Sifat fisik, komposisi kimia dan faktor penyebab perubahan pada Serealia dan Kacang-kacangan

• Biji2an dari famili rumput2an

• Kaya karbohidrat

• Contoh

– Padi

– Jagung

– Gandum

– Sorgum

– Oat

Struktur biji serealia

• Pericarp/Kulit biji (1-2%)

• Endosperm/butir biji (89-94%)

• Embryo/lembaga (2-3%)

Bagian2 biji

• Pericarp: Pembungkus biji, dinding tebal panjang, terdiri atas epicarp (paling luar), mesocarp (tengah) dan seed coat

• Aleuron: penyelubung endosperm dan lembaga. Aleuron adalah bag terluar dari endosperm. Di sini terdapat protein dan lipida

• Embryo: bag terkecil. Penentu pertumbuhan

Beras

• Sumber karbohidrat utama selain gandum

• Di Indonesia, beras adalah sumber kalori 60-80% dan sumber protein 45-55%

Komposisi kimia beras

Karbohidrat

• Bagian terbanyak dari serealia

• Terdiri atas pati, pentosan*), selulosa, hemiselulosa dan gula

• Pada beras pecah: pati 85-95%, pentosan 2-25% dan gula 0,6-1,1%

• Amilosa**) penentu rasa dan mutu nasi

• Kadar amilosa makin tinggi, makin pera

• *)Any of a group of polysaccharides found with cellulose in many woody plants and yielding pentoses on hydrolysis

• **) Amilosa merupakan polisakarida, polimer yang tersusun dari glukosa sebagai monomernya. Tiap-tiap monomer terhubung dengan ikatan 1,6-glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak bercabang yang bersama-sama dengan amilopektin menjadi komponen penyusun pati. Dalam masakan, amilosa memberi efek “keras” atau “pera” bagi pati atau tepung.

Protein

• Protein dalam biji:

– Albumin (larut dalam air)

– Globulin (larut dalam garam)

– Prolamin (larut dalam alkohol)

– Blutelin (larut dalam alkali dan asam)

• Serealia: utama prolamin dan globulin

Lemak

• Lemak tertinggi pada lembaga dan aleuron

• 80% lemak dalam beras pecah kulit ada di dedak, bekatul

Mineral

• Jumlah banyak: K, S P, Mg, Cl, Na, Ca, Si

• Jumlah kecil: Fe, Zn, Mn, Cu

Vitamin

• Kandungan vitamin utama pada serealia adalah asam pantotenat (B5), biotin (B7), inositol, vitamin B12 (cyanocobalamin), dan vitamin E (tokoferol). Vitamin ini banyak terdapat pada lapisan aleuron dan selama penggilingan vitamin ini banyak yang hilang.

• Khusus untuk inositol, sebetulnya bukan vitamin, tapi ada yang menggolongkan sebagai vit B

Karakteristik mutu Beras

• Mutu pasar

Mutu pasar ini ditentukan oleh bentuk, ukuran, rupa biji serta mutu giling. Mutu pasar menentukan harga beras dan selalu mempengaruhi mutu masak dan mutu rasa. Berdasarkan ukuran beras dalam standarisasi mutu beras dikenal 4 tipe yaitu :

– biji sangat panjang (extra long grain)

– biji panjang (long gran)

– biji sedang

– biji pendek

– Berdasarkan bentuk dan rasio panjang/lebar, beras dibedakan menjadi 4 yaitu :

– beras biji lonjong

– beras biji sedang

– beras biji agak bulat

– beras biji bulat

Mutu giling tidak dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk biji, tetapi lebih ditentukan oleh varietas padi dan kadar air beras.

• Mutu masak

ditentukan oleh suhu gelatinisasi

– rendah : < 70oC

– Sedang : 70 – 74oC

– Tinggi : >74oC

Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi lebih tinggi apabila dimasak membutuhkan air dan waktu lebih banyak pada proses pemasakannya. Beras yang mempunyai suhu gelatinisasi tinggi mutunya rendah.

• Mutu rasa

– Mutu rasa ditentukan oleh rasio antar amilosa dan amilopektin.

– Kandungan amilosa mempunyai korelasi negatif terhadap nilai taste panel dari kelekatan, kelunakan, warna dan kilap nasi. Kilap amilosa mempunyai korelasi negatif terhadap jumlah air yang diserap dan pengembangan volume nasi.

– Mutu rasa yang baik bagi penduduk Indonesia adalah beras dengan kadar amilosa rendah sampai sedang, yaitu 17 – 23%.

–

Perubahan pasca panen

1. Karbohidrat

Perubahan-perubahan berikut dapat terjadi pada komponen karbohidrat serealia selama penyimpanan, yaitu :

– hidrolisa pati karena kegiatan enzim amilase

– berkurangnya gula karena pernafasan

– terbentuknya bau asam dan bau apek karena kegiatan mikroorganisme

– reaksi pencoklatan bukan karena enzim

Protein

• Selama penyimpanan Nitrogen total sebagian besar tidak mengalami perubahan, tetapi Nitrogen dari protein sedikit turun. Jumlah total asam amino menunjukkan perubahan yang berarti bila terjadi kerusakan lebih lanjut akibat kegaiatan enzim proteolitik.

3. Lemak

• Kerusakan lemak dan minyak dalam biji serealia terjadi secara oksidasi, menghasilkan flavour dan bau tengik.

• Hidrolisa lemak ini dipercepat oleh suhu tinggi, kadar air tinggi dan faktor-faktor lain seperti pertumbuhan kapang.

• Pada beras akibat aktivitas kapang, hidrolisa lemak lebih cepat dibandingkan dengan hidrolisa protein atau karbohidrat selama penyimpanan.

4. Mineral

• Mineral jarang hilang atau meningkat selama penyimpanan, kecuali fosfor. Selama penyimpanan kegiatan enzim fitrase melepas fosfat dari asam fitrat menjadi fosfat bebas dan menyebabkan peningkatan nilai gizi.

5. Vitamin

Selama penyimpanan akan terjadi :

• Thiamin (B1) banyak yang rusak, kerusakan dipercepat dengan kadar air dan suhu tinggi

• Riboflavin (B2) dan piridoksin (B6) sangat sensitif terhadap cahaya

• Vitamin A turun karena kehilangan karotin

• Tokoferol (E) bisa hilang dengan adanya O2, karena O2 mempercepat penurunan tokoferol.

Jagung

Jagung mengandung karbohidrat sekitar 71 – 73%, tediri dari pati, sebagian kecil gula dan serat. Pati terutama terdapat pada endosperm, gula pada lembaga dan serat pada kulit.

Kandungan protein pada jagung sekitar 10% terdapat pada aleuron, dan 90% pada lembaga

Kandungan lemak kurang lebih 15% (80% terdapat di lembaga dan sebagian kecil di endosperm). Sebagian besar lemak jagung adalah asam lemak linoleat (50%).

Kandungan mineral paling banyak adalah fosfor dan zat besi, sedangkan kalsium terdapat dalam jumlah kecil.

Vitamin terutama vitamin B1 dan B2 terdapat pada lembaga dan luar endosperm.

KACANG-KACANGAN

u Kacang-kacangan termasuk famili Leguminosa atau polong-polongan.

u Contoh berbagai kacang-kacangan adalah kacang kedelai, kacang tanah, kacang hijau, kacang tolo, kacang gude, dsb.

u Pada umumnya kacang-kacangan merupakan sumber protein.

u Pada skala industri, kacang tanah dan kacang kedelai dimanfaatkan untuk pembuatan minyak,

KEDELAI (Glycine max)

u Asal: asia timur

u Beberapa jenis varietas kedelai yaitu kedelai muria, tengger, meratus, orba, galunggung, lokon, guntur, wilis, bromo, argomulyo, mahameru dan dempo.

u Komposisi zat gizi kedelai bervariasi menurut varietas, keadaan tempat tumbuh, umur saat dipanen dan budidaya penanaman.

u Lemak dan protein menyusun 60% dari berat kedelai kering. Protein 40% dan lemak 20%.

u Kedelai kering mengandung 35% karbohidrat dan 5% abu.

u Kedelai: 8% berat kulit, 90% kotiledon (keping biji) dan 2% hipokotil (embrio)

u Mayoritas protein kedelai tahan terhadap panas saat pemanasan. Karena itu. Produk kedelai memerlukan proses dengan panas misal tahu dan susu kedelai

u Kedelai adalah sumber protein komplit/lengkap. Protein lengkap adalah protein yang mengandung asam amino esensial yang jumlahnya cukup banyak.

u Asam amino esensial adalah asam amino yang harus diperoleh langsung dari makanan karena tidak bisa dibuat oleh tubuh manusia.

u Karena itulah, kedelai adalah salah satu sumber protein terbaik, terutama untuk vegetarian dan orang yang tidak tega/bisa makan daging.

u Kedelai mempunyai asam amino yang tinggi terutama asam amino lisin, sehingga dapat mensubstitusi kekurangan lisin pada makanan pokok.

Beberapa sifat fungsional protein kedelai yang diinginkan

u emulsifikasi

u penyerapan lemak

u penyerapan air

u pembentuk struktur

u pembentuk film

u pembentuk warna coklat dan aerasi

Kedelai mempunyai asam amino yang tinggi terutama asam amino lisin, sehingga dapat mensubstitusi kekurangan lisin pada makanan pokok.

u An emulsion is a mixture of two immiscible (unblendable) substances. One substance (the dispersed phase) is dispersed in the other (the continuous phase). Examples of emulsions include butter and margarine, espresso, mayonnaise, the photo-sensitive side of photographic film, and cutting fluid for metal working. In butter and margarine, a continuous liquid phase surrounds droplets of water (water-in-oil emulsion). Emulsification is the process by which emulsions are prepared.

Jenis Kedelai

u Kedelai kuning

tempe, tahu, kecap, kembang tahu dan susu kedelai.

u Kedelai hitam

kecap

u Kedelai coklat

Bisa digunakan untuk pembuatan produk yang serupa dengan dengan kedelai kuning.

u Kedelai hijau

pembuatan makanan kecil dalam bentuk direbus atau digoreng.

KACANG TANAH (Arachis hypogea)

u Berasal dari Amerika Tengah

u Varietas kacang tanah yang biasa di tanam di Indonesia adalah kacang Hoole, varietas gajah, jepara, sidoarjo dan varietas kidang.

u Kacang tanah dapat diolah menjadi kacang rebus, kacang goreng, saus, jam, dll.

Gizi kacang tanah

u Komposisi zat gizi meliputi protein berkisar 25-30%, lemak 40-50%, karbohidrat 21% dan zat gizi lain yang terdapat dalam jumlah yang cukup banyak yaitu Ca, P, Fe, Mg, Zn, vitamin A,C dan B(1,2,3,6,9).

u Kacang tanah adalah sumber protein (30 gram per cangkir setelah disangrai), tetapi protein yang dimiliki bukanlah protein komplit karena kadar asam amino esensial lisin, sistein dan metioninnya rendah

aflatoxin

u Kacang tanah (dan juga kedelai) dapat terkontaminasi oleh kapang/jamur Aspergillus flavus yang dapat memproduksi zat karsinogenik aflatoxin. Zat ini menyebabkan kanker hati pada tikus. Manusia lebih tahan daripada tikus.

KACANG HIJAU (Aseolus radiatus)

u Berasal dari India

u Kacang hijau mempunyai nilai gizi yang cukup tinggi dan dapat digunakan sebagai sumber vitamin dan mineral.

u Protein pada kacang hijau banyak mengandung asam amino lisin tetapi miskin asam amino yang mengandung belerang (sistein dan metionin).

Gizi kacang hijau

u Karbohidrat merupakan komponen terbesar (lebih dari 55%) biji kacang hijau, yang terdiri dari pati, gula dan serat.

u Pati pada kacang hijau memiliki daya cerna yang sangat tinggi yaitu 99,8 persen, sehingga sangat baik untuk dijadikan bahan makanan untuk bayi dan anak balita yang sistem pencernaannya belum sesempurna orang dewasa.

u Protein adalah penyusun utama kedua setelah karbohidrat. Kacang hijau mengandung 20-25 persen protein. Protein pada kacang hijau mentah memiliki daya cerna sekitar 77 persen.

u kacang hijau kaya akan asam amino leusin, arginin, isoleusin, valin dan lisin. Kualitas protein dibatasi oleh kandungan asam amino bersulfur seperti metionin dan sistein (jumlahnya sangat sedikit).

u Kandungan lemak dalam kacang hijau relatif sedikit (1-1,2 persen). Keadaan ini menguntungkan, sebab dengan kandungan lemak yang rendah, kacang hijau dapat disimpan lebih lama dibandingkan kacang-kacangan lainnya.

u Kacang hijau juga mengandung vitamin dan mineral. Mineral seperti kalsium, fosfor, besi, natrium dan kalium banyak terdapat pada kacang hijau.

u Vitamin yang paling banyak terkandung pada kacang hijau adalah thiamin (B1), riboflavin (B2) dan niasin (B3).

u Selain itu, kacang hijau juga merupakan sumber serat pangan (dietary fiber). Kadar serat dalam kacang hijau dapat mencegah terjadinya sembelit

PERUBAHAN LEPAS PANEN KACANG-KACANGAN

Waktu panen akan berpengaruh pada

u kualitas hasil

u kuantitas hasil

u kerusakan selama pengeringan

u penyimpanan

u metode proses yang dapat diterapkan

u Setelah panen, segera dikeringkan dan sebaiknya dipisahkan biji dengan kulit luarnya.

u Kerusakan bisa diperlambat dengan pengendalian kadar air dan pengendalian suhu.

u Kadar air yang tinggi à perubahan biokimia, kimia, pertumbuhan mikroorganisme, serangga dan rayap selama disimpan.

u Perubahan biokimia terpenting selama penyimpanan adalah respirasi. Respirasi menyebabkan terjadinya metabolisme karbohidrat dan lemak menghasilkan CO2, H2O dan panas. Adanya senyawa-senyawa ini menstimulir pertumbuhan mikroorganisme dan hama.

Perubahan Komposisi Kimia

u Karbohidrat

Penyimpanan pada suhu tinggi dan lembab menyebabkan penurunan karbohidrat

u Protein

nitrogen protein sedikit turun. Jumlah asam amino bebas mengalami perubahan berarti hanya bila terjadi kerusakan tinggi akibat kegiatan enzim proteolitik.

u Lemak

Kerusakan lemak dan minyak terjadi secara oksidasi dan hidrolitik. Proses oksidasi menyebabkan flavour dan bau tengik. Proses hidrolitik dipercepat oleh suhu dan kadar air yang tinggi serta faktor lain yang menstimulir kerusakan. Pertumbuhan kapang terjadi karena aktivitas enzim lipolitik yang tinggi.

u hy·dro·ly·sis \hī-’drä-lə-səs\ n [NL] (1880) : a chemical process of decomposition involving the splitting of a bond and the addition of the hydrogen cation and the hydroxide anion of water
— hy·dro·lyt·ic \”hī-drə-’li-tik\ adj
— hy·dro·lyt·i·cal·ly \-ti-k(ə-)lē\ adv

Perubahan Sifat Organoleptik

u Perubahan sifat organoleptik adalah perubahan warna, bau dan sifat makanan. Sifat makanan dilihat dari kenampakan, kekompakan, keempukan dan flavour makanan.

u Untuk kacang: tengik, kering, kisut, liat

Perubahan Sifat Fisika-Kimia

Perubahan sifat fisika-kimia terjadi akibat penyimpanan. Perubahan ini meliputi:

– perubahan air yang dibutuhkan

– perubahan padatan yang terlarut

– sifat pasta pada saat pemasakan

Perubahan karena Mikroorganisme

Perubahan oleh karena mikroorganisme biasanya disebabkan oleh kapang:

u perubahan warna benih

u kemampuan berkecambah rusak

u perubahan warna biji keseluruhan

u bau dan cita rasa yang buruk

u terjadi metabolit racun

u terbentuknya aflatoksin (pada kacang tanah)

u berkurangnya nilai gizi (pemecahan protein dan lemak)

PENANGANAN PASCA PANEN

Penanganan pasca panen meliputi:

u pengeringan

u penyimpanan

Pengeringan

Keuntungan pada pengeringan :

u menurunkan biaya pengangkutan

u meningkatkan panjang daya simpan

u mempermudah proses selanjutnya

Hasil pengeringan

harus mempunyai :

u kadar air yang rendah dan seragam

u prosentase biji rusak dan pecah rendah

u berat tetap tinggi

u hasil pati tinggi

u minyak yang dapat diambil banyak (untuk kacang tanah dan kedelai)

u kualitas protein tinggi

u kemampuan tumbuh tinggi (untuk kacang non rekayasa genetika)

u jumlah kapang rendah

u nilai nutrisi tetap tinggi

Suhu pengeringan

Suhu udara pengeringan berpengaruh pada kualitas biji.

Suhu sangat tinggi menyebabkan kenaikkan jumlah pecah, kenaikan biji yang retak, perubahan warna, penurunan jumlah pati, penurunan jumlah minyak dan kualitas protein rendah.

Suhu makanan yang diijinkan dalam pengeringan tergantung pada :

– penggunaan biji

– kadar air biji

– jenis/macam biji

Penyimpanan

Penyimpanan harus mampu mempertahankan sifat-sifat baik bahan yang disimpan.

Sifat-sifat baik seperti kualitas daya tumbuh selama penyimpanan dapat mengalami kerusakan oleh karena kondisi penyimpanan yang tidak baik.

Kerusakan kondisi penyimpanan disebabkan oleh:

u kapang

u insekta

u rodensia

u respirasi

Faktor yang mempengaruhi penyimpanan

Faktor yang berpengaruh adalah :

– suhu

– kadar air

– kelembaban

– oksigen

Mencegah kerusakan

Kerusakan selama penyimpanan dapat dicegah dengan :

u fungisida, insektisida

u cara pengemasan dan pengaturan ruangan

u pengaturan kadar air dan suhu selama penyimpanan

a. Serealia
Tanaman serealia termasuk tanaman semusim dan struktur dan bentuknya semak - semakkan (rumput - rumputan) dimana kandungan gizi lebih tinggi terutama karbohidart dengan ciri – cirinya sebagai berikut :
1. struktur tumbuhnya berupa semak – semak (gramineae),
2. kulit biji yang disebut sekam
3. warnanya putih merah dan kuning atau tergantung dari varietasnya
4. bentuk atau struktur biji lonjong (padi) dan ceper (jagung)
5. permukaan bijinya halus, kasar dan keras.
b. Kacang – kacangan
Kacang – kacangan merupakan tanaman herbal dan tanaman merambat, dengan ciri-ciri sebagai berikut :
1. Warna biji hijau (kacang hijau), Coklat muda (kedelai)
2. Permukaan kulit biji halus, licin, (kedelai) dan berbulu (kacang hijau)
3. Bentuk atau struktur bulat (kedelai), berbentuk kubus (kacang hijau)
4. Bakal buahnya berpolong
c. Umbi-umbian
1. Memiliki dua lapisan kulit luar dan kulit bagian dalam dan dikuti dengan lapisan kambiun dan daging umbi (ubi kayu)
2. Warna daging ; putih (ubi kayu), kuning (ubi jalar dan kentang)
3. Warna kulit bervariasi
4. Bentuknya tidak seragam baik ubi kayu, kentang maupun ubi jalar
5. Rasa ada yang pahi dan ada yang manis.
d. Sayur – sayuran
1. Warnanya bervariasi baik dari batang, polong maupun daunnya
2. Rasanya manis, agak manis dan pahit
3. Bentuknya berbeda – beda ada yang berpolong, biji, batang, buah dan lain sebagainya.
e. Telur
1. Bentuk : bulat, lonjong
2. Ukuran : bervariasi
3. Kulit telur : keras, berkapur.
f. Ikan
1. bertulang belakang, bersirip, badan ditutupi sirip (disebut ikan)
2. Bentuk dan ukuran : simetris (kepala, badan dan ekor)
3. Bentuk : peluru terpedo (salem, tuna), panah (ikan parang), pipih (ikan tambak)dan seperti ular (belut).
4. Warna : bermaca-macam, disebabkan oleh zat warna kromatofor yang terdapat pada sel-sel dermis.

Tugas Kuliah THP UB