TEKNOLOGI LEGUM DAN SEREALIA B 11424 Dosen Erfanur

TEKNOLOGI LEGUM DAN SEREALIA B 11424 Dosen: Erfanur Adlhani, S. Si, MP Meldayanoor, S. Hut. , MS

Definisi dan Pengertian Serealia (Bahasa Inggris: cereal), dikenal juga sebagai sereal atau biji-bijian merupakan sekelompok tanaman yang ditanam untuk dipanen biji/bulirnya sebagai sumber karbohidrat/pati. Kebanyakan serealia merupakan anggota dari suku padi-padian disebut sebagai serealia sejati.

Jenis-jenis Serealia yang potensial secara ekonomis Anggota yang paling dikenal dan memiliki nilai ekonomi tinggi, sehingga dikenal sebagai serealia utama adalah padi, jagung, gandum Walaupun menghasilkan pati, tanaman seperti sagu, ketela pohon, atau kentang tidak digolongkan sebagai serealia karena bukan dipanen bulir/bijinya.

Jenis Serealia yang lain rye : gandum hitam, umumnya untuk makanan ternak, triticale, havermut, dan jelai/barley : digunakan untuk pembuatan bir, serta spelt : gandum yang cocok untuk dijadikantepungberkualitas tinggi.

Struktur Serealia Secara anatomis biji serealia terdiri dari: 1. Sekam, yang membalut biji itu sendiri 2. Dedak, yang mengelilingi endosperm dan benih 3. Benih, yang merupakan embrio 4. Endosperma, yang merupakan bagian yang sangat penting untuk makanan.

Komposisi kimia Serealia Komposisi kimia serealia yang utama adalah: 1. Karbohidrat (terutama pati, ± 80% dari bahan kering) 2. Protein, ± 15% dari bahan kering 3. Lemak, ± 5% dari bahan kering 4. Mineral, ± 2% 5. Air, vitamin, asam-asam amino, asam lemak, dan trace element

Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh pada pertumbuhan serealia

IKLIM dan MUSIM Semua serealia adalah tanaman semusim; yang berarti satu kali tanam, satu kali panen, sehingga cara pembudidayaannya sama. Gandum, rye, triticale, havermut, dan jelai, serta spelt adalah serealia musim dingin, sehingga tumbuh baik di daerah beriklim sedang dan tidak sanggup tumbuh di cuaca panas (± 300 C). Jelai dan gandum hitam tahan kondisi ekstrem dan mampu tumbuh di daerah musim dingin yang panjang seperti di wilayah subarktik dan Siberia.

Gandum merupakan serealia yang paling populer di daerah iklim sedang. Padi merupakan serealia yang paling populer di daerah tropika. Kebanyakan serealia musim dingin tidak tumbuh di daerah tropis tetapi beberapa dapat tumbuh di dataran tinggi yang lebih dingin, sehingga memungkinkan untuk melakukan beberapa kali penanaman dalam setahun.

SALINITAS Tanaman serealia yang toleran terhadap salinitas adalah barley Yang memberikan reaksi semi toleran adalah gandum Sedangkan padi dan jagung memberikan reaksi semi sensitif. Umumnya, tanaman palawija peka pada stadium perkecambahan sampai 3 minggu setelah tanam, sehingga apabila tanpa penerapan teknologi maka tanaman serealia yang bisa dibudidayakan adalah barley dan gandum.

Teknik-teknik penanganan pasca panen Serealia serta permasalahan dalam penanganannya

Penanganan pasca panen Pengeringan 2. PENYIMPANAN 1.

Pengeringan Beberapa keuntungan pengeringan : ◊ menurunkan biaya pengangkutan ◊ meningkatkan panjang daya simpan ◊ mempermudah proses selanjutnya Hasil pengeringan harus mempunyai : kadar air yang rendah dan seragam prosentase biji rusak dan pecah rendah berat tetap tinggi hasil pati tinggi kualitas protein tinggi 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 : è penggunaan biji è kadar air biji è jenis/macam biji

Penyimpanan harus mampu mempertahankan 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: 1. kapang 2. insekta 3. rodensia 4. respirasi

Kerusakan selama penyimpanan dapat diperlambat melalui pengendalian kadar air dan suhu Kadar air yang tinggi memudahkan perubahan biokimia dan kimiawi dalam biji dan juga pertumbuhan mikroba, serangga dan rayap selama penyimpanan Suhu yang tinggi menyebabkan banyak perubahan-perubahan selama penyimpanan

Permasalahan dalam penanganan pascapanen Perubahan komposisi selama penyimpanan Perubahan lemak Perubahan nilai gizi Perubahan sifat-sifat fungsional Pengaruh pada kemampuan menghasilkan roti

Perubahan komposisi selama penyimpanan hidrolisa pati karena kegiatan enzim amilase berkurangnya gula karena respirasi reaksi pencoklatan karena oksidasi menurunnya kandungan nitrogen dari protein akibat kegiatan enzim proteolitik

Perubahan 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

Perubahan nilai gizi Mineral Selama penyimpanan jarang terjadi kehilangan atau peningkatan, kecuali fosfor. Selama penyimpanan kegiatan enzim fitrase melepas fosfat dari asam fitrat menjadi fosfat bebas dan menyebabkan peningkatan nilai gizi fosfor. Karbohidrat Daya cerna beras yang baru dipanen kurang dapat dicerna dibanding beras yang disimpan beberapa saat, hal ini disebabkan karena kegiatan enzim -amilase.

Protein Hilangnya daya cerna dan rasa enak jagung karena tumbuhnya jamur, barley yang rusak oleh jamur kehilangan kendungan lisin selama penyimpanan yang berakibat penurunan nilai biologis. Vitamin Kehilangan vitamin juga dapat terjadi selama penyimpanan. Thiamin (B 1) banyak yang rusak, kerusakan dipercepat dengan kadar air dan suhu tinggi. Riboflavin (B 2) dan piridoksin (B 6) sangat sensitif terhadap cahaya. Vitamin A turun karena kehilangan karotin. Tokoferol (E) bisa hilang dengan adanya O 2, karena O 2 mempercepat penurunan tokoferol.

Perubahan sifat-sifat fungsional (pengarunya pada perkecambahan) Penyimpanan biji cenderung mengurangi kemampuannya berkecambah, yang meningkat karena suhu dan kadar air yang tinggi selama penyimpanan Pencemaran kapang juga menambah hilangnya daya berkecambah Hilangnya daya berkecambah akan sangat penting jika biji akan digunakan sebagai benih dan untuk pembuatan bir

Pengaruh pada kemampuan menghasilkan roti 3 perubahan kimia utama pada gandum yang mengurangi sifat-sifatnya dalam kemampuan menghasilkan roti adalah, hidrolisa lipida yang menaikkan kadar asam lemak bebas, oksidasi lipida, dan perubahan-perubahan pada protein. Perubahan pada protein berakibat merusak sifat-sifat adonan sehingga roti yang dihasilkan kurang mengembang

Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan pasca panen dan penyimpanan Mikroorganisme Aktivitas enzim Serangga, parasit dan hama lain Temperatur Kelembaban Oksigen Cahaya Waktu

Mikroorganisme a. Sifat bahan yang disukai mikroorganisme Memiliki aktivitas air yang tinggi Memiliki zat gizi minimal satu jenis makronutrien (karbohidrat, protein, dan-atau lemak) b. Kondisi lingkungan yang disukai mikroorganisme Lembab Beberapa mikroorganisme dapat hidup tanpa sirkulasi udara yang baik tapi sebagian besar hidup dengan sirkulasi udara yang baik mendapat sinar matahari secara langsung Sebagian mikroorganisme dapat hidup pada suhu rendah dan sebagian yang lain hidup pada suhu yang tinggi Sebagian hidup pada p. H rendah sebagian yang lain tinggi c. Akibat serangan mikroorganisme pada bahan makanan Busuk Rasanya asam Mengandung alkohol Kusam

Aktivitas Enzim a. Sifat bahan yang disukai Memiliki aktivitas air yang tinggi Memiliki zat gizi minimal satu jenis makronutrien (karbohidrat, protein, dan-atau lemak) Belum mengalami perlakuan panas b. Kondisi lingkungan yang optimal Memiliki p. H yang sesuai dengan jenis enzimnya Suhu sesuai dengan enzim yang aktif c. Akibat aktivitas enzim Busuk Warna berubah Mengandung alkohol Rasanya menjadi asam

Serangga dan hama lain a. Sifat bahan yang disukai Memiliki zat gizi minimal satu jenis makronutrien (karbohidrat, protein, dan-atau lemak) b. Kondisi lingkungan yang disukai Lembab Kotor Tidak mendapat sinar matahari secara langsung c. Akibat serangan serangga dan hama Luka Cacat

Temperatur Akibat suhu tinggi (lebih besar dari 60 o. C): Bahan yang mengandung gula akan berwarna coklat Bahan berpati (karbohidrat) dan protein akan mengeras Enzim inaktif Protein dalam bahan akan terdenaturasi (seperti telur) Bahan berlemak akan mengeluarkan aroma & citarasa yg khas Akibat suhu sedang (4 o. C – 60 o. C) Reaksi-reaksi enzimatis berlangsung dengan optimal Pertumbuhan mikroorganisme terhambat

Akibat suhu dingin (2 o. C – 4 o. C) Zat-zat gizi dalam bahan makanan relatif stabil Reaksi enzimatis terhambat Pertumbuhan mikroorganisme terhambat Akibat suhu beku (lebih kecil dari 2 o. C) Aktivitas enzim berhenti Pertumbuhan mikroorganisme berhenti Perubahan zat-zat gizi hampir tidak ada

Kelembaban di Indonesia sangat tinggi Jika kadar air bahan rendah sementara kelembaban lingkungan tinggi, air akan masuk ke bahan Jika suhu rendah, terjadi pengembunan pada bahan Sebagian mikroorganisme perusak menyukai lingkungan yang basah

Udara dan Oksigen Udara dan oksigen dapat merusak vitamin (terutama A dan C), warna dan aroma Mendukung keberadaan mikroorganisme aerob Dapat dikurangi dengan vakum dan penambahan gas inert

PERUBAHAN PADA PATI Dalam penggunaannya sebagai bahan baku industri, pati mengalami beberapa perubahan baik sebelum, pada saat dan setelah proses sebagai berikut: a. Perubahan sebelum proses 1. Bahan hasil pertanian masih melakukan respirasi 2. Terjadi hidrolisis: (produk mjd lebih manis) Pati -> maltodekstrin dan gula 3. Terjadi oksidasi: Glukosa -> energi, CO 2 dan air 4. Perubahan proporsi pati -> perubahan tekstur dan rasa bahan (menjadi manis) 5. Pengendalian perubahan dapat ditekan dengan perlakuan pendinginan (paling ekonomis)

b. Perubahan selama proses 1. Swelling Pati bila diberi air akan mengalami pengembangan volume Kekuatan swelling sebanding dengan meningkatnya suhu larutan pati 2. Gelatinisasi Amilum tidak larut di dalam air dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti pasta; peristiwa ini disebut "gelatinisasi".

3. Retrogradasi Terjadi ikatan balik (set back) pada ikatan hidrogen antara gugus OH pada pati Terjadi selama pendinginan. Pati menjadi tidak terlarut. Berhubungan dengan jumlah cabang pada rantai pati Pati ber-amilopektin tinggi (jagung ketan) tidak mengalami retrogradasi pada pendinginan/ pembekuan.

4. Esterifikasi 1. Pati -> esterifikasi antara gugus OH -> panjang rantai dapat diatur 2. Sifat larutan pati hasil esterifikasi: lebih tahan terhadap panas kemampuan hidrolisis rendah stabil dalam p. H rendah swelling dapat dihambat meskipun dalam air panas atau mendidih. 3. Produk pati ini banyak digunakan sebagai: makanan bayi salad dressing stabiliser pengental

5. Hidrolisis Dilakukan dengan: a. p. H rendah b. Pemanasan suhu tertentu (mempercepat kerja enzim) c. tekanan tinggi d. Penambahan enzim (amilase) -hasil dari proses: pati --> dextrin maltosa -> glukosa - Banyak digunakan dalam industri bahan pemanis dari tepung tapioka -> industri HFS (High fructose syrup).

6. Isomerisasi Proses isomerisasi merupakan perubahan glukosa -> fruktosa Tingkat kemanisan fruktosa meningkat 3 kali lipat dibanding glukosa

c. Perubahan setelah proses 1. Higroskopis, Tepung yang mengandung gula reduksi cenderung mudah menyerap uap air, kemasan harus kedap air, dan ruang RH rendah 2. Perubahan aroma Timbulnya bau (jawa=apek) yang dimulai dengan menyerap uap air atau penyimpanan yang terlalu lama 3. Perubahan warna Timbul warna kuning kecoklatan akibat oksidasi dan penyimpanan terlalu lama 4. Serangga dan Rodentia Akibat sanitasi gudang dan kemasan yang kurang baik

Senyawa pati dapat dibedakan menjadi 2 macam : a. Amilosa (rantai lurus)

b. Amilopektin (rantai cabang) Proporsi kedua senyawa menentukan tingkat kekentalan gel (viskositas)