PROSES PENGOLAHAN DENGAN SUHU TINGGI (Penyangraian)

Tugas Kelompok

Dasar-dasar Teknologi dan Mekanisasi Pertanian

PROSES PENGOLAHAN DENGAN SUHU TINGGI

 (Penyangraian)

Disusun oleh:

Kelompok 12

Ika Aspiana                           (G111 11 279)

Rosita Triandani                   (G111 11 278)

Nuraeni                                  (G111 11 274)

Hamdana                               (G111 11 281)

Andi Abd Alim Syam            (G111 11 282)

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

        2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

            Pengolahan merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam penanganan pascapanen. Pengolahan bertujuan untuk menangani dan memanipulasi suatu produk sehingga diperoleh mutu dan nilai tambah dibandingkan dengan mutu dan nilai dari bahan asal . Tanpa pengolahan pascapanen yang sesuai akan menimbulkan kerugian, apalagi jika produk pertanian tersebut merupakan produk hortikultura dimana memiliki sifat yang mudah rusak atau tidak tahan dalam penyimpanan jika tanpa pengolahan terlebih dahulu.

            Proses utama dalam pengolahan pangan antara lain pengolahan dengan suhu tinggi yaitu: pemanasan, perebusan, penggorengan, penyangraian, pengasapan, dan sebagianya, pencampuran dan pemurnian (secara kimiawi), pengawetan bahan pangan yaitu melalui pengawetan dengan suhu tinggi atau rendah, pengeringan pengawetan menggunakan bahan kimia, fermentasi dan sebagianya, pengolahan dengan mikrobiologi/enzimatik, pengolahan secar kimiawi, pengemasan dan penyimpanan, pengolhan pangan pabrikasi, dan transportasi dan distribusi.

            Pada makalah ini, akan dibahas salah satu proses utama dalam pengolahan pangan yaitu pengolahan dengan suhu tinggi dalam hal ini dengan cara penyangraian.  

1.2.Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah berdasarkan latar belakng adalah sebagai berikut:

1.      Apa yang dimaksud dengan penyangraian ?

2.      Bagaimanakah proses penyangraian ?

3.      Alat-alat apan sajakah yang digunakan dalam penyangraian ?

1.3.Tujuan dan kegunaan

Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk mengetahui defenisi penyangraian, proses penyangraian dan alat-alat yang digunakan dalam penyangraian bahan pangan.

Adapun kegunaan dari penyusunan makalah ini adalah sebagai salah satu bacaan untuk bahan diskusi kelompok dan juga sebagai tugas kelompok mata kuliah Dasar-Dasar Teknologi dan Mekanisasi Pertanian.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Penyangraian

Penyangraian menurut bahasa berasal dari kata sangrai yang artinya menggoreng tanpa minyak. Sehingga penyangraian dapat di artikan sebagai proses menggoreng bahan tanpa menggunakan minyak. Bahan yang diolah menggunakan penyangraian adalah biji kopi, kakao, dan biji kacang-kacangan. Menurut Mawaddah (2012) penyangraian adalah Definisi : proses pindah panas baik tanpa media maupun mengunakan pasir dengan tujuan  mendapatkan cita rasa tertentu. Contoh : penyangraian kerupuk, kopi, biji kakao, dan kacang.

Penyangraian kopi adalah proses yang tergantung waktu dan temperature, dimana senyawa-senyawa kimia di dalam kopi akan berubah dengan hilangnya massa kering kopi yang sebagian besar adalah karbondioksida dan gas-gas volatile lainnya sebagai produk dari pirolisis. Sekitar setengah dari karbondioksida yang dihasilkan akan tertahan dalam kopi yang telah disangrai bersama-sama dengan senyawa flavor penting yang bersifat volatile (Anonim, 2011).

2.2. Proses Penyangraian dan Alat yang Digunakan.

Pengolahan bahan pangan dengan cara penyangraian dapat dilakukan baik secara manual maupun menggunakan mesin. Penyangraian secara manual  menggunakan wajan baik yang terbuat dari besi maupun wajan yang terbentuk dari tanah. Proses penyangraian dengan menggunakan wajan yaitu terjadi perpindahan panas dari permukaan pemanas ke dalam bahan. Panas yang masuk ke bahan menyebabkan perubahan suhu dalam bahan. Panas yang menyebabkan perubahan trmperatur tersebut disebut dengan panas sensible. Kondisi ini akan berakhir ketika keadaan mulai jenuh yaitu bila suhu bahan semakin meningkat sampai mendekati suhu penyangraian. Keadaan seperti ini diakibatkan oleh adanya panas latent penguapan yang menyebabkan terjadinya proses perubahan massa air yang terkandung dalam bahan.

Gambar 2.1: Wajan sebagai alat penyangrai secara manual.

Penyangraian juga dapat dilakukan menggunakan mesin penyangrai. Salah satu alat penyangrai yang berbasiskan teknologi  adalah alat sangrai yang telah dikembangkan oleh Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia yang dinamakan Roaster. Prinsip kerja Roaster ini adalah suatu silinder (tempat penyangrai) yang dipanaskan dengan kompor bertekanan minyak tanah (burner), dan diputar dengan motor listrik, setelah suhu ruang sangrai  siap untuk proses penyangraian, motor penghisap biji, akan bekerja untuk memasukkan biji kopi ke dalam ruang penyangrai, dan proses penyangraian berlangsung, kemudian setelah kopi matang, kopi akan jatuh ke alat pendingin (tempering). Pada alat pendingin ini terdapat motor untuk mengaduk kopi dan blower untuk menghisap suhu panas kopi.  Semua proses diatas berlangsung secara manual dengan cara menekan tombol ON/OFF pada panel kontrol untuk mengendalikan motor-motor pada alat tersebut

Pada tahun 2008, dilakukan sebuah penelitian merancang dan membuat kontrol  untuk motor-motor pada mesin sangrai, sehingga  motor-motor  tersebut dapat bekerja secara otomatis, berdasarkan timer dan sensor-sensor yang dipasang pada roaster. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mekatronika, Divisi Industri Hilir dan Rekayasa Alat-Mesin,  Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia.

Gambar 2.2: Mesin penyangraian kopi.

Sistem kerja dari timer, sensor dan motor pada Roaster ini dikendalikan dengan Smart Relay Zelio Logic SR3 B261BD. Prinsip kerja disain kontrol ini adalah sebagai berikut: saat tombol start ditekan motor penggerak silinder akan berputar, pintu sangrai  dan tempering akan menutup secara otomatis, pada proses ini sensor suhu akan mendeteksi  suhu  ruang sangrai untuk proses penyangraian (±150˚C), jika kondisi tersebut terpenuhi, mesin penghisap biji kopi akan bekerja untuk memasukkan biji kopi ke dalam ruang penyangrai, setelah  proses ini selesai, timer untuk durasi penyangraian akan  bekerja, setelah timer mencapai set waktu yang ditentukan (proses penyangraian selesai) motor penggerak akan membuka tutup sangrai, dan biji kopi akan jatuh ke tempat pendingin (tempering), pada waktu yang bersamaan dengan bekerjanya motor penggerak pintu sangrai, motor pemutar alat pengaduk biji kopi dan blower akan berkerja, proses ini akan terus berlangsung sampai pada suhu biji kopi yang sudah ditentukan(± 30˚C). Selanjutnya  sensor suhu pada tempering akan memerintahkan smart relay untuk mengerakkan motor pembuka tutup tempering, sehingga biji kopi jatuh ke tempat yang sudah disediakan. Setelah proses ini selesai  sistem akan berhenti. Selama proses berlangsung, sistem kerja sensor-sensor  dan motor-motor pada Roaster dapat dimonitoring melalui computer (Pristianto,2008)

2.3. Penyangraian Kopi.

            Proses penyangraian adalah proses pembentukan rasa dan aroma pada biji kopi. Apabila kopi memiliki keseragaman dalam ukuran, specific grafity, tekstur, kadar air, dan struktur kimia, maka proses penyangraian relative lebih mudah untuk dikendalikan. Kenyataannya, biji kopi memiliki perbedaan yang sangat besar, sehingga proses penyangraian merupakan seni dan memerlukan keterampilan dalam mengolahnya.

            Proses penyangraian dilakukan dengan mengunakan suhu tinggi. Biji kopi disangrai pada suhu 180- 240 derajat Celcuis, biasanya memrlukan waktu 15-20 menit. Selama penyangraian biji kopi diaduk agar uap air cepat terbawa kelua dan panas terdistribusi secara seragam serta keseluruhan. Ketika penyangraioan selesai maka biji kopi harus segera dikeluarkan dari mesin dan didinginkan secara cepat.

Menurut Ciptati dan Nasuiton (1981) dalam  Sari (2001), selama proses penyangraian terjadi pengurangan bobot hingga 16 %. Dua tahap yang terpenting didalam proses penyangraian adalah tahap penguapan air pada suhu 100 derajat Celsius dan tahap pyrolitas pada sushu 180 derajat Celsius. Pada pyrolisis ini terjadi berbagai perubahan komposisi kimia dan terjadi pengurangan bobot sebanyak 10 %. Tingkat perubahan makin meningkat sejalan dengan peningkatan suhu penyangraian. Perubahan-perubahan yang terjadi selama proses penyangraian secara rinci adalah sebagai berikut:

a.       Perubahan Sifat Fisik Biji Kopi

Perubahan sifat fisik terdiri dari perubahan kadar air, tekstur (kekerasan), dan warna.

-          Perubahan kadar air.

Joko Nugroho dkk (2009) menyatakan selama proses penyangraian berlangsung terjadi perpindahan panas dari media penyangraian ke bahan dann juga perpindahan massa air. Panas yang mengakibatkan terjadinya perubahan massa air dari bahan dikarenakan adanya panas laten penguapan. Perubahan massa air ini terjadi ketika kandungan air pada bahan telah sampai pada kondisi jenuh, sehingga menyebabkan air yang terkandung dalam bahan berubah dari fase cair menjadi uap. Perubahan kadar air yang terjadi selama penyangraian mengakibatkan terjadinya prubahan berat kopi hasil penyangraian. Perubahan berat tersebut sebanding dengan perubahan kadar airnya.

Sivetz dan Foote (1973) dalam Joko Nugroho dkk (2009) menyatakan bahwa pada tahap awal proses, energi panas yang tersedia dalam ruang sangrai digunakan untuk menguapkan air. Kadar air biji kopi turun cepat pada awal penyangraian dan kemudian akan berlangsung relative lambat pada akhir penyangraian. Fenomena ini berkaitan dengan kecepatan rambat air (difusi) didalam jaringan sel biji kopi. Makin rendah kandungan air dalam biji kopi, kecepatan penguapan menurun karena posisi molekul air terleetak makin jauh dari permukaan biji.

-          Perubahan Tekstur

Perubahan tekstur bekaitan dengan adanya perubahan kadar air dalam biji kopi dan variasi suhu serta waktu/lama penyangraian. Semakin tinggi suhu maka kekerasan biji kopi akan semakin kecil. Dimana suhu mempengaruhi laju penguapan kadar air dalam biji yag selanjutnya kan berpengaruh pula terhadap laju perubahan kekerasan biji. Ketika suhu lebih tinggi, kadar air bahan akan lebih cepat turun sehingga menyebabkan kopi menjadi empuk (Nugroho dkk,2009).

-          Perubahan Warna

Warna suatu komoditi hasil pertanian ditentukan oleh pigmen alami tanaman yang mudah mengalami perubahan kimia. Pigemn sangat peka terhadap pengaruh kimia dan fisik selama pengolahan terutaman panas. Perubahan warna menjadi coklat tua disebabkan karena karamelisasi gula menjadi warna cokelat tua. Selain itu perubahan warna dapat ditimbulkan dari reaksi kimia antara gula dan asam amino dari protein yang dikenal sebagai reaksi pencoklatan non-enzimatik atau reaksi Maillard (Sari, 2001).

Gambar 2.3: Perubahan warna sebelum dan sesudah penyangraian

Menurut Joko Nugroho (2009), pada penyangraian dengan suhu tinggi sekitar 200 dan 220 derajat Celsius menyebabkan terjadinya perubahan warna biji kopi menjadi kecoklatan dan makin gelap. Hal ini terjadi karena adanya reaksi Maillard yang mengakibatkan munculnya senyawa bergugus karbonis (gugus reduksi) dan bergugus amini. Reaksi Maillard adalah reaksi browning non-enzimatik yang menghasilkan senyawa kompleks dengan berat molekul tinggi. Ketidakseragaman warna biji kopi sebelum penyangraian warna yang diperoleh tidak seragam. Hal ini mengakibatkan tingkat pencerahan (lightness) yang diperoleh tidak stabil. Namun secara umum data yang diperoleh dapat menggambarkan adanya perubahan warna kecerahan padda biji kopi selama penyangraian.

b.      Perubahan Sifat Kimia Biji Kopi

Perubahan sifat kimia biji kopi berkaitan dengan rasa kopi. Rasa pada kopi dipengaruhi oleh hasil degradasi senyawa seperti: karbohidrat, alkaloid, asam klorogenat, senyawa volatile dan trigonellin. Pada penyngraian terjadi banyak kehilangan (losses) akibat terdegredasi. Karbohidrat terdegredasi membentuk sukrosa dan gula-gula sederhanayang menghasilkan rasa manis. Alkaloid yaitu kafein yang mengalami sublimasi kafeol. Kafein meiliki rasa pahit yang kuat selain assam klorogenat dan trigonellin. Kafein memberikan kontribusi sebanyak 10 % dalam pembentukan rasa pahit. Asam klorogenat terdekomposisi sebanyak 50 % selama penyangraian dan akan hilang pada derajat penyangraian “heavy roast”. Sedangkan trigonellin hanya 15 % terdekomposisi untuk setiap penyangraian. Pembentukan senyawa folatil terjadi pada menit-menit terakhir penyangraian. Pembentukan senyawa volatile terjadi pada tahap pyrolisis. Phyrolisis terjadi pada suhu 200 derajat Celsius (Sari, 2001).

Menurut Ciptati dan Nasution (1981) dalam Sari (2001) menyatakan pembentukan senyawa volatil terjadi pada menit-menit terakhir proses penyangraian, yaitu tenrjadinya phyrolisis gula, karbohidrat dan protein di dalam struktur sel biji. Selama proses phyrolisis terbentuk karamelisasi gula dan karbohidrat, asetat, dan berbagai jenis asam lainnya, aldehida, dan keton, furfural, ester, asam lemak, CO2, sulfida, dan lain-lain.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Berdasarkan  pembahadan sebelumnya maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Penyangraian adalah pengolahan pangan dengan suhu tinggi tanpa menggunakan minyak.

2.      Proses penyangraian dapat dilakukan secara manual maupun menggunakan  mesin, penyangraian secara manual menggunakan wajan dan dapat juga menggunakan mesin berbasis teknologi yang disebut roaster.  

3.      Penyangraian kopi menyebabkan tejadinya sifat fisik dan kimia pada biji kopi. Perubahan sifat fisik diantaranya adalah perubahan kadar air, tekstur, dan warna, sedangkan sifat kimia yang berubah selama penynagraian adalah kandungan bahan yang ada dalam biji kopi.

3.2.Saran

Sebaiknya ketika melakukan pengolahan dengan penyangraian yang harus dijaga adalah keseimbangan suhu.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim,2011. “Penyangraian Kopi”.  http://www.mulono.com/index.php?option=com_content&view=article&id=12:penyangraian-kopi&catid=5:hand-out&Itemid=23.  [21 Februari 2013]

Mawaddah Atin, 2012. “Teknologi pengolahan pangan”. http://id.shvoong.com/exactsciences/bioengineering-and-biotechnology/2346594-teknologi-pengolahan-pangan/#ixzz2LSAAYS6e.  [21 Februari 2013]

Nugroho, Joko., Julianty Lumbanbatu., Sri Rahayoe., 2009. Makalah Bidang Teknik Produk Pertanian: Pengaruh Suhu dan Lama Penyangraian, Terhadap Sifat Fisik-Mekanis Biji Kopi Robusta.Seminar Nasional dan Gelar Teknologi PERTETA. Mataran 

Pristianto, Eko Joni, 2008. “Otomatisasi Sistem Mesin Sangrai (Roaster) Berbasis Smart Relay Zelio Logic SR3 B261BD di Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia”.  Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Jember.

Sari, Lusi Intan., 2001. Skripsi: Mempelajari Proses Pengolahan Biji Kopi Bubuk Alternatif dengan Menggunakan Suhu dan Tekanan Rendah. Institut Pertanian Bogor. Bogor.