1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pati merupakan polimer glukosa yang banyak ditemukan dalam jaringan tumbuhan. Secara alami pati ditemukan dalam bentuk butiran-butiran yang disebut granula. Granula pati memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung sumbernya. Sumber pati utamanya berasal dari umbi-umbian, serealia dan kacangkacangan. Salah satu sumber pati yang tergolong dalam kelompok kacangkacangan adalah kacang hijau (Vigna radiata). Kacang hijau merupakan sumber pati yang baik karena kandungan pati pada kacang hijau termasuk tinggi jika dibandingkan jenis kacang-kacangan yang lain seperti kedelai dan kacang tanah. Rendemen pati kacang hijau bisa mencapai 31,1% (Hoover et al., 1997). Pati kacang hijau telah banyak dimanfaatkan dalam bidang pangan antara lain sebagai bahan baku pembuatan berbagai macam kue dan sebagai bahan pengental. Peranan pati dalam bidang pangan secara konvensional tersebut berpotensi besar dapat ditingkatkan dengan menjadikannya sebagai salah satu jenis pangan fungsional. Pangan fungsional merupakan pangan yang mengandung komponen bioaktif yang mempunyai efek fisiologis menguntungkan bagi tubuh. Beberapa tahun belakangan ini pangan fungsional menjadi topik yang banyak dibicarakan. Kajian mengenai manfaat pangan fungsional meningkat seiring meningkatnya kesadaran masyarakat akan kesehatan. Salah satu contoh pangan fungsional adalah pangan
2
yang tinggi serat pangan (dietary fiber). Serat pangan adalah bagian tumbuhan yang dapat dimakan atau karbohidrat analog yang tahan terhadap pencernaan dan penyerapan di usus halus manusia serta terfermentasi sempurna atau sebagian dalam usus besar (A.A.C.C., 2001). Salah satu bagian dari serat pangan adalah pati resisten (resistant starch/RS). Pati dulu dianggap sebagai senyawa yang dapat tercerna sempurna. Namun sejak ditemukannya pati yang bisa lolos pencernaan di usus halus dan terfermentasi di usus besar, anggapan tersebut dapat dipatahkan. Pati dan hasil pencernaan pati yang tidak diserap di dalam usus halus individu yang sehat disebut pati resisten (Asp, 1992). Pati resisten telah terbukti mempunyai efek fisiologis yang dapat mencegah beberapa penyakit. Pati resisten dapat mencegah konstipasi karena sifatnya yang mudah menyerap air. Selain itu, pati resisten dapat mencegah kegemukan karena bersifat ruah (bulky) sehingga mempunyai efek mengenyangkan yang lebih lama. Di dalam usus besar pati resisten dapat terfermentasi oleh bakteri menghasilkan asam lemak rantai pendek yang menyebabkan kondisi asam sehingga mencegah pertumbuhan sel kanker (Marsono, 1998). Suatu pangan atau produk pangan dapat diklaim sebagai pangan fungsional apabila mengandung pati resisten yang tinggi. Secara alami pati kacang hijau mengandung pati resisten tipe II, akan tetapi kadarnya masih belum cukup untuk disebut pangan tinggi RS. Selain itu RS tersebut bisa hilang atau rusak selama proses pengolahan. Oleh karena itu, untuk meningkatkan peran pati kacang hijau sebagai pangan fungsional perlu dilakukan peningkatan kadar pati resisten.
3
Metode untuk meningkatkan kadar pati resisten secara umum ada empat yaitu modifikasi fisik, modifikasi kimia, modifikasi enzimatik dan modifikasi kombinasi. Modifikasi kimia mempunyai efek paling besar terhadap sifat-sifat fungsional pati (BeMiller dan Huber, 2008). Salah satu modifikasi kimia pati adalah dengan esterifikasi. Esterifikasi merupakan cara yang banyak digunakan untuk modifikasi pati. Esterifikasi pati adalah reaksi pembentukan ikatan ester antara asam-asam karboksilat dengan pati. Asam yang digunakan umumnya adalah asam-asam organik. Salah satu contoh asam organik yang digunakan dalam esterifikasi pati adalah asam sitrat. Asam sitrat digunakan dalam proses esterifikasi karena memiliki reaktivitas yang tinggi dibanding asam yang lain dan tidak beracun. Hasil esterifikasi pati dengan asam sitrat dikenal dengan nama pati sitrat. Pati sitrat banyak digunakan dalam bidang farmasi yaitu pada formulasi obat sebagai disintegrant (bahan penghancur) untuk meningkatkan kelarutan obat (Chowdary dan Entury, 2011). Selain itu, pati sitrat juga diaplikasikan dalam industri pangan dan bahan pengemasan yaitu sebagai biodegradable film (Wepner et al., 1999; Menzel et al., 2013). Xie dan Liu (2004) dan Mei et al. (2015) melaporkan bahwa proses modifikasi kimia pati dengan esterifikasi asam sitrat dapat meningkatkan kadar pati resisten. Terbentuknya ikatan ester mengakibatkan terjadinya perubahan struktur molekul pati. Perubahan struktur tersebut menyebabkan pati tidak bisa dikenali oleh enzim pencernaan sehingga meningkatkan kadar pati resisten. Xie dan Liu (2004) melaporkan bahwa esterifikasi pati dengan asam sitrat pada suhu
4
140oC selama 7 jam dapat meningkatkan kadar pati resisten sampai 87,5% pada waxy corn starch. Sedangkan menurut Mei et al. (2015) modifikasi pati singkong dengan proses esterifikasi asam sitrat pada suhu 130 oC selama 5 jam mampu menghasilkan pati resisten sebesar 69,53%. Menurut Han et al. (2006) dalam Huber dan BeMiller (2010), proses modifikasi kimia pati dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu komposisi granula, struktur granula, parameter bahan kimia dan kondisi reaksi. Kondisi reaksi meliputi pH, tipe dan konsentrasi garam yang menghambat swelling, pelarut, suhu dan waktu reaksi. Waktu reaksi menjadi faktor yang penting karena proses yang kurang dapat mengakibatkan belum tercapainya kondisi optimal produk sesuai karakteristik yang diharapkan. Pada preparasi pati sitrat waktu esterifikasi berpengaruh terhadap pembentukan resistant starch. Hal tersebut dibuktikan dengan penelitian yang dilakukan oleh Xie dan Liu (2004) semakin lama waktu esterifikasi dari 3 sampai 5 jam kadar resistant starch naik dari 41,1% menjadi 78,8%. Semakin lama waktu esterifikasi semakin banyak asam sitrat yang terikat pada molekul pati sehingga memungkinkan tidak hanya terjadi ikatan mono-ester tetapi juga di-ester atau ikatan silang (cross-link). Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh waktu esterifikasi asam sitrat terhadap pembentukan pati resisten dari pati kacang hijau dan mengamati perubahan sifat fisik dan kimia pati tersebut. Sifat fisik dan kimia juga diamati pada pati alaminya dan digunakan sebagai pembanding.
5
1.2. Rumusan Masalah a. Berapa lama waktu esterifikasi asam sitrat yang menghasilkan pati resisten paling tinggi pada pati kacang hijau? b. Apakah perlakuan esterifikasi dengan waktu berbeda-beda (1, 3 dan 5 jam) berpengaruh terhadap sifat fisik dan kimia pati sitrat kacang hijau?
1.3. Tujuan a. Mengetahui waktu esterifikasi asam sitrat yang paling optimal terhadap pembentukan pati resisten pada pati sitrat kacang hijau. b. Mempelajari pengaruh waktu esterifikasi asam sitrat (1, 3 dan 5 jam) terhadap sifat fisik dan kimia pati sitrat kacang hijau serta perbedaannya dengan pati alami kacang hijau.
1.4. Manfaat a. Memberikan informasi tentang pengaruh waktu esterifikasi asam sitrat terhadap perubahan sifat fisik dan kimia pati sitrat kacang hijau sehingga dapat dijadikan pertimbangan apabila akan diaplikasikan dalam bidang pangan dan farmasi. b. Memberikan informasi tentang potensi pengembangan pati kacang hijau bagi masyarakat umum. c. Memberikan kontribusi bagi pengembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang pangan fungsional.
