PENAMBAHAN KAYU MANIS

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