MAKALAH PERUBAHAN BIOKIMIA PADA PRODUK SEREALIA DAN KACANG- KACANGAN

Diajukan untuk memenuhi nilai mata kuliah Biokimia Pangan

Oleh:Rere Garet Rustawan1000732

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNOLOGI AGROINDUSTRIFAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUANUNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA2015

A. SEREALIAYang dimaksud dengan serealia yaitu biji-bijian dari famili rumput-rumputan (gramine) yang kaya akan karbohidrat sehingga dapat menjadi makanan pokok manusia, pakan ternak, industri yang menggunakan karbohidrat sebagai bahan baku. Jenis biji-bijian yang mengandung minyak misalnya jagung, merupakan bahan baku industri minyak nabati..Struktur umum biji-bijian serealia terdiri dari tiga bagian besar yaitu kulit biji, butir bji (endosperm) dan lembaga. Serealia merupakan sumber karbohidrat pertama di dunia. Di indonesia beras dipakai sebagai sumber protein sebanyak 45-55% dan sumber kalori 60-80%. Kacang-kacangan biasa dipakai sebagai sumber protein nabati, meskipun beberapa diantaranya dipakai sebagai sumber minyakkedelai dan kacang tanah. Kadar minyak pada kedua kacang ini cukup besar, lebih dari 30%.Bagi sebagian besar masyarakat indonesia, peranan lemak dan protein nabati sangat penting. Hal ini disebabkan karena pola konsumsinya masih mengandalkan bahan pangan nabati. Penetapan kadar air dan kadar abu kacang-kacangan biasanya dilakukan masing-masing dengan metode pengeringan atau pengabuanDaya serap air tepung perlu diketahui dalam penyusunan formula adonan. Penambahan air pada pembuatan adonan roti disesuaikan dengan daya serap air dari terigunya. Penetapan daya serap air terigu juga dapat digunakan untuk menilai mutu tepung terigu. Daya serap ais sekitar 60% dianggap baik. Makin rendah daya serap terigu, makin rendah mutu terigu tersebut..Pada kadar air yang lebih tinggi terjadi fermentasi karbohidrat. Aktivitas ini menghasilkan alkohol atau asam asetat dan dihasilkan bau asam yang khas.Berdasarkan hal tersebut maka dilakukanlah percobaan ini untuk mengetahui lebih lahjut mengenai serealia dan kacang-kacangan. Perubahan biokimia yang paling penting selama penyimpanan adalah respirasi. Biji - bijian adalah organisme yang hidup oleh karena itu, biji akan tetap bernafas sesudah dipanen. Proses ini akan mengakibatkan metabolisme karbohidrat dan lemak akan menghasilkan karbondioksida, air dan panas. Suhu yang lebih tinggi (sampai pada suhu hilangnya aktivitas enzim) cenderung mempercepat pernafasan, demikian pula dengan kadar air yang tinggi mempunyai akibat yang sama. Air dan panas yang ditimbulkan oleh pernafasan akan memudahkan tumbuhnya mikroorganisme dan hama di samping meningkatkan kecepatan pernafasan..Komponen kimia yang utama pada serealia adalah karbohidrat (terutama pati, kira-kira 80% dari bahan kering), protein (kira-kira 15% dari bahan kering), dan lemak (kira-kira 5% dari bahan kering) dan air. Selain itu mineral (kira-kira 2%), vitamin.Biji-bijian serealia terbagi menjadi 2 kelas tergantung apakah sekamnya tetap tinggal pada biji sewaktu ditumbuk. Gandum, rye dan jagung cenderung untuk kehilangan sekamnya selama penumbukan dan merupakan kariopsis telanjang, sedangkan padi, oat dan barley merupakan kariopsis terbungkus.Kadar air biji - bijian dan produk-produknya penting karena empat hal yaitu: 1. Berat biji - biijian dilihat dari segi pengangkutan dan penyimpanan.2. Harga karena biji - bijian sering dijual berdasarkan berat.3. Akibatnya pada sifat-sifat kekambaan dan pemindahan dalam jumlah besar.4. Akibatnya pada sifat - sifat penyimpanan.Perubahan-perubahan dapat terjadi pada komponen karbohidrat biji serealiaselama penyimpanan:1. Hidrolisa pati, karena kegiatan enzim amilase.2. Kurangnya glukosa.3. Terbentuknya bau asam dan bau apek dari karbohidrat karena kegiatan mikroorganisme.4. Reaksi kecoklatan bukan karena enzim (non-enzymic browning).Struktur umum biji-bijian serealia terdiri dari tiga bagian besar yaitu kulit biji, butir biji (endosperm) dan lembaga (embrio). Kulit biji padi disebut sekam, sedangkan butir biji dan embrio dinamakan butir beras. Lapisan terluar disebut perikarp kemudian tegmen, lapisan aleuron dan bagian yang dalam adalah endosperm. Butiran beras pecah kulit (brown rice) disusun perikarp 1-2 %, aleuron + testa 4-6%, embrio 2-3% dan endosperm 89-94%. Sekam mempunyai berat 18-28% dari berat butir gabah pada tingkat kadar air 13% berat basah.Lema dan palea merupakan sel epidermis terluar yang berisi sel memanjangsampai mendekati persegi dengan panjang 100 m. Pada bagian ini terdapat rambut dengan panjang 150-250 m. perikarp yang merupakan lapisan biji terdiri dari sel isodiametris yang berdinding tebal dan memanjang. Lapisan ini disusun oleh 6 lapis sel. Perikarp terdiri dari epikarp (yang paling luar), kemudian mesokarp dan tegmen (seed coat). Bagian terakhir ini terdiri dari dua lapis sel yaiitu spermoderm dan periperm yang mengandung lemak.Serealia adalah biji-bijian yang diperoleh dari tabaman padi-padian/rumput--umputan (gramine), yang termasuk ke dalam serealia dan banyak ditanam di seluruh dunia adalah gandum, beras, jagung, jewawut, jail, oat dan barley.Mutu protein dinilai dari perbandingan asam-asam amino yang terkandung dalam protein tersebut. Asam-asam amino yang biasanya sangat kurang dalam bahan makanan disebut asam amino pembatas. Dalam serealia asam amino pembatasnya adalah lisin, sedang leguminosa (kacang-kacangan) biasanya asam amino metionin.Kedua protein tersebut tergolong bermutu rendah, sedang protein yang berasal dari hewani seperti daging, telur, dan susu dapat menyediakan asam-asam amino esensial dan karenya disebut protein dengan mutu tinggi.Selama penyimpanan serealia terjadi perubahan protein, nitrogen total sebagian besar tidak mengalami perubahan, akan tetapi nitrogen dari protein sedikit menurun. Jumlah total asam amino bebas menunjukkan perubahan yang berarti hanya tingkat kerusakan meningkat lebih lanjut akibat dari kegiatan proteotik. Pada gandum terjadi penurunan mutu gluten selama penyimpanan yang disebabkan karena turunnya kadar gliadin dan protein yang larut dalam air. Hal inimenyebabkan berkurangnya mutu untuk pembuatan roti. Enzim asam glutamat dekarboksilase dapat aktif jika kadar air tinggi dan mengubah glutamat menjadi asam aminobutirat. Jadi meskipun terdapat kenaikan jumlah asam amino bebas secara keseluruhan, sebenarnya asam glutamat menurun selama penyimpanan.Aktivitas enzim dalam semua biji-bijian merupakan cirri daripada fase perkembangan, tetapi enzim dapat juga aktif selama penyimpanan biji yang berkadar air tinggi walau perkecambahan tidak terjadi.Selama penyimpanan biji serealia, ada dua macam kerusakan yang mungkin terjadi yaitu perubahan hidrolitik dan oksidatif. Sementara biji mengandung antioksidan yang cukup efektif, perubahan hidrolitik sebagai akibat kegiatan enzim lipase akan dipercepat oleh suhu dan kadar air yang tinggi. Beras juga mempunyai aktivitas enzim lipase yang tinggi. Kerusakan hidrolitik lemak juga dipercepat oleh jamur karena aktivitas lipolitiknya yang tinggi. Kerusakan gliko dan fosfolipid polar lebih cepat dari pada kerusakan trigliserida. Perbedaan kecepatan kerusakan untuk lipid bebas dan terikat telah diamati selama penyimpanan gandum, dimana lipid bebas lebih cepat rusak.Penyimpanan biji cenderung mengurangi kemampuan berkecambah. Pengaruh ini meningkat karena penyimpanan dengan suhu dan kadar air yang tinggi. Pencemaran kapang juga menambah hilangnya daya berkecambah ini. Hilangnya daya berkecambah ini penting sekali bila biji itu akan dipakai sebagai benih. Hal ini juga penting bila kegunaan akhir daripada biji ini adalah untuk pembuatan bir.Perubahan gizi yang terjadi selama penyimpanan serealia ialah perubahan karbohidrat. Daya cerna beras yang baru dipanen kurang dapat dicerna disbandingberas yang telah disimpan untuk beberapa saat. Hal ini disebabkan karena kegiatan enzim -amilase. Mineral jarang hilang atau meningkat selama penyimpanan kecuali fosfor. Fosfor yang terikat pada asam fitat tidak seluruhnya mempunyai nilai gizi dan diekskresi tanpa perubahan. Akan tetapi selama penyimpanan, kegiatan enzim fitase melepas fosfor dari asam fitat menjadi fosfat bebas yang dapat diasimilasi dengan mudah sehingga menyebabkan perbaikan nilai gizi.Protein mengalami banyak perubahan selama penyimpanan biji. Daya larut dan daya cerna protein gandum, jagung dan kedelai oleh enzim pepsin dan tripsin menurun selama penyimpanan. Dalam percobaan pemberian makan pada tikus, ditemukan hilangnya daya cerna dan rasa enak/ palatabilitas jagung yang disimpan hasil yang sama juga terlihat pada barley, oats, beras, buckwheat, kacang polong dan jewawut. Masalah biji yang dirusak oleh jamur bahkan lebih parah lagi.Kacang-kacangan juga mempunyai struktur yang hampir sama dengan serealia. Bagian-bagian dari biji yaitu perikarp, embrio dan endosperm. Pada umumnya presentase kulit biji lebih tinggi pada kacang-kacangan daripada serealia. Demikian pula tiap jenis berbeda persentasenya misalnya kulit kedelai 6-8%, kacang gude 10,5-15,5% dan lebih banyak lagi untuk kulit yang lebih tebal misalnya kara benguk. Bagian terluar dari kulit biji berupa epidermis yang tersusun oleh sel palisade, sedangkan di bawahnya ada testa yang terdiri dari sel parenkim. Bagian terluar endosperm adalah lapisan aleuron. Pada kacang tanah hanya ada satu lapis sel yang berisi tetesan minyak seperti halnya pada serealia. Pada kedelai terlihat jelas lapisan aleuron yang berbeda dibandingkan dengan jenis kacang-kacangan yang lain.Kacang- kacangan termasuk family leguminosae atau disebut juga polongan (berbunga kupu-kupu) mempunyai bentuk agak bulat, berat dan jenisnya bervariasi. Berbagai kacang-kacangan yang telah dikenal seperti kacang kedelai, kacang hijau, kacang merah, kacang kapri, dan lain sebagainya.Kacang-kacangan memberikan sekitar 135 kkal per 100 gram bagian yang dapat dimakan. Jika kita mengkonsumsi kacang-kacangan sebanyak 100 gram (1 ons), maka jumlah itu akan mencukupi sekitar 20 % kebutuhan protein dan 20 persen kebutuhan serat per hari. Menurut ketentuan pelabelan internasional, jika suatu bahan/produk pangan dapat menyumbangkan lebih dari 20 % dari kebutuhan suatu zat gizi per hari, maka dapat dinyatakan sebagai bahan atau produk pangan yang tinggi (high) akan zat gizi tersebut.Dengan teknologi pengolahan yang semakin maju, kacang-kacangan tidak hanya diolah dengan cara-cara konvensional, misalnya direbus, dikukus, disangrai atau digoreng, tetapi dapat dibuat dalam bentuk ingredient, seperti tepung, konsentrat atau isolat protein. Jika dicampurkan dengan tepung beras atau gandum, produk ingredien dari kacang-kacangan tersebut dapat memberikan sifat-sifat fungsional yang dikehendaki. Protein dalam tepung kacang-kacangan dapat memberikan sifat pengemulsi minyak yang baik, membentuk busa, membentuk gel, menangkap atau menahan air dan mempunyai warna dan bau yang dapat diterima.Bubur atau hancuran kacang-kacangan, susu kacang, gumpalan atau curd (seperti tahu), pasta kacang-kacangan dan kecap dari kacang-kacangan dapat digunakan sebagai campuran bagi bahan pangan yang lain. Kacang-kacangan dapat pula diolah sebagai bahan baku pembuatan snack atau makanan ekstrusi.Bagi kelompok masyarakat yang tergolong bergizi lebih dan cenderung berpotensi tinggi untuk terkena penyakit degeneratif seperti penyakit jantung koroner, stroke, darah tinggi, diabetes dan lain-lain, dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan dengan ketentuan sebagai berikut: 1. Makan makanan yang bervariasi setiap harinya. 2. Pelihara dan pertahankan berat badan ideal. 3. Hindari terlalu banyak mengkonsumsi lemak jenuh dan kolesterol. 4. Makanlah makanan dengan kandungan karbohidrat kompleks, seperti pati danserat yang cukup. 5. Hindari terlalu banyak gula. 6. Hindari terlalu banyak garam. Kehilangan vitamin dapat terjadi selama penyimpanan. Jadi gandum menunjukkan kehilangan thiamin yang berarti, tetapi penyimpanan beras hanya menunjukkan sedikit perubahan dalam kandungan vitamin ini. Jagung kuning sangat unik di antara serealia karena mempunyai kegiatan vitamin A yang besar.B. KACANG- KACANGANKacang-kacangan telah lama dikenal sebagai sumber protein yang saling melengkapi dengan biji-bijian, seperti beras dan gandum. Komoditi ini juga ternyata potensial sebagai sumber zat gizi lain selain protein, yaitu mineral, vitamin B, karbohidrat kompleks dan serat makanan. Disamping diolah secara tradisional dengan direbus, dikukus, dan disayur, sebenarnya potensi penggunaannya sangat luas untuk menghasilkan produk baru. Misalnya sebagai bahan baku tepung campuran (flour mix) yang dapat digunakan dalam pembuatan berbagai produk pangan, termasuk makanan bayi. Kacang-kacangan dapat menyumbang banyak protein dan zat gizi lain bagi masyarakat di negara maju dan negara berkembang. Karena kandungan seratnya tinggi, maka kacang-kacangan juga dapat dijadikan sumber serat. Penelitian mengenai efek kesehatan serat dari kacang-kacangan sebagian besar masih terbatas pada kacang kedelai.

Dibandingkan dengan makanan berserat yang dewasa ini tersedia dalam bentuk makanan suplemen dengan berbagai merek dagang, sebenarnya kacang-kacangan juga dapat dijadikan sumber serat yang tidak kalah mutunya. Juga dibandingkan dengan serat makanan dalam buah-buahan dan sayuran yang dikenal dapat mencegah timbulnya kanker, mutu serat makanan dalam kacang-kacangan juga tidak kalah. Bahkan kacang-kacangan mempunyai keistimewaan lain, yaitu berharga murah, berprotein tinggi, kandungan lemaknya pada umumnya baik untuk kesehatan dan mengandung berbagai mineral dalam jumlah yang cukup banyak. Di Indonesia, terdapat berbagai jenis kacang-kacangan dengan berbagai warna, bentuk, ukuran dan varietas, yang sebenarnya potensial untuk menambah zat gizi dalam diet atau menu sehari-hari. Jenis yang mendominasi pasar adalah kacang kedelai, yang sebagian besar masih diimpor. Sebenarnya telah banyak usaha yang dilakukan untuk mengangkat kacang-kacangan lokal Indonesia, seperti kacang kecipir, kacang tunggak (kacang tolo) kacang jogo dan koro-koroan. Tetapi hasilnya ternyata masih belum memuaskan. Artinya masih belum merakyat, apalagi untuk dapat disejajarkan dengan kedelai.Kacang-kacangan dikonsumsi dalam jumlah besar di seluruh dunia. Masyarakat Afrika, India, Amerika Tengah dan Selatan mengkonsumsi 50 sampai 150 gram kacang-kacangan per hari. Meskipun belum ada angka pasti, konsumsi kacangan di Indonesia,kecuali kacang kedelai, masih kecil.Kacang-kacangan memberikan sekitar 135 kkal per 100 gram bagian yang dapat dimakan. Jika kita mengkonsumsi Kacang-kacangan sebanyak 100 gram (1 ons), maka jumlah itu akan mencukupi sekitar 20 % kebutuhan protein dan 20 persen kebutuhan serat per hari. Menurut ketentuan pelabelan internasional, jika suatu bahan/produk pangan dapat menyumbangkan lebih dari 20 % dari kebutuhan suatu zat gizi per hari, maka dapat dinyatakan sebagai bahan atau produk pangan yang tinggi (high) akan zat gizi tersebut. Disamping menghasilkan tepung sebagai bahan makanan, industri pengolah kacang-kacangan ternyata dapat pula menghasilkan dan menjual serat makanan, vitamin B, mineral dan mungkin bahan-bahan yang lebih eksotis, misalnya enzim. Proses perkecambahan kacang-kacangan yang menghasilkan kecambah (sprouts), yang kemudian ditepungkan, ternyata dapat menghilangkan berbagai senyawa anti gizi di dalamnya, dapat mempertahankan mutu proteinnya dan mengandung vitamin C yang cukup tinggi. Kacang-kacangan dapat juga digunakan sebagai bahan utama atau bahan tambahan dalam fermentasi berbagai makanan tradisional seperti kecap, tempe, tahu, tauco dan idli. Banyak makanan terfermentasi dibuat dengan bahan dasar kedelai, yang sebenarnya dapat dicampur dengan jenis kacang-kacangan yang lain. Dengan teknologi pengolahan yang semakin maju, kacang-kacangan tidak hanya diolah dengan cara-cara konvensional, misalnya direbus, dikukus, disangrai atau digoreng, tetapi dapat dibuat dalam bentuk ingredient, seperti tepung, konsentrat atau isolat protein. Jika dicampurkan dengan tepung beras atau gandum, produk ingredien dari kacang-kacangan tersebut dapat memberikan sifat-sifat fungsional yang dikehendaki. Protein dalam tepung kacang-kacangan dapat memberikan sifat pengemulsi minyak yang baik, membentuk busa, membentuk gel, menangkap atau menahan air dan mempunyai warna dan bau yang dapat diterima. Bubur atau hancuran kacang-kacangan, susu kacang, gumpalan atau curd (seperti tahu), pasta kacang-kacangan dan kecap dari kacang-kacangan dapat digunakan sebagai campuran bagi bahan pangan yang lain.Kacang-kacangan dapat pula diolah sebagai bahan baku pembuatan snack atau makanan ekstrusi. Berkat hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan, berbagai masalah dalam pemanfaatan kacang-kacangan untuk konsumsi manusia seperti tripsin inhibitor, lektin atau hemaglutinin, tanin dan fitat dapat dihilangkan dengan pemasakan dan cara pengolahan yang benar. Juga masalah timbulnya flatulensi (kembung perut), keterbatasan kandungan sistein dan metionin dan lamanya waktu pemasakan telah dapat diatasi dengan baik. Kita harus meningkatkan daya tarik kacang-kacangan dan meningkatkan image dan minat masyarakat agar lebih banyak mengkonsumsinya. Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan informasi yang benar, sehingga masyarakat memasak dan mengkonsumsi Kacang-kacangan karena mengetahui bahwa hal ini akan meningkatkan mutu makanan dan kesehatan mereka.Keunggulan Diet Kacang-kacangan bagi kelompok masyarakat yang tergolong bergizi lebih dan cenderung berpotensi tinggi untuk terkena penyakit degeneratif seperti penyakit jantung koroner, stroke, darah tinggi, diabetes, dan lain-lain, dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan dengan ketentuan sebagai berikut :

1. Makan makanan yang bervariasi setiap harinya.

2. Pelihara dan pertahankan berat badan ideal.

3. Hindari terlalu banyak mengkonsumsi lemak jenuh dan kolesterol.

4. Makanlah makanan dengan kandungan karbohidrat kompleks, seperti pati dan serat yang cukup.

5. Hindari terlalu banyak gula.

6. Hindari terlalu banyak garam.

Kacang-kacangan merupakan bahan pangan yang cocok untuk tujuan di atas. Masyarakat yang menderita gizi salah atau gizi lebih (over nutrition) ternyata terlalu banyak mengkonsumsi lemak dan hanya sedikit mengkonsumsi karbohidrat kompleks dan serat makanan. Diet yang menandung atau menyertakan Kacang-kacangan akan mengurangi konsumsi lemak harian dan meningkatkan konsumsi karbohidrat kompleks dan serat makanan. Kacang-kacangan merupakan bagian diet yang sehat. Bagi masyarakat yang status gizinya rendah atau sedang, Kacang-kacangan berperan dalam menyumbang protein dan zat gizi lain yang diperlukan. Asam amino dalam proteinnya akan saling melengkapi dengan asam amino dalam protein beras/nasi, membentuk susunan asam amino sesuai dengan pola yang dianjurkan FAO/WHO. Sedangkan jika dilihat dari segi gizi, kacang-kacangan mempunyai banyak keunggulan, antara lain :

1. Sumber protein yang murah

2. Kaya asam amino lisin. Jika dicampur dengan biji-bijian, misalnya beras, gandum, jagung, yang kekurangan asam amino lisin, akan membentuk susunan asam amino yang seimbang.

3. Rendah lemak dan tidak mengandung kolesterol.

4. Sumber vitamin B yang baik.

5. Sumber kalsium, besi, seng, tembaga dan magnesium yang baik.

6. Rendah kandungan natrium dan sodiumnya, yang sangat penting bagi para penderita hipertensi atau tekanan darah tinggi yang harus mengkonsumsi makanan dengan sodium atau garam yang rendah.

Kacang-kacangan bersifat rendah kalori, rendah lemak dan rendah garam natrium. Sudah waktunya untuk meningkatkan image positif dari Kacang-kacangan, peranannya bagi kesehatan, dan komposisi gizinya bagi masyarakat luas.

DAFTAR PUSTAKAAsmaniah Nashriati, Wa Ode. 2011. Laporan Praktikum Analisis Bahan Makanan. Makalah. Universitas Hasanuddin. Makassar.Kautsar, Fatimah. 2011. Laporan Praktikum Analisis Bahan Makanan. Makalah. Universitas Hasanuddin. Makassar.Nurnafitrisni, Aida. 2010. Laporan Praktikum Pengetahuan Bahan Pangan. Universitas Pasundan. Bandung.