Optimasi Proses Produksi Pati Sagu Terpragelatinisasi Parsial sebagai Ingredien Pangan Menggunakan Twin-Screw Extruder Tanpa Die.

Abstract

Pati sagu diperoleh dari pemrosesan empulur batang sagu (Metroxylon sagu) dan merupakan bahan baku penting untuk industri pangan dan non pangan. Salah satu kelemahan pati alami termasuk pati sagu adalah mempunyai sifat fungsional yang tidak konsiten. Untuk kebutuhan industri pangan, sifat fisiko-kimia yang konsisten diperlukan dan hal ini dapat dicapai melalui proses modifikasi. Modifikasi pati sagu dapat dilakukan secara kimia, fisika dan biologi atau fermentasi. Pada penelitian ini dipilih tiga pati sagu dari tiga daerah sentra produksi sagu, antara lain Bangka, Riau, dan Papua, karena perbedaan zona agroekologi diduga membawa perbedaan karakteristik pati sagu yang dihasilkan dan mempengaruhi karakteristik pati termodifikasi yang diperoleh. Pati sagu dapat dimodifikasi menggunakan ekstruder ulir ganda (twin-screw extruder (TSE)) tanpa die agar diperoleh pati sagu terpragelatinisasi parsial. Proses Ekstrusi dapat meningkatkan derajat gelatinisasi yang ditargetkan tidak melebihi 80 % agar amilosa dan amilopektin yang ada pada bahan baku tidak dipotong menjadi molekul yang sangat sederhana. Namun menjadi molekul dengan panjang rantai menengah di mana banyak terdapat gugus hidrofilik sehingga lebih mudah menyerap air. Tujuan umum penelitian ini adalah merancang proses produksi pati sagu terpragelatinisasi parsial melalui TSE tanpa die dan aplikasinya pada pembuatan beras analog sagu dengan karakteristik fisikokimia terbaik. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah (1) memperoleh kondisi proses ekstrusi untuk menghasilkan pati sagu terpragelatinisasi parsial sebagai ingredien pangan melalui tinjauan sistematis; (2) mengetahui karakteristik fisikokimia pati Sagu Bangka, Riau, dan Papua, serta pati sagu terpragelatinisasi parsial hasil ekstrusi tanpa die; (3) mendapatkan rentang batas bawah dan atas dari kondisi proses ekstrusi untuk proses optimasi menghasilkan pati Sagu Bangka terpragelatinisasi parsial: (4) mendapatkan kondisi proses ekstrusi optimum untuk menghasilkan pati sagu terpragelatinisasi parsial sebagai ingredien bahan pangan.; (5) mendapatkan presentase penambahan pati sagu terpragelatinisasi parsial untuk menghasilkan beras analog dengan karakteristik fisikokimia terbaik. Penelitian tahap pertama melakukan studi literatur melalui tinjauan sistematis (SR) metode yang mengidentifikasi, menilai, dan menginterpretasi seluruh temuan-temuan pada suatu topik penelitian, untuk menjawab pertanyaan penelitian (research question) yang telah ditetapkan sebelumnya. Metode SR dilakukan secara sistematis dengan mengikuti tahapan dan protokol yang memungkinkan proses literature review terhindar dari bias dan pemahaman yang bersifat subyektif dari penelitinya terhadap jurnal yang berkaitan dengan teknologi produksi pregelatinized starch menggunakan TSE yang telah dilakukan dari berbagai pati dan tepung. Parameter kondisi ekstrusi apa saja yang sangat berpengaruh terhadap sifat fisikokimia produk hasil ekstrusi. Rekaman referensi terkait topik penelitian ekstrusi pati atau tepung menggunakan TSE menghasilkan total 269 artikel. Ulasan Ini menghasilkan 10 artikel terkait ekstrusi pati/tepung yang menggunakan TSE.

Penelitian tahap kedua adalah melakukan proses pembuatan PSTP dari Pati Sagu Bangka, Riau, dan Papua dengan satu kondisi dari hasil SR. Ketiga bahan baku pati sagu dan PSTP tersebut dianalisis sifat fisikokimianya seperti derajat gelatinisasi, indeks penyerapan air (Water absorption index), indeks kelarutan air (water solubility index), swelling power, komposisi proksimat, morfologi, derajat kristalinitas, sifat pasta (pasting properties), sifat termal, bulk density, derajat putih, viskositas, gel properties, dan birefringence. Hasil dari ekstrusi kondisi 1 ini diperoleh PSTP dari Sagu Bangka (PSTP 1) memiliki DG 48,92%, sedangkan DG dari PSTP Riau (PSTP 1a) dan PSTP Papua masing-masing 39,82% dan 37,80%. Karakteristik-karakteristik lainnya PSTP 1 lebih baik dibandingkan PSTP 1a dan PSTP 1b. Sagu Bangka dipilih pada ekstrusi 9 kondisi systematic review. Hasil dari penelitian Tahap 2 adalah sebagai dasar dalam menentukan rancangan proses ekstrusi untuk mendapatkan batas bawah dan batas atas kadar air, suhu barel, dan kecepatan ulir TSE. Penelitian tahap ketiga adalah melakukan optimasi proses produksi PSTP dari pati Sagu Bangka menggunakan response surface methodelogy (RSM) dan berdasarkan hasil pengujian Tahap 2 dengan pengaturan kadar air bahan baku taraf bawah 20% dan taraf atas 40%, suhu barel tarah bawah 70⁰C dan taraf atas 90⁰C serta kecepatan ulir dengan taraf bawah 50 rpm dan taraf atas 100 rpm, data diolah menggunakan central composite design (CCD). Diperoleh PSTP kondisi optimum dengan DG sesuai target. Pada tahap keempat melakukan aplikasi PSTP yang diperoleh dari ekstrusi pada kondisi optimum dalam pembuatan beras analog sagu dengan penambahan 33% beras merah, dan 7 % serat sagu (sago fiber) seperti dilakukan penelitian sebelumnya. Penambahan PSTP dilakukan 5 komposisi untuk melihat pengaruhnya terhadap susut masak atau cooking loss, waktu memasak atau cooking time, analisis proksimat, serat kasar, dan analisis tekstur antara lain kekerasan (hardness), kekuatan gel (cohesiveness), kekenyalan atau elastisitas (springiness), sifat mudah patah/ kerapuhan (fracturability/brittleness), daya kunyah (chewiness), dan kelengketan (gumminess/stickiness). Kemudian sifat fisikokimia beras sagu analog dibandingkan dengan beras merah dan beras putih dengan menganalisa kristalinitas, sifat termal, morfologi, color, in vitro digestibility dan resistant starch content, kandungan antioksidan, sifat pasta, komposisi asam amino dan asam lemak. Diperoleh hasil penambahan PSTP sebanyak 15% menghasilkan beras analog sagu dengan susut masak paling rendah. Kondisi proses optimum untuk produksi PSTP adalah pada kadar air 39 %, suhu barel zona 1 sampai dengan 4 (90⁰C), kecepatan ulir 95 rpm, pada ekstrusi tanpa die. Ekstrusi menyebabkan terjadinya perubahan struktur dibuktikan dengan WSI, WAI, SP, viskositas dari PSTP meningkat, sedangkan BD, DW, kristalinitas, entalpi, dan BM menurun. Aplikasi PSTP dalam produksi beras analog sagu dapat menurunkan susut masak, dan profil tekstur yang lebih baik beras analog sagu juga mengandung antioksidan, asam amino dan asam lemak seperti beras merah dan beras putih yang bermanfaat untuk kesehatan. Secara umum, disimpulkan bahwa PSTP terbukti memiliki kemampuan meningkatkan kualitas pangan olahan