Teknologi Pengolahan Umbi

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

2. UBI KAYU / SINGKONG (Manihot esculenta) • Salah satu jenis umbi-umbian yang penting di daerah tropis. • Berprospek baik di masa depan. • Kelebihannya yaitu dapat tumbuh di tanah yang relatif kurang subur dan kering, mudah dipelihara, mempunyai daya tahan yang relatif tinggi terhadap penyakit, mampu bersaing dengan berbagai tumbuhan pengganggu, produksinya tinggi. • Dapat dimakan sebagai makanan pokok penduduk di beberapa daerah serta dapat digunakan sebagai komoditas ekspor. • Sebagai tanaman rakyat, ubi kayu lebih berperan sebagai pangan penduduk di daerah rawan pangan.

3. Bagian-bagian tanaman ubi kayu (Manihot utilisima Pohl)

4. Irisan melintang umbi ubi kayu.

5. PENGOLAHAN PATI DAN TEPUNG UBI KAYU • Pengolahan Tapioka • Pemilihan Bahan Baku • Pengupasan dan Pencucian • Pemarutan/Penggilingan • Penyaringan • Pengendapan dan Pemurnian Pati • Pengeringan • Pengemasan • Pengolahan Tepung Ubi kayu (Tepung Kasava) • Pembuatan Tepung Asia

6. Pengolahan Tapioka (1) Cara tradisional • dilakukan oleh para pengusaha kecil atau pabrik tapioka kasar dengan produk akhir berupa aci kasar yang masih harus diolah lagi menjadi tapioka halus (2) Cara modern • dilakukan oleh pabrik-pabrik besar dengan peralatan dan mesin yang dapat mengolah ubi kayu dalam skala besar. • Perbedaan utama terletak pada cara penghancuran umbi, pemisahan pati/pengendapan dan pada produk akhir. • Tahapan utama pembuatan tapioka adalah • Pemisahan granula pati yang terperangkap di dalam sel bersama-sama dengan komponen protoplasma lainnya seperti protein, lemak, karbohidrat dan komponen lainnya. • Pemisahan dilakukan dengan proses purifikasi di dalam fase air.

7. Tahapan utama pengolahan pati ubi kayu : • Penghancuran sel-sel parenkim dan pemisahan butiran pati dari bahan-bahan lain yang tidak larut. Pekerjaan ini dapat dilakukan dengan pemarutan (tradisional) atau penggilingan dengan mesin crusher (modern). Proses pada tahapan ini meliputi proses pengupasan, pencucian dan pemarutan atau penggilingan. • Ekstraksi dan pemisahan pati dan serat/ampas dengan cara pemerasan dan penyaringan hancuran umbi hasil pemarutan dengan alat penyaring yang biasanya terdiri dari kain tipis atau kawat halus. Untuk melepaskan pati dari jaringan serat, peranan air sangat penting. Jumlah air yang digunakan sangat menentukan rendemen pati yang dihasilkan. Biasanya untuk 1 ton ubi kayu diperlukan sekitar 14.000 – 18.000 liter air.

8. Pengendapan butir-butir pati hasil ekstraksi dalam bak pengendap atau lajur-lajur pengendap diikuti dengan pencucian endapan. Pada industri besar pemisahan butiran pati dilakukan dengan sentrifugasi. • Pengurangan kadar air tapioka basah sampai kadar air tertentu sehingga bahan tersebut menjadi awet. Fase ini terdiri dari proses pengeringan dengan cara penjemuran atau dengan pengering buatan (oven). Hasil dari proses ini adalah berupa butiran-butiran tapioka kasar. • Penggilingan tapioka kasar dengan mesin penggiling dilanjutkan pengayakan sampai diperoleh kehalusan tepung dengan ukuran mesh tertentu (60 – 80 mesh).

9. Diagram alir proses pengolahan tapioka industri skala menengah

10. Skema Pembuatan Tepung Ubi kayu (Kasava) Ubi kayu segar Pengupasan dan pencucian Perajangan Penggilingan Pemarutan Pengeringan Pemerasan Pemerasan Penggilingan Ampas Air perasan Ampas Air perasan Pengayakan Pengendapan Pengendapan Pengeringan Pengeringan Pengeringan Pengeringan Pencampuran Pencampuran Penggilingan Penggilingan Tepung kasava Tepung Kasava Tepung Kasava

11. Tingkat penghilangan HCN pada tiap tahapan pengolahan tepung ubi kayu UBI KAYU KUPAS, 41 ppm DIPARUT 38,07 PPM / 7,2 % DIRENDAM-TIRISKAN DIPRES 30,93 PPM / 24,6 % DIPARUT 37,35 ppm / 37,7 % DIOVEN DIJEMUR DIPRES 25,55 PPM / 37,7 % DIJEMUR DIJEMUR DIGILING DIOVEN DIJEMUR DIAYAK ( 30 – 40 MESH ) 16,15 14,29 11,30 12,91 12,36 10,01 (60,7%) (65,2%) (72,5%) (68,5%) (69,9%) (75,6%)

12. Ubi kayu segar (bersih) 1000 kg 35% padatan Pati 252 kg 88% padatan Protein = 0,2% Abu = 0,15% PH = 4,5 – 5,5 Pakan ternak 114 kg 85% padatan Protein = 25% Karbohidrat = 30% Sludge 120 kg 10% padatan Protein = 35% Pengolahan Tepung Ubi kayu (Tepung Kasava)

13. SIFAT FISIKO KIMIA TEPUNG DAN PATI UBI KAYU • Derajat Putih • Sifat Mikroskopik Granula Pati • Kekuatan Gel • Pola Analisa Amilograph • Kriteria Mutu Tepung dan Pati Ubi kayu • Ukuran partikel (Mesh) • Penampakan • Serat (pulp) • Viskositas (kekentalan) • Kadar abu • Kadar Air • Keasaman • Kadar HCN

14. Komposisi Kimia Tapioka dan Tepung Ubi kayu

15. Standar mutu tapioka (SNI 01-3451-1994)

16. Standar mutu tepung ubi kayu (SNI 01-2997-1996)

18. Penggunaan Pati dan Tepung Ubi Kayu • Pati dan bentuk yang termodifikasi digunakan langsung untuk memasak, pengental pada produk sop, makanan bayi, saus, pengisi, tablet dan produk-produk farmasi lainnya, sebagai bahan pengikat yang berguna untuk memperbaiki tekstur selama proses pemasakan seperti pada produk sosis dan olahan daging lainnya, dan sebagai stabilizer dengan tujuan meningkatkan kapasitas pengikatan air (water holding capacity). • Pati ubi kayu dapat dikonversi menjadi sirup glukosa atau dekstrosa kristal. Kedua produk tersebut bersaing dengan sukrosa untuk penggunaannya pada produk buah kaleng, konfeksionari, jam, jelly, preserve, es krim, produk bakery, farmasi, minuman dan fermentasi alkohol.

19. Penggunaan Pati dan Tepung Ubi Kayu • Manfaat tepung ubi kayu sangat luas. Tepung ubi kayu dapat digunakan sebagai bahan baku utama atau sebagai bahan campuran untuk pembuatan berbagai jenis makanan antara lain roti, mie, kue-kue, donat, biskuit, dan lainnya. Tepung ubi kayu dapat digunakan untuk mensubstitusi tepung terigu dalam pembuatan produk-produk pangan seperti roti, biskuit, pasta dan kue. Disamping itu tepung kasava merupakan komoditas ekspor dan sebagai bahan pangan penganekaragaman menu makanan pokok rakyat (tiwul)

20. Produk Bakery Roti tawar = 100% tepung terigu. Roti tawar dari tepung ubi kayu  modifikasi proses terutama dalam jumlah air yang digunakan dan waktu pengadukan. Analisa farinograph adonan roti

21. Semakin tinggi tingkat substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu, daya kembang roti semakin menurun • Selain itu pembuatan roti dengan menggunakan tepung non terigu memerlukan tambahan beberapa bahan yang berkaitan dengan tidak tersedianya protein dalam bentuk gluten sebagaimana yang terkadung dalam tepung terigu. • Gluten sendiri berfungsi untuk mempertahankan udara yang masuk kedalam adonan pada saat proses pengadukan dan gas yang dihasilkan oleh ragi pada waktu fermentasi sehingga adonan menjadi mengembang.

22. Pembuatan roti dari tepung ubi kayu memerlukan adanya penambahan bahan-bahan pengikat butir pati (bread improver). • Antara lain xanthan gum dan bahan-bahan lain seperti CMC (carboksimetilcelulose), alginat, gliseril monostearat dan lain sebagainya. • Bahan-bahan ini akan meningkatkan daya tarik menarik antar butir-butir pati sehingga sebagian besar gas yang terdapat di dalam adonan dapat dipertahankan. • Dengan demikian akan dihasilkan adonan yang cukup mengembang dan pada akhirnya akan diperoleh roti dengan volume yang relatif besar, remah yang halus dan tekstur yang lembut.

23. Substitusi tepung terigu dengan tepung ubi kayu dalam selang 10 – 40% menghasilkan roti manis yang masih dapat diterima. • Dalam pembuatan biskuit dan cookies • penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu mampu menurunkan kekuatan gluten dan merupakan bahan yang perlu ditambahkan jika kandungan protein dalam tepung terigu terlalu tinggi karena akan menyebabkan biskuit atau cookies yang dihasilkan menjadi keras. • Dengan demikian penggunaan tapioka dan tepung ubi kayu dapat meningkatkan volume dan kerenyahan biskuit atau cookies. • Penggunaan tapioka untuk biskuit manis maupun asin berkisar pada konsentrasi 5 – 10 % untuk mendapatkan biskuit dengan tekstur yang lebih empuk, meningkatkan cita rasa dan menurunkan kelengketan di dalam mulut. • Sedangkan perbandingan tepung ubi kayu terhadap tepung terigu dalam pembuatan biskuit yang menghasilkan karakteristik yang baik adalah 7 : 3.

24. Konfeksioneri • Pati dan pati yang termodifikasi digunakan untuk berbagai macam permen seperti jelly beans, toffee, hard dan soft gums, hard candy, fondant dan sebagainya. • Biasanya pati digunakan untuk membuat gum, pasta dan permen lainnya, terutama untuk mempermudah pencetakan dan bahan pelumur sehingga tidak lengket. • Penggunaan dekstrosa yang merupakan hasil hidrolisis pati tapioka mampu mencegah kristalisasi pada hard candy serta menurunkan higroskopisitas dari produk akhir.

25. Buah kalengan, jam & preserve (olahan buah dengan gula) Menggunakan dekstrosa dari tapioka menggantikan sukrosa yg membantu untuk : • mempertahankan tingkat padatan dalam produk tanpa memberikan adanya efek kemanisan yang berlebih sehingga flavor buah-nya masih dapat dirasakan. • mencegah kristalisasi gula.

26. Monosodium glutamat (MSG) • Pati ubi kayu dan molase sbg bahan baku utama. • Pati biasanya dihidrolisis menjadi glukosa dengan pemanasan dalam larutan asam hidroklorat atau asam sulfat pada tekanan tertentu. • Glukosa difilter dan dikonversi menjadi asam glutamat dengan fermentasi bakterial. • Asam glutamat yang dihasilkan dimurnikan, difilter dan diperlakukan dengan soda kaustik untuk memproduksi monosodium glutamat.

27. Produksi Karamel Komersial • Karamel adalah zat pewarna makanan, konfeksionari dan minuman yang lebih disukai terbuat dari glukosa daripada sukrosa karena lebih murah. • Jika gula inversi, dekstrosa atau glukosa dipanaskan maka akan terbentuk senyawa yang sangat berguna sebagai flavouring agent.

28. Pembuatan Tepung Asia • Onggok sebagai ampas dari ekstraksi pati. • Onggok laku dijual sebagai bahan baku pakan ternak • Disamping itu onggok ini merupakan bahan baku pembuatan tepung asia. • Tepung asia adalah tepung yang dihasilkan dari onggok melalui proses • Pengeringan • Pengggilingan • Pengayakan • Tepung asia dapat digunakan sebagai bahan pencampur dalam pembuatan kerupuk dengan daya kembang yang cukup baik.

29. Pengolahan onggok • Pengepresan Pengepresan ampas pati dilakukan dengan cara meletakkan ampas pati yang telah dibungkus dengan kain dibawah tumpukan batu atau benda berat lain. Waktu pengepresan lebih kurang 5 – 12 jam atau satu hari. • Pembuatan bongkahan onggok Ampas pati yang sudah ditumpuk beberapa hari atau yang sudah dipres dibuat berbongkah dengan kepalan tangan. • Pengeringan Pengeringan onggok bertujuan untuk mengurangi kadar air onggok sampai batas air tertentu, sehingga onggok tersebut awet. Pengeringan dilakukan dengan cara penjemuran, yaitu bongkahan-bongkahan onggok basah diletakkan di atas jemurannya sampai kering. Penjemuran onggok kadang-kadang di tempat yang tidak cukup memperoleh sinar matahari, sehingga terjadi penjamuran onggok yang menyebabkan mutu onggok turun.

30. Pengolahan onggok belum diperhatikan betul oleh para pengusaha pabrik tapioka kasar, sebab harga onggok relatif murah tetapi usaha yang diperlukan untuk pengolahannya hampir sama dengan usaha yang diperlukan untuk tapioka kasar. • Proses pengolahan dan peralatan pengolahan umbi ubi kayu yang sederhana dapat menghasilkan lebih kurang 25 –35 kilogram tapioka kasar kering dan lebih kurang 5 – 10 kilogram onggok kering dari 100 kg bahan baku umbi kayu tanpa kulit.

31. Gambaran Umum Pemanfaatan Ubi kayu Dalam Industri

32. Ubi Jalar

33. Beberapa tipe penyebaran warna pada daging umbi

34. Penggunaan Bentuk Umbi • Kripik Ubi Jalar • Kripik ubi jalar telah menjadi populer (terutama di Jawa Barat) baik untuk konsumsi dalam negeri maupun juga untuk ekspor. • Jenis ubi jalar yang dipilih adalah yang mempunyai ukuran umbi sedang dengan warna yang spesifik. • Untuk mempertahankan warna dan kerenyahan digunakan larutan Na-pirofosfat 0.3% untuk merendam irisan umbi selama 30 menit. • Proses pembuatan kripik ubi jalar meliputi sortasi, pencucian, pengirisan umbi, perendaman dalam larutan Na-pirofosfat, penggorengan dan pengemasan.

35. Ubi jalar segar Pengupasan Perendaman dalam larutan garam atau sulfit Penyawutan PembuatanChip Perendaman dalam larutan bisulfit 0.3%, 30 menit Perendaman dalam larutan bisulfit 0.3%, 30 menit Pengepresan Penirisan Pengeringan Pengeringan Penepungan Penepungan Pengayakan Pengayakan Tepung Ubi Skema proses pembuatan tepung ubi jalar Cairan pati Pengendapan Pencucian Pengendapan

36. Komposisi kimia tepung ubi jalar

37. Tepung Terigu • Air Tepung ubi Pencampuran Pengadonan Pembuatan Lembaran Mie Ubi Jalar Pemotongan lembaran Perebusan Penuntasan Penambahan Minyak Pengangin-anginan Mie Basah

38. Biskuit Ubi Jalar • Tahapan pembuatan biskuit dari tepung ubi jalar pada prinsipnya sama dengan pembuatan biskuit pada umumnya yaitu meliputi : • pencampuran bahan • pembuatan adonan • pencetakan • pemanggangan • Waktu pencampuran perlu diperhatikan karena akan menentukan tingkat pencampuran bahan, pengembangan gluten, pendistribusian lemak, pembentukan flavor, volume dan tektur produk. Waktu optimum untuk pencampuran adalah 15 menit. Untuk memperoleh biskuit yang renyah maka adonan biskuit perlu disimpan dalam lemari es sekitar 2 jam sebelum dicetak. Untuk mendapatkan tingkat pemanggangan yang merata pada biskuit perlu diusahakan agar ketebalan biskuit merata pada saat pencetakan.

39. Saus Ubi Jalar atau Analog Saus Tomat. • Saus warna merah yang beredar di pasaran dibuat dari ubi jalar umbi berwarna merah & umbi rebusnya lunak. • Cara pembuatan: • Pencucian umbi • Perebusan • Pelumatan umbi rebus  penumbukan. • Pencampuran  dalam waring blender dengan menambah air, gula bumbu, zat warna merah • Pemasakan  pengentalan dan pasteurisasi • Penambahan asam • Pengemasan  di botol

40. Selai Ubi Jalar. • Dari umbi ubi jalar juga dapat dibuat masakan yang teksturnya menyerupai selai dan disebut selai ubi jalar. • Cara pembuatannya mirip dengan pembuatan saus, bedanya pada bahan yang digunakan dalam campuran. Proses pembuatannya meliputi pencucian umbi, perebusan, pelumatan, pencampuran, pemasakan, penambahan pektin dan gula, pengemasan. • Pada proses pencampuran digunakan waring blender dan ditambahkan air, gula pasir, dan hancuran/parutan nanas. Hasilnya berupa bubur encer lalu dimasak sampai kental. Menjelang akhir pemasakan ditambahkan pektin sampai mencapai kekentalan yang diinginkan. Apabila kurang manis ditambah lagi gula pasir. Selai ubi jalar dikemas dalam botol jem.

41. Ubi Jalar Pencucian Penghancuran Air Penyaringan (80 mesh) Larutan Pati Ampas Pengendapan I Endapan Pati Pencucian Pengendapan II Endapan Pati Pengeringan Tepung Pati Kering Bagan proses pembuatan pati a

42. Produk industri hilir yang dapat dibuat dari pati

43. Ubi jalar merupakan bahan industri yang potensial, misalnya untuk bahan industri tepung dan pembuatan alkohol, sari karoten, bahan perekat dan sirup (gula cair), dan sumber pati sebagai ingredient pangan. • Dengan semakin menipisnya persediaan BBM di dunia, ubi jalar dapat dijadikan alternatif pengganti dengan diolah terlebih dahulu menjadi alkohol.

44. KENTANG

45. Komposisi kimia kentang untuk tiap 100 g bagian yang dapat dimakan

46. Pengolahan Tepung Kentang • Pengolahan kentang menjadi bentuk tepung merupakan salah satu usaha pengawetan. • Pada tahap awal, umbi kentang dicuci dan dipisahkan dari komponen asing (kerikil, pasir dam lain-lain). • Selanjutnya umbi kentang dikukus pada tekanan 0,05 Mpa selama 30 – 40 menit • Kemudian dikeringkan dengan pengering drum tunggal atau ganda. Pada pengering drum tersebut kentang mengalami pemipihan dan menempel pada permukaan drum membentuk lapisan tipis panas yang berputar lambat (2-8 rpm). • Setelah ¾ putaran, lapisan kentang pada permukaan drum mengering dan dipisahkan dengan pisau pengerok. • Lembaran kentang kering yang dihasilkan didinginkan kemudian digiling menjadi tepung kentang. • Tepung kentang diayak kemudian dikemas dalam karung.

47. Kentang yang akan dibuat serpih (patato flake) ataupun tepung kentang maka ketebalan irisan yang paling baik adalah 0,5 inci, yang diiris secara slab yaitu irisan sejajar dengan sumbu vertical. • Perlakuan blansir (blancing) pada kentang bertujuan untuk memperolah warna yang lebih seragam pada hasil penggorengan, mengurangi penyerapan minyak akibat adanya gelatinisasi pati pada permukaan kentang, mengurangi waktu penggorengan dan memperbaiki tekstur produk. • Sulfurisasi bertujuan untuk mempertahankan warna, citarasa, asam askorbat, karotenoid dan mencegah kerusakan oleh mikroba atau aktivitas insekta serta mempertahankan stabilitas mutu selama • Adonan kentang yang dikeringkan dengan alat pengering drum harus mengandung minimum 20% padatan. Pengenceran suspensi kentang yang mengandung 24% total padatan menjadi 20 – 22% dapat diperbaiki adesi pada rol alat pengering drum.

48. Pengolahan Tepung kentang • Teknologi pengolahan disebut add- back process. • Kentang dibersihkan dari tanah, kerikil dan kotoran lain kemudian kentang dicuci dengan tanah lain dan melalui tahap pencucian. • Kentang disortasi untuk memisahkan benda asing, umbi berwarna hijau dan umbi yang menyimpang lainnya. • Kentang dipanaskan dengan uap air panas, diikuti dengan pengupasan. • Kentang yang sudah dikupas disortasi kembali untuk memisahkan umbi yang tidak layak untuk diolah menjadi tepung. • Kentang selanjutnya diiris menjadi dua atau lebih dan kemudian dipanaskan dalam air panas bersuhu 77 – 88 oC selama 10 – 20 menit dan mengandung sodium metal-sulfit. • Pendinginan dilakukan dengan cara menyemprotkan air dingin. • Kentang yang sudah dingin dikukus dengan uap air panas selama 35 – 50 menit kemudian digiling.

49. Tepung kentang + pasta kentang dalam alat pencampur, shg kadar air 30 – 35%. Campuran didinginkan sampai suhu 32 – 43oC kemudian dimasukkan dalam alat pencampur selama 25 – 35 menit. • Pengeringan dilakukan secara bertahap. • Pada tahap pertama kentang dikeringkan dengan pengering pneumatik, 177oC. Kadar air produk menjadi 17 – 19%. • Pengering tahap kedua dilakukan dengan pengering fluidisasi, dihasilkan produk dengan kadar air 10 – 12%. • Pengayakan bertingkat 6 mesh, 40 mesh dan 105 mesh. Produk yang lolos ayakan terakhir dikeringkan lebih lanjut dengan pengering fluidasasi sehingga diperoleh kadar air 6 – 8%. Setelah didinginkan hingga mencapai suhu 27 – 32oC, produk dikemas dalam kaleng atau karung. • Produk untuk penambahan kembali (add back) umumnya dicampur dengan sodium metabisulfit (350 g/g), BHA (10 g/ton) dan gliserida (6,6 kg/ton). Pada tepung kentang seringkali ditambah bahan pengemulsi (emulsifier) untuk memperbaiki daya rehidrasi dan konsistensi setelah rehidrasi karena kemampuannya mengikat pati bebas pada produk

50. Karakteristik tepung kentang