Karakteristik Fisikokimia dan Fungsional Pati dan Konsentrat Protein Kacang Koro Kratok (Phaseolus lunatus L.) dari Pemisahan Simultan Berbasis pH

Kacang koro kratok (Phaseolus lunatus L.) merupakan bahan pangan dengan profile nutrisi yang baik dan dapat tumbuh di lahan marginal. Kacang jenis ini belum banyak termanfaatkan (underutilized) dan masih sedikit dilakukan penelitian tentang potensinya. Sebagai sumber protein dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan konsentrat protein. Saat ini terdapat perhatian yang cukup besar, tidak hanya mendapatkan konsentrat protein tetapi juga pati. Ekstraksi basa-pengendapan isoelektrik adalah metode ekstraksi yang digunakan untuk memisahkan pati dan protein terlarut, selanjutnya digunakan untuk mendapatkan protein. pH merupakan faktor penting pada proses ekstraksi pati dan protein, karena dapat mempengaruhi komposisi kimia, struktur dan sifat fungsional dari pati dan protein yang dihasilkan. Pati dan konsentrat protein dapat digunakan sebagai bahan baku pengolahan pangan. Tujuan penelitian adalah mengembangkan teknologi pengolahan untuk pemanfaatan kacang koro kratok, khususnya komponen pati dan protein, dan mempelajari lebih lanjut terkait sifat fisikokimia dan fungsional dari pati dan protein yang dipisahkan. Penelitian ini terdiri atas 3 tahap. Penelitian tahap 1: Karakterisasi biji dan tepung kacang koro kratok. Karakterisasi biji kacang koro kratok meliputi: komponen gizi, anti gizi dan toksin HCN, asam amino, pengukuran fraksi protein berdasarkan kelarutan, serta profil protein dengan elektroforesis SDS-PAGE. Karakterisasi tepung meliputi: komponen gizi, anti gizi dan toksin HCN, sifat pemastaan dan fungsional. Masing-masing parameter diulang 3 kali. Penelitian Tahap 2: Pemisahan pati kacang koro kratok dan protein terlarut dengan pH ekstraksi basa. Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan perlakuan pH ekstraksi basa yaitu: pH 7, 8, 9, 10, dan 11 serta masing-masing diulang 3 kali. Respon yang diamati di pati yaitu: proksimat, rendemen, kadar pati, amilosa, warna, derajat putih, sifat pemastaan, kelarutan, daya pembengkakan, serta daya serap air dan minyak, morfologi granula, pola difraksi sinar X, dan gugus fungsi. Respon yang diamati di protein terlarut yaitu: kadar protein terlarut dan fraksi protein. Penelitian Tahap 3: Pembuatan konsentrat protein kacang koro kratok berdasarkan pH pengendapan asam. Rancangan penelitian yang digunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan perlakuan pH pengendapan asam yaitu: pH 3,5; 4; 4,5; 5; dan 5,5; serta pengulangan 3 kali. Respon diamati di konsentrat protein yaitu: senyawa proksimat, rendemen, warna, asam amino, mikrostruktur, profil elektroforesis protein-gel doc, sifat termal, kelarutan, WHC, OHC, kapasitas dan stabilitas buih, serta EAI dan ESI. Hasil penelitian tahap 1 menunjukkan kacang koro kratok merupakan sumber nutrisi baik yaitu mengandung protein 15,93%, rendah lemak (1,13%), dan relatif tinggi karbohidrat kompleks (68,02%) yang terdiri dari pati dan serat pangan. Kacang koro kratok kaya akan asam amino esensial seperti lisin, leusin dan fenilalanin. Fraksi protein berdasarkan kelarutan di kacang koro kratok adalah globulin (56,20%) diikuti glutelin (22,69%) dan albumin (18,47%), sedangkan prolamin ditemukan dalam jumlah yang sangat rendah (3,14%). Fraksi globulin utama adalah vicilin dengan BM 15, 24, 35, dan 48 kDa. Kacang koro kratok juga mengandung komponen anti gizi dan toksin. Pengolahan menjadi tepung meningkatkan kadar protein (17,77%), pati (46,34%), dan menurunkan komponen serat (13,34%). Senyawa anti gizi dan toksin juga menurun. Tepung kacang koro kratok memiliki viskositas puncak, suhu pemastaan tinggi dan viskositas breakdown rendah, menunjukkan tepung memiliki stabilitas pasta yang baik dan ketahanan geser yang kuat. Hasil penelitian tahap 2 menunjukkan pH ekstraksi berpengaruh nyata terhadap sifat fisikokimia, pemastaan, morfologi, dan derajat kristalinitas. Semakin tinggi pH ekstraksi basa maka kemurnian pati kacang koro kratok semakin meningkat. Pati kacang koro kratok memiliki kadar amilosa yaitu 44,03-50,65% dan kadar amilosa berpengaruh pada daya pembengkakan, kelarutan, daya serap air dan minyak, sifat pemastaan dan derajat kristalinitas. Karakteristik morfologi pati menunjukkan sedikit kerusakan korosif di permukaan granula pada pH ekstraksi 11. Perlakuan pH basa tidak menyebabkan perubahan pola difraksi sinar X dan menunjukkan kristal pati tipe CA. Gugus fungsional memperlihatkan tren spektrum sama untuk semua pati. Secara umum pati memiliki kadar amilosa, viskositas puncak dan temperatur gelatinisasi tinggi serta viskositas setback rendah menunjukkan pati kacang koro kratok memiliki daya tahan tinggi terhadap pembengkakan, stabilitas tinggi terhadap panas dan gaya mekanis, serta sumber pati resisten. Dari karakteristik diatas, maka pati kacang koro kratok berguna untuk bahan baku untuk sejumlah aplikasi makanan. Untuk kadar protein terlarut, semakin tinggi pH ekstraksi basa maka terjadi peningkatan signifikan terhadap kadar protein terlarut di filtrat, dan diperoleh kadar protein terlarut tertinggi (17,91 mg/ml) di pH ekstraksi 11 pH ekstraksi basa berpengaruh terhadap komposisi fraksi protein. Filtrat dari pH ekstraksi 11 digunakan untuk tahap 3. Hasil penelitian tahap 3 menunjukkan pengaturan pH ekstraksi basa dan pengendapan asam dapat menjadi strategi yang efektif untuk mengisolasi protein kacang koro kratok. pH pengendapan asam berpengaruh nyata terhadap kadar protein, rendemen, dan sifat fungsional konsentrat protein kacang koro kratok. pH pengendapan 4,5 menghasilkan rendemen dan kadar protein tertinggi. Perlakuan pH pengendapan asam menghasilkan konsentrat protein yang memiliki variasi pada komposisi asam amino. Semua konsentrat protein kacang koro kratok menunjukkan struktur kristal melalui pengamatan SEM dan memiliki stabilitas termal tinggi. Vicilin merupakan fraksi protein dominan di semua konsentrat protein kacang koro kratok dengan BM 26, 29, 35, 45, 57, dan 72 kDa, dan memiliki persentase berbeda untuk masing-masing perlakuan. Variasi komposisi asam amino dan konformasi protein berpengaruh terhadap terhadap sifat fungsional konsentrat protein. pH pengendapan asam 3,5 memiliki kelarutan dan WHC lebih tinggi, sedangkan pH pengendapan asam 4,5 memiliki OHC, kapasitas buih, EAI dan ESI yang lebih tinggi. Berdasarkan karakteristik fungsional konsentrat protein kacang koro kratok dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku produk makanan. Untuk penggunaannya sebagai bahan baku di pengolahan makanan maka diperlukan penelitian lebih lanjut terkait aplikasi dari pati kacang koro kratok pada pembuatan produk yaitu ekstrudat, makanan kaleng, sosis, saus dan mie. Sedangkan konsentrat protein kacang koro kratok dapat dilakukan penelitian terkait pemanfaatannya sebagai bahan substitusi untuk produk sosis dan bakery serta menganalisis kualitas produk yang dihasilkan