## PENGARUH PENAMBAHAN ISOLAT PROTEIN KORO PEDANG
( Canavalia ensiformis L.) TERHADAP KARAKTERISTIK CAKE
[Effects of Addition of Protein Isolates from Jack Bean Seed
( Canavalia ensiformis L.) on  the Characteristics of Cake ]
Achmad Subagio 1) , Wiwik Siti Windrati 1) ,  dan Yuli Witono 1)
1) Laboratorium Kimia dan Biokimia Hasil Pertanian, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember, Jl. Kalimantan I Jember (68121) Fax. (0331) 321784
Diterima  28 November 2002/Disetujui  28 Agustus 2003

## ABSTRACT
Addition of jack bean (Canavalia ensiformis L.) protein isolate in cake making was studied. The isolate was prepared from the beans by the  method  of  isoelectrical  point  at  pH  4.  At  low  concentrations  (less  than  1%  of  the  wheat  flour),  the  addition  of  the  protein  isolate  could improve the characteristics of the cake by increasing the loaf volume, decreasing the density, and softening the texture. In contrast, the addition of 1.5% tended to decrease the quality of the cake as compared  to that added  with 1% by decreasing the loaf volume, increasing the density, and hardening the texture. However, the more protein isolate added, the more slowly the rate of the cake staling.
Key  words : Cake, jack bean, protein isolate

## PENDAHULUAN
Indonesia  kaya  akan  tanaman  polong-polongan, diantaranya  koro  pedang  ( Canavalia  ensiformis L.). Tanaman ini belum banyak dimanfaatkan, padahal ditinjau dari  kandungan  protein  dan  potensi  pengembangannya, pemanfaatan protein koro-koroan mempunyai harapan. Biji koro  pedang  mengandung  protein  cukup  tinggi,  yaitu sekitar 21,7% dari biji kering (Subagio et al., 2002).
Cake merupakan makanan ringan yang terbuat dari adonan  dengan  formulasi  tepung,  gula,  telur  dan  lemak. Protein  telur  yang  bergabung  dengan  gluten  dapat membentuk dinding sel dan menyebabkan penjebakan gas selama  pencampuran.  Desrosier  (1988)  menyatakan bahwa  dalam cake ,  seluruh  pengaruh  pengembangan diperoleh  dari  udara  yang  terbungkus  putih  telur  selama pengocokan.  Putih  telur  juga  berperanan  dalam pembentukan citarasa dan warna cake . Sedangkan kuning telur  berfungsi  sebagai  pengemulsi  dan  pengempuk struktur cake .
Faktor  yang  mempengaruhi  keberhasilan  produk cake dititikberatkan pada kemampuan pembentukan matrik protein,  penyerapan  dan  pengikatan  air,  pengemulsi  dan pembentukan  busa  dari  bahan  yang  ada  dalam  formula yang selanjutnya akan terjadi ekspansi gas dalam adonan selama pemanggangan (Kilara, 1994). Untuk itu, beberapa penambahan bahan yang mempunyai kemampuan tersebut diketahui  dapat  meningkatkan  mutu cake yang  dihasilkan. Rhee  (1994)  melaporkan  bahwa  penambahan  protein
kedelai  dapat  meningkatkan  pengemulsian  lemak  dan komponen  penyusun  lainnya,  sehingga  memperbaiki warna,  tekstur  dan  ketahanan  dari  produk-produk  bakery. Khusus untuk cake penambahan 3-5% dari tepung kedelai yang  dimodifikasi  dengan  penambahan  lesitin  dapat meningkatkan  mutu cake yang  dihasilkan.  Harper  et  al., (1980)  melaporkan  bahwa  mutu cake dapat  ditingkatkan dengan  menambahkan  protein  whey.  Isolat  protein  dari koro pedang mempunyai sifat penyerapan dan pengikatan air  yang  tinggi,  mempunyai  kemampuan  sebagai pengemulsi dan pembentukan busa (Subagio et al., 2003), sehingga  diduga  dapat  meningkatkan  mutu cake . Berdasarkan  latar  belakang  tersebut,  penelitian  ini dilakukan  untuk  mengetahui  pengaruh  penambahan  isolat protein  koro  pedang  terhadap  sifat-sifat cake yang dihasilkan.

## METODOLOGI

## Bahan
Bahan  utama  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  koro  pedang  ( C . ensiformis L.)  diperoleh  dari Kecamatan  Cerme  Kabupaten  Bondowoso  Jawa  Timur. Tepung  terigu,  margarin,  telur, bread  improver merek  SP dan  gula  diperoleh  dari  Pasar  Tanjung  Jember.  Sedang bahan  kimia  yang  digunakan  berspesifikasi pro  analysis dari Merck (Jerman).

## Persiapan isolat protein
Isolat  protein  disiapkan  berdasarkan  pada  proses isolasi  protein  pada amarant (Bejosano  dan  Corke,  1999) dengan  modifikasi.  Biji  koro  pedang  sebanyak  500  gram direndam dalam larutan NaOH 0,01 N (1500 ml) selama 24 jam, kemudian diblender dan disaring untuk mendapatkan filtratnya.  Ampas  diekstraksi  ulang  dengan  penambahan 1500  ml  NaOH  0,01  N.  Selanjutnya  filtrat  digabung  dan dilakukan  presipitasi  dengan  HCl  1  N  pada  beberapa  pH, dan  dipisahkan  dengan  sentrifuse.  Selanjutnya,  pH presipitasi  dipilih  berdasarkan  pengamatan  konsentrasi protein pada supernatan yang paling rendah. Diasumsikan pada  pH  ini,  rendemen  isolat  protein  adalah  yang  paling tinggi.  Isolat  yang  didapatkan,  kemudian  dicuci  dengan ethanol  untuk  menghilangkan  gula.  Isolat  dikeringkan dengan  freeze  drier  dan  disimpan  dalam  freezer  sampai dipergunakan.
Isolat  yang  diperoleh,  selanjutnya,  dianalisa proksimat  yang  meliputi:  kadar  air  (metode  oven),  kadar protein (metode Kjeldahl-semi mikro), kadar lemak (metode Soxhlet), kadar abu (metode pengabuan kering) dan kadar karbohidrat ( by difference ) (Apriyantono et al., 1989).
Pembuatan cake Cake dibuat  dengan  menambahkan  isolat  protein koro  pedang  dalam  formula  pada  berbagai  konsentrasi. Adapun formula cake adalah sebagai berikut : tepung terigu 100 g, telur 90 g, gula 100 g, mentega 40 g, SP 1,2 g, dan isolat protein dengan variasi 0, 0,5, 1 dan 1,5% dari tepung terigu.  Telur  dipecah  dan  dicampur  dengan  pengadukan perlahan  agar  homogen  sebelum  dibagi  ke  dalam  semua perlakuan.  Mula-mula  telur,  gula,  SP  dan  isolat  protein dikocok  menggunakan  mixer  dengan  kecepatan  No.  4 selama 25 menit sehingga dicapai kondisi berwarna putih. Kemudian  mentega  yang  sudah  dicairkan  dan  tepung dicampurkan dengan pengadukan perlahan-lahan (kecepatan  No.  1).  Selanjutnya  adonan  dimasukkan  ke dalam  cetakan  dengan  berat  sama,  yaitu  290  g.  Adonan dioven pada suhu 180 o C selama 50 menit. Pembuatan cake diulang  sebanyak  tiga  kali,  dan cake yang  dihasilkan  diamati  dengan  parameter: baking loss , daya kembang, tekstur, dan staling .
Pengukuran baking loss Baking  loss atau  pengurangan  berat  akibat pemanggangan merupakan persentasi berkurangnya berat sampel  selama  pemanggangan  dari  berat  adonan  mula- mula. Sebanyak 290 gram adonan masing-masing sampel dimasukkan  ke  dalam  cetakan  yang  telah  diketahui beratnya  (x  g),  kemudian  dipanggang.  Selesai pemanggangan  berat  roti  dan  cetakan  segera  ditimbang kembali  (y  g). Baking  loss dapat  dihitung  menggunakan persamaan berikut :
Baking loss (%) = 100% – ((y-x)/290 x 100%).
Pengukuran volume dan berat jenis cake Volume cake diukur  menggunakan  metode seed displacement ,  dengan  menggunakan  millet  sebagai  biji- bijiannya.  Biji  millet  dimasukkan  pada  wadah  pengukuran hingga penuh rata. Volume biji kemudian dipindahkan pada tempat lain. Selanjutnya cake dimasukkan ke dalam wadah pengukuran dan diisi dengan biji millet hingga penuh rata. Sisa  biji  millet  yang  tertinggal  diukur  volumenya  dengan gelas  ukur  untuk  menentukan  volume  dari cake (ml). Selanjutnya  berat  jenis cake dihitung  berdasarkan  hasil pembagian berat cake dengan volume cake (g/ml).

## Pengukuran tekstur
Tekstur cake diukur menggunakan Rheo Tex type SD  700  (Jepang)  dengan  mode distance .  Bahan  dengan ketebalan 3 cm diukur dengan menusukkan jarum sedalam 15  mm,  dan  beban  yang  dibutuhkan  untuk  menusuk  (g) merupakan  nilai  tekstur  dari cake tersebut.  Pengukuran dilakukan di 10 titik pada setiap sampel.

## Staling
Staling dari  cake  diteliti  dengan  menggunakan prinsip  peningkatan  kekerasan  dari cake sebagai  akibat retrogradasi dari tepung cake selama penyimpanan. Cake dipotong dengan ukuran 4 x 4 x 3 cm, sebanyak 5 potong untuk  setiap  sampel  untuk  pengamatan  hari  ke-0,  1,  2,  3 dan  4. Cake disimpan  pada  sebuah  kotak  dan  dilakukan penyinaran  dengan  lampu  UV  selama  15  menit  setiap harinya  untuk  mengurangi  pertumbuhan  mikroba.  Pada hari-hari  yang  ditentukan  tersebut,  tekstur cake diamati menggunakan  Rheo  Tex  type  SD  700  (Jepang)  seperti metode  tekstur. Staling dicerminkan  pada  kecepatan perubahan tekstur selama penyimpanan, di mana semakin keras  teksturnya  berarti  semakin  tinggi  tingkat staling dari cake .

## Analisa data
Pengolahan  data  dilakukan  mengunakan  metode deskriptif (Suharsini, 1993). Data hasil penelitian dari 3 kali ulangan  dijumlahkan,  dirata-rata  dan  dicari  standar deviasinya, kemudian diklasifikasikan sehingga merupakan suatu  susunan  urutan  data.  Selanjutnya  dibuat  tabel  atau untuk  mempermudah  memahami  hasil  penelitian  dibuat grafik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Spesifikasi isolat protein koro pedang Selama presipitasi protein, pH sangat menentukan konsentrasi protein yang masih berada pada filtrat (Gambar 1).
0.18 0.185 0.19 0.195 0.2 2 3 4 5 6 7 pH presipitasi P ro te in fi lt ra t (m g /m L )
Gambar 1. Pengaruh pH presioitasi terhadap konsentrasi protein pada filtrat koro pedang
Gambar  tersebut  menunjukkan  bahwa  pada  pH  6 konsentrasi  protein  pada  filtrat  masih  tinggi  dan  semakin menurun  hingga  mencapai  lembahnya  pada  pH  4.  Di bawah pH 4, konsentrasi protein pada filtrat naik  kembali. Ini berarti, titik isoelektrik dari sebagian besar protein koro pedang adalah pada pH 4. Nilai ini sama dengan nilai titik isoelektrik  dari  protein  koro  babi  ( Vicia  faba L.)  seperti dilaporkan  oleh  Cepeda  et  al.,    (1998).  Dengan  demikian jumlah isolat protein sangat tergantung dari pH presipitasi, dan  berdasarkan  hasil  tersebut  pH  presipitasi  yang  dipilih adalah pH 4. Pada pH ini, rendemen isolat protein adalah yang paling tinggi.
Setelah  dikeringkan  dengan freeze  drier ,  isolat protein  koro  pedang  yang  dihasilkan  dengan  presipitasi pada pH 4 mempunyai kandungan seperti tercantum dalam Tabel 1. Dari data ini terlihat bahwa kandungan protein dari isolat  masih  cukup  rendah,  yaitu  hanya  sebesar  54,30%. Hal  ini  berarti  proses  pemisahan  bahan-bahan  lain, terutama  karbohidrat,  sebelum  presipitasi  kurang  baik. Kesulitan pemisahan karbohidrat ini timbul karena pati koro pedang  mempunyai  granula  halus,  sehingga  perlu sentrifugasi  yang  lebih  tinggi  rpm-nya.  Namun  demikian, karena  kandungan  protein  yang  dominan  maka  isolat  ini diasumsikan  dapat  digunakan  untuk  melihat  pengaruh penambahan  protein  koro  pedang  terhadap  karakteristik cake .
Tabel 1. Komposisi isolat protein koro pedang Penyusun Kandungan (%) Air 9,20 Protein 54,30 Lemak 12,36 Abu 2,66 Karbohidrat* 21,48 * dihitung dengan metode by difference

## Baking loss dari cake
Penambahan  isolat  protein  koro  pedang  hanya berpengaruh  kecil  terhadap baking  loss dari cake yang dihasilkan  (Gambar  2).  Penambahan  sampai  1% meningkatkan baking loss menjadi 7,25   0,29% dari 6,41 0,74%  untuk  kontrol.  Setelah  itu baking  loss dari cake yang dihasilkan kembali menurun pada penambahan isolat protein 1,5% menjadi sebesar 6,69   0,15%. Penambahan protein  koro  pedang  yang  semula  diduga  dapat meningkatkan Water  Holding  Capacity  (WHC) ,  ternyata hanya rendah pengaruhnya. Hal ini diduga disebabkan oleh pemanggangan  yang  menggunakan  suhu  yang  cukup tinggi  (150 o C)  dapat  menganulir  peningkatan  WHC  akibat penambahan isolat protein.

## Volume dan berat jenis cake
Pengaruh  penambahan  isolat  potein  koro  pedang terhadap  volume cake dapat  dilihat  pada  Gambar  3.  Dari Gambar  3  terlihat  bahwa  pada  konsentrasi  rendah, penambahan  isolat  protein  menyebabkan  penambahan volume cake . Namun penambahan yang berlebihan dapat menurunkan volume cake . Penambahan isolat sebesar 0,5 dan  1%  menyebabkan  volume cake meningkat  masing- masing menjadi 833   10 ml dan 854   23 ml. Ini berarti lebih  tinggi  9,3  %  dan  12,1%  jika  dibandingkan  dengan volume  kontrol  (762    6  ml).  Volume cake menurun kembali  menjadi  811    7  ml  jika  ditambah  isolat  protein koro  pedang  sebesar  1,5  %.  Namun  demikian,  volume  ini masih 6,4 % lebih besar jika dibandingkan dengan kontrol.
3 5 7 9 0 0.5 1 1.5 Penambahan isolat (%) Ba ki ng lo ss ( % )
Gambar 2.  Pengaruh penambahan isolat protein koro pedang terhadap baking loss dari cake .
600 700 800 900 0 0.5 1 1.5 Penambahan isolat (%) V o lu m e C a k e ( m l)
Gambar 3.  Pengaruh penambahan isolat koro pedang terhadap volume cake yang dihasilkan.
Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kemampuan isolat  koro  pedang  dalam  pembentukan  buih. Pengembangan  volume cake terjadi  dari  evolusi  dan ekspansi  gas  yang  terbentuk  dan  terperangkap  selama pengocokan (Kilara, 1994). Isolat protein koro pedang yang mempunyai  kemampuan  dalam  pembentukan  buih, membantu  proses  ini  selama  pengocokan.  Namun demikian penambahan yang berlebihan dari isolat ini dapat mengganggu matriks gluten, sehingga selama pemanggangan  kemampuan  menahan  gas  menjadi menurun  yang  menyebabkan  turunnya  volume cake yang dihasilkan.
Pengaruh  penambahan  isolat  potein  koro  pedang pada  berat  jenis cake dapat  dilihat  pada  Gambar  4.  Dari gambar  ini  terlihat  bahwa  pada  konsentrasi  rendah, penambahan  isolat  protein  menyebabkan  pengurangan berat  jenis cake .  Namun  penambahan  yang  berlebihan dapat  meningkatkan  berat  jenis cake .  Penambahan  isolat sebesar  0,5  dan  1%  menyebabkan  berat  jenis cake berkurang masing-masing menjadi 0,330   0,004 g/ml dan 0,322   0,011 g/ml. Ini berarti lebih kecil 9,2 % dan 11,4% jika dibandingkan dengan berat jenis kontrol (0,363   0,005 g/ml). Berat jenis cake meningkat kembali menjadi 0,340 0,003 g/ml jika ditambah isolat protein koro pedang sebesar
1,5  %.  Namun demikian, berat jenis ini masih 6,4  %  lebih kecil jika dibandingkan dengan kontrol. Karena baking loss antar  perlakuan  tidak  besar  perbedaannya,  maka  berat jenis  dari cake yang  dihasilkan  beranalog  dengan perubahan  volume cake akibat  dari  penambahan  isolat protein koro pedang.

## Tesktur cake
Penambahan  isolat  protein  koro  pedang berpengaruh  pada  tekstur  dari cake yang  dihasilkan
(Gambar  5).  Nilai  tekstur cake menurun  akibat penambahan isolat protein koro  pedang hingga 1%,  yaitu: 275,5    4,2,  204,5    14,8  dan  136,9    10,7  g  masing- masing untuk kontrol, 0,5 dan 1%. Selanjutnya kembali nilai tekstur  meningkat  menjadi  213,8    8,6  g.  Hal  ini  berarti penambahan  isolat  protein  hingga  1%  dapat  melunakkan tekstur cake yang  dihasilkan,  tapi  mengeras  kembali  jika ditambahkan lebih dari 1%.
0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0 0.5 1 1.5 Penambahan isolat (%) B er a t jeni s ca ke ( g /m l) Gambar 4. Pengaruh penambahan isolat protein koro pedang pada berat jenis cake . 0 100 200 300 0 0.5 1 1.5 Penambahan isolat (%) N il a i te k st u r (g )
Gambar 5. Pengaruh penambahan isolat koro pedang terhadap tekstur cake yang dihasilkan.
Tekstur cake dipengaruhi  oleh  kekakuan  jaringan tiga dimensi, serta ukuran dan penyebaran rongga-rongga dalam cake . Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa isolat protein  koro  pedang  mampu  menurunkan  tegangan permukaan dari sistem emulsi, sehingga akan memperkecil besaran  buih  yang  dihasilkan  selama  pengocokan.  Hal  ini akan  menyebabkan  distribusi  rongga-rongga cake akan menjadi  baik,  sehingga  tekstur  akan  menjadi  lunak (Gambar  6).  Namun  demikian  penambahan  yang berlebihan  dapat  menyebabkan  gangguan  matriks  gluten, sehingga  dapat  meningkatkan  kembali  kekerasan  dari cake .

## Staling
Penambahan  isolat  protein  koro  pedang berpengaruh  pada  kecepatan  staling  dari cake yang dihasilkan (Gambar 7A). Semakin besar penambahan isolat protein, semakin rendah kecepatan staling dari cake . Hal ini ditunjukkan  dengan  delta  nilai  tekstur  yang  semakin  kecil akibat  penambahan  isolat  protein  koro  pedang  (Gambar 7B).  Hasil  ini  sesuai  dengan  pendapat  Eliasson  dan Larsson (1993) yang menyatakan bahwa kecepatan staling berkurang  seiring  dengan  kandungan  protein,  karena:  (a) protein  dapat  berinteraksi  dengan  pati  selama  proses kristalisasi  sehingga  mengurangi  kecepatan  retrogradasi dari pati, (b) protein dapat mempengaruhi sifat rheologi dari fase gerak, dan (c) protein dapat mempengaruhi distribusi air.
Gambar 6. Penampang melintang cake dengan berbagai penambahan isolat protein koro pedang.
0 % 1 % 0,5 % 1,5 %
100 200 300 400 0 1 2 3 4 Penyimpanan (Hari) N il a i T e k s tu r (g )
Gambar  7.  Pengaruh  penambahan  isolat  protein  koro  pedang  terhadap staling dari cake .  (A)  :  Perubahan  nilai  tekstur  dari cake selama penyimpanan  : kontrol;  : 0,5%;  : 1% dan  : 1,5% isolat protein koro pedang. (B) : Delta nilai tekstur dari cake antara hari ke-0 dan hari ke-4 pada berbagai variasi penambahan isolat koro pedang.

## KESIMPULAN
Penambahan  isolat  protein  koro  pedang mempengaruhi  karakteristik cake yang  dihasilkan.  Pada konsentrasi rendah, penambahan isolat protein menyebabkan  penambahan  volume,  pengurangan  berat jenis,  dan  melunakkan  tekstur cake yang  dihasilkan. Namun  penambahan  yang  berlebihan  dapat  menurunkan volume,  meningkatkan  berat  jenis,  dan  mengeraskan tekstur cake yang  dihasilkan.  Penambahan  isolat  protein koro pedang hanya berpengaruh kecil terhadap baking loss dari cake yang  dihasilkan.  Lebih  lanjut,  semakin  besar
penambahan  isolat  protein,  semakin  rendah  kecepatan staling dari cake .
Hasil  penelitian  ini  menyarankan  bahwa karakteristik cake dapat  diperbaiki  dengan  penambahan isolat protein sebesar 1% dari jumlah tepung terigu. Namun demikian, karena isolat ini masih mengandung protein yang rendah maka diperlukan usaha untuk memperbaiki proses isolasi  hingga  dihasilkan  isolat  protein  yang  baik.  Dengan demikian jumlah penambahan isolat protein pada cake pun dapat dikurangi.
0 40 80 120 0 0.5 1 1.5 Penambahan Isolat (%) D e lt a N il a i T e k s tu r (g ) A

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Indonesia  Toray  Science  Foundation  (ITSF)  yang  telah memberikan dana untuk keperluan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Apriyantono, A., Fardiaz, D., Puspitasari, N. L., Yasni, S dan  Budiyanto,  S.,  1989 .  Analisis  Pangan.  IPB Press. Bogor.
Bejosano, F. P. dan Corke, H., 1999 . Properties of protein concentrates  and  hydrolysates  from  Amaranthus and  Buckwheat.  Industrial  Crops  and  Products, 10: 175-183.
Cepeda,  E.,  Villaran,  M.  C.,  dan  Aranguiz,  N.,  1998 . Functional  properties  of  faba  bean  ( Vicia  faba ) protein  flour  dried  by  spray  drying  and  Freeze drying. J. Food Eng., 36:303-310.
Desrosier,  N.  .,  1988 .  The  Technology  of  Food Preservation,  The  Avi  Publishing  Co.,  Inc., Westport.
Eliasson,  A-C.,  dan  Larsson,  K.,  1993 .  Cereals  in Breadmaking.  Marcel  Dekker,  Inc.,  New  York,  pp: 161-201.
Harper, W. J., Peltonen, R., dan Hayes, J., 1980 . Model food systems yield clearer utility evaluation of whey protein. Food Prod. Dev. 14 (10):52-56.
Kilara,  A.,  1994 .  Whey  protein  functionality.  Di  dalam
Protein Functionality in Food Systems. Hettiarachchy,  N.  S.  dan  Ziegler,  G.  R.  Marcel Dekker, Inc., New York. pp: 325-355. Rhee,  K.  C.,  1994 .  Functionality  of  soy  protein.  Di  dalam Protein Functionality in Food Systems.
Hettiarachchy,  N.  S.  dan  Ziegler,  G.  R.  Marcel Dekker, Inc., New York. pp: 311-324.
Subagio,  A.,  Windrati,  W.  S.,  dan  Witono,  Y.,  2002 . Protein Albumin dan Globulin dari Beberapa Jenis Koro-koroan  di  Indonesia.  Prosiding  Seminar Nasional  PATPI,  Kelompok  Gizi  dan  Keamanan Pangan, pp: 143-151.
Subagio,  A.,  Windrati,  W.  S.,  dan  Witono,  Y.,  2003 . Development of functional protein from non-oilseed legumes  as  food  additives,  Proceeding  of  ITSF Seminar  on  Science  and  Technology,  Indonesia Toray Science Foundation, pp. 1-10.
Suharsini,  A.,  1993. Prosedur  Penelitian  Suatu Pendekatan Praktek, Rineka Cipta, Jakarta.