Struktur dan Komposisi Kimia Biji Jagung

Struktur biji jagung (corn kernel) yang telah matang terdiri atas empat bagian utama, yaitu perikarp (pericarp atau bran coat), lembaga (germ), endosperma (endosperm) dan tip kap (tip cap atau pedicel).

Sebagaimana kita ketahui, bobot 1.000 biji jagung berkadar air 15% sekitar 311 gram. Atau 1 kg sekitar 3.215 biji.

Jumlah baris satu tongkol sekitar 14 – 16 baris. Jumlah biji per baris sekitar 43 biji. Jadi, satu tongkol sekitar 602 – 688 biji.

Untuk mendapatkan 1 kg diperlukan jagung pipilan kering berkadar air 15% dari 4 – 5 tongkol jagung.

Komponen biji jagung

Perikarp merupakan lapisan pembungkus biji jagung (kulit ari) yang berubah cepat selama proses pembentukan biji. Bobot perikarp sekitar 5% dari bobot biji jagung utuh kering (whole corn kernel).

Pada taraf tertentu, perikarp ini dilapisi oleh lapisan kulit biji atau testa dan lapisan aleuron. Lapisan aleuron mengandung 10% protein.

Secara morfologi, aleuron ini merupakan bagian dari endosperma. Bobot lapisan aleuron sekitar 3% dari biji jagung utuh kering.

Lembaga (germ) merupakan bagian yang cukup besar. Pada biji jagung tipe gigi kuda, bobot lembaga sekitar 11,5% dari bobot biji jagung utuh kering.

Lembaga ini sendiri sebenarnya tersusun atas dua bagian yaitu skutelum (scutellum) dan poros embrio (embryo axis).

Endosperm merupakan bagian terbesar dari biji jagung, yaitu sekitar 85%. Hampir seluruhnya terdiri atas karbohidrat dari bagian yang lunak (floury endosperm) dan bagian yang keras (horny endosperm).

Tip cap adalah bagian yang menghubungkan biji jagung dengan janggel atau tongkol jagung. Bobotnya sekitar 0,8% dari bobot biji jagung utuh kering.

Komposisi kimia biji jagung

Komposisi kimia biji jagung terdiri atas pati, protein, lemak, serat pangan, gula sederhana, mineral dan vitamin.

Pati

Pati (starch) merupakan komponen utama biji jagung. Bobotnya sekitar 70% dari bobot biji jagung kering.

Pati terdiri atas dua jenis polimer glukosa, yaitu amilosa dan amilopektin. Komposisi amilosa dan amilopektin di dalam biji jagung terkendali secara genetik.

Secara umum, baik jagung yang mempunyai tipe endosperma gigi kuda (dent) maupun mutiara (flint), mengandung amilosa 25-30% dan amilopektin 70-75%.

Tetapi khusus pada jagung pulut (waxy maize) nisbah amilosa dan amilopektin adalah 0-7% : 93-100%.

Amilopektin berpengaruh terhadap sifat sensoris jagung, terutama tekstur dan rasa. Pada prinsipnya, semakin tinggi kandungan amilopektin, tekstur dan rasa jagung semakin lunak, pulen dan enak.

Protein

Protein jagung terdiri atas lima fraksi, yaitu albumin, globulin, prolamin, glutelin dan nitrogen nonprotein. Semua protein tersebut terkonsentrasi pada lembaga.

Kandungan protein biji jagung pada umumnya 8-11% dari bobot kering biji jagung, dengan kandungan asam amino lisin 0,05% dan triptofan 0,225%.

Lemak

Kandungan lemak (fat) terkonsentrasi pada lembaga. Kandungan lemak biji jagung terkendali secara genetik, berkisar antara 3-18%.

Kandungan asam lemak jenuh (saturated fat) pada minyak jagung relatif rendah, yaitu asam palmitat 11% dan asam stearat 2%.

Sebaliknya kandungan asam lemak tidak jenuhnya (unsaturated fat) cukup tinggi, terutama asam linoleat yang mencapai 24%, sedangkan asam linolenat dan arakhidonatnya sangat kecil.

Minyak jagung relatif stabil karena kandungan asam linolenatnya sangat kecil (0,4%) dan mengandung antioksidan alami yang tinggi.

Mutu minyak jagung cukup tinggi karena distribusi asam lemaknya yang berimbang, terutama oleat dan linoleat.

Berdasarkan informasi tersebut atas, maka nilai gizi biji jagung utuh lebih tinggi dibanding dengan biji jagung yang telah dihilangkan lembaganya.

Serat pangan

Serat pangan (dietary fiber) memegang peran penting dalam memelihara kesehatan manusia. Karena itu, serat pangan adalah salah satu komponen pangan fungsional yang mendapat perhatian masyarakat luas.

Serat pangan berbentuk karbohidrat kompleks yang banyak terdapat di dalam dinding sel tumbuhan. Komponen serat pangan ini meliputi polisakarida yang tidak dapat dicerna seperti selulosa, hemiselulosa, oligosakarida, pektin, gum dan waxes.

Meskipun serat pangan tidak dapat dicerna dan diserap oleh saluran pencernaan manusia, tetapi serat pangan memiliki fungsi yang sangat penting bagi pemeliharaan kesehatan, pencegahan berbagai penyakit dan sebagai komponen penting dalam terapi gizi.

Serat pangan mempengaruhi asimilasi glukosa dan mereduksi kolesterol darah. Berbagai hasil penelitian menunjukkan bahwa serat tanaman tertentu menghambat penyerapan karbohidrat dan menghasilkan postprandial glikemik yang rendah.

Peningkatan serat pangan di dalam diet berkaitan dengan reduksi resistensi insulin. Penambahan serat pangan dari serealia, kacang-kacangan dan sayuran, sangat bermanfaat bagi penderita diabetes

Serat pangan terdiri atas serat pangan yang larut air dan yang tidak larut air.

Fungsi serat pangan larut air adalah memperlambat kecepatan pencernaan dalam usus, memberikan rasa kenyang yang lebih lama dan memperlambat kemunculan glukosa darah sehingga insulin yang dibutuhkan untuk mentransfer glukosa ke sel-sel tubuh dan diubah menjadi energi semakin sedikit.

Fungsi tersebut sangat dibutuhkan bagi penderita diabetes.

Fungsi utama serat pangan tidak larut air adalah mencegah timbulnya berbagai penyakit, terutama yang berhubungan dengan saluran pencernaan antara lain wasir, divertikulosis dan kanker usus besar.

Jagung mengandung serat pangan tinggi. Kandungan karbohidrat kompleks, terutama terdapat pada perikarp dan tip kap. Ada juga di dinding sel endosperma dan dalam jumlah kecil di dinding sel lembaga.

Selain dapat membantu mencegah kanker, terutama kanker usus, serat pangan juga dapat membantu menurunkan kolesterol total dan kolesterol jahat LDL (low-density liporotein), serta kadar glukosa darah.

Dilaporkan bahwa kulit ari atau bekatul (bran) jagung terdiri atas 75% hemiselulosa, 25% selulosa dan 0,1% lignin. Kadar serat pangan pada jagung tanpa kulit ari (dehulled) sangat rendah dibanding biji utuh.

Gula sederhana

Komponen karbohidrat lain pada biji jagung adalah gula sederhana, yaitu glukosa, sukrosa dan fruktosa. Dalam keadaan cukup tua, biji jagung mengandung karbohidrat dalam jumlah kecil.

Gula total jagung berkisar 1-3% dari bobot biji utuh kering. Sukrosa adalah komponen utama dan terkonsentrasi pada lembaga.

Monosakarida, disakarida dan trisakarida terdapat pada konsentrasi yang cukup tinggi di dalam biji jagung yang sudah tua.

Pada 12 hari setelah polinasi (penyerbukan), kandungan gula relatif tinggi dan kadar pati rendah. Seiring dengan meningkatnya ketuaan biji jagung, kandungan gula menurun dan kadar pati meningkat.

Karena itu jagung muda yang dikonsumsi langsung lebih disukai dari jagung tua karena lebih manis.

Mineral

Biji jagung mengandung abu sekitar 1,3%, sedikit di bawah serat kasarnya.

Lembaga mengandung mineral yang jauh lebih tinggi dari endosperma. Kandungan mineral utama adalah fosfor, dalam bentuk kalium dan magnesium fitat, dan banyak terkonsentrasi pada lembaga.

Kandungan Fe dalam biji jagung beragam tergantung pada warna biji. Jagung kuning-oranye mengandung Fe lebih tinggi dari jagung kuning, sedangkan kandungan Fe jagung putih sangat rendah.

Kadar Fe jagung kuning galur SATP.2(S1)C6, galur MSK2(RRS)C1 dan varietas Kresna berkisar 3,4 – 3,6 mg/100 g, lebih tinggi dibanding jagung kuning lainnya dengan kandungan Fe hanya 2,2 – 2,7 mg/100 g.

Kandungan Ca biji jagung berkisar antara 20,1 – 28,7 mg/100g, terendah pada galur MSK2(RRS)C1 dan tertinggi pada varietas lokal.

Kadar Ca biji jagung putih lebih tinggi dari jagung kuning, yang kandungan Ca-nya rata-rata 22,37 mg/100 g.

Kandungan P biji jagung pada 14 varietas/galur jagung rata-rata 245 mg/100 g dengan kisaran 230-260 mg/100 g, terendah pada varietas Tuxpeno-Sequia(S1)C6 dan tertinggi pada varietas SATP 2(S1)C6.

Kandungan K berkisar 275-305 mg/100 g. Hal ini menunjukkan kandungan K biji jagung relatif tinggi.

Mineral (Ca, K, Na) banyak terdapat dalam bahan makanan dengan bentuk organik, sedangkan S biasanya dalam bentuk asam amino yang mengandung S dan P dalam nukleotida.

Vitamin

Vitamin yang terdapat pada biji jagung ada yang larut dalam lemak dan ada yang larut dalam air.

Dua vitamin larut lemak adalah provitamin A atau karotenoid dan vitamin E. Karotenoid umumnya terdapat pada biji jagung kuning, sedangkan jagung putih mengandung karotenoid sangat sedikit, bahkan tidak ada.

Sebagian besar karotenoid terdapat dalam endosperma. Lembaga hanya mengandung sedikit karotenoid.

Betakaroten sangat penting sebagai sumber vitamin A. Kandungan karotenoid pada jagung biji kuning berkisar 6,4 – 11,3 µg/g, 22% di antaranya adalah betakaroten dan 51% kriptosantin. Kadar vitamin A jagung biji kuning 1,5 – 2,6 µg/g.

Karotenoid pada jagung kuning rentan terhadap kerusakan selama penyimpanan.

Vitamin larut lemak lainnya adalah vitamin E. Vitamin ini juga terkonsentrasi di dalam lembaga. Empat macam tokoferol merupakan sumber vitamin E, dan α-tokoferol mempunyai aktivitas biologi yang paling tinggi, sedangkan γ-tokoferol kemungkinan lebih aktif sebagai antioksidan dibanding α-tokoferol.

Sementara, kandungan vitamin larut air pada biji jagung paling banyak terdapat pada lapisan aleuron, kemudian pada lembaga dan endosperma.

Informasi distribusi tersebut penting dalam pengolahan, sehingga dapat diketahui tahap di mana kehilangan vitamin yang larut dalam air.

Tiamin (vitamin B1) dan riboflavin (vitamin B2) merupakan vitamin larut air utama di dalam biji jagung.

Asam nikotinat (vitamin B3) berkaitan dengan defisiensi niasin atau pelagra, yang banyak terjadi pada populasi yang mengonsumsi jagung dalam jumlah besar. Niasin terdapat dalam bentuk ikatan, dan tidak terdapat pada komoditas hewani.

Konsumsi jagung sering dikaitkan dengan kejadian pelagra akibat kandungan niasin pada jagung sangat sedikit, meskipun ketidakseimbangan asam amino seperti nisbah leusin terhadap isoleusin dan ketersediaan triptofan juga merupakan faktor penting.

Jagung tidak mengandung vitamin B12 (kobalamin). Biji tua mengandung sangat sedikit asam askorbat (vitamin C) dan piridoksin (vitamin B6).

Vitamin lainnya yang terdapat dalam jumlah sedikit yaitu asam kholat folat, dan pantotenat.

Demikianlah struktur dan komposisi kimia biji jagung utuh (whole corn kernel).

Dengan mengetahui struktur dan komposisi ini, kita tahu bagian biji jagung dapat digunakan untuk pakan ternak (animal feed), tepung jagung (corn flour), bubur jagung prima (corn grits superfine), bubur jagung kasar (corn grits coarse), bubur jagung serpihan (flaking grits) dan bubur jagung halus (corn grits fine).

Referensi:

1. Suarni dan S. Widowati. Tanpa Tahun. Struktur, Komposisi, dan Nutrisi Jagung. Balai Penelitian Tanaman Serealia Maros dan Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Kementerian Pertanian, Bogor.
2. Winarno, F.G. Tanpa Tahun. Teknologi Pengolahan Jagung. Jakarta.
3. Erickson, Audrae. 2006. Corn Starch. 11^th Edition.Washington DC: Corn Rafiners Association.
4. Erickson, Audrae. 2006. Cron Wet Milled Feed Products. 4^th Edition. Washingtong DC: Corn Rafiners Assoaciation.
5. Erickson, Audrae. 2006. Nutritive Sweeteners From Corn. 8^th Edition. Washington DC: Corn Rafiners Association.
6. Parker, Kay; Sallas, Michelle; dan Nwosu, Veronica C. 2010. High fructose corn syrup: Production, uses and public health concerns. Department of Biology, College of Science and Technology, North Carolina Central University, Durham, NC 27707, USA. Biotechnolgy and Molecular Biology Review vol 5(5), pp. 71-78 December 2010.
7. https://jagungbisi.com/morfologi-tanaman-jagung/.