## KINETIKA PERUBAHAN KADAR

## 5-Hydroxymethyl -2-Furfural (HMF) BAHAN MAKANAN BERPATI SELAMA PENGGORENGAN
[Kinetics of Changes of 5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF) Content Of Starchy Food during Frying]
Supriyanto 1) , Budi Rahardjo 2) , Y. Marsono 3) ,  dan Supranto 4)
1). Mahasiswa Program S3 PS Teknik Pertanian UGM, Dosen pada Fakultas Pertanian UNISMA Bekasi 2). Guru Besar pada Jusrusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian UGM Yogyakarta
3). Guru Besar pada Jusrusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian,  Fakultas Teknologi Pertanian UGM 4). Lektor Kepala pada Jurusan Teknik Kimia Fakulltas Teknik UGM
Diterima 28 Agustus 2006 / Disetujui  15 November 2006

## ABSTRACT
Cooking of the starchy foods at high temperature can result in formation of  5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF) compound. The HMF content of starchy foods changes during the heat treatment  in the frying process. The rate of change  of the HMF content during frying depends on oil temperature, initial water content and the amylosa – amylopctin ratio of the material. The objective of the research was  to  study  the  kinetics  of  HMF  change  in  the  starchy  foods  during  frying  process.  The  change  of  the  HMF  content  was  assumed following by the first order kinetic model.
The samples used in the experiment were the dried dough corn powders. The dough was made of a mixture of two varietes of corn with different amylosa – amylopectin content, with variation on the composition of the mixture. Bisma variety was used as the high amylosa ( low amylopectin) and Pulut (waxy) was used as the low amylosa (high amylopectin).The samples were fried in palm oil using a deep fat frying method with variation of oil temperature, initial water content and content of amylosa – amylopektin  ratio. The HMF of the fried product was extracted with absolute ethanol and the extracts were determined by UV-Vis Spectrophotometer at 281,5 nm. The result indicated  that  the  rate  of  change  of  the  HMF  content  in  corn  increased  with  the  increasing  oil  temperature  and  amylosa  content  and decreased with initial water content.
The model applied to the changing  on HMF content  showed that the equation :  X hmf =  A (1– B e -km t ) (with X hmf = the HMF content; km = The rate of the HMF changing; t = frying time; A and B = the contsnts) can be used  for estimation  the change of the HMF content of  the corn fried product during the frying process
Key words : Starchy foods, 5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF), The first order kinetic model.

## PENDAHULUAN
Penggorengan  sistem deep  fat  frying (rendam minyak) didefinisikan sebagai proses pemasakan bahan makanan  dengan  cara  merendam  bahan  makanan tersebut  di  dalam  lemak/minyak  panas  (Farkas  et  al., 1996;  Yamsaengsung  dan  Moreira,  2002).  Temperatur lemak/minyak yang biasa digunakan dalam penggorengan berkisar    150 – 200 o C (Yamsaengsung dan  Moreira,  2002).  Temperatur  lemak/minyak  setinggi itu berperanan penting dalam mempercepat laju transfer panas,  pemasakan,  pencoklatan  dan  perubahan  cita rasa  bahan  (Farkas  et  al.,  1996).  Selama  proses penggorengan berlangsung, terjadi perubahan- perubahan fisik, kimia dan sensoris pada bahan (Farkas et al., 1996; Moyano, et al., 2002). Senyawa  alami  pada  bahan  yang  mengalami perubahan selama proses penggorengan antara lain  pati dan  gula  (Boskou  dan  Elmadfa,  1999).    Perubahan utama  yang  dialami  oleh  komponen  gula  dalam  bahan
makanan  selama  proses  pengolahan  dengan pemanasan  adalah  terjadinya  reaksi  pencoklatan  non- enzymatik (browning reactions), yaitu reaksi karamelisasi dan  reaksi maillard (Boa,  2001;  Boskou  dan  Elmadfa, 1999; Miyano et al., 2002; Tranggono dan Sutardi, 1989; Winarno, 1984). Reaksi karamelisasi adalah reaksi yang terjadi karena pemanasan gula pada temperatur di atas titik cairnya yang akan  menghasilkan perubahan warna menjadi  warna  gelap  sampai  coklat  (Tranggono  dan Sutardi,  1989).  Reaksi maillard adalah  reaksi-reaksi antara  karbohidrat  khususnya  gula  pereduksi  dengan gugus amina primer, hasil reaksi tersebut menghasilkan bahan  berwarna  coklat  yang  disebut  melanoidin (Winarno, 1984). Proses  pencoklatan  bahan  makanan  selama pemanasan  (pengolahan)  berkorelasi  langsung  dengan senyawa  5-hydroxymethyl-2-furfural  (HMF)  (Mancilla- Margalli  dan  Lopez,  2002).    5-hydroxymethyl-2-furfural dapat  terbentuk  baik  pada  reaksi  karamelisasi  maupun maillard,  senyawa  tersebut  cenderung  mengalami
peningkatan  selama  proses  pemasakan.  Pada  bahan makanan sumber pati, reaksi karamelisasi lebih dominan menetukan  terbentuknya  pigmen  coklat  daripada  reaksi maillard  karena  bahan  makanan  berpati  relatif  sedikit mengandung  asam  amino  maupun  protein  (Marsono, 2006).
Perubahan  kadar  5-hydroxymethyl-2-furfural (HMF)  pada  bahan  makanan  berpati  selama penggorengan  dapat  dipelajari  dengan  teori  kinetika. Kinetika  merupakan  dasar  untuk  mengetahui  berbagai perubahan bahan makanan termasuk laju dan kecepatan berbagai  proses  yang  terjadi  selama  pengolahan  dan penyimpanan  (Heldman  dan  Singh,  1981).  Van  Boekel (1996) menyatakan bahwa informasi dasar pengetahuan kinetika  yaitu  suatu  sistem  prediksi  perubahan  yang terjadi pada bahan makanan selama proses pengolahan atau selama penyimpanan.  Menurut Labuza dan Riboh (1982),  secara  umum  penurunan  nilai  gizi  atau  kualitas bahan makanan dinyatakan sebagai berikut :
t A                       B
dimana : A = kualitas yang diinginkan = Ao pada  t = 0 B =  kualitas yang tidak diinginkan t = waktu
Sebagian  besar  perubahan  mutu  bahan  makanan termasuk  dalam  reaksi  orde  nol  dan  orde  satu  (Labuza dan  Riboh,  1982).    Dogra  dan  Dogra  (1990) mengemukakan  bahwa  laju  reaksi  dinyatakan  sebagai berikut :
d(C) - Orde satu   =                  =  k (C) n ............................. (1) Dt dimana  n  adalah  orde  reaksi,  untuk  n  =  orde  nol  maka persmaan (1) menjadi : d(C) - Orde nol  =                 =  k   ....................................... (2)
dt
Apabila  reaksi  pembentukan  senyawa  5- hydroxymethyl-2-furfural  (HMF)  pada  bahan  makanan berpati  selama  penggorengan  dimasukkan  dalam kategori  reaksi  orde  satu  dan  perilaku  perubahan senyawa  tersebut  ditunjukkan  seperti  pada  Gambar  1, maka  perilku  perubahan  senyawa  5-hydroxymethyl-2- furfural  (HMF)  dapat  didekati  dengan  persamaan  (3) berikut :
0 10 20 30 40 50 60 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Waktu penggorengan (detik) Ka d a r H M F (x 1 0 E-6 g r/ g r) Gambar1 Grafik riwayat  pembentukan  kadar  5- hydroxymethyl-2-furfural (HMF) pada bahan makanan berpati selama penggorengan
X p (t) -  X m = e – kf  t ……………....………………...…... (3) X 0 -  X m
X m - X 0
X p (t) = X m 1 -                               e – kf t          ... .............................. (4) X m X m -  X o Apabila P = X m dan Q =                                   ………………  (5) X m
X p (t) =     P    1  -  Q  e – kf t …..…….…………........... (6)
Apabila  X p (t)  =  X HMF (t)  (kadar  HMF  pada  waktu  ke  t),  maka persamaan (6) menjadi :
X HMF (t) = P    1  -   Q e – kf ∆t …………………………… (7)
Apabila  grafik  riwayat  perubahan  kadar  HMF  selama penggorengan  diduga  asymtotis,  maka  untuk  persamaan  (7) berlaku kondisi batas sebagai berikut :
Pada saat  t = 0 ;  X p (t)        = X p (o) = kadar HMF awal t=0
persamaan (7) menjadi :
X HMF (o) = P ( 1 – Q) .............................................................. (8)
Pada saat t =   ; X HMF (t)        asymtotis = X HMF (t) = kadar HMF asymtotis                         t= persamaan (7) menjadi :
X HMF ( ) = P = kadar HMF asymtotis .................................... (9)
Penurunan persamaan (7) menjadi :
dX HMF = ( - PQ)(-kf) e – kf t ..........................................(10)
dt
Untuk  mendapatkan  nilai  konstante  perubahan  kadar HMF  (k f )  dilakukan  dengan  cara  grafik  dari  persamaan (10).    Plot  nilai  ln    dX HMF dt        dengan    waktu penggorengan  (t)  memberikan  kurva  garis  lurus,  nilai  k f adalah besarnya nilai kemiringan kurva.
Penelitian ini dilakukan untuk mengembangkan model  matematik    kinetika    perubahan    kadar  5- hydroxymethyl-2-furfural  (HMF)  bahan  makanan  berpati selama  penggorengan.  Pengetahuan  tentang  hal tersebut  bermanfaat  untuk  menentukan  waktu penggorengan  yang  optimum  untuk  menghasilkan produk  makanan  masak  goreng  yang  sesuai  selera konsumen. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk memperoleh  parameter-parameter  kinetika  pemasakan yang  dinyatakan  dengan  kinetika  perubahan  kadar    5- hydroxymetil-2-  furfural  (HMF)  bahan  makanan  berpati selama penggorengan.

## METODOLOGI

## Bahan dan alat
Bahan yang digunakan sebagai sampel adalah jagung,  terdiri  dari  varietas  Bisma (non waxy  corn) dan varitas  Ketan (waxy  corn) yang  dibeli  di  Balai  Benih Jagung  dan  Palawija-Wonosari-Gunungkidul.  Bahan- bahan  pendukung  untuk  penyiapan  sampel  adalah  air dan  minyak  goreng  kelapa  sawit    sebagai  media  untuk menggoreng.  Bahan-bahan  untuk  analisa  kadar  HMF adalah  : 5(Hydroxymethyl)-2-Furancarbanaldehyde  / 5(Hydroxymethyl)-2-Furfural (Nomor  seri  :  820678 S17172  630 – The Merck Index) dan ethanol absolut. Alat  yang  digunakan  terdiri  dari  :  alat penggoreng (deep  fryer), oven  listrik, stopwatch , seperangkat  alat  ukur  suhu dataloger lengkap, timbangan  analitik,  cawan  porselin,  eksikator,  pinset, alumunium  foil,  Spektrofotometer  UV-Visible  -1601, blender  ,  tabung  reaksi,  mikropipet  ukur,  labu  ukur, magnetic stirer.

## Eksperimentasi
Penyiapan  sampel. (1). Jagung  pipil  digiling menjadi  tepung, (2). Tepung  jagung  ditimbang secukupnya  sesuai  dengan  jumlah  sampel  yang dibutuhkan, (3). Tepung  jagung  dibuat  adonan  dengan cara  mencampur  tepung  dengan  air  mendidih,  tepung jagung  diaduk-aduk  dengan  air  mendidih  sampai terbentuk  adonan  yang  plastis.  Air  mendidih  yang diperlukan  setiap      1  kg  tepung  adalah  850  ml  sampai 900  ml, (4). Adonan  tepung  yang  telah  dihasilkan kemudian  dicetak,  dalam  penelitian  ini  adonan  dicetak berbentuk  slab  dengan  ukuran  (20  x  20  x  1)  cm.
(5). Adonan  yang  telah  tercetak  kemudian  dikukus selama  1  jam, (6). Adonan  masak  diturunkan  kadar airnya  (dikeringkan)  sampai  kadar  air  40  –  45%  w.b., dengan  hembusan blower tanpa  adanya  pemanasan untuk  menghindari  terjadinya  proses  pengeringan  yang terlalu  cepat  agar  sampel  tidak  pecah-pecah.  Lama waktu  pengeringan  diatur  sesuai  dengan  perlakuan kadar air awal yang telah direncanakan.
Penggorengan. (1). Penyiapan  peralatan penggorengan,  minyak  goreng  dituangkan  ke  dalam tempat  penggorengan  (wajan), (2). Bahan  sampel disiapkan sesuai  dengan  perlakuan  yang  telah direncanakan,  baik  perlakuan  komposisi  campuran bahan baku maupun perlakuan kadar air awal, (3). Alat penggorengan  dinyalakan,  tombol  kontrol  suhu  minyak goreng  diatur  sesuai  perlakuan  suhu  minyak  goreng yang  direncanakan,  suhu  minyak  ditunggu  agar  naik sampai  mencapai  suhu  yang  diinginkan, (4). Bahan sampel  dimasukkan  ke  dalam  alat  penggorengan,  lama waktu  penggorengan  disesuaikan  dengan  waktu optimum  untuk  mencapai  kemasakan  bahan  makanan yang  digoreng.  Waktu  optimum  untuk  mencapai kemasakan  bagi  setiap  sampel  berbeda-beda  untuk perlakuan suhu minyak dan kadar air awal yang berbeda.
(5). Bahan makanan sampel yang telah masak  diangkat dari tempat penggorengan dan dianalisa lebih lanjut. Pembuatan  kurva  standar  HMF. (1).
Sebanyak  50  µL  5-Hydroxymethyl-2-Furfural  (HMF) dimasukkan  ke  dalam  labu  ukur, (2). 50  µL    HMF tersebut  diencerkan  secara  bertahap  hingga  mencapai 1.250.000 kali, (3). Larutan HMF yang telah diencerkan tersebut  di scanning dengan  Spektrofotometer  UV- Visible-1601 untuk mendapatkan panjang gelombang (λ) maksimal, dari pengukuran ini didapatkan gelombang (λ) = 181,5 nm, (4). Dari larutan HMF yang telah diencerkan, kemudian diambil masing-masing dengan volume 100 µL , 200 µL,  300 µL , 400 µL dan 500 µL  masing-masing diencerkan dalam labu takar hingga mencapai  volume 5 mL, (5). Masing-masing larutan  dimasukkan ke dalam tabung  reaksi  kemudian  di vortex ,  selanjutnya  masing- masing  larutan  ditera  dengan  Spektrofotometer  UV- Visible -1601 pada  λ = 181,5 nm. (6). Hasil pengukuran dibuat grafik standar 5-Hydroxymethyl-2-Furfural (HMF) Analisa kadar HMF pada bahan sampel. (1).
Bahan makanan berpati (jagung) masak goreng optimum dihancurkan/digiling dengan blender, (2). Tepung  jagung goreng  ditimbang  seberat  1  gr  sebagai  sampel,  sampel dimasukkan  dalam  tabung  reaksi, (3). Ethanol  absolut dengan  volume  10  mL  ditambahkan  ke  dalam  sampel yang  terdapat  dalam  tabung  reaksi,  kemudian  di vortex selama  15  menit, (4). Sampel  kemudian  disentifuge dengan  kecepataan  2500  rpm  selama  25  menit (5). Supernatan  dipindahkan  ke  dalam  erlenmeyer,
(6). Padatan yang masih tertinggal dalam tabung rekasi diekstraksi  lagi  dengan  menambah  10  mL,  kemudian di vortex selama  15  menit  dan  selanjutnya  disentifuge dengan  kecepataan  2500  rpm  selama  25  menit, (7). Supernatan  yang  dihasilkan  diambil  dan
ditambahkan ke dalam erlenmeyer yang diperoleh pada langkah  ke-5, (8). Supernatan  diambil  1  mL  dan diencerkan  secara  bertahap  sampai  1.000.000  kali, (9). Supernatan  yang  telah  diencerkan  tersebut kemudian    ditera  dengan  Spektrofotometer  UV-Visible- 1601 pada  λ = 181,5 nm, (10). Langkah   (1) sampai (9) diulang  untuk  sampel-sampel  dengan  perlakuan  yang lainnya. (11). Kadar  HMF  dari  seluruh  sampel  untuk masing-masing  perlakuan  dihitung  dengan  data  yang diperoleh  dari  hasil  pengukuran  menggunakan  kurva standar yang dihasilkan pada tahap sebelumnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Jagung  merupakan  salah  satu  contoh  bahan makanan  berpati.  Varitas  jagung  yang  digunakan sebagai  sampel  dalam  penelitian  ini  adalah  Bisma mewakili  jagung  dengan  kadar  amilosa  tinggi (high amylosa) dan  varitas  Ketan  mewakili  jagung  dengan kadar amilopektin tinggi (high amilopectin) . Hasil analisa kadar  pati  dan  kadar  amilosa  terhadap  kedua  varitas jagung tersebut disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kadar pati dan kadar amilosa jagung sampel
No Varitas jagung Kadar pati (%) Kadar amilosa (%) 1 2 Bisma (non waxy corn) Ketan (waxy corn) 72,78 55,20 19,58 6,27
Kedua varitas jagung tersebut kemudian dicampur untuk menghasilkan  jagung  campuran  dengan  nisbah  amilosa dan amilopektin yang berbeda-beda. Hasil analisa kadar pati  dan  kadar  amilosa  dari  masing-masing  nisbah campuran Bisma dengan Ketan disajikan pada Tabel 2.
Tabel  2.  Kadar  pati  dan  kadar  amilosa  jagung  campuran varitas Bisma dan   varitas ketan
No Nisbah campuran jagung (Bisma : Ketan) Kadar pati (%) Kadar amilosa (%) 1 2 3 4 5 (100 % : 0 %) (75 % : 25 %) (50 % : 50 %) (25 % : 75 %) (0 % : 100 %) 72,78 66,54 62,84 58,45 55,20 19,58 16,34 13,26 9,75 6,27
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  jagung  Bisma  mempunyai kandungan  amilosa  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  jagung  Ketan.  Oleh  karena  itu  jagung  Bisma dapat  dikategorikan  sebagai  bahan  makanan  berpati dengan kadar amilosa tinggi (high amylosa) dan jagung Ketan  dikategorikan  sebagai  bahan  makanan  berpati dengan  kadar  amilopektin  tinggi (high  amilopectin) . Pencampuran  kedua  jenis  jagung  tersebut  secara
proporsional  dapat  menaikkan  atau  menurunkan  kadar amilosa  –  amolipektin  pada  jagung  campuran  yang dihasilkan,  seperti  yang  diperlihatkan  pada  Tabel  2. Perbedaan  kadar  amilosa  –  amilopektin  pada  msing- masing  bahan  berpati  dapat  memberikan  perbedaan sifat-sifat fisik dan kimianya.
Jagung dikategorikan sebagai bahan makanan sumber  pati,  sehingga  apabila  jagung  diproses  dengan perlakuan  panas  pada  suhu  tinggi  seperti  proses penggorengan  akan  terjadi  reaksi  karamelisasi.  Reaksi karamelisasi  tersebut  ditandai  dengan  adanya  proses pencoklatan,  yang  dikategorikan  dengan  proses pencoklatan  non-enzymatis.    Jagung  juga  memiliki kandungan  protein,  untuk  berbagai  varitas  jagung memiliki  kandungan  protein  berkisar  5,7  –  9,7  % (International Starch Institute, 2005). Keberadaan protein tersebut memungkinkan bahwa pada saat penggorengan jagung  juga  terjadi  reaksi  pencoklatan  non  enzymatis karena adanya reaksi Maillard, yaitu reaksi-reaksi antara karbohidrat khususnya gula reduksi dengan gugus amino primer. Oleh karena itu warna coklat pada jagung masak goreng ditimbulkan oleh reaksi Karamelisasi dan Maillard yang berlangsung secara simultan selama berlangsung- nya proses penggorengan
Reaksi  karamelisasi  dan  maillard  yang  terjadi secara  simultan  pada  jagung  selama  proses penggorengan  dapat  menghasilkan  senyawa  5- (Hydroxymethyl)-2-Furaldehid (5-(Hydroxymethyl)-2-
Furfural  /  HMF  /  Furfural).  Pembentukan    HMF  adalah hasil  akhir  karamelisasi  heksosa  pada  kisaran  pH 6,0  –  6,7  yang  sekaligus  sebagai  prekursor  pigmen coklat (Tranggono & Sutardi,  1990 ; Boa,  2006).  Hasil pengukuran perubahan kadar HMF pada jagung selama penggorengan ditunjukkan pada Gambar 2.
Peningkatan  kadar  HMF  dialami  oleh  bahan makanan  berpati  (jagung)  selama  penggorengan (Gambar 2), sebagaimana terjadi pada bahan makanan yang  lain  seperti  yang  telah  diteiliti  oleh  (Mancilla- Margalli  dan  Lopez,  2002).  Gambar  2  memperlihatkan bahwa  kadar HMF mengalami peningkatan yang cukup tajam  pada  awal  proses  penggorengan,  akan  tetapi menjelang  akhir  proses  penggorengan  menunjukkan bahwa  kadar  HMF  pada  bahan  makanan  tidak menunjukkan  adanya  perubahan.  Secara  keseluruhan menunjukkan  bahwa  grafik  riwayat  kadar  HMF  selama proses penggorengan diawali dengan peningkatan yang cukup  tajam  pada  awal  proses  penggorengan.  akan tetapi  mendekati  asimtotis  pada  akhir  proses penggorengan.
B4W0;  Ka = 45,05% w.b; T = 180 C
LN d(HMF)/dt = -0,0025 t - 2,1494 R 2 = 0,8866 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 500 1000 1500
2000
Waktu penggorengan (detik) LN d (H M F) /d t 0 10 20 30 40 50 60 0 600 1200 1800 2400 3000 Waktu penggorengan (detik) K ad ar H M F ( x1 0E -6 g r/ gr ) B4W0T1 B4W0T2 B4W0T3
Gambar  2 Grafik  riwayat  perubahan  kadar  5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural  (HMF)  bahan  makanan    berpati  selama penggorengan (B4W0 = komposisi campuran tepung jagung varitas Bisma (100%) dengan varitas Ketan (0%); T 1,2,3 = variasi suhu minyak goreng : 180 0 , 160 0 dan 140 0 C)
Pada  Gambar  2  juga  dapat  dilihat  bahwa perbedaan  suhu  minyak  goreng    memberikan  kurva riwayat HMF yang  berbeda, pada suhu tertinggi (180 0 C) peningkatan  kadar  HMF  paling  cepat  dibandingkan dengan  dua  perlakuan  suhu  minyak  goreng  yang  lain (160 0 C dan 140 0 C).  Sehingga dapat dinyatakan bahwa pembentukan  senyawa  HMF  dipercepat  dengan peningkatan  suhu  pemanasan  bahan.  Pada  proses penggorengan  bahan  makanan  berpati  (jagung)  yang berbentuk  adonan  basah  seperti  yang  dilakukan  pada penelitian ini, perlakuan suhu minyak goreng yang terlalu tinggi tidak menguntungkan karena dapat menghasilkan pemasakan  yang  tidak  merata  antara  bagian  permukan dan  dalam  bahan.    Akibat  yang  ditimbulkan  adalah bagian  permukaan  bahan  sudah  lewat  masak  (gosong) yang terasa pahit sedangkan bagian dalam bahan belum masak sempurna.
Grafik  riwayat  kadar  HMF  bahan  makanan berpati (Gambar 2) menunjukkan kecenderunngan kurva garis  eksponensial  yang  asimtotis,  keadaan  tersebut
sesuai dengan persamaan (7). Nilai k f pada persamaan tersebut  adalah  konstante  laju  perubahan  kadar  HMF selama  penggorengan.  Nilai  k f diperoleh  dengan  cara membuat  grafik  lurus  d(HMF)/dt versus t  (waktu penggorengan),  k f adalah  angka  kemiringan  kurva.
Grafik  garis  lurus  untuk  mendapatkan  nilai  k f sampel B 4 W 0 T 1 pada Gambar 2 adalah dilukiskan pada Gambar 3, dari grafik tersebut diperoleh nilai k f = 0,0025. Grafik  riwayat  kadar  HMF  bahan  makanan berpati (Gambar 2) menunjukkan kecenderunngan kurva garis  eksponensial  yang  asimtotis,  keadaan  tersebut sesuai dengan persamaan (7). Nilai k f pada persamaan tersebut  adalah  konstante  laju  perubahan  kadar  HMF selama  penggorengan.  Nilai  k f diperoleh  dengan  cara membuat  grafik  lurus  d(HMF)/dt versus t  (waktu penggorengan),  k f adalah  angka  kemiringan  kurva.
Grafik  garis  lurus  untuk  mendapatkan  nilai  k f sampel B 4 W 0 T 1 pada Gambar 2 adalah dilukiskan pada Gambar 3, dari grafik tersebut diperoleh nilai k f = 0,0025.
Gambar 3   Grafik kurva garis lurus LN d(HMF)/dt vs waktu penggorengan,  kf adalah angka kemiringan kurva. Bahan yang digoreng adalah B4W0; kadar air awal (Ka) = 45,05%; Suhu minyak (T) = 180 0 C.
Nis bah bahan = B4W0 ; T = 180 C
0 15 30 45 60 75 0 1000 2000 3000
4000 5000 Waktu penggorengan (detik) K ad ar H M F ( x1 0E -6 g r/ gr ) Ka1 = 45,05% w .b; k = 0,0025 Ka2 = 52,55% w .b; k = 0,0017
Ka3 = 60,45% w .b; k = 0,0014
Gambar 4 . Grafik prediksi perubahan kadar HMF bahan makanan  sumber pati selama penggorengan. Bahan yang digoreng adalah B4W0; Suhu minyak (T) = 180 0 C.kadar air awal bahan (Ka1) = 45,05%;   Ka2 = 52,55% dan Ka3 = 60,45%.
Dengan  cara  penggambaran  grafik  yang  sama  dapat  diperoleh  nilai  k f untuk  sampel    B 4 W 0 T 2 dan  B 4 W 0 T 3 berdasarkan data pada Gambar 2 masing-masing adalah 0,0020 dan 0,0015. Berdasarkan pada persamaan (7), maka dapat diturunkan persamaan kinetika perubahan kadar HMF untuk sampel B 4 W 0 T 1 , B 4 W 0 T 2 dan B 4 W 0 T 3 sesuai dengan data pada Gambar 2 adalah sebagai berikut :
C HMF = 48,90773 - 46,89282 e -0,0025 t ; (B 4 W 0 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C ) ..........................................................  (11) C HMF = 47,54031 - 45,42707 e -0,0020 t ; (B 4 W 0 , Ka = 45,05 %, T = 160 o C ) ..........................................................  (12) C HMF = 47,79855 - 45,59008 e -0,0016 t ; (B 4 W 0 , Ka = 45,05 %, T = 140 o C ) ..........................................................  (13)
Besarnya  nilai  A,  B  dan    k f pada  persamaan (7)  tergantung  pada  nisbah  campuran  amilosa  dan amilopektin  bahan  makanan,  kadar  air  awal  bahan  dan suhu  minyak  goreng.  Persaman-persamaan  (11  –  13) dapat  digunakan  untuk  memprediksi  kadar  HMF  bahan makanan berpati (jagung) selama penggorengan apabila kondisi-kondisi  nisbah  campuran  amilosa  dan amilopektin,  kadar  air  awal  dan  suhu  minyak  goreng sama  dengan  kondisi  yang  digunakan  dalam  penelitian ini.  Apabila  suhu  minyak  goreng  berbeda  meskipun
kondisi nisbah campuran bahan makanan dan kadar air awal sama, memberikan kurva kadar HMF prediksi yang berbeda seperti dilukiskan pada  Gambar 4. Lebih lanjut dapat  dinyatakan  bahwa  kualitas  akhir  produk  goreng makanan  berpati  dapat  dikendalikan  agar  tidak menimbulkan  rasa  pahit  yang  berlebihan  karena terbentuknya  senyawa  5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural (HMF), yaitu dengan cara mengendalikan nisbah amilosa –  amilopektin,  kadar  air  awal  dan  suhu  minyak  goreng.
B4W0; T = 180 C; Ka = 45,05% w .b 0 10 20 30 40 50 60 0 400 800 1200 1600 2000 Waktu penggorengan (detik) K a d a r H M F ( x 1 0 E -6 g r/ g r) (a) B4W0; T = 140 C; Ka = 45,05% w.b 0 10 20 30 40 50 60 0 600 1200 1800 2400 3000 Waktu penggorengan (detik) K a d a r H M F ( x 1 0 E -6 g r/ g r) (b)
Gambar 5     Kadar  HMF  observasi ( ) dan  simulasi (      )  bahan makanan  berpati selama penggorengan, (a). Nisbah campuran = B 4 W 0 , T = 180 0 C, Ka = 45,05%; (b). Nisbah campuran = B 0 W 4 , T = 140 0 C, Ka = 45,05%.
Kesahihan  data  perubahan  kadar  HMF  prediksi hasil  simulasi  dengan  model  matematik  dapat  dilihat dengan cara grafik maupun statistik.  Cara grafik dibuat untuk  melihat  tingkat  penyimpangan  data  hasil  simulasi terhadap  data  hasil  observasi,  seperti  dicontohkan dengan  grafik  pada  Gambar  5.  Pada  gambar  5  terlihat bahwa  seluruh  data  hasil  observasi  berada  di dekat/sekitar  garis  simulasi,  hal  tersebut  menunjukkan bahwa model matematik kinetika perubahan kadar HMF yang  diwakili  oleh  persamaan  (11  dan  13)  valid  untuk memprediksi  perubahan  kadar  HMF  bahan  makanan berpati (jagung) selama proses penggorengan.
Kesahihan  data  simulasi  terhadap  data observasi juga dapat ditunjukkan secara statistik dengan melihat besarnya nilai koefisien  determinasi (R 2 ), model dikatakan  valid  apabila  dapat  menghasilkan  data simulasi  dengan  nilai  R 2 >  0,75    (Edwards,  1976). Sampel dengan nisbah campuran B 4 W 0 dengan kadar air awal  45,05%  w.b.  yang  digoreng  dengan  minyak  pada suhu  180 0 C  dapat  diprediksi  perubahan  kadar  HMFnya dengan  menghasilkan  data  simulasi  yang  mempunyai nilai koefisien determinasi R 2 = 0,9864   (R 2 > 0,75) dan sampel dengan nisbah campuran B 4 W 0 dengan kadar air awal  45,05%  w.b.  yang  digoreng  dengan  minyak  pada suhu  140 0 C  menghasilkan  data  simulasi  yang mempunyai nilai koefisien determinasi R 2 = 0,9851 (R 2 > 0,75),  kedua contoh tersebut dilukiskan pada Gambar 6. Riwayat pembentukan senyawa HMF pada bahan makanan  berpati  (jagung)  selama  penggorengan  juga
dipengaruhi  oleh  kadar  air  awal  bahan,  seperti diperlihatkan  pada  Gambar    7.  Hal  tersebut  dapat dipahami  karena  kadar  air  awal  bahan  akan mempengaruhi  kecepatan  proses  pemanasan  bahan, sedangkan  proses  karamelisasi  sebagai  reaksi pembentukan  HMF  sangat  dikendalikan  oleh  proses pemanasan.  Secara  visual  dapat  dilihat  bahwa penggorengan  bahan  dengan  kadar  air  awal  yang  lebih rendah lebih cepat masak dibandingkan dengan dengan bahan  berkadar  air  awal  lebih  tinggi.  Setiap  bahan makanan  berpati  dengan  kadar  amilosa  –  amilopektin tertentu  yang  digoreng  pada  suhu  yang  sama,  akan tetapi  diberi  perlakuan  kadar  air  awal  yang  berbeda memberikan  nilai  konstante  laju  perubahan  kadar  HMF (k f )    yang  berbeda-beda.  Pengaruh  besarnya  kadar  air awal  bahan  terhadap  riwayat  perubahan  kadar  HMF secara  matematis  dinyatakan  pada  persamaan- persamaan (14 - 16).
Bahan makanan berpati yang diberi perlakuan variasi nisbah campuran amilosa – amilopektin meskipun diberi perlakuan kadar air awal dan digoreng pada suhu yang sama    memberikan nilai konstante laju perubahan kadar  HMF  (k f )    yang  berbeda-beda.  Bahan  makanan berpati  (jagung)  dengan  kadar  amilosa  lebih  tinggi memberikan  nilai  k f yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan bahan yang memiliki kadar amilosa lebih rendah, secara grafis keadaan tersebut diuraikan pada Gambar 8 dan  secara  matematis  dinyatakan  pada  persamaan (17–21).
B4W0; T = 180 C; Ka = 45,05% w .b R 2 = 0,9864 0 15 30 45 60 0 15 30 45 60 Kadar HMF simulasi (x10E-6 gr/gr) K a d a r H M F o b s e rv a s i (x 1 0 E -6 g r/ g r) (a) B4W0; T = 140 C; Ka = 45,05% R 2 = 0,9851 0 15 30 45 60 0 15 30 45 60 Kadar HMF simulasi (x10E-6 gr/gr) K a d a r H M F o b s e rv a s i (x 1 0 E -6 g r/ g r) (b)
Gambar  6    Grafik  observasi  dan    simulasi    kadar    HMF    bahan    makanan    sumber  pati  selama penggorengan,  (a).  Nisbah  campuran  =  B 4 W 0 ,    T  =  180 0 C,    Ka  =  45,05%;  (b).  Nisbah campuran = B 4 W 0 , T = 140 0 C, Ka = 45,05%.
C HMF = 48,90773 - 46,89282 e -0,0025 t ; (B 4 W 0 , Ka = 45,05 % , T = 180 o C) ........................................................... (14)
C HMF = 48,34778 - 46,23453 e -0,0017 t ; (B 4 W 0 , Ka = 52,55 % , T = 180 o C) ............................................................ (15)
C HMF = 48,43365 - 46,28801 e -0,0014 t ;  (B 4 W 0 , Ka = 60,45 % , T = 180 o C) ........................................................... (16)
Nis bah bahan = B4W0 ; T = 180 C
0 15 30 45 60 75 0 600 1200 1800
2400 3000
Waktu penggorengan (detik) K a d a r H M F ( x 1 0 E -6 g r/ g r) Ka1 = 45,05% w .b; k = 0,0025 Ka2 = 52,55% w .b; k = 0,0017 Ka3 = 60,45% w .b; k = 0,0014
Gambar  7  Grafik riwayat  perubahan  kadar HMF bahan makanan  sumber pati dengan variasi kadar air awal selama penggorengan,  (BW = komposisi campuran tepung jagung varitas Bisma dengan Ketan ; B 4 W 0 = 100% : 0%, Ka = kadar air, Ka1 = 45,05, Ka2 = 52,55% ; Ka2 = 52,55%; T = suhu minyak goreng  = 180 0 C);
C HMF = 48,90773 - 46,89282 e -0,0025 t ; (B 4 W 0 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C) ................................................................................. (17)
C HMF = 47,52133 - 45,40890 e -0,0020 t ; (B 3 W 1 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C) ................................................................................ (18) C HMF = 48,59872 - 46,57328 e -0,0017 t ; (B 2 W 2 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C) ................................................................................ (19)
C HMF = 48,24839 - 46,37141 e -0,0014 t ; (B 1 W 3 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C) ............................................................................... (20)
C HMF = 48,72617 - 46,84919 e -0,0012 t ; (B 0 W 4 , Ka = 45,05 %, T = 180 o C) ............................................................................... (21) Suhu m inyak = 180 C ; Ka = 45,05% w.b 0 15 30 45 60 75 0 800 1600 2400
3200 4000 Waktu penggorengan (detik) K ad ar H M F ( x1 0E -6 g r/ gr ) B4W0T1; k = 0,0025 B3W1T1; k = 0,0020 B2W2T1; k = 0,0017
B1W3T1; k = 0,0014 B0W4T1; k = 0,0012
Gambar  8  Grafik    riwayat    perubahan    kadar    HMF  bahan  makanan    sumber  pati  dengan  variasi  nisbah  amilosa  : amilopektin  selama  proses    penggorengan.  (BW  =  komposisi  campuran  tepung  jagung  varitas  Bisma dengan Ketan ; B 4 W 0 = 100% : 0%, B 3 W 1 = 75% : 25%, B 2 W 2 = 50% : 50%, B 1 W 3 = 25% : 75%, B 0 W 4 = 0% : 100%); Ka = 45,05% (dianggap sama) dan T dijaga konstan pada 180 0 C.
Perbedaan  nilai  konstante  laju  perubahan kadar  HMF  (k f )    bahan  makanan  berpati  (jagung)  yang mendapat perlakuan variasi perbedaan nisbah campuran amilosa – amilopektin tersebut ada hubungannya dengan perlilaku    kenaikan  suhu  bahan  selama  penggorengan. Bahan  dengan  kadar  amilosa  tertinggi  (amilopektin terendah)  (kode  sampel  :  B 4 W 0 )  mengalami  kenaikan suhu  yang  paling  cepat  dan  sebaliknya  bahan  dengan kadar  amilosa  terendah  (amilopektin  tertinggi)  (kode sampel  :  B 0 W 4 )  mengalami  kenaikan  suhu  yang  paling lambat,  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  9.    Perilaku kenaikan suhu bahan selama penggorengan (pemanasan)  tergantung  pada  sifat-sifat  thermis  bahan tersebut  yaitu  konduktifitas  bahan  (k)  dan  panas  jenis bahan  (Cp),  sifat-sifat  thermis  bahan  makanan  berpati tergantung  dari  sifat  fisik  bahan  yaitu  kandungan  fraksi amilosa – amilopektin.
Perbedaan  nilai  konduktifitas  (k)  dan  panas jenis  (Cp)  bahan  makanan  berpati  memberikan  nilai konstante laju perubahan kadar HMF (k f ) yang berbeda.
Bahan  makanan  berpati  dengan  nilai  (k f )  yang  berbeda membutuhkan  waktu  yang  berbeda  untuk  mencapai kemasakan  bahan  yang  optimum  sesuai  penilaian panelis.  Bahan  dengan  kadar  amilosa  tertinggi (amilopektin terendah) membutuhkan waktu pemasakan tercepat  dan  sebaliknya  bahan  dengan  kadar  amilosa terendah  (amilopektin  tertinggi)  membutuhkan  waktu pemasakan yang paling lama, seperti yang tertera pada Tabel  3.  Waktu  pemasakan  optimum  bahan  makanan berpati  (jagung)  dalam  proses  penggorengan  berkaitan dengan  cita  rasa  bahan.  Proses  penggorengan  yang tidak  terkendali  dapat  menghasilkan  senyawa 5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural  (HMF)  yang  berlebihan, kelebihan  kadar  HMF  pada  bahan  menyebabkan timbulnya  cita  rasa  yang  tidak  disukai  konsumen  yaitu rasa pahit.
0 40 80 120 160 200 0 15 30 45 60 75 Waktu penggorengan (menit) S u h u b a h a n ( C ) B4W0 B3W1 B2W2 B1W3 B0W4
Gambar 9 Grafik  riwayat  suhu  observasi   bahan   makanan  sumber pati  selama penggorengan (BW = komposisi campuran tepung jagung varitas Bisma dengan Ketan ; B 4 W 0 = 100% : 0%, B 3 W 1 = 75% : 25%, B 2 W 2 = 50% : 50%, B 1 W 3 = 25% : 75%, B 0 W 4 = 0% : 100%), suhu minyak dikendalikan pada 180 0 C.
Tabel 3.  Waktu pemasakan optimum bahan makanan berpati (jagung) pada penggorengan dengan suhu minyak 180 0 C dan kadar air awal 45,05%. Variasi nisbah Amilosa – Amilopektin Waktu pemasakan optimum
B 4 W 0 (Bisma  100% : Ketan 0%) B 3 W 1 (Bisma  75% : Ketan 25%) B 2 W 2 (Bisma  50% : Ketan 50%) B 1 W 3 (Bisma  25% : Ketan 75%) B 0 W 4 (Bisma  0% : Ketan 100%) 36 menit
42 menit 48 menit 54 menit
60 menit
Hasil Penelitian                                                 Jurnal. Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XVII No. 2 Th. 2006

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Perubahan kadar  5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural (HMF)  pada  makanan  berpati    selama  penggorengan dapat  dimodelkan  matematis  dengan  model  kinetika reaksi.
Kadar    5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural  (HMF) pada makanan berpati  selama penggorengan dan waktu kemasakan  bahan  yang  optimum  dapat  diprediksi dengan model matematis.
Model  matematis  perubahan  kadar  5- (Hydroxymethyl)-2-Furfural (HMF) pada makanan berpati selama  penggorengan  terbuksi  hasilnya  valid,  karena nilai  koefisien  determinasi  (R 2 )  untuk  semua  perlakuan dalam penelitian ini lebih besar dari 0,75.

## Saran
Penelitian tentang kinetika perubahan senyawa kimia  pada  bahan  makanan  berpati  (jagung)  perlu dilakukan  terhadap  senyawa-senyawa  yang  lain  selain 5-(Hydroxymethyl)-2-Furfural  (HMF),  karena  masih banyak  senyawa-senyawa  lain  yang  terbentuk  pada reaksi maillard maupun karamelisasi yang berhubungan dengan kualitas akhir produk hasil penggorengan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak pihak yang membantu membiayai sebagian penelitian ini, yaitu  :  Dirjen  Dikti  Depdiknas  melalui  program  BPPS, Departemen  Agama  melalui  Bantuan  Biaya  Pendidikan bagi  tenaga  pengajar  Perguruan  Tinggi  Agama  Islam Swasta dan Yayasan Pendidikan Islam ”45” Bekasi.

## DAFTAR PUSTAKA
Boa,  A.N.  (2001). The  Chemistry  of  Food,  Lecture  3, Chemistry in Context; 0625/06529/06076; http :
//www.hull.ac.uk/php/Chsamb/Food3.pdf. diakses pada tanggal 20 Januari 2006.
Boskau,  D  dan  Elmadfa,  I.  (1999). Frying  of  Food . Technomic  Publishing Company, INC. Lancaster, Pennsylvnia, U.S.A.
Dogra, S.K. dan Dogra, S. (1990). Kimia Fisik dan Soal Soal. (tarjamah). Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.
Edwards, A.L., 1976. an Introduction to Linier regression on  Correlation  For  India, National  Seed Corporation, New delhi.
Eichner,  K  and  Wolf,  W.  (1982) Maillard  Reaction Products  as  Indicator  Compuonds  for Optimizang Drying and Staorage Condiions. In Wallr,  G.R  and  Feather,  M.S.  (1983). The
Maillard  Reaction  in  Foods  and  Nutrition. Acs Symposium  Series  215.  merican  Chemical Society. Washington D.C.
Farkas,  B.  E.,  Singh,  R.  P.  dan  Rumsey,  T.  (1996) . Modelling  Heat  and  Mass  Transfer  in Immersion  Frying.  I.  Model  Development. Journal of Food Engineering, 29 :   211-226
Heldman,  D.R.  and  Singh.  (1981). Food  Process Engineering. Second  edition.  THE  AVI Publishing Co. Inc. Westpost, C.T.
International  Starch  Instutute  (2005). Maize  (Corn) . http://www..starch.dk/isi/starch/  maize.htm  , diakses pada 1/12/2005.
Labuza,  T.P.    dan  Riboh,  D.  (1982). Theory  and Application  of  Arrhenius  Kinetics  to  the Prediction  of  Nutrient  Losses  in  Foods. Food Technology . Oktober 1982. 66-74.
Mancilla-Margalli,  N.A  dan  Lopez,  M.G.  (2002).
Generation of Maillard Compounds from Inulin during  the  Thermal  Processing  of  Agave tequilana  Weber  Var.  azul. Journal  of Agricultural  and  Food  Chemistry.    50  :  806  – 812.
Marques,  G.  dan  Anon,  M.C.  (1986). Influence  of Reducing Sugars and amino Acids in the Color development  of  Fried  Potatoes. Journal  of Food Science. 51 (1) :       157 - 160
Marsono,  Y.  (1998). Resistant  Starch  :  Pembentukan, Metabolisme  dan  Aspek  Gizinya .  Agritech, 18(4) : 29-35
Marsono,  Y.  (2006). Diskusi  lisan,  tidak  dipublikasikan . Guru  Besar  pada  Program  Studi  Teknologi Pangan  dan  Hasil  Pertanian,  Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Moyano,  P.C.,  Rioseco,  V.K.  dan    Gonzalez,  P.A. Kinetics  of  Crust  Color  Changes  During Deep-Fat Frying of Impregnated French Fries. . Journal of Food Engineering, 54,  249 – 255.
Roe, M.A. dan Faulks, R.M. (1991 ). Color Development in  a  Model  system  During  frying  :  Role  of Individual amino Acids and Sugars. Journal of Food Science. 56 (60)  : 1711 - 1713
Sajilata, M.G., Singhal, R.S. dan Kulkarni, P.R. (2006).
Resistant  Starch  –  A  Review .  Comprehensive Reviews  in  Food  Science  and  Food  Safety. Volume 5 : 1-17.
Tranggono dan Sutardi. (1989). Biokimia dan teknologi Pasca  Panen. Pusat  Antar  Universitas  – Pangan  dan  Gizi  Universitas  Gadjah  Mada, Yogyakarta.
Van Boekel, M..J.S. 1996. Statistical Aspects of Kinetic Modeling for Food Changes, New Approaches. Ellins Horwood Ltd., Chrichester, England.
Winarno,  F.G.  1992. Kimia  Pangan  dan  Gizi. PT Gramedia, Jakarta.
Yamsaengsung,  R.  and  Moreira,  R.  G.  (2002) . Modelling  The  Transpot  Phenomena  and Structural  Changes  during  Deep  Fat  Frying. Part  I  :  Model  Development. Journal  of  Food Engineering, 53, 1-10
LAMBANG DAN SIMB0L Lambang dan  Simbul Arti A B BW B 4 W 0 B 3 W 1 B 2 W 2 B 1 W 3 B 0 W 4 k k f P Q t 1 t 0 X X m X o X p (t) X HMF (t) = Kuntitas sebelum proses, satuan sesuai dengan kasus yang dikaji = Kuntitas sebelum proses, satuan sesuai dengan kasus yang dikaji = Kode tepung jagung campuran varitas Bisma  dengan varitas Ketan
= Nisbah campuran tepung jagung Bisma (100%) dengan Ketan (0%)
= Nisbah campuran tepung jagung Bisma (75%) dengan Ketan (25%) = Nisbah campuran tepung jagung Bisma (50%) dengan Ketan (50%) = Nisbah campuran tepung jagung Bisma (25%) dengan Ketan (75%) = Nisbah campuran tepung jagung Bisma (0%) dengan Ketan (100%) = konstante reaksi, tak berdimensi = Konstante laju perubahan kadar HMF, tak berdimensi
= Kontsante kinetika perubahan kadar HMF, tak berdimensi
= Kontsante kinetika perubahan kadar HMF, tak berdimensi
= Waktu penggorengan pada saat t detik (detik)
= Waktu pada saat awal penggorengan (detik)
= Kadar HMF (μ gr/gr)
= Kadar HMF maksimum pada saat t detik (μ gr/gr) = Kadar HMF pada saat t = 0  (μ gr/gr)
= Kadar HMF pada detik yang ke t (μ gr/gr)
= Kadar HMF pada saat t detik (μ gr/gr)