Diagram Sifat-sifat Pati
X-ray Crystallography ÎMempelajari sifat kristalin pati X-ray pattern, obtained when a crystal is irradiated with X-rays. This pattern is distinctive to the crystal structure
3 Pola X-ray diffraction Tipe A (native cereal starch) : gandum, beras, jagung Tipe B (tuber starch : ubi kayu, kentang, retrogradated starch Tipe C (intermediate form), campuran antara tipe A & B:
Smooth pea and bean starch
Tipe V Pati ter-rekristalisasi dengan adanya asam lemak atau alkohol rantai panjang,
crystalline amylose helical inclusion compound
Penyederhanaan struktur kristal V amilosa Sifat alami amilosa (rantai panjang linear) ÎMampu membentuk kompleks dengan iodin, alkohol organik, atau asam Disebut kompleks clathrates atau Helical inclusion ÎMenyebabkan kecenderungan untuk berasosiasi dan mengendap dalam larutan, mudah terkristalisasi dari larutan Asam organik
Amylose in Solution Sifat Amilosa dalam Pati Æ Sifat Baking 1. Cenderung membentuk ikatan hidrogen intramolekular Æ kecenderungan tinggi untuk terkristalisasi (retrogradasi) Dalam larutan Æ amilosa sangat tidak stabil 2. Kemampuan membentuk heliks dan kompleks. Æ Jika terdapat ligand yang cocok (mis. Iodine, lipid polar dll) Pembentukan kompleks amilosa-iodine Æ memberi warna biru dengan absorbsi maksimum pada λ 640 nm
Mekanisme retrogradasi fraksi linear pati
Larutan Lambat
Endapan Larutan encer Æ endapan
Cepat
Gel Larutan kental Æ rigid gel
Iodine Binding Capacity Prinsip Pengukuran Amilosa
18-19%
<0.5%
Pengaruh warna kompleks Pati-Iodin Vs DP Derajat Polimerisasi <12 <20 <30 30-40 >40
Warna Kompleks Pati-Iodin Kuning Merah Ungu Biru Biru Tua
Gelatinization : a collective term to describe several changes that occur in the starch at different temperature intervals Proses Gelatinisasi Menyebabkan pencairan fraksi kristalin pada pati Menyebabkan struktur menjadi amorf 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Kehilangan sifat birefringence Kehilangan pola X-ray diffraction Absorbsi air & swelling Bentuk & ukuran granula berubah Peluruhan (leaching) amilosa dari granula Pembentukan Gel atau Pasta
Native Starch
Gelatinization Starch Paste
Gelation
Starch Gel
Pemanasan Pati dalam Air Î Granula pati alami secara esensi tidak larut dalam air dingin
Air + panas
Pati alami
(Ungelatinized/uncooked) Granula birefringent
Granula pati tergelatinisasi
(1) Disrupsi dari struktur semi kristaline Î kehilangan birefringence (2) Peningkatan ukuran granula, meskipun tidak semua granula swelling dengan laju dan ukuran yang sama.
Granule Swelling Swelling power : rasio bobot granula yang membengkak per bobot pati kering
Swelling Power : Pengukuran pada suhu 95oC selama 30 menit Jenis Pati Gandum
Dent Corn Waxy Corn Tapioka Kentang Sumber : Swinkles (1988)
Swelling Power 21 24 64 71 1153
Granule Swelling 20oC
80oC
60oC
97oC
Swelling of Granule starch Gelatinized Granules (%)
80
Corn 62-72oC
Potato 56-67oC
60 Sorghum 68-78oC
40
Rice 68-78oC
20
55
60
65
70
75
1.Swelling terbatas terjadi pada suhu 60-70oC Î pemecahan ikatan yang lemah atau sisi amorf 2.Swelling cepat terjadi pada suhu 80-90oC Î pemecahan ikatan yang kuat atau sisi yang sulit diakses 3.Pemanasan lebih lanjut, granula yang telah bengkak
Grafik persentase amylose leached selama pemanasan pati (Whistler, et al., 1984)
Starch Solubility
Perubahan granula pati selama pemanasan dan pendinginan (Whistler, et al., 1984)
COOL
CRYSTALLINE AMYLOPECTINE CRYSTALLINE AMYLOSE
STALING
AMORPHOUS AMORPHOUS
Gelatinisasi Pati Raw starch
30oC
90oC
40oC
70oC 60oC
50oC
65oC
Increasing in viscosity during the gelatinization of starch A
Viscosity
800
A : peak viscosity B : final viscosity C : breakdown D : set back
B
C
D In Brabender Amylo/viscograph - Heating rate 1.5 oC/min - Holding period at 95 oC, 20 min - Cooling at a rate 1.5 oC/min - Keep at 50oC for 17 min
600 400 200
55
75
95
95
75
Temperature (oC)
55
Rapid Visco Analyzer -Hold at 50oC for 1 min - Heating to 95oC at 12.2oC/min - Holding time at 95oC, 2.5 min - Cooling at 12.2 oC/min - Keep at 50oC for 2.1 min
Amylogram dengan Brabender Visco-Amylograph
Rapid Visco Analyser
Gelatinization properties & pasting characteristics A common way to fingerprints starches is by their pasting properties • Food industry Î starch as thickening agent in product such as sauces, pudding, and pie filling Æ desired consistency • Non-food industries Î as diluent in chemical & pharmaceutical industries Î as carrier in cosmetic and tablets Î as binder in the paper industry
Apparent Viscosity
Nilai viskositas pati jagung pada beberapa shear rate menggunakan spindel 3 pada konsentrasi 3%
Stabilitas Pasta
Stabilitas viskositas pasta pati jagung selama 30 menit spindel 3 dan kecepatan 12 rpm pada konsentrasi 3%
