PENAMBAHAN KAYU MANIS
advertisement
PENAMBAHAN KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI SUMBER ANTIOKSIDAN : PENGARUHNYA TERHADAP KARAKTERISTIK MOLEKULER PROTEIN ADONAN TEPUNG TERIGU, KARAKTERISTIK FISIK DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN ROTI MANIS ADDITION OF CINNAMON (Cinnamomum burmanii) AS SOURCE OF ANTIOXIDANT : ITS INFLUENCE ON WHEAT FLOUR DOUGH PROTEIN MOLECULAR CHARACTERISTIC, BREAD PHYSICAL CHARACTERISTIC AND ANTIOXIDANT ACTIVITY SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan Oleh : STEFANI INA WIRAWAN 10.70.0006 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2014 i PENAMBAHAN KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI SUMBER ANTIOKSIDAN : PENGARUHNYA TERHADAP KARAKTERISTIK MOLEKULER PROTEIN ADONAN TEPUNG TERIGU, KARAKTERISTIK FISIK DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN ROTI MANIS ADDITION OF CINNAMON (Cinnamomum burmanii) AS SOURCE OF ANTIOXIDANT : ITS INFLUENCE ON WHEAT FLOUR DOUGH PROTEIN MOLECULAR CHARACTERISTIC, BREAD PHYSICAL CHARACTERISTIC AND ANTIOXIDANT ACTIVITY Oleh : STEFANI INA WIRAWAN NIM : 10.70.0006 Program Studi : Teknologi Pangan Laporan skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 23 Juni 2014 Semarang, 23 Juni 2014 Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing I, Dekan, Dr. A. Rika Pratiwi, MSi. Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc. Pembimbing II, Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc. ii PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “Penambahan Kayu Manis (Cinnamomum Burmanii) sebagai Sumber Antioksidan : Pengaruhnya terhadap Karakteristik Molekuler Protein Adonan Tepung Terigu, Karakteristik Fisik dan Aktivitas Antioksidan Roti Manis” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari ternyata terbukti bahwa dalam skripsi ini sebagian atau seluruhnya merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan, dengan segala akibat hukumnya sesuai peraturan yang berlaku pada Universitas Katolik Soegijapranata dan/atau peraturan perundang-undangan yang berlaku. Semarang, 23 Juni 2014 Stefani Ina Wirawan NIM 10.70.0006 iii RINGKASAN Roti manis merupakan produk pangan yang terbuat dari tepung terigu sebagai bahan dasar pembuatannya. Proses yang terjadi saat pembuatan roti manis adalah pengadukan, fermentasi, dan pemanggangan. Proses pengadukan bahan dalam pembuatan roti manis menyebabkan adanya reaksi oksidasi yang berpengaruh pada ikatan disulfida dan sulfhydril dari protein gluten tepung terigu. Reaksi oksidasi menyebabkan pertukaran ikatan disulfida dengan gugus sulfhydril yang berpengaruh terhadap sifat adonan dan berat molekul proteinnya. Oleh karena itu ditambahkan tepung kayu manis sebagai senyawa antioksidan ke dalam adonan roti manis. Kayu manis merupakan salah satu tanaman rempah yang memiliki senyawa antioksidan sinamaldehid dan berfungsi sebagai agen pereduksi yang dapat mempengaruhi jaringan gluten. Konsentrasi kayu manis yang ditambahkan adalah 0%, 1,5%, dan 3%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan senyawa antioksidan kayu manis terhadap tingkat kekerasan dan karakteristik molekuler protein adonan tepung terigu, karakteristik fisik dan aktivitas antioksidan roti kayu manis. Penelitian diawali dengan pengukuran tingkat kekerasan dan berat molekul protein adonan tepung terigu yang mengandung kayu manis menggunakan SDS-PAGE (Polyacrilamide Gel Electrophoresis). Adonan tepung terigu dibuat dengan cara mencampurkan tepung terigu protein tinggi, air, dan kayu manis. Analisis yang dilakukan pada roti meliputi tingkat kekerasan, warna, volume pengembangan, dan aktivitas antioksidan. Hasil penelitian menunjukkan tingkat kekerasan adonan tepung terigu mengalami peningkatan dan berat molekul protein gluten adonan tepung terigu mengalami perubahan ketika adonan tepung terigu ditambah dengan kayu manis. Dengan adanya senyawa antioksidan kayu manis, tekstur akhir roti, tingkat kecerahan roti, dan volume pengembangan roti mengalami penurunan. Sebaliknya, aktivitas antioksidan roti kayu manis semakin meningkat. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penambahan antioksidan dalam bentuk tepung kayu manis dapat membuat tekstur adonan tepung terigu meningkat dan berat molekul protein adonan tepung terigu mengalami perubahan, tekstur akhir roti menjadi empuk, volume pengembangan roti menurun, dan aktivitas antioksidannya meningkat. iv SUMMARY Bread is a food product which made of wheat flour as the main ingredient. The processes of bread making are mixing, fermentation, and baking. Mixing process can promote the oxidation reaction that influences wheat flour gluten protein’s disulfide bonds and sulfhydril groups. The oxidation reaction causes disulfide bonds and sulfhydril groups interchange that affect dough characteristics and its protein molecular weights. Therefore, there was an addition of cinnamon flour as the antioxidant compounds into bread dough. Cinnamon is one of spices which has sinamaldehid as the antioxidant compound and serves as the reducing agent which can weaken gluten network. The concentrations of cinnamon which was added are 0%, 1,5%, dan 3%. This research aims to discover the effect of cinnamon flour addition as the antioxidant source towards wheat flour dough’s hardness and protein molecular characteristics, bread’s physical characteristics and antioxidant activities. The study was preceded by measuring hardness and cinnamon-wheat flour dough protein molecular weights using SDS-PAGE (Polyacrilamide Gel Electrophoresis). Wheat flour dough was made of high protein wheat flour, water, and cinnamon mixture. Bread physical analysis involved hardness, color, expansion volume, and antioxidant activities. The results showed that wheat flour dough’s hardness increased and wheat flour dough gluten protein molecular weights changed when cinnamon was added into wheat flour dough. When cinnamon was added, final bread textures, lightness, and expansion volume decreased. Otherwise, cinnamon bread antioxidant activities increased. Based on the results, it can be concluded that cinnamon flour addition increased wheat flour dough’s hardness, changed wheat flour dough protein molecular weights, increased the hardness of final bread textures, decreased bread expansion volume, and increased antioxidant activities. v KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “PENAMBAHAN KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI SUMBER ANTIOKSIDAN : PENGARUHNYA TERHADAP KARAKTERISTIK MOLEKULER PROTEIN ADONAN TEPUNG TERIGU, KARAKTERISTIK FISIK DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN ROTI MANIS”. Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian payung berjudul “KARAKTERISTIK MOLEKULER, KIMIA, DAN FISIK DARI TEPUNG YANG MENGANDUNG ANTIOKSIDAN REMPAH”, dengan ketua peneliti Dr. A. Rika Pratiwi, MSi dan anggota Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc; yang didanai oleh Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata, tahun anggaran 2013/2014. Penyelesaian skripsi ini merupakan salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan di Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Skripsi ini tidak akan terselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis hendak mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah memberikan berkat dan penyertaanNya yang kepada penulis selama penelitian dan penulisan laporan skripsi. 2. Ibu Dr. V. Kristina Ananingsih, ST., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata dan Dosen Pembimbing yang bersedia meluangkan waktu dan membantu penulis menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. 3. Ibu Dr. A. Rika Pratiwi, MSi., selaku Dosen Pembimbing yang bersedia meluangkan waktu dan membantu dengan penuh kesabaran selama membimbing, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. 4. Mas Soleh, Mas Lilik, dan Mas Pri selaku laboran Fakultas Teknologi Pertanian Unika Soegijapranata yang dengan kesabaran dan kemurahan hatinya membantu dan membimbing penulis selama melakukan penelitian. 5. Papi, Mami, dan Alvin yang selalu mendukung dalam doa dan memberi semangat kepada penulis untuk menyelesaikan laporan skripsi ini. 6. Teman-teman seperjuangan, Felita, Putri, Selly, dan Dewi, yang telah mendukung dan membantu penulis selama menyelesaikan penelitian dan laporan skripsi. vi 7. Teman-teman sepelayanan GIA Pringgading, yang memberikan dukungan doa, semangat, dan nasihat yang menguatkan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu penulis dalam melaksanakan skripsi hingga laporan skripsi ini selesai dibuat. Penulis menyadari adanya kekurangan dalam pembuatan laporan skripsi ini. Oleh karena itu, Penulis memohon maaf apabila terdapat hal-hal yang kurang berkenan bagi pembaca sekalian. Dengan segala kerendahan hati, Penulis menerima kritik dan saran bila terdapat kesalahan-kesalahan dalam laporan ini. Akhir kata, Penulis berharap laporan skripsi ini berguna bagi pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan. Semarang, 23 Juni 2014 Stefani Ina Wirawan vii DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN.................................................................................................................. iv SUMMARY ....................................................................................................................... v KATA PENGANTAR ..................................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................................viii DAFTAR TABEL ............................................................................................................ x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................xiii 1. PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 1.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................................. 2 1.2.1 Roti Manis ............................................................................................. 2 1.2.2 Kayu Manis (Cinnamomum burmannii)................................................ 3 1.2.3 Antioksidan............................................................................................ 4 1.2.4 Fraksi Protein Tepung Terigu ................................................................ 5 1.2.5 Elektroforesis Protein ............................................................................ 6 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 7 2. MATERI DAN METODE ......................................................................................... 8 2.1 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................. 8 2.2 Materi .................................................................................................................. 8 2.2.1 Alat ........................................................................................................ 8 2.2.2 Bahan ..................................................................................................... 8 2.3 Metode ................................................................................................................ 8 2.3.1 Pembuatan Tepung Kayu Manis............................................................ 9 2.3.2 Pembuatan Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis ... 9 2.3.3 Pembuatan Roti Manis ........................................................................ 11 2.3.4 Desain Penelitian ................................................................................. 13 2.3.5 Pengujian Sampel ................................................................................ 14 2.3.6 Analisis Data ....................................................................................... 19 3. HASIL PENELITIAN .............................................................................................. 20 3.1 Tingkat Kekerasan (Hardness) Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis .............................................................................................................. 20 3.2 Profil Berat Molekul Protein (Karakteristik Molekuler) Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis................................................................................ 21 3.2.1 Fraksinasi Protein Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis ................................................................................................... 21 3.2.2 Hasil Elektroforesis Protein SDS-Page Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis ................................................................... 23 3.3 Karakteristik Fisik Roti yang Mengandung Kayu Manis ................................. 25 3.3.1 Tingkat Kekerasan (Hardness) ............................................................ 25 3.3.2 Warna................................................................................................... 27 viii 3.3.3 Volume Pengembangan ....................................................................... 28 3.4 Aktivitas Antioksidan Roti yang Mengandung Kayu Manis ............................ 30 4. PEMBAHASAN....................................................................................................... 31 4.1 Tingkat Kekerasan (Hardness) Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis .............................................................................................................. 31 4.2 Profil Berat Molekul Protein (Karakteristik Molekuler) Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis................................................................................ 31 4.3 Karakteristik Fisik Roti yang Mengandung Kayu Manis ................................. 34 4.3.1 Tingkat Kekerasan (Hardness) ............................................................ 34 4.3.2 Warna................................................................................................... 36 4.3.3 Volume Pengembangan ....................................................................... 37 4.4 Aktivitas Antioksidan Roti yang Mengandung Kayu Manis ............................ 38 5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 40 5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 40 5.2 Saran.................................................................................................................. 40 6. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 41 7. LAMPIRAN ............................................................................................................. 44 ix DAFTAR TABEL Tabel 1. Formulasi Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis................ 10 Tabel 2. Formulasi Roti Kayu Manis ............................................................................. 11 Tabel 3. Nilai Hardness Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis pada Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis.................................................................... 20 Tabel 4. Persentase Konsentrasi Fraksi Protein Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis dengan Penambahan Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis. ............................................................................................................................. 22 Tabel 5. Berat Molekul Fraksi Protein Glutenin Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis .............................................................................................. 24 Tabel 6. Nilai Hardness Roti Manis pada Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis dan Tahapan Proses. ....................................................................................................... 26 Tabel 7. Skala Warna (L*, a*, dan b*) Roti Manis pada Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis. ................................................................................................................... 27 Tabel 8. Volume Pengembangan Roti Manis pada Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis dan Tahapan Proses. ............................................................................................ 29 Tabel 9. Aktivitas Antioksidan Roti Manis pada Berbagai Konsentrasi Tepung Kayu Manis dan Tahapan Proses. ............................................................................................ 30 x DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Struktur Kimia Sinamaldehid (Vangalapati et al., 2012) ............................... 4 Gambar 2. Struktur Kimia Ikatan Disulfida dan Gugus Sulfhydril (Walsh, 2002) .......... 6 Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Tepung Kayu Manis .............................................. 9 Gambar 4. Diagram Alir Pembuatan Adonan Tepung Terigu yang Mengandung Kayu Manis .............................................................................................................................. 10 Gambar 5. Diagram Alir Proses Pembuatan Roti Manis ................................................ 12 Gambar 6. Desain Penelitian .......................................................................................... 13 Gambar 7. Diagram Alir Fraksinasi Protein Adonan Tepung Terigu ............................ 15 Gambar 8. Diagram Alir Elektroforesis Protein SDS-PAGE ......................................... 16 Gambar 9. Diagram Alir Proses Pewarnaan Gel ............................................................ 17 Gambar 10. Nilai Hardness Adonan Tepung Terigu yang mengandung 0% kayu manis (tanpa kayu manis), Adonan Tepung Terigu yang Mengandung 1,5% Kayu Manis, serta Adonan Tepung Terigu yang Mengandung 3% Kayu Manis .................... 21 Gambar 11. (a) Fraksi Protein Adonan Tepung Terigu tanpa Kayu Manis, (b) Fraksi Protein Adonan Tepung Terigu 1,5% Kayu Manis, (c) Fraksi Protein Adonan Tepung Terigu 3% Kayu Manis .................................................................................................. 22 Gambar 12. Fraksi Protein dan Berat Molekul Masing-masing Fraksi dari Adonan 0% kayu manis (tanpa penambahan kayu manis), adonan 1,5% (dengan penambahan 1,5% kayu manis), dan adonan 3% (dengan penambahan 3% kayu manis) ............................ 25 Gambar 13. Nilai Hardness Roti 0% kayu manis (tanpa kayu manis), Roti 1,5% Kayu Manis, dan Roti 3% Kayu Manis Setelah Tahapan Proses Proses Mixing, Proving, dan Baking ............................................................................................................................. 26 Gambar 14. Skala Warna Roti 0% kayu manis (tanpa kayu manis), Roti 1,5% Kayu Manis, dan Roti 3% Kayu Manis ................................................................................... 27 Gambar 15. Roti Tanpa Kayu Manis, Roti 1,5% Kayu Manis, dan Roti 3% Kayu Manis (Dokumentasi Pribadi, 2014).......................................................................................... 28 Gambar 16. Volume Pengembangan Roti 0% kayu manis (tanpa kayu manis), Roti 1,5% Kayu Manis, dan Roti 3% Kayu Manis Setelah Tahapan Proses Mixing, Proving, dan Baking ............................................................................................................................. 29 xi Gambar 17. Roti Tanpa Kayu Manis (a), Roti 1,5% Kayu Manis (b), dan Roti 3% Kayu Manis (c) (Dokumentasi Pribadi, 2014)................................................................ 29 Gambar 18. Nilai % discoloration Roti 0% kayu manis (tanpa kayu manis), Roti 1,5% Kayu Manis, dan Roti 3% Kayu Manis Setelah Tahapan Proses Mixing, Proving, dan Baking............................................................................................................................. 30 xii DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Kurva Standar Protein ................................................................................ 44 Lampiran 2. Komposisi Reagen Analisis Molekuler ..................................................... 45 Lampiran 3. Kurva Standar BSA (Bovine Serume Albumin) Low Molecular Weight ... 46 Lampiran 4. Analisis Data Hasil Penelitian Adonan tepung terigu yang mengandung Kayu Manis .................................................................................................................... 47 Lampiran 5. Analisis Data Hasil Penelitian Roti Kayu Manis ....................................... 48 xiii
