Teknologi Pengolahan Beras

1. Teknologi Pengolahan Beras Dr. Ir. Sugiyono, M.AppSc. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta IPB Telp/Fax. 0251-626725 Email : ssugiyono@yahoo.com.au

2. Pengolahan primer • Pengolahan gabah menjadi beras • Pengolahan beras menjadi tepung

3. Pengolahan gabah menjadi beras • Pengeringan - untuk menurunkan kadar air gabah sampai siap giling (14%). Pada kadar air yang lebih tinggi, penggilingan banyak menghasilkan beras patah. - umumnya dilakukan dengan penjemuran karena mudah dan murah, mutu hasilnya pun baik. - dapat menggunakan pengering buatan. Jika suhu terlalu tinggi (di atas 43oC), endosperm patah/retak.

4. Pengolahan gabah menjadi beras • Penggilingan - Secara terintegrasi digunakan alat antara lain : paddy cleaner, pengupas kulit (rice huller), pemisah sekam, paddy separator, mesin penyosoh (rice polisher), dan rice grader. - Paddy cleaner memisahkan kotoran berdasarkan ukuran (ayakan) dan berat jenis (blower). - Pengupas kulit digunakan untuk memisahkan sekam dari gabah menjadi beras pecah kulit. Alat ini memiliki 2 silinder (yang diselubungi karet) yang berputar berlawanan arah dengan kecepatan yang berbeda. Kecepatan tidak sama dimaksudkan untuk ‘menyobek’ sekam. Jarak antara kedua silinder dapat diatur, pada umumnya sekitar 2 mm.

5. Pengolahan gabah menjadi beras • Penggilingan - Pemisah sekam memisahkan sekam dengan beras pecah kulit berdasarkan ukuran (ayakan) dan berat jenis (blower). - Paddy separator memisahkan gabah dari beras pecah kulit berdasarkan berat jenis dan kehalusan permukaan. Gabah dimasukkan lagi ke mesin pengupas kulit. Beras pecah kulit dimasukkan ke mesin penyosoh. - Mesin penyosoh atau mesin slyp menyosoh beras pecah kulit menjadi beras putih. Mesin ini memiliki batu penyosoh dan lempengan karet. Adanya gesekan antara beras dengan batu, lempengan karet dan sesama beras sendiri menyebabkan beras tersosoh. Dengan ayakan dan aspirator, dapat dipisahkan dedak dari beras putih. Beras putih selanjutnya masuk rice grader. - Rice grader digunakan untuk memisahkan beras kepala, beras patah dan menir berdasarkan ukuran (ayakan).

6. Penggilingan gabah sampai menjadi beras putih menghasilkan 20% sekam, 6 - 11% dedak, 2.5 - 3.8% bekatul dan 60% beras sosoh

7. Pengolahan beras pratanak (Parboiled) -Pengolahan gabah dengan menggunakan panas sehingga pati dalam endosperm tergelatinisasi. - Tahapan prosesnya : perendaman gabah, pengukusan, pengeringan. Perendaman dilakukan sampai kadar air gabah 31-35% (selama 6-7 jam). Pengukusan dilakukan selama 20 menit pada suhu 100oC atau 10 menit pada 121oC. Pengeringan dengan penjemuran atau pengeringan buatan. - Akibat proses ‘parboiling’ : rendemen giling beras kepala tinggi, perembesan vitamin dan zat nutrisi lain ke dalam endosperm. - Penggilingan gabah parboiled dilakukan seperti penggilingan gabah biasa.

8. Penggilingan beras putih menjadi tepung beras • Tepung beras dapat diolah dari beras kepala (utuh), beras patah atau menir, dari semua jenis beras termasuk beras ketan. • Melalui proses penggilingan basah (beras direndam dulu) atau kering. • Penggilingan dengan disc attrition mill atau pin mill. • Proses basah menghasilkan tepung beras lebih putih dan lebih halus. • Tepung beras dapat digunakan pada berbagai produk pangan.

9. Karakteristik tepung beras • Sebagai pengental, pengisi, pembentuk gel, pembentuk struktur produk • Protein mudah dicerna • Non-alergenik • Menghasilkan produk yang renyah dan empuk (tahan pembekuan dan thawing) • Gel tepung beras tidak mengalami retrogadasi yang menyebabkan sineresis

10. Penggunaan tepung beras • Makanan bayi • Bihun dan produk pasta • Produk bakeri (roti dan sejenisnya) • Makanan sarapan (breakfast cereal) • Kerupuk • Kue-kue • Pengental/pengisi berbagai produk pangan

11. Pengolahan sekunder • Bihun - Sejenis mie, ukuran kecil, berwarna putih. - Terutama dibuat dari beras dengan kadar amilosa tinggi. - Tahapan proses : perendaman, penggilingan basah, penyaringan atau pengendapan, pengadonan, pembentukan bulatan, pemasakan sebagian, pengadonan, ekstrusi dengan pengepres hidrolik, pemasakan, perendaman dalam air dingin dan pengeringan

12. - Perendaman beras dimaksudkan untuk memperlunak endosperm. - Penggilingan beras secara basah dilakukan dengan menggunakan gilingan batu atau gilingan baja. Sodium bisulfit dapat ditambahkan pada air yang digunakan selama penggilingan untuk menghambat pertumbuhan mikroba dan meningkatkan derajat putih produk. - Hasil penggilingan disaring dengan menggunakan kain saring, filter press atau separator sentrifugal. Padatan yang diperoleh mempunyai kadar air sekitar 38-40%. - Padatan diadon dengan menggunakan gilingan batu dan dicampur dengan pati jagung. Adonan dibentuk menjadi bola atau silinder kemudian dikukus. - Pengukusan dilakukan selama beberapa menit sampai sekitar 20% bagian tergelatinisasi. - Bola atau silinder kemudian diadon dengan menggunakan gilingan batu. Pati yang tergelatinisasi bertindak sebagai pengikat sehingga bihun tidak mudah putus. Untuk mencegah lengket, permukaan alat dapat diolesi minyak. Minyak menambah kilap produk.

13. - Adonan dicetak menjadi bihun melalui proses ekstrusi/pengepresan. - Bihun segera dikukus sampai matang kemudian di-’temper’ selama 2 jam, dicuci dengan air dingin atau langsung dikeringkan/dijemur. Tempering dilakukan untuk memperoleh produk dengan stabilitas yang baik. - Pengeringan dengan cara penjemuran menghasilkan bihun lebih putih karena efek pemucatan oleh sinar ultra violet. - Mutu bihun terutama ditentukan berdasarkan penampakan, warna, kelengketan dan stabilitas. Bihun yang baik, jika dimasak berwarna puith, tidak lengket, mampu mempertahankan bentuknya, dan tidak banyak pati keluar ke air pemasaknya. - Bihun instan dibuat dengan cara yang sama tetapi pengeringannya dilakukan secara cepat pada suhu 80oC. - Bihun dapat juga dibuat dari tepung beras atau dengan proses pemasakan ekstrusi. Bahan baku tepung beras tidak menghasilkan limbah cair.

14. - Faktor penting dalam pembuatan bihun : tingkat gelatinisasi sebelum pencetakan dan sesudah pencetakan. Tingkat gelatinisasi 7-20% menghasilkan produk yang baik. Tingkat gelatinisasi yang berlebihan menyebabkan kesulitan proses pencetakan. Gelatinisasi bihun setelah pencetakan memperbaiki stabilitas dan tekstur selama bihun dimasak. Derajat gelatinisasi bihun sesudah pencetakan pada umumnya 55-75%. - Bihun yang dibuat dari beras dengan kadar amilosa rendah cenderung menghasilkan produk dengan warna lebih gelap dan densitas lebih tinggi.

15. Makanan bayi - Beras dalam butiran atau tepung. Untuk menambah kadar protein, digunakan kedelai, susu skim. - Beras bersifat non alergenik, sebagai medium pemberian vitamin dan mineral - Sifat makanan bayi yang penting : mudah direkonstitusi dengan susu atau air, tidak menggumpal, tidak lengket, daya absorpsi air baik, diterima oleh bayi dan ibunya. Konsistensi tidak boleh terlalu encer atau terlalu kental, cukup lembek sehingga mudah ditelan oleh bayi.

16. - Tahapan proses : persiapan, pemasakan bubur, pengeringan dengan drum dryer, penggilingan, penambahan vitamin dan mineral, pengemasan. - Enzim diastase dapat ditambahkan untuk mengurangi daya serap air dan kekentalan produk melalui hidrolisis pati. - Parameter proses pengeringan yang penting : jarak antar silinder (jika digunakan silinder ganda), suhu permukaan silinder, kecepatan putaran silinder, sifat reologi bubur. - Beras dengan kadar amilosa tinggi menghasilkan bubur yang kental dan mudah mengalami retrogradasi (sineresis). - Produk sebaiknya dikemas dalam kemasan hermetis, misal aluminium foil berlapis plastik.

17. - Pembuatan makanan bayi melalui proses ekstrusi perlu memperhatian faktor: ukuran partikel (0.1-0.85 mm), kadar air (14-30%), suhu pemasakan (129-225oC) dan tekanan (8-102 kg/cm2). Faktor proses mempengaruhi rasio pengembangan, derajat gelatinisasi, kadar air, volume spesifik, kapasitas absorpsi air dan dipersibilitas produk.

18. SNI 01-3842-1995 Makanan bayi • Kadar air maks 4 % • Kadar protein min 15% (dengan air) min 6% (dengan susu) Nilai PER min 70% mutu kasein • Kadar lemak maks 11% • Kadar serat maks 5% • Tidak boleh mengandung pengawet, pewarna buatan dan pemanis buatan

19. Produk bakeri - Protein beras tidak dapat membentuk lapisan tipis pada saat pembuatan adonan sehingga tidak mampu menahan gas selama proses fermentasi. - Adonan tepung beras mampu menahan gas dengan baik apabila ditambahkan hidroksipropil metilselulsa (HPMC). Formula : 100 bagian tepung beras, 75 bagian air, 7.5 bagian gula, 6 bagian lemak, 3 bagian ragi, 3 bagian HPMC, 2 bagian garam.

20. - HPMC membentuk adonan roti dengan kekentalan yang baik, sifat pembentukan film baik sehingga mampu menahan gas selama proses fermentasi (proofing) dan pemanggangan. - Tepung beras yang baik untuk roti : kadar amilosa rendah dan suhu gelatinisasi rendah (menghasilkan remah roti yang empuk). Beras dengan kadar amilosa tinggi menghasilkan produk dengan remah kering dan kasar.

21. - Beras dapat juga diolah menjadi cake. Formula : 100 bagian tepung beras, 80 bagian gula, 80 bagian air, 15 bagian lemak dan 5-7 bagian soda kue. - Tepung beras yang baik untuk cake : kadar amilosa rendah dan suhu gelatinisasi rendah. Beras dengan kadar amilosa tinggi menghasilkan produk dengan tekstur kasar dan kering. - Adanya gula dalam adonan dapat meningkatkan suhu gelatinisasi pati.

22. - Beras dapat juga diolah menjadi cookies atau biskuit. Sebaiknya digunakan tepung beras dengan kadar amilosa rendah. Cookies dari tepung beras lebih besar volumenya selama pemanggangan daripada terigu.

23. Produk sarapan (rice breakfast cereal) - Pati beras mampu membentuk tekstur produk yang renyah. - Sifat produk yang penting : penampakan, warna, citarasa, tekstur, kualitas makan (eating qualities), dan kemampuan untuk tidak mengalami perubahan tekstur apabila direndam dalam susu (bowl life). Produk ini harus renyah, tidak keras dan tidak terlalu kuat citarasanya.

24. Rice flakes - Beras dimasak dengan tekanan 1.3 kg/cm2 selama 20 menit. Setelah tekanan diturunkan, pemasakan dilanjutkan selama 1-2 jam. Kadar air nasi sebaiknya sekitar 33%. Nasi selanjutnya dikeringkan sampai kadar air 17% dan dilakukan tempering untuk menyeragamkan distribusi air dalam butiran. Nasi setengah kering tsb dipipihkan shg berbentuk serpihan. Serpihan dioven sehingga diperoleh produk renyah tapi empuk. Serpihan dikeringkan sampai kadar air 3%.

25. Puffed rice - Dibuat melalui proses gun-puffing, oven puffing atau extrusion puffing. - Gun puffing. Beras dengan kadar air sekitar 13% dipanaskan dengan udara panas pada suhu 521-638oC kemudian dimasukkan dalam gun (semacam mesin berondong). Gun dipanaskan dengan uap kering sampai tekanan 15.1 kg/cm2 dan suhu 242oC. Dalam waktu singkat, gun dibuka dengan tiba-tiba sehingga produk keluar seperti berondong. Produk dikeringkan sampai kadar air 3% sebelum dikemas. Faktor yang penting : kadar air beras, kelembaban selama pemanasan dalam gun, waktu serta suhu pada saat pemanasan pendahuluan. Sebaiknya digunakan beras sosoh. Produk yang baik : tekstur renyah, pengembangan volume seragam, bentuk dan penampakan menarik. Adanya sisa lembaga pada butir beras menyebabkan produk berwarna gelap. Peningkatan kadar air produk sampai 6% menyebabkan produk tidak renyah dan bowl life-nya rendah.

26. - Oven puffing. Beras dimasak dalam campuran gula, sirup malt dan garam. Nasi yang dihasilkan kemudian dibuat menjadi lembaran. Lembaran dikeringkan sampai kadar air 15% dan dilakukan tempering 12-15 jam pada suhu kamar. Lembaran dimasukkan oven sehingga volumenya mengembang. Beras sosoh menghasilkan produk yang lebih seragam. Faktor bowl life untuk produk oven puffed lebih besar dibandingkan rice flakes.

27. - Extrusion puffing. Beras dimasukkan extruder dengan kondisi putaran screw 280 rpm, suhu 140-150oC dan tekanan 125-150 kg/cm2. Beras ketan menghasilkan produk yang lebih mengembang daripada beras biasa. Beras dengan kadar air 17% menghasilkan produk yang kurang mengembang dan teksturnya berongga. Produk dari beras ketan mempunyai rongga kecil daripada beras biasa.

28. Shredded Rice • Bahan : beras sosoh, gula, garam dan malt. • Beras (dalam bentuk grits) dimasak dalam pemasak uap kemudian dikeringkan. Selanjutnya ditemper kemudian dibuat lembaran. Lembaran kemudian dioven

29. BC dari tepung beras • Beras yg digunakan dalam bentuk tepung beras (10-15%) dicampur dengan tepung lain seperti jagung, gandum, oat dan keledai. • Bahan-bahan kering dicampur kemudian dibuat menjadi adonan dg kadar air 30%. Adonan dimasak dalam ekstruder kemudian dioven pada suhu 2600C dan dikemas dg kadar air sekitar 3%. • Biasanya ditambahkan vitamin larut air seperti thiamin, riboflavin, niasin dan mineral besi, pada saat sesudah keluar dari oven.

30. BC dari tepung beras • Penambahan mineral seperti garam kalsium biasanya dilakukan dalam adonan. Kadar thiamin, niasin, dan besi pada produk beras masing-masing sekitar 0.3-0.4mg, 4-7mg, dan 1-3mg per 100g • Dalam pengemasan produk BC perlu diperhatikan kadar air produk dan reaksi oksidasi lemak yg mungkin terjadi selama penyimpanan. Kenaikan kadar air produk menjadi sekitar 6% mempengaruhi kerenyahan sedangkan reaksi oksidasi lemak menyebabkan ketengikan produk

31. Nasi dalam kaleng. • Pengalengan beras pratanak (parboiled) lebih baik produknya dari beras biasa • Produk basah : spt sup atau bubur • Produk kering : tidak mengandung air spt nasi goreng dalam kaleng

32. Proses pembuatan produk beras basah dalam kaleng Gabah Parboiling Penggilingan Pemasakan dalam air berlebih Penirisan Pencucian dengan air dingin untuk membuang pati yg terlarut Pengisian dalam kaleng Bumbu saos Penutupan & sterilisasi Pendinginan

33. Produk nasi kering : • tidak mengandung air • ada yang bercita rasa (spt nasi goreng dalam kaleng) & tidak bercita rasa • Digunakan air secukupnya untuk proses gelatinisasi pati beras selama sterilisasi tanpa menyebabkan terbentuknya pasta atau bubur. • Untuk mencegah pembentukan pasta antara lain ikatan silang, pemasakan dg minyak dan pembekuan setelah sterilisasi. • Produk nasi kering dalam kaleng berwarna putih tidak terdapat air berlebih dan butir berasnya tidak saling lengket

34. Penggunaan larutan alkali  warna nasi menjadi kuning. • Penambahan asam •  tidak berpengaruh yg berarti • kecuali asam asetat dg konsentrasi <0.01% dapat memperbaiki warna dan cita rasa. • Asam sitrat menyebabkan penyimpangan citarasa & butir nasi lentur. • Ikatan silang  mutu beras lebih baik • dpt menguatkan ikatan hidrogen dlm pati beras shg dpt mencegah atau mengurangi pati selama perebusan  nasi tidak lengket. • Melalui 3 proses : aktivasi, ikatan silang, netralisasi • Bahan kimia : epiklorohidrin, phosporus oksiklorida dan sodium trimetafosfat

35. Bahan pengemulsi/emulsifier  nasi tidak lengket • Beras dicuci dg larutan pengemulsi sebelum dikalengkan • Jenis dan konsentrasi pengemulsi mempengaruhi tingkat kelengketan nasi • Contoh : sorbitan monooleat

36. Garam-garam organik • Dapat meningkatkan atau menurunkan daya serap air dari nasi • Magnesium sulfat meningkatkan daya serap • Kalsium khlorida menurunkan daya serap • Magnesium khlorida  pengaruh kecil • Pelarutan komponen beras selama pemasakan dapat dikurangi dengan penambahan sodium khlorida, sodium sulfat, kalsium khlorida dan magnesium khlorida.

37. Beras yang dipanaskan pada suhu 1000C belum mencapai tingkat sterilisasi komersial. • Sebaiknya pH beras diturunkan sampai di bawah 4.6 agar sterilisasi komersial dapat dilakukan pada suhu 1000C selama 45 menit. Penurunan pH dapat dilakukan dengan penambahan asam-asam organik seperti asam sitrat. • Produk beras dalam kaleng yang bermutu baik mempunyai sifat butirannya tidak saling lengket, teksturnya pulen dan warnanya cerah.

38. Proses pembuatan produk beraskering dalam kaleng. Gabah Parboiling Penggilingan Perendaman dalam air asam pH 5-5.5 Pencucian Perendaman dlm air mendidih selama 5 mnt shg kadar airnya 51 + 1% Pencucian Penirisan Pencucian dg minyak atau minyak ditambah emulsifier, selama 1-1.5 menit Penirisan Pengisian dalam kaleng Penutupan Sterilisasi Pendinginan

39. Beras cepat masak (quick cooking rice) • Metoda Rendam-Rebus-Kukus-Keringkan • Rendam dlm air dingin sampai kadar air 30% • Direbus dalam air mendidih sampai kadar air 50-60% • Kukus atau rebus lagi sampai kadar air 70% • Keringkan sampai kadar air 8-14% • Strukturnya porous • Dpt dimodifikasi dg pemanasan kering unt meretak-kan butir beras sebelum perebusan & pengeringan

40. Metoda Gelatinisasi-Dry-Puff • Beras direndam, dikukus atau direbus dg tekanan untuk menggelatinisasi butir seluruhnya • Dikeringkan pada suhu rendah shg menghasilkan butir beras yang keras tetapi mengkilap • Kemudian di-puff pada suhu tinggi  tekstur porous

41. Metoda Gelatinisasi-Pipihkan/ Bump-dry • Produk berupa butir yg keras dan mengkilap tetapi tipis sehingga rehidrasinya cepat • Metoda Pemanasan Kering • Pemanasan beras dg udara panas pd suhu 57-820C selama 10-30 mnt atau 272 0C selama 17.5 detik menghasilkan butir yang retak-retak sehingga beras tsb dapat dimasak dalam waktu singkat

42. Metoda Pembekuan-Thawing • Nasi dg kadar air 70% didinginkan kemudian dibekukan pada suhu 00C selama 1-3 jam shg terbentuk kristal-kristal es yg besar • Lalu dibekukan cepat, di-thawing pada suhu kamar selama 5 jam atau lebih lalu dikeringkan dg oven

43. Metode Gun-Puffing • Beras di-temper pada suhu 330C sampai kadar air 20-22%, kemudian ditempatkan pd puffing gun • Tekanan diturunkan < 0.061kg/cm2 • Beras dimasak dg uap panas pd tekanan 3.5-3.6kg/cm2 selama 5-10 mnt. • Kondisi optimal produk akhir diharapkan suhu mencapai di atas 1630C dan kadar air 20-30%

44. Metoda Pengeringan Beku • Nasi dibekukan kemudian disublimasi (tekanan sangat rendah) untuk menghilangkan sebagian besar airnya. • Perlakuan Kimia • Penggunaan NaCl, NaOH, surfaktan untuk menurunkan kelengketan • Disodium fosfat atau pelarut lemak untuk memisahkan residu minyak • Kombinasi dua atau lebih cara di atas

45. Aplikasi alat pengering continuous centrifugal fluidized bed (CFB) • Beras direndam dalam air selama >1 jam pada suhu kamar sampai kadar air kesetimbangan 30-33%, direbus selama 4-8 mnt, direndam di air dingin, dikeringkan dg CFB pada 1230C dan gaya sentrifugal 10 x g. Kadar air produk 6-10%. • Untuk pecah kulit (brown rice) perendaman awal dilakukan selama 16 jam, direbus 20-25 mnt shg kadar air 60%, dikeringkan dg CFB pada 1350C selama 5 mnt. Cara mengkonsumsi beras tsb direndam dalam air panas selama 10-15 mnt.

46. Nasi Retort (Retort rice) • Nasi dikemas dalam retort pouch secara hermetis kemudian disterilisasi pada suhu 1200C. • Umur simpan 3-6 bulan pada suhu kamar • Cara mengkonsumsi :kemasan direndam pada air panas selama 10-15 mnt atau mengeluarkan isinya di atas piring dan selanjutnya dipanaskan dalam oven gelombang pendek selama 1-2 mnt. Perebusan selama 10 mnt dpt meningkatkan derajat gelatinisasi butir nasinya

47. Nasi cup (Cup rice) • Beras dimasak menjadi nasi kemudian dikeringkan dg explosion puffing machine, fluidized dryer, atau through-flow dryer unt memperoleh butir beras tekstur porous. • Cara mengkonsumsi : menambahkan air panas dan didiamkan selama 3-5 menit. • Nasi kemas yg dibuat dari beras pecah kulit perlu waktu rekonstitusi 10 menit dengan air panas

48. Beras tergelatinisasi (beras dg pati alfa) • Beras dimasak menjadi nasi. Kemudian dikeringkan scr cepat untuk mengurangi retrogradasi pati. • Kadar air 8% • Cocok untuk ransum tentara atau pendaki gunung krn cukup awet dan ringan. • Produk ini dapat dikonsumsi setelah dihidrasi dan dipanaskan selama 15-20 menit.

49. Nasi Beku • Nasi dikemas dalam kemasan plastik kedap udara kemudian dibekukan secara cepat (deep freezing) shg mengurangi dehidrasi dan tidak terjadi retrogradasi. • Sebelum dikonsumsi nasi beku dipanaskan dalam oven gelombang pendek.

50. Beras Pecah Kulit Cepat Masak (Easy to cook brown rice) • Populer krn punya nilai gizi lebih tinggi dari beras sosoh • Pembuatannya melalui pengeringan counter-current dg aliran udara panas berlawanan arah pada 105-1320C selama 10-30 menit lalu dgn cepat didinginkan sampai < 300C. Perlakuan ini menyebabkan keretakan butir beras. Hal ini mengakibatkan beras tsb cepat masak apabila direbus. Untuk menekan terjadinya oksidasi pada kemasan produk ini dapat ditambahkan bahan penyerap oksigen. • Perendaman beras dalam larutan asam asetat 0.5%, kemudian perebusan dalam larutan yang sama dapat menghambat retrogradasi dan pencoklatan maupun pertumbuhan bakteri dan kapang selama penyimpanan.