Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Biokimia Pangan Semester II 2010/2011. Produksi pati Total dunia ~1,4 milyar ton Produksi Indonesia (FAO, 2005): –Padi → 54 juta ton (3) –Ketela → 19,5.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Biokimia Pangan Semester II 2010/2011. Produksi pati Total dunia ~1,4 milyar ton Produksi Indonesia (FAO, 2005): –Padi → 54 juta ton (3) –Ketela → 19,5."— Transcript presentasi:

1 Biokimia Pangan Semester II 2010/2011

2 Produksi pati Total dunia ~1,4 milyar ton Produksi Indonesia (FAO, 2005): –Padi → 54 juta ton (3) –Ketela → 19,5 juta ton (3) –Jagung → 12 juta ton (8) –Pisang → 4,5 juta ton (6) –Ubi jalar → 1,8 juta ton (8) Pendahuluan

3 Sifat fisik pati Hasil fotosintesis Disintesis dalam plastid (daun) dan amiloplas (umbi, akar, atau biji) Bentuk butiran: bulat, polihedral, oval, dan serat Kandungan: amilosa dan/atau amilopektin Organisasi: amorf dan kristal Pati

4 Komposisi butiran pati Pati

5 Amaranth starch (Bar: 1 µm) Arrowroot starch (Bar: 20 µm) Buckwheat starch (Bar: 5 µm) Cassava starch (Bar: 10 µm) Corn starch (Bar: 10 µm) Oat starch (Bar: 5 µm) Potato starch (Bar: 50 µm) Rice starch (Bar: 2 µm) Kidney bean starch (Bar: 20 µm)

6 Gelatinisasi Pati menyerap air, mengembang, dan kembali ke ukuran asal pada pengeringan (reversibel) Pada suhu tinggi, proses menjadi irreversibel (butiran- butiran pecah membentuk lem pati, dan larutan menjadi kental) Pati

7 Struktur kimia Pati

8 Derajat polimerisasi Amilosa: α,1-4 glikosidik (DP ~200– ; Mr 30–3.200 kDa) –ketela atau kentang (DP 1.000–6.000) –jagung atau gandum (DP 200–1.200) Amilopektin: α,1-4 dan α,1-6 glikosidik –kentang (DP ) Nisbah amilosa : amilopektin = ~1:3 –beras ~16–30% amilosa –kentang ~20–21% amilosa Pati

9 Ciri fisik pati PatiJenis Diameter (µm) Morfologi Suhu gelatinisasi ( o C) Suhu lem ( o C) Amilosa (%) Sifat dimasak BerasBiji1 – 9 Poligon, bulat 68 – Gel, buram KetelaAkar4 – 35 Oval, terpotong 52 – Jernih, kohesif JagungBiji2 – 30 Bundar, poligon 62 – – 28 Gel, buram SaguBatang15 – 65 Oval, terpotong 69 – Gel, buram KentangUmbi5 – 100 Oval, bulat 58 – – 21 Jernih, kohesif GandumBiji1 – 55Bundar52 – – 28 Gel, buram Pati

10 Kelompok amilase Endoamilase Eksoamilase Enzim pemutus cabang Transferase Pemrosesan pati

11 Keluarga α-amilase EC ,  -1,4-glukan 4-glukanhidrolase Keluarga 13 dari keluarga glikosil hidrolase Endoenzim: hidrolisis ikatan  -1,4 glikosidik pada pati, seperti amilosa dan amilopektin Terdiri dari 3 domain: domain A (domain inti katalitik struktur tong (  /  ) 8 dekat ujung-C), B (domain bersama A untuk mengikat ion kalsium), dan C (domain 8 lembar untai-  ) Keluarga α-amilase

12 Domain A Domain C Domain B Substrat Ion Ca 2+

13 Residu lestari Motif IMotif IIMotif III B C Domain A Motif IV Keluarga α-amilase

14 Contoh 22 44 55 77 Amilomaltase 1 EALGIRIIG D MPIFVAEDLFHLV R I D HFRGVPVLA E DLGVIVVYTGT HD NDT Amilosukrase 2 HEAGISAVV D FIFNHTSNGVDIL R M D AVAFVFFKS E AIVHPVNYVRS HD DIG Siklomalto-dekstrinase 3 HDNGIKVIF D AVFNHCGY DIDGW R L D VANE AIIVG E VWHDAFNLIGS HD TER Isoamilase 4 HNAGIKVYM D VVYNHTAEGVDGF R F D LASVLDLFA E PWAIGINFIDV HD GMT Pullulanase 5 HAHGVRVIL D GVFNHTGRGVDGW R L D VPNEAYIVG E IWEEAMNLLTS HD TPR α-Amilase 6 HERGMYLMV D VVANHMGY SIDGL R I D TVKH VYCIG E VLDGDGTFVEN HD NPR Sumber enzim: Thermus aquaticus 1, Neisseria polysaccharea 3, Clostridium thermohydrosulfuricin 3, Pseudomonas amyloderamosa 4, Bacillus favocaldarius 5, dan Bacillus licheniformis 6. Motif lestari Keluarga α-amilase

15 Produksi bioetanol Aplikasi α-amilase Penggilingan Tangki bubur Air Pencairan α-Amylase Glukoamilase Ragi Pemisahan alkohol SakarifikasiFermentasi Distilation & dehidrasi Tangki penyimpan DDGS Pemasakan >100° C 5–8 menit Pencairan kedua 95° C ~90 menit 60° C 8–10 jam (optional) Jagung Beras Ketela Sagu Ubi Talas

16 Biaya produksi bioetanol Milling Mash prep. Fermentation Distillation Storage Separation Evaporation DDGS drying 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% % of total process energy Keperluan energi utama: Pemasakan (mash prep.) Distilasi Pengeringan Solusi ► Konversi butiran pati pada suhu rendah Aplikasi α-amilase

17 Pelarutan pati mentah Aplikasi α-amilase

18 SEM of Starch Treated with α-Amylase of Bacillus sp. ALSHL3 10/04/2015Seminar Nasional Bioteknologi Enzim, Universitas Atmajaya Rice Corn Cassava

19 Scanning Electron Microscopy Incubation: 48 hours, 37 o C 5 µm 10 µm 1 µm Corn CassavaSagoPotatoRice 10/04/2015

20 SEM Amonium sulphate fraction of B. aquimaris MKSC 6.2 Recombinant Baq α-amylase A, B = maize; C,D = cassava

21 Pemakaian α-amilase Aplikasi α-amilase Penggilingan Tangki bubur Tangki penyimpanan DDGS Ragi rekombinan Air Pemisahan alkohol Fermentasi Distilation & dehidrasi Jagung Beras Ketela Sagu Ubi Talas

22 Hidrolisis pati Bubur pati (35% berat; pH 6.5; 40 ppm Ca 2+ ) Gelatin pati (<1 DE) Pencairan pati (>1 DE; 0.3% Glu; 2% Mal; 97.7% oligosac) Sirop glukosa (99 DE; 97% Glu; 2% mal; 1% oligosac) Sirop maltosa (44 DE; 4% Glu; 56% mal; 28% maltotri; 12% oligosac) α -amylase 105 o C, 5 min 95 o C, 120 min Glucoamilase + pullulanase pH 4.5; 60 o C, 72 h α -Amylase fungi pH 5.5; 50 ppm Ca 2+ ; 55 o C, 48 h Gelatinisasi Pencairan Sakarifikasi Aplikasi α-amilase

23 Lactic acid bacteria (LAB) Lactobacillus brevisLactobacillus caseiOenococcus oenei Variasi bentuk dan ukuran Brevibacterium linensLactobacillus bulgaricusBrevibacterium pentasoceus Di Supermarket

24 Lactic acid bacteria Menghasilkan asam laktat dari glukosa Anaerobik fakultatif : hidup pada kadar oksigen rendah, tetapi dapat hidup tanpa oksigen

25 Eksoopolisakarida (EPS) Polimer gula ‘sticky’ yang terikat pada bagian luar sel atau yang dilepas keluar oleh bakteri dan juga ragi, jamur, mikroalga. Penempelan bakteri pada permukaan (gigi), dengan sesama bakteri (biofilms), atau pada tanaman (Rhizobium sp.)

26 Homopolisakarida Homo: mengandung satu jenis residu monosakarida glukose atau fruktosa (atau galaktosa) Dihasilkan oleh Streptococcus mutans, Leuconostoc mesenteroides, or Lactobacillus reuteri Mikroflora usus, mikroflora daging yang difermentasi, kol yang difermentasi

27 Homopolisakarida Bread improver, pengental Matriks untuk pemurnian protein Efek negatif: karang gigi. HPS membantu bakteri menempel di permukaan gigi

28 Dextran  -(1  6) Reuteran  -(1  4)/  -(1  6)  -glucans dari LAB Mutan  -(1  3) Alternan  -(1  3)/  -(1  6) Leuconostoc mesenteroides B-512F Streptococcus mutans Leuconostoc mesenteroides B-1355 Lactobacillus reuteri 121

29 Fruktan dari LAB Levan - Residu fruktosa yang terikat melalui ikatan , 2-6 dan cabang yang terikat melalui , Ujung residu glukosa - Dihasilkan oleh Bacillus subtilus Inulin -Residu fruktosa yang terikat melalui ikatan , 2-1 dan carang yang terikat melalui ikatan , Ujung residu glukosa - Dihasilkan oleh Streptococcus sp.danLactobacillus reuteri 121

30 Sintesis HoPS Oleh satu enzim: - sucrase yang merubah sukrosa menjadi polimer - energi yang terdapat pada ikatan fruktosa-glukosa menggerakkan reaksi

31 Sucrase Lactobacillus reuteri 121 Reuteran  -(1  4)/  -(1  6) Levan  -(2  6) L. reuteri % sucrose Van Geel-Schutten et al. 1999, Appl. Environ. Microbiol. 65:

32 13 Streptococcus GTF enzymes 7 Leuconostoc GTF enzymes Glucansucrases kDa Enzim ekstraselular Struktur umum: Monchois et al. 1999, FEMS Microbiol. Rev. 23: Signal sequence Ujung N Daerah katalitik Ujung C dengan tingkat Variasi tinggi

33 Topologi MacGregor et al. 1996, FEBS Lett. 378:  -amilase

34 * Van Geel-Schutten et al. (1998) Appl. Microbiol. Biotechnol. Glucansucrases tersebar pada lactobacilli DSM 121 BIO ML Kg3 Kg WCFS kDa

35 Produksi glucan Pengendapan EtOH 5% sukrose + enzim GTF Endapan dan freeze-dried glucan


Download ppt "Biokimia Pangan Semester II 2010/2011. Produksi pati Total dunia ~1,4 milyar ton Produksi Indonesia (FAO, 2005): –Padi → 54 juta ton (3) –Ketela → 19,5."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google