1

LAPORAN TEKNIK

INKUBASI SKALA TERBATAS PRODUKSI BIBIT DAN TEPUNG

UBI KAYU KAYA BETA-KAROTEN DAN PROTEIN BAHAN

BAKU INDUSTRI MAKANAN SEHAT

NAMA NIP

AHMAD FATHONI, M.Eng : 198307172010121001

Dr. N. SRI HARTATI, M.Si : 196912261993032001

NUR KARTIKA INDAH M., STP *) : 198703302010122001

NANANG TARYANA : 196503311985031003

PUSAT PENELITIAN BIOTEKNOLOGI

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA

JL. RAYA BOGOR KM. 46, CIBINONG, BOGOR, JAWA BARAT

*) BALAI BESAR PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TEPAT GUNA

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA

JL. K.S. TUBUN NO. 5, SUBANG, JAWA BARAT

2012

2

INKUBASI SKALA TERBATAS PRODUKSI BIBIT DAN TEPUNG

UBI KAYU KAYA BETA-KAROTEN DAN PROTEIN BAHAN

BAKU INDUSTRI MAKANAN SEHAT

Ahmad Fathoni, N. Sri Hartati, Nur Kartika Indah Mayasti*, Nanang

Taryana.

Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI Cibinong

*) Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna LIPI Subang

Email: art_chemist@yahoo.com

ABSTRAK

Ubi kayu bernutrisi unggul seperti kaya beta-karoten dan protein

merupakan salah satu komoditas pangan non beras yang memiliki potensi

untuk dikembangkan sebagai bahan pangan alternatif guna mendukung

ketahanan pangan di Indonesia. Dalam rangka pengembangan ubi kayu

dengan karakteristik tersebut diperlukan teknologi inovatif yang mampu

meningkatkan produktivitas tanaman, kualitas hasil dan bahkan nilai

tambah produknya seperti tepung atau pati. Dalam penelitian ini, digunakan

dua genotip ubi kayu unggul yang memiliki kandungan beta-karoten dan

protein tinggi yaitu Mentega 2 dan Adira 1. Upaya peningkatkan

3

produktivitas ubi kayu dilakukan melalui aplikasi pupuk organik hayati

(POH) LIPI Beyonic StarTmik@Lob dengan dosis 25 ml/L sedangkan

inovasi teknologi pascapanen pengolahan hasil untuk memperoleh tepung

ubi kayu kaya beta-karoten dan protein dilakukan melalui optimasi

teknologi penepungan dengan variasi jenis bahan perendam (Asam

Askorbat 0.3%, Sodium Bisulfit 0.3% dan Gum Arab:Dextrin (1:1) 8%)

dan suhu pengeringan (40C dan 50C) untuk mempertahankan kandungan

nutrisi tepung sehingga meningkatkan nilai tambah produknya sebagai

pangan fungsional. Inovasi teknologi tersebut diharapkan mampu

diaplikasikan (alih teknologi) di industri penepungan untuk produksi tepung

ubi kayu kaya beta-karoten dan protein skala komersial dan diminati dalam

hal keunggulan nutrisinya. Hasil panen ubi kayu genotip Mentega 2 umur 8

bulan menunjukkan bahwa penggunaan POH mampu meningkatkan berat

umbi rata-rata per tanaman hingga 26% (1614.75 gram) dibandingkan

dengan ubi kayu tanpa POH (1279.32 gram). Hasil analisa beta-karoten dan

protein pada produk tepung yang stabil (penurunannya dibanding umbi

segar paling rendah) dan tinggi diperoleh dari perlakuan menggunakan

bahan Sodium bisulfit dengan pengeringan pada suhu 40C. Kadar beta-

karoten dan protein dalam umbi segar berkisar 8.05g/g dan 3.59%, dan

tepung hasil optimasi dengan sodium bisulfit sebesar 9.44 g/g dan 2.41%.

Kadar beta-karoten dan protein dalam tepung mengalami penurunan yang

4

cukup signifikan menjadi 4.15 g/g dan 1.9% dengan menggunakan asam

askorbat sebagai bahan perendam. Pada tahap alih teknologi, melalui

kerjasama dengan UKM, dilakukan modifikasi metode penepungan yang

disesuaikan dengan kondisi proses yang dimiliki industri yaitu pada tahap

pembuatan chip ubi kayu dan pengeringan. Hasil analisa beta-karoten dan

protein dalam tepung hasil yang di proses di mitra usaha menunjukkan

penurunan beta-karoten yang sangat signifikan mencapai 55.82 % atau dari

4.21 g/g pada umbi segar menjadi 1.86 g/g pada tepung.

Kata kunci: Ubi kayu, tepung ubi kayu, beta-karoten, protein, ketahanan

pangan, inovasi teknologi.

ABSTRACT

Superior cassava (Manihot esculenta Crantz.) comprising high beta-

carotene and protein is one of non-rice food commodity which has potential

to be developed as alternative food to support food security in Indonesia. In

the development of cassava with those characteristics, innovative

technologies are required for improvement of cassava productivity, product

quality and added value of product such as cassava flour or starch. In this

research, two superior genotype of cassava; Mentega 2 and Adira 1

5

containing high beta-carotene and protein were used. The improvement of

cassava productivity was done by applying organic fertilizer technology

(POH) Beyonic StarTmik@Lob with 25ml/L dose and innovation on post

harvest technology to obtain high beta-carotene cassava flour was carried

out by optimizing on cassava flour process using various protecting agent

such as Ascorbic acid 0.3%, Sodium bisulfit 0.3% and Gum Arabic:

Dextrin (1:1) 8% and at two different drying temperature level 40C and

50C so that it can improve added value of cassava flour as functional food.

This innovation is supposed to be applicable in the cassava flour industry

for mass production to produce high beta-carotene and protein cassava

flour. Yield of fresh tuber harvested from 8-months cassava genotype

Mentega 2 showed that the use of organic fertilizer (POH) could increase

tuber productivity up to 26% (1614.75 gram) higher than that obtained from

cassava production without POH (1279.32 gram). In the optimation of

cassava flour process, the best result in maintaining beta-carotene and

protein content in flour were obtained using sodium bisulfit and at 40C

drying temperature. Beta -carotene and protein content of fresh tuber were

8.05 g/g and 3.59% and cassava flour were 9.44 g/g and 2.41%.

Conversely, beta-carotene and protein in flour were significantly decreased

to 4.15 g/g and 1.9% when using ascorbic acid in the process. In

technology transfer process, there are 1several modifications on method

6

due to the technical challenges in industry such as on cassava chip making

and drying process. The result showed that beta-carotene content in flour

(1.86 g/g) decreased dramatically (55.82%) compared to fresh tuber

content (4.21g/g).

Keywords: Cassava (Manihot esculenta Crantz), Cassava flour, beta-

Carotene, Protein, Food security and Technology Innovation.

7

PENDAHULUAN

Ubikayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu komoditas

pertanian jenis umbi-umbian yang penting di Indonesia baik sebagai

sumber pangan, pakan maupun bahan baku berbagai industri makanan. Hal

ini disebabkan karena tanaman ubi kayu mempunyai beberapa keunggulan

dibandingkan dengan tanaman pangan lain, diantaranya dapat tumbuh d i

lahan kering dan kurang subur serta memiliki daya tahan terhadap penyakit

relatif tinggi.

Saat ini tingkat kebutuhan ubi kayu di Indonesia terus meningkat baik

yang dimanfaatkan sebagai bahan pangan maupun bahan baku berbagai

industri. Di sisi lain, produksi ubi kayu di Indonesia belum sepenuhnya

dapat memenuhi kebutuhan tersebut sehingga Indonesia masih tercatat

sebagai negara pengimpor ubi kayu terbesar pada tahun 2012 (FAO, 2012).

Oleh karena itu, diperlukan suatu upaya untuk meningkatkan produktivitas

tanaman ubi kayu dan nilai tambah (added value) dari ubi kayu dengan

mengolah menjadi beranekaragam produk.

Alternatif pengolahan umbi ubi kayu yang sedang digalakkan oleh

pemerintah adalah pengolahan umbi ubi kayu menjadi tepung ubi kayu.

Dalam bidang industri tepung dan pangan, ubi kayu mempunyai potensi

yang besar. Pengembangan industri tepung ubi kayu dalam penguatan

ketahanan pangan mempunyai potensi yang besar, selain mempunyai

8

kandungan kalori yang lebih besar daripada beras, tepung ini juga

mengandung (dalam setiap 100 g) Ca (84 mg) dan Fe (1 mg) yang baik

untuk kesehatan (Bantacut, 2009).

Tepung ubi kayu (kasava) adalah tepung yang dihasilkan dari

penghancuran (penepungan) umbi ubi kayu yang telah dikeringkan.

Kemampuan substitusi tepung ubi kayu pada mie dan kue kering/biskuit

mencapai 50%, pada roti 25%, dan pada produk cake dapat mengganti

100% terigu (Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2005).

Teknologi invatif memegang peranan penting dalam rangka

pengembangan ubi kayu yang meliputi teknologi pra-panen, pascapanen

dan pengolahan hasil. Menurut Wargiono et al. (2000), beberapa

persyaratan untuk memilih stek batang sebagai bibit adalah sebagai berikut;

(a) berasal dari varietas murni dan jelas asal usulnya, (b) stek berasal dari

batang bagian tengah berumur 7-12 bulan, (c) diameter stek 1,5-4,0 cm dan

panjang stek 15-25 cm dengan 5-10 mata tunas/stek, (d) tidak terinfeksi

hama (penggerek dan cacing) dan penyakit (cendawan, bahteri, dan virus),

(e) tidak rusak secara fisik dan fisiologis. Kebutuhan bibit tergantung jarak

tanam/populasi (8.000-20.000 stek per ha), makin lebar jarak

tanam/populasi rendah, makin sedikit kebutuhan stek/bibit, demikian

sebaliknya.

9

Pemilihan varietas disesuaikan dengan peruntukannya di pasar.

Inovasi teknologi budidaya ubi kayu dan penggunaan jenis atau varietas ubi

kayu yang memiliki kadar nutrisi unggul akan sangat bermanfaat dalam

meningkatkan produktivitas tanaman dan bagi ketersedian sumber bahan

pangan berkualitas (Ratnaningsih et al. 2010). Diantara komponen nutrisi

yang penting adalah beta-karoten sebagai prekursor vitamin A, protein dan

mineral. Vitamin A sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan

perkembangan, reproduksi, kesehatan kulit, membran mukosa dan

kesehatan mata yang berhubungan dengan penglihatan. Beberapa penelitian

dalam bidang kesehatan menunjukkan adanya kasus defisiensi vitamin A

yang membahayakan seperti yang ditemukan di Indonesia (Semba, et al.,

2002) dan juga di negara lain seperti Tanzania (Mosha, 1999). Berdasarkan

data WHO saat ini kasus defisiensi vitamin A terdapat di 118 negara

(Wasanwisut, 2009).

Hartati (2012) melaporkan bahwa proses pengolahan umbi menjadi

tepung sangat mempengaruhi kandungan nutrisi dalam produk tepung ubi

kayu, dimana kandungan nutrisi dalam tepung mengalami penurunan yang

signifikan dibandingkan dengan umbi segar. Sehingga, inovasi teknologi

pascapanen dan pengolahan hasil sangat penting guna mempertahankan

kualitas produk dan bahkan meningkatkan nilai tambah produk olahannya.

10

Adapun tujuan kegiatan ini antara lain menerapkan inovasi teknologi

budidaya ubi kayu menggunakan pupuk organik hayati (POH) LIPI

Beyonic StarTmik@Lob dalam upaya meningkatkan produktivitas

tanaman, melakukan optimasi teknologi penepungan ubi kayu yang mampu

mempertahankan nilai kandungan nutrisi terutama beta-karoten dan protein

dalam produk tepung ubi kayu dan melakukan alih teknologi kepada

industri penepungan yang berperan sebagai mitra dalam kegiatan.

Analisa beta-karoten dan protein dalam tepung ubi kayu dilakukan

pada tahap optimasi penepungan di laboratorium dan tahap penepungan

hasil panen di mitra untuk mengevaluasi metode yang diperoleh dari hasil

optimasi teknologi. Selain itu, produk tepung yang dihasilkan dimanfaatkan

sebagai bahan baku makanan olahan seperti mie, kue kering, cake dan lain

sebagainya. Diharapkan dengan hasil inovasi teknologi budidaya dan

penepungan ubi kayu ini, ubi kayu sebagai salah satu komoditas yang

sangat potensial untuk dikembangkan dapat dimanfaatkan lebih luas oleh

masyarakat dalam mendukung ketahanan pangan melalui diversifikasi

pangan.

11

2. BAHAN DAN CARA KERJA

2.1. Teknologi Budi Daya Ubi kayu

Kegiatan ini merupakan optimalisasi budidaya yang mencakup beberapa

kegiatan sebagai berikut:

1. Pemilihan jenis ubi kayu unggul

Dalam kegiatan ini dipilih dua jenis ubi kayu yang memiliki

kandungan nutrisi; beta-karoten dan protein tinggi yaitu genotip lokal

Mentega 2 dan Varietas Adira 1 (Gambar 1a-b) yang disesuaikan dengan

peruntukannya sebagai bahan pangan atau bahan baku industri makanan

sehat. Kedua jenis ubi kayu ini merupakan koleksi kebun plasma nutfah

Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI.

Gambar 1. Jenis ubi kayu beta-karoten dan protein tinggi. Mentega 2 umur

6 bulan (a) dan Adira 1 umur 6 bulan (b).

12

2. Aplikasi Pupuk Organik Hayati (POH) LIPI

Pada kegiatan inkubasi ini dilakukan uji coba pupuk organik hayati

LIPI Beyonic StarTmik@lob hasil kerjasama dengan Pusinov dan Pusat

Penelitian Biologi (Gambar 2). Ini merupakan uji coba pertama yang

dilakukan karena sebelumnya POH ini belum pernah diaplikasikan pada

budidaya ubi kayu. Oleh karena itu, dalam penelitian ini standar

penggunaan POH mengacu pada metode yang sudah ada.

Gambar 2. Pupuk Organik Hayati LIPI Beyonic StarTmik@Lob

Aplikasi POH pada ubi kayu mencakup beberapa tahap yaitu

pemotongan, pelukaan dan perendaman batang atau stek sebelum tanam,

penyiraman POH ke media tanah 3 hari sebelum tanam dan penyiraman

atau pemupukan secara berkala setiap 2 bulan sekali. Takaran yang

digunakan juga berbeda pada saat perendaman dan penyiraman yaitu 100

13

ml/L dan 25 m/L. Volume pemberian POH sebanyak 10 ml per tanaman

dan ditingkatkan menjadi sekitar 100 ml pada saat umur tanaman mencapai

4-5 bulan.

Langkah pertama yaitu mempersiapkan media tanah yang akan

ditanami dengan pupuk kandang, lalu 3 hari sebelum tanam, diber i POH

dengan dosis 25ml/L sebanyak kurang lebih 10 ml. Kemudian pada saat

akan penanaman, batang ubi kayu dipotong sesuai kebutuhan dan dilukai

pada bagian pangkal stek lalu direndam dalam larutan POH 100 ml/L

selama 2 jam (Gambar 3). Langkah terakhir adalah penanaman stek ubi

kayu pada lubang tanam yang sudah dipersiapkan. Untuk mengetahui

pengaruh POH pada pertumbuhan tanaman dan produksi ubi kayu,

beberapa parameter yang meliputi karakteristik akar, tinggi batang,

diameter batang dan daun diamati secara berkala.

Gambar 3. Aplikasi POH LIPI pada ubi kayu. Pemotongan batang ubi kayu

(a), Pelukaan bagian pangkal (tanam) (b), pembuatan larutan

14

POH dan perendaman stek (c) dan Penanaman stek dalam

polibag dan langsung ke lahan (d).

3. Persiapan lahan

Lahan yang digunakan merupakan lahan semak belukar dengan

kerapatan tinggi sehingga perlu diolah terlebih dahulu (Gambar 4).

Persiapan lahan dimulai dengan pembabatan dan pembakaran semak

belukar, penyemprotan herbisida dan diteruskan dengan pengolahan lahan.

Gambar 4. Persiapan lahan baru. Lahan sebelum pembabatan (a),

Pembabatan lahan (b) dan pembakaran semak belukar (c).

4. Pengolahan lahan dan sampling tanah

Lahan diolah secara intensif atau menyeluruh tidak pada bagian

tanam saja. Luas total lahan yang diolah adalah 3000 m2

yang terbagi ke

dalam 2 lokasi yang berbeda masing-masing dengan luas 2000 m2

dan 1000

m2

(Gambar 5a-b). Setelah selesai pengolahan, lahan dibiarkan beberapa

15

hari terlebih dahulu lalu dilanjutkan dengan pemberian pupuk kandang pada

3 hari sebelum tanam.

Gambar 5. Pengolahan lahan dengan luas lahan 2000 m2

(a) dan 1000 m2

(b).

Pada saat pengolahan lahan, tanah diambil pada titik-titik yang sudah

ditentukan untuk dilakukan analisa kandungan hara dalam tanah (Gambar

6).

Gambar 6. Sampling tanah untuk dianalisa kandungan hara dalam tanah.

16

5. Pemupukan sebelum tanam

Sebelum penanaman stek, dilakukan pemberian pupuk kandang pada

3 hari sebelum tanam dengan ukuran sekitar 500 gram per lubang tanam

(Gambar 7).

Gambar 7. Pemberian pupuk kandang sebelum tanam.

6. Penanaman bibit ubi kayu

Bibit ubi kayu (Mentega 2 dan Adira 1) yang ditanam memiliki

perlakuan pra-tanam yang berbeda-beda. Bibit Mentega 2 sebelum tanam

sudah dipersiapkann terlebih dahulu dalam polibag; bibit umur 1 bulan

ditanam pada blok A dan umur 2 bulan ditanam pada blok B. Sedangkan

bibit Adira 1 langsung ditanam stek ke lahan yang sudah siap (Gambar 8).

Hal ini dikarenakan adanya kendala pengadaan lahan pada saat kegiatan

berjalan sehingga bibit ubi kayu genotip Mentega 2 yang sudah siap

kemudian ditanam dalam polibag.

17

Stek dan bibit ubi kayu ditanam tegak lurus dengan jarak antar

barisan tanaman berkisar antara 80 cm-120 cm dan jarak dalam barisan

sekitar 60 cm-100 cm.

Gambar 8. Penanaman bibit ubi kayu. Mentega 2 Blok A (a), Mentega 2

Blok B (b) dan Adira 1 (c).

7. Pemupukan NPK

Pemupukan dilakukan secara tugal 5-10 cm disamping tanaman.

Pemupukan NPK yang pertama dilakukan 5 hari setelah tanam dengan

takaran N:P:K = 1/3:1:1/3 atau Urea 50 Kg : TSP 75 Kg : KCl 50 Kg per

hektar sebagai pemupukan dasar (Gambar 9a). Pada saat tanaman berumur

3-4 bulan, pemupuka NPK dilakukan dengan takaran N:P:K = 2/3:0:2/3

atau Urea 85 Kg : 0 : KCl 85 Kg sebagai pemupukan susulan (Gambar 9b).

18

Gambar 9. Pemupukan NPK; pemupukan dasar 5 hari setelah tanam (a) dan

pemupukan susulan 2 bulan sekali setelah pemupukan dasar (b).

8. Pemupukan Pupuk Organik Hayati (POH)

Pemberian atau pemupukan dengan POH dilakukan paad beberapa

tahap:

a. Pada saat perendaman stek sebelum tanam dengan dosis 100 ml/L

b. Pada saat umur tanaman antara 1-3 bulan dengan dosis 25 ml/L

dan volume penyiraman sekitar 10 ml.

c. Pada saat umur tanaman antara 4-5 bulan dengan dosis 25 ml/L

dan volume penyiraman sekitar 100 ml.

9. Pengolahan tanah pasca-tanam (Pengguludan)

Pengguludan atau pembentukan bedengan ini dapat dilakukan

sebelum atau setelah penanaman. Pada kegiatan ini, pengguludan dilakukan

19

3 minggu setelah penanaman. Tujuan utama pembentukan bedengan atau

pengguludan ini adalah untuk memudahkan dalam pemeliharaan tanaman

seperti saat penyiangan.

10. Penyulaman dan pengamatan daya tahan hidup tanaman ubi

kayu.

Bibit yang mati atau tumbuh tidak normal, segera dilakukan

penyulaman, yaitu dengan cara mencabut dan menggantikan dengan bibit

yang baru atau cadangan atau dengan sisa bibit yang tersedia. Waktu

penyulaman dilakukan 1-3 minggu setelah tanam agar pertumbuhan

seragam. Penyulaman dilakukan pada pagi hari atau sore hari, saat cuaca

tidak panas.

Pengamatan terhadap tanaman yang bertahan hidup atau yang mati

(survival observation) dilakukan selama 4 bulan setelah tanam untuk

mengetahui daya adaptasi dan tumbuh genotip atau varietas ubi kayu yang

ditanam.

11. Penyiangan dan pemangkasan tunas

Peyiangan untuk membuang gulma dan tanaman pengganggu lainnya

dilakukan menggunakan alat (sabit). Kegiatan ini biasa dilakukan 2-3 bulan

sekali namun juga menyesuaikan dengan kondisi gulma yang ada.

20

Sedangkan untuk kegiatan pemangkasan tunas berlebihan dilakukan saat

tanaman berumur 1-2 bulan dengan menyisakan 2 tunas per tanaman.

12. Pengairan

Meskipun ubi kayu termasuk tanaman yang toleran terhadap

kekeringan namun pada saat tanam hingga umur sekitar 3 bulan dibutukan

air yang cukup agar dapat tumbuh secara optimal. Dalam hal ini pola tanam

menjadi faktor penting yang perlu diperhatikan dimana penanaman ubi

kayu yang baik dilakukan pada musim hujan dimana kebutuhan air dapat

tercukupi dari air hujan. Selain itu juga dapat mengurani biaya penyiraman

yang dilakukan secara manual jika tidak ada hujan.

13. Pengendalian hama dan penyakit

Hama Utama yang menyerang ubi kayu adalah penggerek

batang/pemakan batang (Xylentrhopus sp) dan penggerek/pemakan daun

(Tetranychus bimaculatus). Cara pengendaliannya adalah (1) pencelupan

stek ke dalam larutan insektisida (selama 5 menit), (2) sanitasi kebun

dengan membersihkan tanaman dari gulma, (3) menanam dengan varietas

toleran, (4) pengendalian dengan insektisida secara pemantauan, yaitu

apabila ada serangan baru dilakukan penyemprotan.

21

Penyakit utama yang menyerang ubi kayu adalah bercak daun bakteri

(Xanthomonas manihotis atau Cassava Bagterial Blight/CBB), layu bakteri

(Pseudomonas solanacearum E.F. Smith), bercak daun coklat (Cercospora

heningsii) dan bercak daun konsentris (Phoma phyllostica). Cara

pengendaliannya adalah (1) menaman varietas yang tahan, (2)

mencabut/memusnahkan tanaman sakit), (3) penggunaan jarak tanam yang

lebar, dan (4) melakukan sanitasi kebun dengan membersihkan tanaman

dari tumbuhan penggunggu (gulma).

14. Panen

Ubi kayu dapat dipanen pada saat pertumbuhan daun mulai

berkurang, warna daun mulai menguning, dan banyak yang rontok. Umur

panen 6-8 bulan untuk varietas Genjah (berumur pendek) dan 9-12 bulan

untuk varietas Dalam (berumur panjang). Dalam pemanenan ubi kayu

diusahakan umbi tidak rusak. Hal ini sangat penting untuk daya simpan

umbi yang lebih lama.

2.2. Inovasi Teknologi Penepungan Ubi Kayu

Inovasi teknologi penepungan dibagi menjadi 2 tahap yaitu tahap

pertama; optimasi teknologi (metode) penepungan ubi kayu dan tahap

22

kedua; uji metode hasil optimasi dan uji masa simpan tepung dalam

kemasan.

2.2.1. Tahap pertama: Optimasi teknologi penepungan ubi kayu

Kegiatan optimasi teknologi penepungan dilakukan di Laboratorium

PPP dan Unit Pengolahan Sari Buah B2PTTG-LIPI, Subang.

1. Bahan yang digunakan dalam penelitian :

- Bahan baku utama : Ubi kayu varietas Adira 1 dari Bioteknologi

LIPI, Cibinong sebanyak 50 Kg

- Bahan baku tambahan (perendaman) : natrium metabisulfit,

asam askorbat, maltodekstrin-gum arab

2. Peralatan proses penepungan (Gambar terlampir):

a. Timbangan

b. Pisau

c. Baskom

d. Kabinet dyer

e. Cross better mill

f. Grinder

g. Vibrator screen dengan tingkat kehalusan tepung/mesh 60

23

3. Diagram alir proses penepungan:

Ubi Kayu/singkong hasil panen

Analisa beta Karoten, Protein

Pencucian ubi kayu untuk menghilangkan

tanah dan pengotor lainnya

Pemotongan umbi menjadi beberapa

bagian (pengecilan ukuran)

Treaming dan pengupasan kulit singkong

Pencucian untuk menghilangkan getah umbi

Blanching uap (70 oC), 10 menit (in-aktivasi enzim)

Pengirisan umbi (2-4 mm) menjadi chip

Perlakuan bahan perendam 1, 2, dan 3

Pengepresan menggunakan hidrolik pres

Pengeringan (cabinet dryer) pada suhu 40 oC, 50 oC

dan Energi surya hingga kering (kadar air maks. 12%)

standar SNI tepung tapioka 01-2997-1996

Penepungan dengan disk mill dan pengayakan tepung

dengan vibrator screen pada mesh yang diinginkan (60)

Produk (tepung ubi kayu)

Analisa beta Karoten, Protein

Diagram 1. Proses optimasi teknologi penepungan ubi kayu kaya beta-

karoten dan protein tahap pertama.

24

4. Rancangan percobaan optimasi penepungan ubi kayu

Tabel 1. Rancangan percobaan penepungan ubi kayu dengan variasi bahan

perendam dan suhu pengering.

nb : Masing-masing perlakuan dibuat 2x ulangan

2.2.2. Uji metode hasil optimasi dan uji masa simpan tepung

dalam kemasan.

Pada optimasi penepunngan tahap kedua ini bertujuan untuk menguji

metode terbaik hasil optimasi penepungan tahap pertama (Diagram 1)

menggunakan jenis ubi kayu yang berbeda yaitu genotip lokal Mentega 2.

Untuk melakukan uji kestabilan kandungan nutrisi dalam kemasan, produk

hasil penepungan dikemas dalam kemasan (standing pouch) dengan

komposisi Alumunium. Produk tepung disimpan selama 3 bulan dan

dilakukan analisa beta-karoten dan protein setiap bulan di Laboratorium

Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia.

25

Ubi Kayu hasil panen

Pencucian ubi kayu untuk menghilangkan

tanah dan pengotor lainnya

Trimming dan pengupasan kulit singkong

Pencucian untuk menghilangkan getah umbi

Pengirisan umbi (2-4 mm) menjadi chip

Blanching uap (70 oC), 10 menit (in-aktivasi enzim)

Perendaman as. Askorbat 0.3%, 30 menit

Pengeringan (cabinet dryer) pada suhu 40oC selama 12

jam hingga kering (kadar air maks. 12%) standar SNI

tepung tapioka 01-2997-1996

Penepungan dengan disk mill dan pengayakan tepung

dengan vibrator screen pada mesh yang diinginkan (60)

Produk (tepung ubi kayu)

Pengemasan

standing pouch 250 g

Penyimpanan tepung pada suhu ruang

(uji kestabilan nutrisi)

Produk akhir dalam kemasan

Diagram 2. Proses penepungan ubi kayu kaya beta-karoten dan protein

tahap kedua (metode optimum)

26

2.3. Transfer teknologi di PT. RAP Bioenergy

PT. RAP Bioenergy merupakan industri pembuatan tepung tapioka

yang terletak di daerah Sentul. Dalam kegiatan ini berperan sebagai mitra

penepungan yang membantu dalam upaya alih teknologi penepungan dari

skala laboratorium ke skala industri.

Ubi kayu yang diproses menjadi tepung merupakan hasil panen dari

kegiatan inkubasi yaitu Genotipe Mentega 2 dan Varietas Adira 1. Prinsip

dari alih teknologi atau transfer teknologi ini adalah penerapan proses

penepungan tahap kedua (Diagram 2) di industri. Beberapa hal disesuaikan

dengan kondisi di lapangan (industri) seperti pada proses pembuatan chip

dan pengeringan.

2.4. Jenis pengamatan dan analisa dalam penelitian

2.4.1. Pengamatan daya tahan hidup tanaman

Pengamatan daya tahan hidup tanaman ubi kayu dilakukan setiap

bulan hingga tanaman berumur 4 bulan. Total tanaman ubi kayu yang

diamati berjumlah 3000 tanaman yang terdiri atas Mentega 2 sejumlah

2000 tanaman dan Adira 1 berjumlah 1000.

27

2.4.2. Pengaruh POH terhadap pertumbuhan tanaman ubi kayu

Untuk mengetahui pengaruh penggunaan POH terhadap pertumbuhan

ubi kayu di lahan, dilakukan pengamatan secara berkala setiap 2 bulan

sekali atau tiga kali dalam satu musim tanam yaitu pada saat tanaman

berumur 2, 4 dan 6 bulan. Jumlah tanaman yang diamati sebanyak 300

tanaman yang terdiri dari Mentega 2 blok A (100), Mentega 2 blok B (100)

dan Adira 1 (100). Adapun variabel yang diamati meliputi tinggi tanaman

(cm), diameter batang (mm) dan jumlah daun.

2.4.3. Pengaruh POH terhadap pembentukan umbi

Penggunaan pupuk cair organik hayati (POH) ini bertujuan untuk

meningkatkan produktivitas melalui pembentukan umbi yang lebih baik

(jumlah dan berat) pada ubi kayu. Untuk mengetahui pengaruh POH

terhadap pembentukan umbi ubi kayu pada kedua jenis ubi kayu di atas,

setiap plot pada perlakuan POH dan non POH diambil 2 sampel yaitu

tanaman terkecil dan terbesar sehingga total ada 20 sampel untuk setiap

perlakuan

28

2.4.4. Pengaruh POH terhadap kandungan pati dalam umbi

Karakter lain yang diamati selain batang dan umbi, pada pengamatan

6 BST dilakukan analisa kadar pati untuk mengetahui apakah terdapat

pengaruh POH dalam kandugan pati.

2.4.5. Analis kadar nutrisi; beta karoten dan protein serta

standar mutu tepung ubi kayu

Analisis kadar beta-karoten dilakukan di Laboratorium Balai

Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia menggunakanmetoda

spektrofotometri (Nielsen, 1995), sedangkan kadar protein dilakukan

dengan metode Kjehldal (AOAC, 1978). Standar mutu tepung ubi kayu

pengujiannya dilakukan di Laboratorium B2PTTG LIPI Subang.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Inovasi teknologi budi daya ubi kayu

3.1.1. Daya tahan hidup tanaman

Secara umum, hasil pengamatan daya hidup bibit tanaman ubi kayu

selama empat bulan setelah tanam menunjukkan kedua jenis ubi kayu;

genotip Mentega 2 dan varietas Adira 1 memiliki daya tahan hidup tinggi

dan mampu beradaptasi pada lahan kering atau curah hujan rendah yang

29

Pers

en

tase h

idup (%

)

ditunjukkan dengan persentase hidup tanaman yang tinggi hingga empat

bulan setelah tanam (Grafik 1).

140 Pengmatan I

Pengamatan II

120 Pengamatan III

Pengamatan IV

100

80

60

40

20

0

Mentega 2 (A) Mentega 2 (B) Adira 1

Genotipe

Grafik 1. Persentase hidup pada empat bulan setelah tanam (BST); genotip

Mentega 2 (A) umur 5 bulan, Mentega 2 (B) umur 6 bulan dan

varietas Adira 1 umur 4 bulan.

Pada pengamatan bulan ke empat setelah tanam, persentase tertinggi

yaitu 99.5% pada genotipe Mentega 2 blok A atau 5 tanaman mati dari total

tanaman sebanyak 1000 dan varietas Adira 1 juga memiliki persentase

hidup sama besar dengan Mentega 2 blok A. Sedangkan pada genotipe

Mentega 2 blok B jumlah tanaman yang mati lebih banyak yaitu 13

tanaman dari total jumlah tanaman 1000, sehingga persentase hidupnya

lebih rendah yaitu 98.7% (Grafik 1). Kematian pada tanaman disebabkan

30

karena layu dan kering karena curah hujan yang rendah pada awal tanam.

Sedangkan tingginya tingkat kematian pada genotip Mentega 2 blok B

dimungkinkan karena pada saat penanaman di lahan umur bibit dalam

polibag sudah mencapai 2 bulan dengan tinggi tanaman berkisar antara 25-

30 cm, sehingga beberapa tanaman layu dan mati saat proses adaptasi

dengan kondisi lingkungan cukup kering. Pola tanam pada curah hujan

sangat rendah menjadi kendala utama dalam pertumbuhan bibit ubi kayu

sehingga menyebabkan tingkat kematian pada tanaman lebih tinggi.

3.1.2. Pengaruh POH terhadap pertumbuhan tanaman ubi kayu

Hasil pengamatan pada 6 BST menunjukkan fluktuasi pertumbuhan

(tinggi dan diameter batang) pada setiap blok tanaman ubi kayu baik

Mentega 2 dan Adira 1 antara perlakuan POH dan non POH. Meskipun

genotip Adira 1 berumur lebih muda dari genotip Mentega 2, namun

memperlihatkan pertumbuhan yang lebih baik (Grafik 2a-b). Umur tanaman

ubi kayu bervariasi dimana genotip Mentega 2 blok A berumur 7 bulan,

Mentega 2 pada blok B berumur 8 bulan dan Adira 1 berumur 6 bulan.

Pengaruh penggunaan POH pada pertumbuhan tanaman ubi kayu

secara umum dapat dilihat dari nilai rata-rata tinggi tanaman dan diameter

batang antara perlakuan POH (A1,A3, A5, B2 dan B4) dan non POH

(A2,A4, B1,B3 dan B5) yang ditunjukkan pada Grafik 3a-c.

31

Nila

i ra

ta-r

ata

tin

gg

i bata

ng

(c

m),

dia

mete

r bata

ng (m

m)

Nila

i ra

ta-r

ata

tin

ggi ba

tang (

cm

),

dia

mete

r b

ata

ng (

mm

)

a)

400 Tinggi tanaman (cm) a Diameter batang (mm)

300

200

100

0

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5

Blok Pertanaman

b)

400 Tinggi tanaman (cm)

Diameter batang (mm)

300

200

100

0

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5

Blok pertanaman

Grafik 2. Pertumbuhan tanaman ubi kayu 6 BST. Mentega 2 blok A umur 7

bulan (a), Mentega 2 blok B umur 8 bulan (a) dan Adira 1 blok A

dan B umur 6 bulan(b). Perlakuan POH (A1, A3, A5, B2 dan B4)

dan non POH (A2, A4, B1, B3 dan B5).

32

Nila

i ra

ta-r

ata

tin

gg

i ta

nam

an

da

n d

iam

ete

r b

ata

ng

Nila

i ra

ta-r

ata

tin

ggi ta

na

man

da

n d

iam

ete

r ba

tan

g

a)

350

300

Mentega 2 blok A

Tinggi tanaman

Diameter batang

250

200

150

100

50

0

POH non POH

Perlakuan

b)

350

300

Mentega 2 blok B

Tinggi tanaman

Diameter batang

250

200

150

100

50

0

POH non POH

Perlakuan

33

Nila

i ra

ta-r

ata

tin

gg

i tan

am

an

da

n d

iam

ete

r b

ata

ng

c)

350

300

Adira 1

Tinggi tanaman

Diameter batang

250

200

150

100

50

0

POH non POH

Perlakuan

Grafik 3. Pengaruh perlakuan POH pada pertumbuhan (tinggi tanaman dan

diameter batang) tanaman ubi kayu. Genotip Mentega 2 blok A

umur 7 bulan (a), Genotip Mentega 2 blok B umur 8 bulan (b),

Genotip Adira 1 umur 6 bulan (c).

Pada genotip Mentega 2 blok A (3a), nilai rata-rata tinggi tanaman

pada perlakuan POH (234.52 cm) lebih tinggi dibandingkan dengan non

POH (219.67 cm), akan tetapi pada genotip Mentega 2 blok B (3b) nilai

rata-rata tinggi tanaman pada perlakuan POH (214.3) lebih rendah

dibanding dengan non POH (223.75 cm). Pertumbuhan tanaman dengan

perlakuan POH yang lebih rendah juga terjadi pada genotip Adira 1 (3c)

34

yaitu 252.5 cm dibandingkan dengan pertumbuhan tanaman non POH yaitu

261.34 cm. Hal ini dapat disebabkan beberapa faktor seperti jenis ubi kayu,

pola tanam, metode tanam atau kandungan hara dalam tanah yang ber beda.

3.1.3. Pengaruh POH terhadap pembentukan umbi ubi kayu

Dari hasil pengamatan jumlah, panjang dan diameter umbi ubi kayu

Mentega 2 blok A dan blok B, secara statistik penggunaan POH tidak

memiliki pengaruh yang signifikan (Grafik 4a-b). Pada blok A (Grafik 4a),

diameter rata-rata umbi perlakuan POH lebih besar (50.8 mm)

dibandingkan non POH (46.7 mm) namun jumlah total dan panjang umbi

rata-rata POH lebih kecil (5.5 dan 25.5 cm) dibandingkan non POH (6.5

dan 40.25 cm). Pada blok B (Grafik 3b), pengaruh pemberian POH secara

berkala setiap 2 bulan sekali terlihat pada panjang umbi (36 cm) yang lebih

besar dibandingkan dengan panjang umbi non POH (29.25 cm). Sedangkan

pada jumlah total umbi rata-rata per pohon dan diameter umbinya masih

lebih rendah (5.75 dan 47.5 cm) dibandingkan dengan umbi non POH (6.25

dan 49.2 cm).

35

Nila

i rata

-ra

ta k

ara

kte

r u

mb

i Me

nte

ga

2 b

lok B

N

ilai r

ata

-rata

ka

rakte

r u

mbi M

ente

ga 2

blo

k A

a)

100

80

Jml total umbi

Panjang umbi (cm)

Diameter umbi (mm)

60

40

20

0

POH non POH

Perlakuan

b)

100

Jumlah total umbi

Panjang umbi (cm)

80 Diameter umbi (mm)

60

40

20

0

POH non-POH

Perlakuan

Grafik 4. Pengaruh POH terhadap karakter umbi ubi kayu; jumlah, panjang

dan diameter umbi ubi kayu Genotip Mentega 2 blok A (a) dan

blok B (b).

36

Nila

i rata

-rata

kara

kte

r um

bi u

bi k

ayu A

dira 1

Pada genotip Adira 1, pengaruh penggunaan POH ini juga tidak

memiliki pengaruh yang signifikan terhadap jumlah umbi, panjang dan

diameter umbi (Grafik 5).

100

80

Jml total umbi

Panjang umbi (cm)

Diameter umbi (mm)

60

40

20

0

POH non POH

Perlakuan

Grafik 5. Pengaruh POH terhadap karakter umbi ubi kayu; jumlah, panjang

dan diameter umbi ubi kayu Genotip Adira 1.

Jumlah rata-rata umbi POH juga lebih rendah (7.5) dibandingkan

dengan umbi non POH (8.5), sedangkan panjang umbi rata-rata hampir

sama yaitu 36.4 (POH) dan 36.6 (non POH). Diameter umbi pada perlakuan

POH memiliki nilai rata-rata lebih besar sedikit (32.85 mm) dibandingkan

dengan diameter umbi non POH (31.99 mm).

37

3.1.4. Pengaruh POH pada kadar pati umbi

Pada pengamatan 6 BST ini, selain karakter morfologi tanaman dan

umbi, juga dilakukan analisa kadar pati pada umbi umur 6 bulan (Adira 1),

7 bulan (Mentega 2 blok A) dan 8 bulan (Mentega 2 blok B) untuk

mengetahui apakah ada pengaruh dan berapa besar perbedaan nilai kadar

pati pada perlakuan POH dan non POH atau umur umbi yang berbeda.

Adapun persentase pati umbi dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

berat pati gram Persentase pati % = Berat umbi kupas gram

x 100%

Umbi yang diperoleh dari pengamatan karakter umbi saat pengamatan,

diambil 3 pohon untuk setiap perlakuan POH dan non POH.

Hasil analisa pati menunjukkan kandungan rata-rata pati pada umbi

Mentega 2 baik yang berumur 7 dan 8 bulan tidak ada perbedaan dimana

kadar pati rata-rata berkisar antara 15-20%. Pada genotip Mentega 2 blok A

(Grafik 6a), penggunaan POH memiliki pengaruh yang cukup signifikan

terhadap berat umbi rata-rata per pohon yaitu 916.70 gram dibandingkan

dengan berat rata-rata umbi non POH yaitu 466.70 gram. Hasil ini

diperkirakan akan meningkat lagi pada tanaman yang akan dipanen pada

umur tanaman 9-10 bulan. Namun hasil analisa kadar pati menunjukkan

hubungan yang berbanding terbalik dimana kadar pati umbi POH lebih

rendah (16.85%) dibandingkan dengan kadar pati umbi non POH (20.36%).

38

1 2

Be

rat

um

bi

ku

pas (

gra

m)

Pe

rse

nta

se p

ati (

%)

Pada genotip Mentega 2 blok B yang berumur 8 bulan, menunjukkan

hasil produksi umbi yang lebih rendah dibandingkan pada blok A yang

berumur 7 bulan. Pengaruh pemberian POH pun tidak memberikan

pengaruh yang sama pada blok A. Berat umbi kupas rata-rata umbi POH

yaitu 466.70 gram lebih rendah dibandingkan dengan berat rata-rata umbi

kupas pada umbi non POH yaitu 800 gram per pohon. Rendahnya nilai

berat rata-rata umbi ini disebabkan karena beberapa faktor seperti umbi

yang sebagian sudah busuk di tanah saat panen dan banyak daging umbi

yang terbuang karena tidak bagus.

Pada analisa kadar pati menunjukkan hasil yang sama pada blok B

dimana kadar pati pada umbi POH lebih rendah (17.42%) dibanding kadar

pati pada umbi non POH (21.12%) (Grafik 6b).

a) 2500

2000

30

Berat umbi kupas

persen pati 25

20

1500

15

1000

10

500

5

0

POH non POH

Perlakuan

0

POH non POH

39

1 2

Bera

t um

bi

kupas (

gra

m)

Pers

enta

se

pati (

%)

2500

b)

2000

30

Berat umbi kupas

Persentase pati 25

20

1500

15

1000

10

500

5

0

POH non POH

Perlakuan

0

POH non POH

Grafik 6. Kadar pati pada genotip Mentega 2 blok A (umur 7 bulan, metode

tanam: perendaman stek ke dalam POH sebelum tanam, 1 bulan

dalam polibag) (a) dan genotip Mentega 2 blok B (umur 8 bulan,

metode tanam: tanpa perendaman stek ke dalam POH, 2 bulan

dalam polibag) (b).

Pada genotip Adira 1 yang berumur 6 bulan, berat umbi kupas rata-

rata pada umbi POH lebih tinggi (1620 gram per pohon) dibandingkan

dengan berat umbi kupas non POH (1020 gram per pohon) (Grafik 7).

Seperti pada genotip Mentega 2 blok A, meskipun berat umbi kupas lebih

tinggi namun hasil analisa kadar pati menunjukkan nilai yang lebih rendah

(16.43%) dibandingkan dengan kadar pati umbi non POH (18.32%).

40

1 2

Bera

t um

bi kupas (

gra

m)

Pers

enta

se

pati (

%)

2500

2000

30

Berat umbi kupas (gram)

Persen pati

25

20

1500

15

1000

10

500

5

0

POH non POH

Perlakuan

0

POH non POH

Grafik 7. Kadar pati pada genotip Adira 1 (umur 6 bulan, metode tanam:

perendaman stek ke dalam larutan POH, stek tanam langsung ke

lahan).

Penelitian lebih lanjut mengenai aplikasi POH perlu dilakukan dalam

upaya meningkatkan produktivitas umbi ubi kayu. POH memiliki potensi

untuk dapat meningkatkan produksi umbi namun disisi lain kadar pati lebih

rendah lebih rendah dibandingkan dengan umbi non POH. Hipotesa ini

masih diperlukan penelitian dan data yang lebih detail tentang pengaruh

POH terhadap produksi umbi dan kadar pati dalam umbi.

3.1.5. Pengaruh POH terhadap hasil panen ubi kayu

Kegiatan panen ini dibagi menjadi 2 tahap; tahap pertama (awal bulan

Desember 2012) dan tahap kedua (awal bulan Februari 2013). Hal ini

dilakukan karena belum cukupnya umur tanaman ubi kayu untuk dipanen

41

dimana umur tanaman pada awal bulan Desember untuk Adira 1 adalah 6

bulan, Mentega 2 blok A adalah 7 bulan dan 8 bulan untuk Mentega 2 blok

B. Sedangkan umur panen tanaman ubi kayu diharapkan pada kisaran umur

10-12 bulan agar diperoleh produksi dan kualitas umbi yang bagus.

Pada tahap pertama, jumlah total tanaman yang dipanen sekitar 80

tanaman yang terbagi dalam 5 blok atau sekitar 16 tanaman setiap blok.

Sedangkan tanaman ubi kayu yang lainnya akan dipanen pada awal bulan

Februari 2013. Dari total tanaman yang dipanen, dilakukan pengamatan

terhadap jumlah umbi dan berat umbi (gram) untuk mengetahui pengaruh

penggunaan POH pada produksi umbi ubi kayu. Umbi hasil panen

ditimbang semua sebelum dibawa ke mitra penepungan (PT. RAP

Bioenergy) untuk pemrosesan lebih lanjut menjadi tepung ubi kayu

menggunakan metode yang telah ditentukan (hasil optimasi penepungan di

B2PTTG LIPI Subang).

Hasil panen tahap pertama menunjukkan adanya pengaruh

penggunaan POH yang cukup signifikan terhadap berat umbi (gram)

meskipun jumlah umbi hampir sama antara perlakuan POH dan non POH

(Grafik 8). Hal ini mengindikasikan bahwa POH yang digunakan memiliki

potensi untuk meningkatkan produktivitas umbi (berat umbi). Berat total

umbi yang diperoleh pada panen tahap pertama adalah 116.55 Kg dari total

80 tanaman yang dipanen. Setelah umbi hasil panen dikemas dalam karung

42

1 2

Nila

i ra

ta-r

ata

ju

mla

h um

bi

pe

r ta

na

ma

n

Nila

i ra

ta-r

ata

b

era

t um

bi

per

tan

am

an

dan ditimbang, umbi dibawa ke tempat penepungan di mitra usaha

penepungan (PT. RAP Bioenergy) dan sebagian dianalisa kandungan beta-

karoten dan protein.

20

Jumlah umbi

Berat umbi (gram)

4000

15 3000

10 2000

5 1000

0

POH non POH

0

POH non POH

Perlakuan

Grafik 8. Nilai rata-rata jumlah umbi dan berat umbi (gram) dalam satu

pohon hasil panen tahap pertama.

3.2. Inovasi teknologi penepungan ubi kayu

3.2.1. Optimasi penepungan tahap pertama

Optimasi proses penepungan ini dimulai dengan mempersiapkan

sampel umbi segar yang diambil dari lapang. Sebanyak kurang lebih 1 Kg

umbi segar dianalisa kandungan beta-karoten dan proteinnya di Balai

43

Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia sebelum diproses menjadi

tepung. Dari hasil analisa pada umbi segar diperoleh beta-karoten dan

protein adalah 8.05 g/g dan 3.859%. Kemudian hasil ini akan

dibandingkan dengan hasil analisa beta-karoten dan protein pada sampel

tepung hasil optimasi.

Tepung ubi kayu hasil optimasi dianalisa kandungan beta-karoten dan

protein, selain itu juga dikarakterisasi melalui warna dan bau (Tabel 2).

Tabel 2. Hasil analisa beta-karoten dan protein tepung hasil optimasi

Kode

No

sampel

Warna Bau

beta-

Karoten

(g/g)

Protein

(%)

1 A1B1 Putih Gaplek 4.92 2.0906

2 A1B2 Putih

kekuningan

Gaplek 7.19 2.2934

3 A2B1 Merah muda Gaplek >

A1B1

3.55 2.0199

4 A2B2 Merah muda Gaplek >

A1B1

4.15 1.8953

5 A3B1 Putih

kekuningan

Hampir tidak

berbau

9.85 2.0246

6 A3B2 Putih Hampir tidak 9.44 2.4116

44

kekuningan berbau

7 A4B1 Putih > A1B1 Tengik 7.69 2.0526

8 A4B2 Putih

kekuningan

Gaplek

A1B1

< 8.97 1.7999

(dianalisa oleh Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Bogor, 2012)

Dari hasil analisa tepung hasil optimasi bahan perendam dan suhu

pengering, sampel yang memiliki kandungan beta-karoten tertinggi

dibandingkan sampel tepung lainnya baik sampel perlakuan perendaman

bahan kimia maupun air, diperoleh pada sampel A3B1 dan A3B2 dimana

bahan perendam yang digunakan adalah sodium metabisulfit 0.3% yaitu

9.85 g/g dan 9.44 g/g. Hasil ini jika dibandingkan dengan sampel umbi

segar sebelum diolah menjadi tepung terdapat fluktuasi pada kandungan

beta-karoten dimana pada produk tepung A3B1 dan A3B2 memiliki

kandungan lebih tinggi dibandingkan sampel umbi segar. Hasil ini

(fluktuasi) dapat terjadi karena sampel umbi dan tepung yang dianalisa

berasal dari umbi yang berbeda dalam satu genotip atau varietas. Sementara

kandungan terendah pada sampel A2B1 dan A2B2 yaitu 3.55 g/g dan 4.15

g/g dengan bahan perendam asam askorbat (Grafik 9). Kandungan protein

tertinggi diperoleh pada sampel A3B2 yaitu 2.4116% dengan bahan

perendam Sodium metabisulfit 0.3% dan suhu pengeringan 40 C.

45

Kan

du

nga

n b

eta

-kar

ote

n

(g/

g) d

an p

rote

in (

%)

12 beta karoten

10 (mikrogram/gram) protein (%)

8

6

4

2

0

Sampel

Grafik 9. Hasil analisa beta-karoten dan protein tepung hasil optimasi tahap

pertama

Dari hasil analisa warna dan bau, sampel A3B1 dan A3B2 memiliki

warna putih kekuningan dan hampir tidak berbau gaplek dibandingkan

sampel kontrol yaitu dengan bahan perendam menggunakan air yaitu A1B1

dan A1B2 berwarna putih yang menandakan kandungan beta-karoten dalam

tepung mengalami penurunan dan bau khas gaplek serta 2 (dua) sampel

perlakuan lainnya seperti pada perlakuan menggunakan asam askorbat,

warna tepung menjadi merah muda (Gambar 10). Jadi berdasarkan hasil

analisa tepung hasil optimasi, sampel dengan perlakuan bahan perendam

sodium metabisultif 0.3% dan suhu pengeringan 40 C memiliki hasil yang

terbaik dari perlakuan yang lainnya. Sementara itu, pengeringan dengan

menggunakan energi surya (panas matahari) tidak berhasil karena

46

memerlukan waktu pengeringan yang lebih lama antara 3-4 hari sehingga

chip ubi kayu banyak yang berjamur.

Gambar 10. Tepung ubi kayu hasil optimasi tahap pertama. Urutan dari

bawah ke atas yaitu A1B1&A1B2, A2B1&A2B2,

A3B1&A3B2 dan A4B1&A4B2.

3.2.2. Optimasi penepungan tahap kedua

Pada optimasi penepungan tahap kedua, sampel umbi segar diproses

(tepung) menggunakan metode optimum menggunakan bahan perendam

Sodium bisulfit 0.3% pada suhu pengeringan 40 C. Kemudian produk

tepung yang dihasilkan selain dianalisa kandungan beta-karoten dan

protein, juga dianalisa mutu tepung dan juga dilakukan uji kestabilan

kandungan nutrisi tepung menggunakan kemasan aluminium.

47

Sampel umbi segar yang digunakan adalah Mentega 2 yang berumur

sekitar 9 bulan dengan kandungan beta-karoten 4.20 g/g. Tepung yang

dihasilkan menggunakan metode optimasi tahap pertama menunjukkan

kestabilan kandungan beta-karoten yaitu 4.66 g/g. Pada uji simpan tepung

dalam kemasan bulan pertama dan kedua juga menunjukkan kestabilan

beta-karoten dalam tepung yaitu 4.24 g/g atau persentase penurunan

sekitar 9% dan 3.23 g/g atau 30.69% (Grafik 10). Hasil ini membuktikan

bahwa metode optimasi penepungan menggunakan perlakuan bahan

perendan 0.3% Sodium bisulfit pada suhu 40 C sangat efektif untuk

mempertahankan atau meminimalkan persentase kehilangan kandungan

nutrisi terutama beta-karoten dan protein dalam tepung ubi kayu serta

penggunaan kemasan berbahan alumunium (Gambar 11) mampu

mempertahankan beta-karoten dalam tepung hingga kedua.

Gambar 11. Tepung dalam kemasan berbahan alumunium

48

Kan

du

nga

n b

eta

-kar

ote

n (

g/g)

d

an p

rote

in (%

)

5

4

3

2 beta karoten (mikrogram/g)

1 Protein (%)

0

Umbi Tepung (0)

Tepung

(1)

Tepung

(2)

Sampel

Grafik 10. Hasil analisa beta-karoten dan protein tepung ubi kayu hasil

optimasi penepungan tahap kedua dan uji simpan pada bulan

kedua (Desember 2012).

3.3. Alih teknologi ke mitra usaha, PT. RAP Bioenergy

Umbi hasil panen (116.5 Kg) disortir terlebih dahulu sebelum

diproses lanjut menjadi tepung ubi kayu di PT. RAP. Bioenergy. Hasil

sortir umbi hasil panen yang diperoleh Sekitar 104 Kg. Secara umum

proses penepungan ubi kayu meliputi pengupasan, pencucian, perendaman

air panas dan bahan perlakuan, pembuatan chip ubi kayu, pengeringan dan

penggilingan menjadi tepung. Adapun metode yang digunakan merupakan

hasil optimasi metode atau teknologi yang sudah dilakukan di B2PTTG

LIPI Subang menggunakan variasi bahan perendam dan suhu pengering

untuk menjaga kandungan nutrisi terutama beta karoten dan protein dalam

49

tepung ubi kayu dengan beberapa modifikasi yang disesuaikan dengan

kondisi di lapang terutama dalam proses pengeringan (Diagram 3).

3.3.1. Pengupasan

Proses ini dilakukan untuk menghilangkan kulit umbi sebelum

diproses menjadi tepung. Pada proses pengupasan ini akan terjadi

penyusutan berat umbi (kullit umbi) dimana rata-rata ubi kayu mengalami

penurunan berat umbi sekitar 20-25%. Namun pada hasil panen kali ini,

penuruan berat yang terjadi sangat besar hingga mencapai 44.23%. Hal ini

disebabkan karena banyak bagian pangkal umbi yang kondisinya kurang

bagus sehingga dibuang. Proses pengupasan dilakukan oleh 4 orang secara

manual selama 50 menit.

3.3.2. Pencucian

Proses pencucian dilakukan segera setelah pengupasan dan direndam

dalam air untuk mengurangi kontak dengan udara yang dapat

mempengaruhi kandungan nutrisi khususnya beta karoten dalam umbi.

Kendala dalam pencucian ini belum tersedianya tempat pencucian atau

ember besar yang mampu menampung hasil kupasan secara langsung

sehingga kontak udara dapat benar-benar diminimalkan.

50

3.3.3. Pemotongan umbi dan perendaman dalam air panas

Setelah selesai pengupasan dan pencucian, umbi lalu dipotong

menjadi beberapa bagian untuk membuat ukuran lebih kecil. Setelah itu,

potongan umbi direndam menggunakan air panas pada suhu + 70oC selama

sekitar 10 menit. Proses ini dikenal dengan istilah blanching yang bertujuan

untuk menginaktivasi enzim dan menstabilkan bahan pangan melawan

perusakan selama penyimpanan jangka panjang. Proses Blanching dapat

dilakukan menggunakan air panas atau uap panas pada suhu suhu + 70oC.

Adapun kendala dalam tahap ini adalah penyediaan air panas atau

pemasakan air yang terlalu lama karena menggunakan kompor gas yang

kecil. Untuk selanjutnya perlu dilakukan peningkatan untuk tahap ini agar

dapat memasak air dalam kuantitas yang besar dan waktunya lebih cepat.

3.3.4. Pembuatan chip ubi kayu

Tahap berikutnya yaitu pembuatan chip ubi kayu yang dilakukan

secara manual dan dikerjakann oleh 5 orang selama kurang lebih 2 jam.

Pembentukan chip umbi bertujuan untuk membantu dalam proses

pengeringan umbi sehingga bisa lebih cepat. Ukuran (tipis) chip diharapkan

tipis kurang dari 4 mm agar lebih cepat kering karena pengeringan

menggunakan bantuan panas matahari rentan terhadap kontaminasi jamur

yang dapat tumbuh pada chip umbi.

51

Pembuatan chip secara manual menggunakan alat parut dan

dikerjakan oleh 5 tenaga kerja selama kurang lebih 2 jam untuk 58 Kg umbi

kupas. Hal dianggap kurang efisien dalam aspek tenaga kerja dan waktu

yang diperlukan sehingga untuk proses penepungan berikutnya dengan

jumlah yang lebih besar diharapkan dapat menggunakan mesin pemotong

atau slicer untuk mempermudah pembuatan chip umbi. Dari 58 Kg umbi

hasil kupas diperoleh sebanyak 52.2 Kg chip umbi, rendemen 90%.

3.3.5. Perendaman chip umbi

Proses perendaman dilakukan menggunakan bahan sodium bisulfit

0.3% selama 30 menit (hasil optimasi penepungan oleh B2PTTG LIPI

Subang). Tahap ini merupakan tahap yang krusial dalam penepungan ubi

kayu dimana reaksi bisulfit dengan kelompok karbonil dari gula pereduksi

serta komponen lain yang berperan dalam pencoklatan dapat berlangsung

secara balik (reversible). Dengan demikian proses pencoklatan dapat

dihambat melalui reaksi reversible oleh bisulfit .

.

52

Ubi Kayu hasil panen

Triming, Pengupasan ubi kayu dan perendaman dalam air

Pencucian umbi kupas dan pemotongan

umbi menjadi ukuran lebih kecil

Perendaman dalam air (70 oC) Blanching , 10 menit

(in-aktivasi enzim) Pengirisan

umbi menjadi chip

Perendaman Sodium bisulfit 0.3%, 30 menit

Pengeringan dengan bantuan panas sinar matahari

(desain rumah kaca)

Penepungan dan pengayakan tepung

Produk (tepung ubi kayu)

Produk akhir dalam kemasan Makanan olahan

Diagram 3. Proses penepungan ubi kayu di PT. RAP Bioenergy

3.3.6. Pengeringan chip umbi

Selain perendaman bahan sulfit, pengeringan juga menjadi salah satu

faktor yang penting dalam menentukan kualitas dari produk tepung yang

dihasilkan. Struktur beta karoten yang mudah mengalami oksidasi dan peka

terhadap cahaya, maka diperlukan sebuah sistem pengering yang sesuai.

Pada saat optimasi metode penepungan di B2PTTG LIPI Subang,

53

pengeringan dilakukan menggunakan cabinet dryer dimana kontak udara

dan cahaya dapat diminimalkan. Akan tetapi sistem pengering tersebut

tidak dapat diaplikasikan di industry tingkat menengah atau UKM karena

memerlukan biaya pengadaan yang besar. Dan kondisi riil di lapangan

bahwa pengeringan hanya menggunakan bantuan panas sinar matahari.

Pada proses ini, sistem pengering didesain sedemikian rupa sehingga

kontak langsung dengan cahaya sinar matahari sangat diminimalkan.

Pengeringan menggunakan sistem panas matahari ini memiliki beberapa

kelemahan seperti lama waktu pengeringan dapat menyebabkan

kontaminasi jamur pada chip yang dikeringkan, waktu pengeringan yang

lama juga dikhawatirkan dapat mempengaruhi kandungan nutrisi pada

umbi.

Pengeringan chip pada proses ini membutuhkan waktu selama 4 hari

karena musim hujan menyebabkan intensitas panas matahari sangat

berkurang. Dari total 52.2 Kg chip umbi diperoleh 17 Kg chip kering

(32.18%). Sebanyak 0.2 Kg dibuang karena sudah mengalami kontaminasi

jamur. Jadi hanya 16.8 Kg chip kering diproses lebih lanjut menjadi tepung

ubi kayu.

3.3.7. Penggilingan chip atau penepungan

Pembuatan tepung dari chip kering dilakukan menggunakan alat

penggilingann di PT. RAP Bioenergy. Sebanyak 16.5 Kg tepung ubi kayu

54

diperoleh dari total 16.8 Kg yang diproses menjadi tepung. Sehingga

rendemen tepung ubi kayu sebesar 28.4% dihitung berdasarkan berat umbi

kupas. Hasil tepung yang diperoleh sebagian dianalisa kandungan nutrisi,

dikemas dan diolah menjadi makanan olahan.

3.3.8. Analisa beta-karoten dan protein hasil penepungan di PT.

RAP Bioenergy

Hasil analisa beta-karoten dan protein produk tepung hasil

penepungan di mitra, PT. RAP Bioenergy menunjukkan penurunan sebesar

55.82% dari 4.21 g/g (umbi segar) menjadi 1.86 g/g (tepung). Sedangkan

kandungan protein dalam tepung relatif lebih stabil atau tidak mengalami

penurunan yang signifikan seperti pada beta-karoten. Protein dalam tepung

mengalami penurunan sebesar 18.43% atau 3.69% (umbi segar) menjadi

3.01 % (tepung) (Grafik 12).

Tingginya persentase beta-karoten yang hilang dalam tepung

kemungkinan besar diakibatkan dari proses pengeringan yang dilakukan di

mitra usaha, PT. RAP Bioenergy. Proses pengeringan chip ubi kayu

menggunakan bantuan panas sinar matahari memiliki beberapa kelemahan

yang krusial dalam proses penepungan ini yaitu waktu penepungan yang

lebih lama sekitar 3-4 hari dan hal tersebut menyebabkan chip ubi kayu

terkena paparan cahaya dan udara bebas yang lebih lama juga dibandingkan

dengan proses pengeringan (optimasi) menggunakan cabinet dryer dimana

55

Kan

du

nga

n b

eta

-kar

ote

n (

g/g)

d

an p

rote

in (

%)

waktu pengeringan yang dibutuhkan hanya 22 jam dan kontak langsung

dengan udara bebas sangat terbatas. Sedangkan beta-karoten merupakan

senyawa rangkap yang peka terhadap cahaya dan oksigen (reaksi oksidasi)

yang dapat merusak struktur beta-karoten.

5 beta karoten (mikrogram/gram)

4 protein (%)

3

2

1

0

Umbi Tepung

Sampel

Grafik 12. Analisa beta-karoten dan protein umbi ubi kayu Mentega 2 umur

8 bulan dan tepung hasil pengolahan di PT. RAP Bioenergy.

Dari hasil di atas, diperlukan suatu langkah penting untuk mengatasi

kendala yang ada di industry agar proses berikutnya dapat memperoleh

hasil yang lebih baik. Jadi, analisa dan penanganan terhadap kendala

teknologi yang ada di industri menjadi faktor yang menentukan

keberhasilan alih teknologi dari skala laboratorium ke industri.

56

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. KESIMPULAN

1. Pada teknologi budidaya ubi kayu, aplikasi pupuk organik hayati

(POH) LIPI Beyonic StarTmik@Lob efektif untuk meningkatkan

produktivitas ubi kayu.

2. Pada optimasi teknologi penepungan melalui inovasi perlakuan

bahan perendam dan suhu pengeringan saat proses penepungan

diperoleh bahwa sodium bisulfit dan suhu 40 C merupakan bahan

perendam dan suhu pengeringan yang mampu mengurangi

persentase kehilangan beta-karoten dan protein dalam tepung ubi

kayu.

3. Modifikasi pada proses pembuatan chip dan proses pengeringan

yang dilakukan di mitra usaha penepungan, PT. RAP Bioenergy

meningkatkan persentase kehilangan beta-karoten secara signifikan.

4.2. SARAN

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada aplikasi POH Beyonic

StartMik@Lob untuk memperoleh hasil yang optimum.

2. Kendala teknologi yang terdapat di mitra usaha penepungan seperti

sistem pembuatan chip dan pengeringan yang lebih efisien perlu

segera dicarikan alternatif teknologi untuk mengatasinya.

57

5. DAFTAR PUSTAKA

AOAC Official Method 978.04. Nitrogen (total) (Crode Protein) inPlants.

Kjeldahl Methods. 1978. Final Action

Hartati, N.S., Fathoni A., Rahman N., Sudarmonowati E., 2012,

Karakteristik Komposisi Nutrisi dan Daya Mengembang Tepung

Umbi Ubi Kayu Untuk Mendukung Industri Pangan Olahan,

Prosiding kegiatan WNPG X LIPI.

Mosha, T.C., Laswai, H.S., Mtebe, K., Paulo, A.B. 1999. Control of

vitamin A deficiency disorders through fortification of cassava flour

with red palm oil: a case study of Kigoma district, Tanzania. Ecol-

food-nutr. 37(6): 569-593.

Nielsen, S.S, 1995. Introduction to The Chemical Analysis of Food. Chapman and Hall. New York. USA

Sasaki T, Matsuki J. 1998. Effect of Wheat Starch Structure on Swelling Power. Cereal Chem. 75(4):525-529.

Semba, RD., Yuniar, Y., Gamble MV, Natadisastra G, Muhilal. 2002.

Assessment of vitamin A status of preschool children in Indonesia

using plasma retinol-binding protein. J Trop Pediatr. 2002.

Suhendra Z., 2012, Produksi singkong berlimpah, kok Indonesia malah

impor, http://finance.detik.com, di akses pada tanggal 11 Desember

2012.

Ratnaningsih, Permana A, Richana N . 2010. Pembuatan tepung komposit

dari jagung, ubikayu, ubijalar dan terigu (lokal dan impor) untuk

produk mi. Prosiding Pekan Serealia Nasional.

Wargiono J, Harnoto, Hidajat J.R. dan Yusuf M., 2000. Teknologi Produksi

Benih Ubikayu dan Ubijalar. Puslitbangtan, Badan Litbang

Pertanian. 59p.

Wasantwisut, E. 2009. Recommendations for Monitoring and Evaluating

Vitamin A Programs: Outcome Indicators. Proceedings of the XX

International Vitamin A Consultative Group Meeting.

58

6. LAMPIRAN FOTO

6.1. Pertumbuhan tanaman

a. Pada saat tanam

a.1. Ubi kayu genotip Mentega 2 umur 1 bulan di polibag

a.2. Ubi kayu genotip Mentega 2 umur 2 bulan di polibag

59

a.3. Ubi kayu varietas Adira 1, tanam stek langsung ke lahan

b. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 1 Bulan Setelah Tanam

(BST), Mentega 2 (kiri) dan Adira 1 (kanan)

60

c. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 2 BST, Mentega 2 (kiri) dan

Adira 1 (kanan)

d. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 3 BST, Mentega 2 (kiri) dan

Adira 1 (kanan)

61

e. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 4 BST, Mentega 2 (kiri) dan

Adira 1 (kanan)

f. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 5 BST, Mentega 2 (kiri) dan

Adira 1 (kanan)

g. Pertumbuhan tanaman ubi kayu pada 6 BST, Mentega 2 (kiri) dan

Adira 1 (kanan)

62

6.2. Pengamatan karakter umbi ubi kayu

a. Genotipe Mentega 2 Blok A umur tanaman 2 bulan (1 BST)

b. Genotipe Mentega 2 Blok B umur tanaman 3 bulan (1 BST)

63

c. Varietas Adira 1 Blok A umur tanaman 1 bulan (1 BST)

d. Varietas Adira 1 Blok B umur tanaman 1 bulan (1 BST)

64

e. Genotip Mentega 2 blok A (umur 5 bulan) 4 BST

f. Genotip Mentega 2 blok B (umur 6 bulan) 4 BST

g. Varietas Adira 1 (umur 4 bulan) 4 BST

65

h. Genotip Mentega 2 (umur 7 bulan) 6 BST (a), Mentega 2 non POH

(b), Mentega 2 (POH) dan Adira 1 umur 6 bulan (POH)

a b

c d

66

6.3. Alat-alat penepungan di B2PTTG LIPI Subang

a. Alat slicer

b. Gambar cabinet dryer

67

c. KPES (Kamar Pengering Energi Surya)

d. Alat penepungan

68

e. Ayakan dengan ukuran mesh: 60

69

6.3. Proses penepungan di B2PTTG LIPI Subang

a. Penimbangan singkong

b. Pengupasan, pencucian dan perendaman air, umbi singkong kupas.

Pemotongan singkong menjadi beberapa bagian (3 atau 4 bagian

tergantung dari panjang bahan)

70

c. Bleanching uap suhu 70 0C selama 10 menit

d. Pengirisan umbi menggunakan slicer (bentuk irisan serut).

71

e. Perlakuan Perendaman (perlakuan direndam selama 30 menit)

Perlakuan : 1 kg singkong kupas direndam dalam larutan kontrol

(air 3 liter)

Perlakuan : 1 kg singkong kupas direndam dalam larutan sulfit (air

3 liter dan sulfit 0,3 %)

Perlakuan : 1 kg singkong kupas direndam dalam larutan asam

askorbat (air 3 liter dan asam askorbat 0,3 %)

Perlakuan : 1 kg singkong kupas direndam dalam larutan dekstrin

dan gum arab (air 3 liter dan dekstrin : gum arab 1:1 8 %).

72

f. Pengeringan menggunakan kabinet dryer dan sun dryer

g. Penepungan menggunakan blender atau cross better mill

h. Pengayakan tepung menggunakan vibrator screen mesh 60

73

i. Pengemasan dalam toples

j. Pengepakan dan pengiriman untuk uji/analisa betakaroten dan

protein

74

6.4. Alih Teknologi; proses penepungan di PT. RAP Bioenergy

a. Penimbangan umbi dan persiapan pengupasan

75

b. Pengupasan, pencucian dan pemotongan umbi

76

c. Penimbangan umbi kupas dan proses blanching (perendaman air

panas)

77

d. Pembuatan chip ubi kayu

78

e. Perendaman chip ke dalam larutan bisulfit

79

f. Pengeringan chip

80

g. Chip kering dan sortir chip berjamur

81

h. Penepungan

82

i. Penyerahan produk tepung oleh PT. RAP Bioenergy P2

Bioteknologi LIPI