealing dikehendaki semakin rendah. Analisis

surface plot PV (Gambar 1) menunjukkan bahwa semakin lama pemanasan yang

diberikan mengakibatkan nilai PV cenderung semakin rendah. Suhu juga memberikan

tren yang hampir sama, semakin tinggi suhu yang diberikan menghasilkan nilai PV

yang semakin rendah. Perlakuan S50/W1 menunjukkan nilai PV yang paling tinggi

(2126 cP), sedangkan perlakuan S55/W18 menunjukkan nilai PV yang paling rendah

(191 cP). Suhu (X1) dan waktu (X2) memberikan korelasi negatif terhadap PV. Hasil

statistik juga menunjukkan bahwa pengaruh waktu lebih dominan dibandingkan suhu.

Meskipun demikian, kedua faktor tersebut tetap memberikan pengaruh yang signifikan

(P < 0,05).Nilai FV setelah dilakukan annealing dikehendaki semakin rendah.

Berdasarkan model pada surface plot RSM, semakin lama perlakuan diberikan

cenderung menghasilkan nilai FV yang semakin rendah, begitu juga dengan suhu.

Semakin tinggi suhu yang diberikan cenderung menghasilkan nilai FV yang semakin

rendah. Nilai FV terendah (355 cP) terjadi pada kombinasi perlakuan S55/W18,

sedangkan nilai FV tertinggi (2638 cP) terjadi pada kombinasi perlakuan S50/W1.

Koefisien suhu (X1) dan waktu (X2) masing-masing sebesar -363,3 dan -481,8. Nilai

minus pada koefisien menunjukkan korelasi negatif yang diberikan kedua faktor

terhadap respon (FV). Nilai koefisien tersebut juga menunjukkan bahwa pengaruh yang

diberikan waktu terhadap FV lebih dominan dibandingkan pengaruh yang diberikan

suhu. Meskipun demikian, kedua faktor tersebut memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap FV (P < 0,05).




Analisis Volume dan Tekstur

Penambahan gum hingga 3% pada roti yang disubtitusi tepung termodifikasi

(ANN F+3%) menampilkan volume pengembangan terbaik dibandingkan ANN F+1%

dan ANN F+2% (Tabel 3). Meskipun demikian, volume pengembangan roti terigu

(WHT F) masih lebih baik dibandingkan dengan semua perlakuan roti. Hal ini bisa

dimengerti, karena terigu mengandung gluten untuk menahan gas CO2 yang dihasilkan

selama fermentasi. Kemampuan menahan gas gluten berkaitan dengan sifat

viskoelastisnya yang terbentuk pada saat terigu bercampur dengan air dalam pembuatan

adonan roti.

Hardness pada ANN F (1, 2, 3%) berkisar 22,0-23,2N (Tabel 3). Nilai ini lebih

tinggi dibandingkan dengan hardness WHT F (9,9N). Semakin tinggi hardness maka

tekstur roti semakin keras. Gluten sangat mempengaruhi tekstur karena bersifat elastis

sehingga hardness pada roti WHT F lebih rendah. Selain itu, kadar protein tepung uwi

Gambar 1. Surface plot sifat fisik dan gelatinisasi

0

55,0

57,5

60,0

62,5

WSI (%)

-1

Suhu (C)1 1

0-1Waktu (jam)

Surface Plot WSI

-

WA I (g/g)

8,5

9,0

-1

9,5

1 0Suhu (C)0 11Waktu (jam)

Surface Plot WAI

-

Peak Visc (cP)

0

1000

-1

2000

1 00 Suhu (C)

11Waktu (jam)

Surface Plot Peak Viscosity

0

-1

Final Visc (cP)

0

1000

2000

Suhu (C)-1 10

1Waktu (jam)

Surface Plot Final Viscosity

0

Peak T ime (menit)

112,94

12,96

12,98

13,00

-1 Waktu (jam)0 -1

1Suhu (C)

Surface Plot Peak Time

A B

C D

E





ungu yang rendah mengakibatkan kemampuan mengikat air berkurang sehingga

kekerasan roti meningkat.

Tabel 3. Volume pengembangan roti dan hardness ANN F dan WHT F

Perlakuan Volume Pengembangan (cm3) Hardness (N)

ANN F+1% 413,2721,6474a 23,2

ANN F+2% 430,9521,6474a 23,0

ANN F+3% 512,2021,6474b 22,0

WHT F 783,4321,6474c 9,9

Analisis Indeks Glikemik

Grafik penurunan gula darah (

Gambar 2) digunakan untuk menghitung nilai IG. Nilai IG didapat dari rata

rata gula darah per 15 menit pada WHT F (roti tawar berbahan terigu 100% kontrol)

dan ANN F (roti tawar berbahan subtitusi tepung termodifikasi 50% - annealed flour).

Nilai IG yang didapat untuk ANN F adalah 93.19.

Gambar 2. Penurunan gula darah roti ANN F dan WHT F

KESIMPULAN

Modifikasi tepung uwi ungu dengan annealing (ANN F) mengakibatkan

perubahan sifat fisik dan gelatinisasi tepung, antara lain penurunan peak viscosity dan

final viscosity, serta kenaikan peak time. Aplikasi ANN F dengan subtitusi 50% pada

roti menghasilkan tekstur dan volume pengembangan yang tidak lebih baik dari terigu,

namun kondisi tersebut dapat diperbaiki dengan penambahan gum arab hingga 3%. IG

yang dicapai adalah 93,19, nilai ini masih cukup tinggi untuk mencapai nilai IG

medium.

60

70

80

90

100

110

120

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Kadar gula

darah (mg/dL)

Menit ke-

Grafik penurunan gula darah

WHT F

ANN F




DAFTAR PUSTAKA

Chung KM, Moon TW, & Chun JK. 2000. Influence of annealing on gel properties of

mung bean starch. Cereal Chem. 77(5): 567-571.

Hoover R, Hughes T, Chung HJ, & Liu Q. 2010. Composition, molecular structure,

properties, and modification of pulse starches. Food research international 43:

399-413.

Jayakodi L, Hoover R. 2008. Effect of annealing on the molecular structure and

physicochemical properties of starches from different botanical origins a review. Carbohydrate Polymers, 74: 691-703.

Li P-H, Huang C-C, Yang M-Y, Wang C-CR. 2011. Textural and sensory properties 1

of salted noodles containing purple yam flour. Accepted manuscript, Food

research international.

Milanita D. 2010. Rekayasa kualitas roti tawar dari komposit tepung terigu dan

Diocorea esculenta dengan gum arab sebagai pengendali struktur menggunakan

metode taguchi. Skripsi. Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Universitas

Trunojoyo Madura.

Nugraha S. 2008. Beras dan indeks glisemiknya. Balai Besar Penelitian dan

Pengembangan Pasca Panen. Departemen Pertanian RI.

Oramahi HA. 2008. Teori dan aplikasi penggunaan RSM (Response Surface

Methodology). Yogyakarta: Ardana Media.

Purwandari U. 2011. Development of functional bread using yam (Discorea sp) flour.

International Scientific Conference on Nutraceuticals and Functional Food.

Kosice, Slovakia.

Suprianto G. 2009. Kajian pembuatan roti fungsional dengan pemanfaatan tepung uwi

(Dioscorea spp). Skripsi. Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Universitas

Trunojoyo Madura.



Modifikasi Fisik Annealing Tepung Uwi Ungu Untuk Roti Tawar Tersubstitusi Dan Indeks Glisemiknya

Documents

Transcript of Modifikasi Fisik Annealing Tepung Uwi Ungu Untuk Roti Tawar Tersubstitusi Dan Indeks Glisemiknya