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
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.