Optimasi Penggunaan Tepung Labu Kuning Dan Gum Arab Pada Pembuatan Cup Cake

Seminar Nasional : Kedaulatan Pangan dan Energi

Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura Juni, 2012

OPTIMASI PENGGUNAAN TEPUNG LABU KUNING DAN GUM ARAB

PADA PEMBUATAN CUP CAKE

Indah Purnamasari, Umi Purwandari dan Supriyanto

Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas

Trunojoyo Madura

ABSTRAK

Program diversifikasi bahan pangan lokal diharapkan dapat menurunkan impor

tepung terigu. Tepung labu kuning diharapkan bisa mensubstitusi tepung terigu dalam

pembuatan cup cake, dan gum arab ditambahkan untuk memperbaiki sifat tekstural dan

volume pengembangan cup cake. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh

dan kondisi optimum penggunaan tepung labu kuning dan gum arab dari kombinasi

perlakuan yang digunakan. Metode Response Surface Methodology (RSM) dipilih

untuk mengoptimalkan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap mutu cup cake.

Proporsi tepung labu kuning dan gum arab dirancang menggunakan desain Central

Composite Rotate Design (CCRD) masing-masing 5 level, yakni konsentrasi tepung

labu 0%, 10 %, 20%, 30%, 40%, dan konsentrasi gum arab 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%,

0,8%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air, volume pengembangan dan

cohesiveness cup cake yang optimum dicapai pada kombinasi perlakuan tepung labu

dan gum arab 20 % : 0,8 %, sedangkan sifat adhesiveness cup cake yang optimum

dicapai pada kombinasi perlakuan tepung labu dan gum arab 10 % : 0,6 %, sehingga

kondisi optimum penggunaan tepung labu dan gum arab pada pembuatan cup cake labu

kuning berdasarkan keempat parameter tersebut dicapai dengan proporsi tepung labu

dan gum arab 1020 % : 0,60,8 %.

Kata kunci: tepung labu kuning, gum arab, cup cake, RSM

PENDAHULUAN

Kondisi masyarakat Indonesia yang tergantung pada bahan pangan tertentu

misalnya beras dan gandum dapat melemahkan ketahanan pangan nasional. Menghadapi

hal tersebut, maka perlu dilakukan penggalian potensi bahan pangan lokal melalui

diversifikasi pangan yang akan mendukung ketahanan pangan nasional serta

mengurangi ketergantungan masyarakat akan tepung terigu. Bahan pangan ini

diharapkan dapat mensubstitusi tepung terigu meskipun untuk beberapa produk hanya

dapat dilakukan substitusi secara parsial. Salah satu bahan pangan lokal tersebut adalah

labu kuning.

Labu kuning (Cucurbita moschata) adalah tanaman lokal yang keberadaannya

melimpah di Indonesia. Labu kuning merupakan salah satu komoditas pertanian yang

banyak mengandung beta karoten atau provitamin A yang sangat bermanfaat bagi

kesehatan. Selain itu, labu kuning juga mengandung zat gizi seperti protein, karbohidrat,

beberapa mineral seperti kalsium, fosfor, besi, serta vitamin yaitu vitamin B dan

C(Hidayah 2010).

Saat ini konsumsi cup cake cukup populer dan disukai oleh masyarakat, karena

cake tersebut dipandang praktis dan mempunyai cita rasa yang baik. Cup cake atau mini

Artikel ini telah di presentasikan pada Seminar Nasional Kedaulatan Pangan dan Energi 2012

Fakultas Pertanian, Universitas Trunojoyo Madura, Juni 2012

Juni, 2012 Seminar Nasional : Kedaulatan Pangan dan Energi Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura

2

cake merupakan cake berukuran kecil. Cup cake termasuk makanan ringan yang

biasanya terbuat dari tepung terigu, gula dan telur (Anonim1 2009). Pembuatan cup cake

dari campuran tepung terigu dan non-terigu dapat berpengaruh pada cup cake yang

dihasilkan. Tepung terigu berfungsi untuk membentuk struktur karena gluten dapat

bereaksi kompleks dengan karbohidrat. Gluten merupakan jenis protein yang hanya

terdapat pada tepung terigu, sedangkan tepung labu kuning tidak mengandung jenis

protein seperti gluten. Oleh karena itu diperlukan hidrokoloid untuk mensubstitusi

gluten pada adonan. Menurut Sanderson (1981) dalam Nugroho (2006), gum arab

merupakan hidrokoloid yang mempunyai sifat larut dalam air atau terdispersi dalam air.

Pada pembuatan roti dan cake, penambahan gum arab bisa meningkatkan

pengembangan roti dan memperbaiki sifat terksturalnya (Shittu 2009).

Dengan melihat potensi yang ada, maka perlu adanya penelitian untuk mengkaji

lebih lanjut mengenai optimasi penggunaan tepung labu kuning sebagai substitusi

tepung terigu dalam pembutan cup cake dengan penambahan gum arab menggunakan

Response Surface Methodology (RSM), sehingga diharapkan akan menghasilkan

formulasi optimum dari penggunaan tepung labu kuning dan penambahan gum arab

dalam menghasilkan cup cake dengan sifat tekstural yang baik.

Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui sifat kimia dan tekstural tepung labu

kuning dan mengetahui pengaruh dan kondisi optimum penggunaan tepung labu kuning

dan penambahan gum arab pada sifat tekstural (cohesiveness, adhesiveness), kadar air

dan volume pengembangan cup cake. Dari hasil penelitian bermanfaat sebagai

informasi mengenai pengaruh dan kondisi optimum penggunaan tepung labu kuning

sebagai substitusi tepung terigu dengan penambahan gum arab berdasarkan sifat

tekstural (cohesiveness, adhesiveness), volume pengembangan dan kadar air cup cake.

METODE

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium TIP dan Laboratorium Dasar

Universitas Trunojoyo Madura, Laboratorium SEAFAST Bogor, Laboratorium Pangan

Universitas Widya Mandala Katolik Surabaya dan Laboratorium Badan Penelitian

Konsultasi Industri (BPKI) Surabaya selama 3 bulan.

Bahan yang digunakan dalam pembuatan tepung labu kuning adalah labu kuning

jenis bokor. Bahan yang digunakan dalam pengujian tepung labu kuning adalah tepung

labu kuning, akuades, iodin 1 %, HCL 0,02 N, H2SO4, K2SO4, HgO, NaOH, etanol,

asam asetat 1 N, petroleum eter dan H3BO3. Bahan yang digunakan dalam pembuatan

cup cake adalah tepung terigu, tepung labu kuning, telur, margarin, susu, gum arab,

vanili dan baking powder . Peralatan yang digunakan meliputi oven, blender, ayakan 60

mesh, timbangan analitik, sentrifuge, desikator, soxhlet, labu ukur, spektrofotometer,

Brabender Amylograph

, Stevens-LFRA Texture Analyser

, Mechtric-Srevens,

Stevens-Voland.

Skema tahapan penelitian ini yang meliputi pembuatan tepung labu kuning dan

pembuatan cup cake dapat dilihat pada Gambar 1.





Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Tepung Labu Kuning Dan Cup Cake

Penelitian ini menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM)

menggunakan desain Central Composite Rotatable Design (CCRD) (Oramahi 2008),

yang terdiri dari dua faktor yaitu konsentrasi tepung labu kuning dan gum arab.

Penelitian dilaksanakan sesuai dengan desain perlakuan yang sudah dibuat berdasarkan

Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Desain penelitian pembuatan cup cake

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Kimia Tepung Labu Kuning

Kandungan amilosa (9,86 %) dan amilopektin (1,22%) tepung labu kuning

tergolong sangat kecil dibandingkan dengan tepung terigu. Menurut Grosch et al.

(1987) dalam Andriyani (2008), komponen terbanyak tepung terigu adalah pati sekitar

70 % yang terdiri dari amilosa dan amilopektin. Kandungan amilosa dalam pati sekitar

20 % dan sisanya adalah kandungan amilopektin. Hal tersebut diduga karena tepung

terigu yang berasal dari biji gandum termasuk serelia yang banyak mengandung pati,

sedangkan labu kuning tergolong buah yang biasanya sedikit mengandung pati.




4

Bentuk Granula dan Sifat Gelatinisasi Pati

Granula pati labu kuning mempunyai bentuk bulat, bulat tidak beraturan, elips

dan ukurannya bervariasi, yaitu mulai dengan ukuran panjang 25,55-78,61 m dan lebar

37,47-70.94 m. Ukuran granula pati labu kuning lebih besar dibandingkan dengan

ukuran granula pati tepung terigu yang berukuran 2022 m (Beynum et al., 1985

dalam Anonim2.,2009).

Gambar 2 Bentuk Granula Pati Tepung Labu Kuning

Beynum et al. (1985) dalam Anonim2 (2009) melaporkan bahwa pati tepung

terigu dengan ukuran granula pati yang lebih kecil daripada pati labu kuning, memiliki

ketahanan terhadap gelatinisasi yang lebih tinggi. Sehingga, kemungkinan ukuran

granula pati bukan satu-satunya faktor dominan yang menentukan ketahanan panas atau

sifat gelatinisasi suatu pati.

Suhu gelatinisasi awal tepung labu kuning sebesar 50,2 C dan waktu yang

dibutuhkan untuk mencapai suhu gelatinisasi tersebut adalah 6,73 menit. Beynum et al.

(1985) dalam Anonim2 (2009) menunjukkan bahwa tepung terigu relatif lebih tahan

terhadap perlakuan panas dan shearing, karena memiliki nilai peak viscosity yang

rendah (200 cP), tingginya pasting temperature (80-85 C) dan sangat rendahnya

breakdown viscosity (21 cP). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa granula tepung

labu kuning tidak tahan terhadap perlakuan panas, sehingga granula pati tepung labu

sangat mudah pecah. Hal tersebut juga ditunjukkan dengan cukup tingginya nilai peak

viscosity (3313 cP), rendahnya peak time (6,73 menit), rendahnya pasting temperature

(50,2 C) dan cukup tingginya break down viscosity (1258 cP).

Kekuatan, Rigiditas dan Kekerasan Gel

Kekuatan gel tepung labu kuning sebesar 208,8 g/cm2. Kekuatan gel didukung

dengan nilai titik pecah gel. Gel labu kuning dengan titik pecah sebesar 0,829 cm

menunjukkan bahwa gel ini relatif mudah pecah, sehingga kekuatan gel tepung labu

tergolong lemah.

Data rigiditas (125,855) menunjukkan bahwa tepung labu kuning kurang rigid,

artinya akan berubah bentuk ketika diberi tekanan. Hal tersebut diduga bahwa

rendahnya kandungan amilopektin (1,22 %) tepung labu yang menyebabkan rigiditas

gel pati yang cukup lemah. Kekerasan gel (hardness) tepung labu kuning tergolong

memiliki kekerasan gel yang rendah (lunak). Kelemahan gel tepung labu kuning dapat

dipengaruhi oleh kandungan amilosa, lemak, protein dan mineral tepung. Kandungan

protein tepung labu kuning yang rendah dibandingkan tepung terigu diduga





menyebabkan kelemahan pada gel. Menurut Grosch et al. (1987) dalam Andriyani

(2008), tepung terigu mengandung protein mencapai 8- 3 %.

Water Absorption Index (WAI) dan Water Solubility Index (WSI)

WSI tepung labu kuning sebesar 21,53% sedangkan WAI sebesar 0,53 %.

Menurut Saraswati (2006), semakin kecil ukuran pati maka semakin cepat reaksi

berlangsung karena ukuran partikel yang kecil akan meningkatkan luas permukaan serta

meningkatkan kelarutan dalam air. Oleh karena itu, tepung terigu diduga memiliki

kemampuan menyerap dan larut dalam air yang lebih baik daripada tepung labu, karena

ukuran granula patinya yang lebih kecil dan kandungan proteinnya yang lebih tinggi.

Analisis Response Surface Methodology (RSM)

Optimasi Konsentrasi Tepung Labu Kuning dan Gum Arab terhadap Kadar Air

Kenaikan kadar air secara nyata dapat dilihat pada Gambar 3.2, dimana pada

konsentrasi tepung labu 20-40 % dan konsentasi gum arab 0,65-0,8 % terlihat area

kadar air yang cukup tinggi. Surface plot menunjukkan bahwa penggunaan tepung labu

dan gum arab dengan konsentrasi yang cukup tinggi akan meningkatkan kadar air cup

cake. Berdasarkan desain penelitian, cup cake yang memiliki kadar air optimum yaitu

pada penggunaan konsentrasi tepung labu 20 % dan konsentrasi gum arab 0,8 % dengan

hasil kadar air sebesar 27,99 %. Menurut Soekarto (1979) dalam Aditya (2008), salah

satu kriteria mutu cup cake yang baik yaitu jika dimakan terasa lembut dan lembab

dengan kadar air mencapai 10 - 30 %, sehingga cup cake yang berkadar air sebesar

27,99 % termasuk dalam kriteria cup cake yang baik.

Gambar 3. Contour dan Surface Plot Pengaruh Konsentrasi Tepung Labu dan Gum

Arab Terhadap Kadar Air

Optimasi Konsentrasi Tepung Labu Kuning dan Gum Arab terhadap Volume

Pengembangan

Hasil contour plot pada Gambar 3.3 terlihat bahwa area volume pengembangan

optimum terlihat pada penggunaan konsentrasi tepung labu sebesar 0 - 20 % dan

konsentrasi gum arab sebesar 0,55 - 0,8 %.




6

Gambar 4. Contour dan Surface Plot Pengaruh Konsentrasi Tepung Labu Dan Gum

Arab Terhadap Volume Pengembangan

Hal tersebut juga dapat dilihat pada surface plot, bahwa konsentrasi tepung labu

yang tinggi cenderung menurunkan volume pengembangan cup cake. Sesuai desain

penelitian, cup cake dengan volume pengembangan optimum yaitu pada penggunaan

konsentrasi tepung labu 20% dan konsentrasi gum arab 0,8 %.

Optimasi Konsentrasi Tepung Labu Kuning dan Gum Arab terhadap

Cohesiveness

Cohesiveness merupakan ikatan perpaduan antar komponen pada cup cake. Nilai

cohesiveness yang tinggi akan memberikan struktur komponen cup cake yang kompak.

Hasil contour dan surface plot menunjukkan bahwa pada konsentrasi tepung labu hanya

sebesar 0-20 % dan konsentrasi gum arab mencapai 0,75-0,8 % menunjukkan area

cohesiveness yang optimum.

Sesuai desain penelitian, perlakuan yang menghasilkan cup cake dengan sifat

cohesiveness optimum adalah pada penggunaan konsentrasi tepung labu 20 % dan

penambahan gum arab dengan konsentrasi yang cukup tinggi yaitu 0,8 %. Hal tersebut

diduga bahwa gum arab juga memiliki kemampuan yang cukup baik dalam

memperbaiki tekstur cup cake.

Gambar 5. Contour dan Surface Plot Pengaruh Konsentrasi Tepung Labu danGum Arab

Terhadap Cohesiveness

Optimasi Konsentrasi Tepung Labu Kuning dan Gum Arab terhadap

Adhesiveness

Adhesiveness merupakan kelekatan atau kelengketan komponen cup cake pada

rongga saat dimakan, maka tidak diinginkan cup cake dangan nilai adhesiveness yang

tinggi. Jadi area optimum yang memberikan kualitas cup cake yang baik atau area

optimal dari adhesiveness dipilih pada penggunaan konsentrasi tepung labu sebesar 0-

15 % dengan penambahan gum arab mencapai 0,6 - 0,8 % (Gambar 4.8).





Gambar 6. Contour dan Surface Plot Pengaruh Konsentrasi Tepung Labu Dan Gum

Arab Terhadap Adhesiveness

Berdasarkan desain penelitian, perlakuan yang memberikan hasil cup cake

dengan sifat adhesiveness yang optimal adalah pada penggunaan konsentrasi tepung

labu hanya 10 % dan penambahan gum arab sebanyak 0,6 %. Seperti halnya pada sifat

cohesiveness, gum arab juga memberikan kontribusi positif terhadap cup cake dengan

nilai adhesiveness yang optimal.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Tepung labu kuning mengandung amilosa dan fosfor yang cukup tinggi, sehingga gel tepung labu bersifat lemah dan lunak.

2. Kadar air, volume pengembangan dan cohesiveness cup cake mencapai optimum pada kombinasi perlakuan tepung labu dan gum arab 20 % : 0,8 %, sedangkan sifat

adhesiveness cup cake yang optimum dicapai pada kombinasi perlakuan tepung labu

dan gum arab 10 % : 0,6 %, sehingga kondisi optimum penggunaan tepung labu dan

gum arab pada pembuatan cup cake labu kuning berdasarkan keempat parameter

tersebut dicapai dengan proporsi tepung labu dan gum arab 10 20 % : 0,6 0,8 %.

Saran

Penggunaan tepung labu kuning sebagai substitusi tepung terigu dalam

pembuatan cup cake kurang optimal, sehingga perlu dilakukan modifikasi pati untuk

memperbaiki sifat gelatinisasi gel dan kekuatan gel untuk menghasilkan cup cake

dengan volume pengembangan dan sifat tekstural yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Aditya IM. 2008. Kajian Perbedaan Wadah Kemasan terhadap Mutu Cake selama

Penyimpanan Dingin. [skripsi]. Bogor: Institut Teknik Bogor.

Andriyani. 2008. Pengaruh Jumlah Bubur Tepung Labu Kuning dan Konsentrasi

Kitosan terhadap Mutu Mie Basah. [skripsi]. Medan: Universitas Sumatera

Utara.

Anonim. 2009. Modifikasi Tepung Tapioka Menggunakan Proses Hidrolisa Parsial

Secara Enzimatis. [skripsi]. Semarang: Universitas Diponegoro.

Anonim. 2010. Buah Labu Kuning (http://www.suaramerdeka.com,2010, diakses 25

Agustus 2011).




8

Astuti SD., Andarwulan N., Hariyadi P. 2010. Penetapan Formula Gel Minyak Sawit

(Palm Oil Gel) Kaya Karotenoid sebagai Ingredient Pangan Fungsional Sumber

pro Vitamin A yang Memiliki Kekuatan Gel Tinggi. In: Prosiding Seminar

Nasional Peran Keamanan Peran Produk Unggulan Daerah; 2010 Okt. 8-9;

Purwokerto.

Bradley N. 2007. Response Survace Methodology. Indiana University of South Bend.

Heliyani. 1993. Pedoman Praktis Bercocok Tanam (Mentimun, Waluh, Beligo). Jakarta:

Mahkota.

Hidayah R. 2010. Manfaat dan Kandungan Gizi Labu Kuning

(http://www.borneotribune.com, diakses 25 Agustus 2011).

Hidayat T. 2008. Karakteristik Fisik dan Organoleptik Tortilla Corn Chips dengan

Penambahan Tepung Putih Telur Sebagai Sumber Protein. [skripsi]. Bogor:

Institut Teknologi Bogor.

Liu JZ, Weng LP, Zhang QL, Xu H, Ji LN.2003. Optimization of Glucose Oxydase

Production by Aspergillus niger in a Benchtop Bioreactor Using Response

Surface Methodology. World J Microbiol Biotechnol.19:317-323

Nugroho ES. 2006. Pengaruh Konsentrasi Gum Arab dan Dekstrin terhadap Sifat Fisik

dan Tingkat Kesukaan Temulawak (Curcuma Xanthorhiza) Madu Instan.

[skripsi]. Yogyakarta: Universitas Wangsa Mandala.

Oramahi HA. 2008. Teori dan aplikasi penggunaan RSM (Response Surface

Methodology). Yogyakarta: Ardana Media.

Purwandari U. 2009. Physical properties of functional fermented milk produced with

exopolysaccharide producing strains of Streptococcus thermophiles. [disertasi].

Victoria University. Melbourne.

Purwandari U., Supriyanto, Burhan. 2011. Penyusunan Indeks Substitusi (Substitution

Index) berdasarkan Karakteristik Fisik, Tekstural, dan Profil Gelatinisasi

Tepung non Konvensional untuk Substitusi Tepung Terigu. Laporan Kemajuan

Program Penelitian Fundamental Tahun 2011. Bangkalan: Universitas

Trunojoyo Madura.

Rahayu E. 2006. Pengaruh Penambahan Gum Arab dan Variasi Suhu Penyimpanan

terhadap Sifat Fisik dan Kimia Sari Buah Labu Kuning (Cucurbita maxima).

[skripsi]. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.

Saraswati. 1982. The Problems to be Solved in Starch Processing Technologies in

Indonesia. BPPT.

Setyawan A. 2007. Gum Arab (http://ebookpangan.com,2006, diakses 25 Agustus

2011).

Shittu TA, Raji AO, Sanni LO. 2006. Bread from composite cassava-wheat flour: I.

Effect of baking time and temperature on some physical properties of bread loaf.

Int J ScienceDirect 40:280-290

Shittu TA, Aminu RA, Abulude EO. 2009. Functional effect of gum on composite

cassava-wheat dough and bread. Int J Food Hydrocoloid 23:2254-2260.





Sinaga S. 2010. Pengaruh Substitusi Tepung Terigu dan Jenis Penstabil dalam

Pembuatan Cookies Labu Kuning. [skripsi]. Medan: Universitas Sumatera

Utara.

Subagio A. 2007. Manajemen Pengolahan Roti dan Kue. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Supriyanto. 2007. Karakteristik Cucurbitha Mie dari Tepung Campuran (Ubi Kayu dan

Labu Kuning). J Teknologi dan Industri Pangan 5:1-9.

Turabi E, Sumnu G, Sahin S. 2006. Rheological properties and quality of rice cakes

formulated with different gums and an emulsifier bend. Int J ScienceDirect

22:305-312

Wijayanti YR. 2007. Substitusi Tepung Gandum (Triticum Aestivum) dengan Tepung

Garut (Maranta Arundinaceae L) pada Pembuatan Roti Tawar. [skripsi].

Yogyakarta: UGM



Documents

Optimasi Penggunaan Tepung Labu Kuning Dan Gum Arab Pada Pembuatan Cup Cake