## Jurnal Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian
http://journals.usm.ac.id/index.php/jtphp

## Kajian proses ozonasi tepung hanjeli
Andriani Rachmaselly 1)* , Imas Siti Setiasih 1) , Een Sukarminah 2) , dan Tita Rialita 3)
Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran
Jl. Raya Bandung-Sumedang Km. 21, Jatinangor, Kab. Sumedang, Jawa Barat 45363
DOI : http://dx.doi.org/10.26623/ jtphp.v13i1.1845 .
Info Artikel ___________________ Sejarah Artikel: Disubmit 4 Januari 2019 Direvisi 11 Januari 2019
Disetujui 5 Februari 2019 ___________________ Keywords: jobs tear; ozone; functional properties; _______________________

## Abstrak
____________________________________________________________ Hanjeli (Coix lacryma-jobi L.) merupakan tanaman serealia dari famili gramineae yang keberadaanya  masih  jarang  dimanfaatkan  sebagai  produk  olahan  pangan.  Hanjeli memiliki  kandungan  protein,  lemak,  dan  vitamin  B1  yang  tinggi.  Pembuatan  tepung hanjeli  dapat  memudahkan  dalam  pengolahan  dan  meningkatkan  nilai  guna  hanjeli. Tepung  alami  memiliki  keterbatasan  dalam  pengaplikasiannya  pada  produk  pangan karena  swelling  volume  yang  rendah  dan  tekstur  bantat  kurang  disukai.  Modifikasi oksidasi  menggunakan  ozon  sebagai  salah  satu  oksidator  kuat  pada  tepung  dapat meningkatan  beberapa  sifat  fungsional  dari  tepung  alami.  Nilai  swelling  volume, kelarutan,  dan  kapasitas  penyerapan  air  tepung  setelah  proses  ozonasi  lebih  tinggi dibandingkan  tepung  yang  tidak  diozon.Berdasarkan  hasil  penelitian,  tepung  hasil ozonasi ini cocok untuk produk yang harus mengembang seperti kue, roti, brownies, dan lainnya.

## Abstract
____________________________________________________________
Jobs-tear (Coix lacryma-jobi L.) is a cereal plant of the gramineae family whose presence is rarely used  as  a  processed  food  product.  Jobs  tear  has  a  high  content  of  protein,  fat  and  vitamin  B1. Making jobs-tear flour can facilitate processing and increase the value of jobs-tear use. Natural flour has limitations in its application to food products because swelling of low volume and hard texture is  not  preferred.  Oxidation  modification  using  ozone  as  one  of  the  strong  oxidizers  in  flour  can improve  some  functional  properties  of  natural  flour.  The  swelling  value  of  the  volume,  solubility, and absorption capacity of flour after the ozonation process is higher than that of non-oozed flour. Based on the results of the study,  this ozonation starch flour is suitable for products that  must be expanded such as cakes, breads, brownies, and others.
 Alamat Korespondensi: E-mail: alamat@email.mu p-ISSN 1693-9115 e-ISSN 2580-846X

## PENDAHULUAN
Hanjeli  ( Coix  lacryma-jobi L.)  merupakan  tanaman  serealia  dari  famili  gramineae  yang keberadaanya masih jarang dimanfaatkan sebagai produk olahan pangan. Penghasil tanaman hanjeli di Indonesia sudah cukup banyak yaitu daerah Toba, Gayo, Karo, Palembang, Kepulauan Malawai, Maluku  (Ternate  dan  Tidore),  dan  Jawa  Barat  (Sukabumi,  Punclut,  Ciamis,  Tanjungsari,  Cirebon, dan Garut) (Nurmala, 2003). Hanjeli memiliki protein, lemak, dan vitamin B1 paling tinggi diantara beberapa  jenis  serealia  lainnya,  kandungan  unsur  Ca  pada  hanjeli  juga  lebih  tinggi  dibandingkan beras,  jagung,  dan  sorghum  (Grubben  dan  Partohardjono,  1996).  Menurut  Nurmala  dan  Irwan (2007), kadar protein hanjeli terdiri dari asam glutamate, leusin, tirosin, arginin, histidin, dan lisin, sedangkan  kadar  lemaknya  yaitu  asam  palmitat,  miristat,  stearate,  oleat,  linoleat,  dan  linolenat. Selain itu, hanjeli berpotensi untuk obat karena mengandung beberapa komponen bioaktif terutama coixenolide yang  dapat  menghambat  tumor,  mencegah  kanker,  dan  melindungi  dari  inveksi  virus (Huang et al ., 2005). Kandungan dan sifat hanjeli tidak berbeda jauh dengan gandum, beras, sorgum, dan serealia lainnya.
Salah satu cara untuk mengoptimalkan pengolahan hanjeli adalah dengan dijadikan tepung. Tepung  dapat  dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  atau  campuran  dalam  proses  produksi  berbagai produk pangan. Pembuatan tepung hanjeli dapat memudahkan dalam pengolahan dan meningkatkan nilai  guna  hanjeli.  Aplikasi  dari  tepung  hanjeli  masih  terbatas  baik  di  industri  pangan  maupun masyarakat umum, salah satunya karena hanjeli tidak mengandung gluten dan swelling volume yang rendah menyebabkan tepung hanjeli tidak cocok untuk diolah menjadi roti, sponge cake, produk lain yang harus mengembang dan empuk, dikarenakan akan menghasilkan tekstur yang bantat, sehingga kurang diminati kebanyakan orang.
Modifikasi  oksidasi  tepung  biasanya  menggunakan  oksidator  anorganik,  seperti  klorin, hipokhlorit,  permanganat,  dikhromat,  dan  nitrogen  oksida.  Namun,  oksidator  tersebut  mahal, beracun,  dan  menghasilkan  banyak limbah,  seperti  senyawa  terhalogenasi, logam  berat,  dan garam nitrat dan nitrit (Muhrbeck & Eliasson, 1990;  Wing, 1994).  Metode ozonasi dapat menjadi metode alternatif untuk modifikasi tepung karena ramah lingkungan, dapat terurai cepat menjadi oksigen dan tidak  meninggalkan  residu  pada  produk  makanan  (O’Donnell et  al., 2012).  Hasil  tepung  yang termodifikasi  oksidasi  memiliki  sifat  lebih  jernih, swelling volume,  kelarutan,  dan  kapasitas penyerapan air tinggi, namun sineresis dan viskositasnya rendah (Koswara, 2009; Obadi et al., 2018). Menurut Lawal (2004), peningkatan kapasitas penyerapan air disebabkan terbentuknya gugus fungsional  baru  akibat  melemahnya  ikatan  hidrogen  pada  pati  selama  modifikasi  sehingga mempermudah  proses  penetrasi  air  ke  dalam  butiran  pati.  Melemahnya  struktural  dan depolimerisasi  pati  dapat  meningkatkan  kelarutan  dari  pati  karena  agen  pengoksidasi  dapat memasuki inti granula terutama pada daerah amorf sehingga berkontribusi pada peningkatan nilai swelling volume , dimana semakin tinggi nilai kelarutan semakin tinggi pula nilai swelling volume.

## METODE
Sandhu et al., (2012) dan  Obadi et. al. (2018) menyatakan bahwa dengan melakukan ozinasi pada  tepung  dapat  meningkatkan  beberapa  sifat  fungsional  seperti swelling  volume, kelarutan,  dan kapasitas  penyerapan  air  dipengaruhi flowrate dan  lamanya  waktu  proses  ozonasi  yang  digunakan. Proses ozonasi tepung ini diawali dengan proses pembentukan ozon menggunakan alat D’Ozone.
Proses Pembentukan Ozon
Smith  (2011),  terdapat  beberapa  metode  dalam  pembentukan  ozon,  diantaranya :  corona discharge ,  radiasi  ultraviolet,  elektrolisis,  dan  radiasi  kimia.  Setiap  metode  menghasilkan  ozon tergantung pada energi yang diterapkan untuk memecah ikatan yang memegang atom oksigen dalam bentuk molekul, memungkinkan untuk memisahkan dan kemudian kembali bentuk sebagai ozon.
Gambar 1. Proses Produksi Ozon dengan Sistem Electrical Discharge Sumber: Smith, (2011)
Energi untuk memecah dan memegang obligasi memengaruhi metode untuk menghasilkan ozon. Atom oksigen berbentuk molekul yang dapat dipisahkan lalu dibentuk kembali menjadi ozon. Salah satu metode yaitu Corona discharge merupakan pemberian tegangan tinggi yang dilewatkan pada celah  udara.  Produksi  ozon  dengan  menggunakan  tegangan  tinggi  dimaksudkan  untuk  memecah molekul O 2 lalu dibentuk molekul atom O dan melewatkan udara atau oksigen diantara kutub-kutub elektroda (Gambar  1). Proses ini dilakukan dengan melewatkan gas oksigen (O 2 ) pada daerah yang memiliki tekanan tinggi diantara dua elektroda (Smith, 2011).
Molekul oksigen akan mengalami ionisasi, yaitu proses terlepasnya suatu atom atau molekul dari  ikatannya,  menjadi  ion-ion  oksigen  (O*). Molekul-molekul  oksigen  yang  terionisasi  ini  disebut kondisi  plasma.  Jenis  dari  ion  oksigen  tersebut  adalah  O*,  O 2 *,  O - ,  O 2- ,  dan  O 3 - .  Kombinasi  dari semuanya dapat menghasilkan ozon. Proses pembuatan ozon diawali dengan pembentukan oksigen radikal bebas dengan reaksi sebagai berikut:
Disosiasi
Disosiasi e + O 2 2 O + e (1) Pengikatan Disosiasif
e - + O 2 O + O - (2)
Ionisasi Disosiatif e + O 2 O + O + 2e (3)
(Sumber: Syafarudin dan Novia, 2013) Kemudian radikal oksigen bereaksi dengan oksigen menghasilkan ozon. O + O 2 + M            O 3 + M  (4) Dimana M adalah N 2 atau O 2.
Gambar 2. Pembentukan Gas Ozon Melalui Corona Discharge Sumber: o’donnell et al., (2012)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Swelling Volume
Sandhu et al., (2012) yang melakukan proses ozonasi pada sampel tepung gandum sebanyak 100 gram dengan pemberian ozon gas pada konsentrasi ozon 1500 ppm menggunakan flowrate 2,5 L/min  selama  30  menit.  Hasil  menunjukkan  bahwa  nilai  swelling  volume  tepung  meningkat, semula  sebesar  8,5%  lebih  tinggi  dibandingkan  swelling  volume  tepung  yang  tidak  diozon  yaitu 7,5%.  Penelitian  juga  dilakukan  oleh  Man  Li et  al.,  (2013),  hasil  ozonasi  tepung  gandum  dengan flowrate 5 L/min selama 15 menit, menunjukkan peningkatan nilai L* (kecerahan) sebesar 93,01 ± 0,15  dan  swelling  volume  sebesar  9,35  ±  0,17  %,  dibandingkan  tepung  kontrol  yaitu  nilai  L* (kecerahan)  sebesar  92.70  ±  0.15  dan  swelling  volume-nya  8.90  ±  0.14  %.  Proses  ozonasi  dapat meningkatkan nilai swelling volume dari tepung alami yang tidak diozon.
Kemudian Obadi et. al. (2018) juga melakukan proses ozonasi terhadap tepung gandum utuh dengan flowrate 5 L/min selama 0, 5, 15, 35, dan 45 menit. Nilai swelling volume secara berurutan yaitu  5,32  ±  0,40  mL/g;  5,61  ±  0,72  mL/g;  5,63  ±  0,25  mL/g;  6,52  ±  0,02  mL/g;  6,70  ±  0,40 mL/g; dan 7,08 ± 0,05 mL/g. Hal ini menunjukkan bahwa hasil terbaik yaitu proses ozonasi selama 45 menit karena nilai swelling volume tertinggi yaitu 7,08 ± 0,05 mL/g.
Semakin lama waktu ozonasi pada flowrate tersebut, maka swelling volume pada tepung hasil ozonasi  semakin  meningkat.  Peningkatan  nilai  swelling  volume  tepung  hasil  ozonasi  disebabkan
terjadi peningkatan gugus karbonil (-CO) dan karboksil (-COOH) selama proses oksidasi (Lee et al., 2005).  Menurut  Budiyati  dan  Ariyanti  (2014)  dikutip  Pratiwi  (2016),  bahwa  depolimerisasi  rantai amilosa menjadi gugus karbonil dan karboksil menyebabkan komponen air masuk kedalam rantai amilopektin dan meningkatkan daya pembengkakan pati. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada saat awal  reaksi  oksidasi,  amilosa  lebih  mudah  terhidrolisis  sehingga  terjadi  depolimerasi  amilosa  dan memicu  terjadinya  swelling  (pembengkakan).  Depolimerasasi  molekul  amilosa  mengakibatkan menurunnya derajat kristalinitas dan molekul air yang terdapat pada sistem dengan mudah diakses oleh molekul amilopektin sehingga menyebabkan meningkatnya nilai swelling volume dari tepung (Lawal, 2004).

## Kelarutan
Kelarutan  tepung  gandum  pada  penelitian  Obadi  et.al.  (2018),  peningkatan  kelarutan tepung gandum seiring dengan lamanya waktu ozonasi gas. Nilai kelarutan terendah yaitu 2,59 ± 0,3 g/g (selama 0 menit), sedangkan nilai kelarutan tertinggi yaitu sebesar 3,39 ± 0,05 g/g (selama 45 menit). Kemudian pada penelitian Sanchez et al., (2009) bahwa kelarutan tepung hasil ozonasi lebih  tinggi  dibandingkan  kelarutan  tepung  yang  tidak  diozon  atau  alami,  Nilai  kelarutan  tepung hanjeli hasil ozonasi lebih tinggi dibandingkan tepung hanjeli yang tidak diozon. Hal ini disebabkan karena tepung termodifikasi oksidasi cenderung dapat menahan proses leaching amilosa ke tingkat yang lebih tinggi dan memiliki struktur yang lebih kuat dibandingkan tepung alami (Lawal, 2004). Peningkatan  kelarutan  pati  setelah  proses  modifikasi  dengan  ozon  dikarenakan  hasil  dari depolimerisasi  molekul  pati  yang  semakin  meningkat  seiring  lemahnya  struktur  granula menyebabkan terlarutnya fraksi amilosa ke dalam air (Adebowale dkk, 2002).

## Kapasitas Penyerapan Air
Ozonasi  tepung  gandum  pada  penelitian  Obadi  et  al.,  (2018)  menunjukkan  bahwa  nilai kapasitas  penyerapan  air  seiring  lamanya  waktu  ozonasi  mengalami  peningkatan.  Nilai  kapasitas penyerapan air secara berurutan mulai dari ozonasi selama 0, 5, 15, 25, 35, dan 45 menit yaitu 1,70 ± 0,06 g/g; 1,78  ± 0,3 g/g; 1,83 ±  0,8 g/g; 1,84 ±  1,2 g/g; 1,90 ±  0,3 g/g; dan 1,95 ±  0,05 g/g. Menurut  Lawal  (2004),  peningkatan  kapasitas  penyerapan  air  disebabkan  terbentuknya  gugus fungsional baru akibat melemahnya ikatan hidrogen pada pati atau tepung selama proses modifikasi sehingga mempermudah proses penetrasi air masuk ke dalam butiran pati atau tepung. Sandhu et al.,  (2012),  kemampuan  penyerapan  air  pada  pati  dipengaruhi  oleh  adanya  gugus  hidroksil  yang terdapat  pada  molekul  pati,  bila  jumlah  gugus  hidroksil  dalam  molekul  pati  sangat  besar,  maka kemampuan menyerap air sangat besar. Dengan demikian semakin sedikit jumlah gugus hidroksil dari  molekul  pati  semakin  rendah  kemampuan  granula  menyerap  air,  dikarenakan  ozon  dapat menguraikan gugus hidroksil dalam rantai amilosa dan amilopektin tepung menjadi gugus karbonil (-CO) dan karboksil (-COOH) yang memiliki rantai yang lebih pendek.

## KESIMPULAN
Tepung  hasil  ozonasi  dengan  lamanya  waktu  ozonasi  semakin  tinggi  pada flowrate tertentu  menghasilkan  karakteristik  fungsional  yang  lebih  baik.  Tepung  hasil ozonasi dengan ozonasi selama 30 menit dan 45 menit menggunakan flowrate 2,5 dan 5 L/min  dapat  meningkatkan  nilai swelling  volume, kelarutan,  dan  kapasitas  penyerapan air  dibandingkan  tepung  yang  tidak  diozon.  Sehingga,  tepung  hasil  ozonasi  dapat diaplikasikan untuk produk yang mengembang seperti kue, roti, brownies , dan lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Adebowale,  K.O.,  and  Lawal,  O.S.  2002.  Effect  Of  Annealing  And  Heat  Moisture Conditioning  On  Physicochemical  Characteristics  Of  Bambarra  Groundnut ( Voandzeia subterranean ) Starch. Nahrung-Food. 46,311-316.
Grubben,  G.J.H  dan  S.  Partohardjono.  1996.  Plant  Resourcher  Of  South-East  Asia. Prosea. Bogor.
Huang B.W., Chiang M.T., Yao H.T. 2005. The Effect Of Adlay Oil On Plasma Lipids, Insulin And Leptin In Rat. Phytomedicine 12 (6-7): 433 – 439.
Man  Li, Peng J., Zhu K.,  Guo X., Zhang M., Peng W., dan Zhou H.  2013. Delineating The Microbial And Physical-Chemical Changes During Storage Of Ozone Treated Wheat  Flour.  Journal  of  Innovative  Food  Science  And  Emerging  Technologies. doi: 10.1016/j.ifset.2013.06.004.
Muhrbeck,  P  and  Eliasson,  A.  C.  S.  1990.  Physical  Characterization  Of  Bromine Oxidized Potato Starch. Starch/Starke. 42, 418 – 420.
Nurmala, T. 2003. Serealia Sumber Karbohidrat Utama. PT Rineka Cipta, Jakarta. Nurmala,  T  dan  A.  W.  Irwan.  2007.  Pangan  Alternatif  Berbasis  Serealia  Minor.
Bandung. Giratuna. Koswara. 2009. Teknologi Modifikasi Pati. Terdapat pada:
https://www.ebookpangan.com (diakses pada tanggal 15 Maret 2018).
Lawal,  O.  S.  2004.  Composition,  Physicochemical  Properties  And  Retrogradation Characteristics Of Native, Oxidized, Acetylated And Acid-thinned New Cocoyam ( Xanthosoma sagittifolium ) Starch. Food Chemistry, 87, 205 – 218.
Lee, C. Y., and Chang, S.M. 2005. Characterization Of Red Bean Starch And Its Noodle Quality. Cereal Chemistry. 73(3): 302-308.
Obadi, M., Zhu, K. X., Peng, W., Ammar, A. F., & Zhou, H. M. 2018. Effect Of Ozone Treatment  On  The  Physicochemical  And  Functional  Properties  Of  Whole  Grain Flour. Journal Of Cereal Science. doi: 10.1016/j.jcs.2018.04.008.
O’Donnell, Colm., B.K. Tiwari., P.J Cullen. Rip G. Rice. 2012. Ozone In Food Industry. Willey Blackwell Publishing, Oxford.
Pratiwi,  P.A.  2016.  Kajian  Sifat  Fungsional  Dan  Amilografi  Tepung  Psang  Nangka Termodifikasi  Oksidasi  Pada  Berbagai  Konsentrasi  Hidrogen  Peroksida  (H 2 O 2 ). Skripsi. Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas Padjadjaran, Jatinangor.
Sandhu,  Harkanwal  P.S.,  Frank  A.  Manthey,  Senay  Simsek.  2012.  Ozone  Gas  Affect Physical And Chemical Properties Of Wheat ( Triticum aestivum L ) Starch. Journal Of Carbohydrate Polymers 87 (2012) 1261-1268.
Sánchez,  T.,  G.  Mafla,  N.  Morante,  H.  Ceballos,  D.Dufour,  and  F.  Calle.  2009. Screening  Of  Starchquality  Traits  In  Cassava  ( Manihot  esculentacrantz ). Starch/Stärke 61:12–19.
Smith, W., 2001. Principles Of Ozone Generation. Watertec Eng. Pty Ltd Aust. Syafarudin,  Angky  dan  Novia.  2013.  Produksi  Ozon  dengan  Bahan  Baku  Oksigen Menggunakan Alat Ozon Generator. Jurnal Teknik Kimia No. 2 Vol.19.
Wing, R. E. 1994. Oxidation Of Starch By Thermochemical Processing. Starch/Starke. 46, 414–418. .