Peran Reologi Adonan Di Die Head Ekstruder, Derajat Gelatinisasi Dan Kristalinitas Beras Analog Pada Karakteristik Fisiknya

Abstract

Dewasa ini penggunaan teknologi ekstrusi untuk membuat beras analog mendapatkan cukup banyak perhatian dari para peneliti karena banyaknya kelebihan yang dimilikinya. Proses ekstrusi melibatkan banyak parameter seperti reologi bahan di die head, derajat gelatinisasi dan sebagainya. Koide dan Zhuang mengidentifikasi derajat gelatinisasi sebagai parameter kritis yang berpengaruh terhadap mutu beras analog dan dipengaruhi oleh suhu ekstrusi, kadar air adonan, dan kecepatan screw. Namun Bhatnagar dan Hanna mengatakan bahwa pati jagung yang meninggalkan daerah melting zone ekstruder sudah tergelatinisasi sempurna. Oleh karena itu perlu dilakukan reinvestigasi terhadap pengaruh suhu ekstrusi dan kadar air adonan terhadap derajat gelatinisasi dan dampaknya pada mutu beras analog. Kadar air adonan dan kadar amilosa bahan dan suhu ekstrusi juga berpengaruh terhadap kristalinitas beras analog yang berdampak terhadap kekerasan beras analog dan reologi bahan di dalam die head ekstruder yang berdampak pada bentuk beras analog. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter-parameter kritis yang sangat berpengaruh terhadap mutu beras analog berbahan dasar jagung (kekerasan beras analog, kekerasan nasi beras analog, kekuatan kunyah nasi beras analog, densitas kamba, dan bentuk) dan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi parameter-parameter kritis tersebut (kadar air, kadar amilosa, dan suhu ekstrusi). Untuk mengevaluasi hipotesa di atas maka disusunlah penelitian yang terdiri atas 3 tahapan, yaitu; (1) Pengembangan model empiris pengaruh suhu ekstrusi dan kadar air adonan terhadap derajat gelatinisasi dan dampaknya terhadap kekerasan beras analog, (2) Pengembangan model matematis pengaruh derajat kristalinitas beras analog terhadap kekerasan beras analog dan kekerasan nasi beras analog, dan (3) Pengembangan model empiris pengaruh indeks perilaku aliran (n) dan indeks konsistensi (K) adonan di dalam die head ekstruder terhadap bentuk beras analog. Pada tahap pertama suhu ekstrusi divariasi pada level 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC, dan 90oC dan kadar air adonan 35%, 40%, dan 45% dengan respon derajat gelatinisasi dan kekerasan beras analog. Pada tahap kedua dan ketiga proses ekstrusi dilakukan pada suhu 70 oC, 80 oC, dan 90oC, kadar amilosa 16.99%, 19.35%, 21.72%, dan 24.09% serta kadar air adonan sama seperti tahap pertama dengan respon derajat kristalinitas, kekerasan beras, kekerasan nasi, kekuatan kunyah nasi, indeks konsistensi, indeks perilaku aliran, dan bentuk beras analog. Berdasarkan analisis data dapat disimpulkan bahwa proses ekstrusi pada suhu 70–90oC dan kadar air adonan 35–45% menyebabkan granula pati tergelatinisasi sempurna dan berubahnya tipe kristal A menjadi V. Derajat gelatinisasi beras analog tidak berkorelasi dengan kekerasan beras analog. Derajat kristalinitas berkorelasi positif dengan kekerasan beras analog (r=0.561, p=0.01) dan kekerasan nasi beras analog (r=0.891, p=0.01). Adonan beras analog di die head ekstruder merupakan fluida non Newtonian pesudoplastik (n<1). Semua v perlakuan percobaan menghasilkan aliran tipe laminar sehingga tipe aliran tidak berdampak terhadap bentuk beras analog. Nilai K<21000 Pa.sn dan n<0.5 menyebabkan beras analog berbentuk trapesium, nilai K>21000 Pa.sn dan n<0.5 menghasilkan beras analog berbentuk pellet; dan nilai K>21000 Pa.sn dan 0.5<n<1 menghasilkan beras analog berbentuk setengah oval yang mirip dengan beras. Beras analog terbaik dengan kekerasan 4.21 – 6.8 kg dan bentuk setengah oval dapat terbentuk pada suhu ekstrusi 90oC, kadar air adonan 40%, dan kadar amilosa 21.72%.