MODIFIKASI PATI UMBI GEMBILI (Dioscorea esculenta L) DAN GEMBOLO (Dioscorea bulbifera) SEBAGAI PATI NANOPARTIKEL MELALUI HIDROLISIS ASAM

Universitas Pakuan, Bogor

MODIFIKASI PATI UMBI GEMBILI (Dioscorea esculenta L) DAN GEMBOLO (Dioscorea bulbifera) SEBAGAI PATI NANOPARTIKEL MELALUI HIDROLISIS ASAM Riska Eka Wijayanti 1), Ade Heri Mulyati 1), Christina Winarti 2) Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan Bogor 2) Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian Jl. Tentara Pelajar No. 12A Cimanggu Bogor 16114 1)

ABSTRAK Gembili (Dioscorea esculenta L) dan gembolo (Dioscorea bulbifera) merupakan umbi minor penghasil pati alami. Untuk meningkatkan karakteristiknya, pati alami gembili dan gembolo perlu dilakukan modifikasi. Pati alami gembili dan gembolo dibuat dengan cara ekstraksi, pati dalam bentuk nanopartikel dibuat dengan metode hidrolisis asam. Pengujian karakteristik fisik pati dilakukan secara visual dengan panca indra meliputi uji warna, tekstur, morfologi pati dengan SEM, distribusi ukuran partikel dengan PSA, sifat termal dengan DSC, kristalinitas dengan XRD dan pengujian sifat fungsional meliputi daya pengembangan, kelarutan, pati tercerna dan gelatinitas . Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati gembili alami memiliki rendemen sebesar 18,735 dan gembolo alami 11,38. Hidrolisis asam dengan HCl 2,2 N dan H2SO4 3,16 M menghasilkan rendemen pati gembili dan gembolo sebesar 8,25%-35,59%. Morfologi pati tidak terlalu banyak perubahan. Ukuran partikel pati gembili HCl 441,6 nm dan gembolo HCl 429 nm. Profil kristalinitas pati gembili dan gembolo masuk dalam tipe A. Sifat termal pati yang telah dihidrolisis relatif menurun. Daya cerna pati dan tingkat kelarutan pati HCl dan H2SO4 meningkatkan serta daya pengembangan pati menurun hingga 0 %. Kata kunci: Gembili, gembolo, pati nanopartikel, hidrolisis asam. PENDAHULUAN Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik, yang banyak terdapat pada tumbuhan terutama pada bijibijian, umbi-umbian. (Koswara, 2009). Komponen utama pati terdiri dari amilosa dan amilopektin (Jacobs dan Delcour, 1998). Indonesia kaya akan berbagai jenis umbi yang berpotensi menghasilkan pati, diantaranya yang belum banyak dikembangkan adalah umbi jenis uwi-uwian seperti gembili dan gembolo. Pati alami

mempunyai beberapa kelemahan jika dipakai sebagai bahan baku dalam industri pangan maupun non pangan Hee-Young An (2005). Kelemahan itu diantaranya jika dimasak pati membutuhkan waktu yang lama, pasta yang terbentuk keras dan tidak bening, sifatnya terlalu lengket dan tidak tahan terhadap asam. Kelemahan tersebut menyebabkan pati alami terbatas penggunaannya dalam industri (Kantouch and Taufik,1998). Oleh karena itu, pati perlu dimodifikasi sehingga karakteristiknya lebih baik dan 1


dapat menghasilkan keuntungan yang lebih banyak dan nilai ekonomis yang tinggi. Sifat-sifat penting lainnya yang diinginkan dari pati termodifikasi menjadi nanopartikel (yang tidak dimiliki oleh pati alam) diantaranya adalah: kecerahannya lebih tinggi (pati lebih putih), kekentalannya lebih rendah, gel yang terbentuk lebih jernih, tekstur gel yang dibentuk lebih lembek (Koswara, 2009). Modifikasi dengan asam akan menghasilkan pati dengan sifat lebih encer jika dilarutkan dan berat molekulnya lebih rendah. Pati nanopartikel bisa dihasilkan dengan cara hidrolisis menggunakan HCl 2,2 N dan H2SO4 3,16 M pada suhu 35-40oC selama 5 hari (Angelier et al, 2004; Kim et al., 2008). Penelitian terdahulu melaporkan bahwa hasil modifikasi dari beberapa jenis pati seperti pati garut dan sagu dapat menghasilkan pati berukuran nanopartikel yang berfungsi untuk matriks pengikat bahan aktif herbal dan bakteri asam laktat (Sunarti et al, 2014; Winarti et al, 2013). BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat yg digunakan diantaranya pisau, kain penyaring, baskom, oven, blender, sentrifuge, kertas saring 110 mm, cawan porselen, neraca, tanur, pengangas air, pipet, instrumen UV-Vis, labu ukur, kaca arloji, gelas piala, sudip, penggiling disc mill, ayakan, gelas objek, labu kjeldal 100 ml, desikator, pH meter, Shaker Inkubation, Glukometer , XRD, SEM Zeiss:EVO MA 10 , DSC, RVA, ultraturax IKA T25, ultrasonik LLC Newton CT U.S.A model Q700, PSA.

Bahan yang digunakan diantaranya umbi gembili dan gembolo asal Yogyakarta, H2SO4 pekat, NaOH, etanol teknis, etanol pekat, HCl pekat, Asam borat 2%, Fenol 5%, Na-metabisulfat 0,075%, Aquadest, Amilosa Murni, Glukosa murni, NaCl, Enzim Pepsin, Enzim Amilase, Enzim Pankrease, Enzim Amilogukosida, Heksan. METODE PENELITIAN Ekstraksi pati (Falade and Ayetigbo.2014; Lan Xiaohong et al, 2015) Umbi ditimbang 1 kg lalu dikupas kemudian dicuci lalu dimasukan kedalam larutan NaCl 4% 3 Liter (perbandingan 1:3). Untuk mengetahui bobot bersihnya, kulit hasil kupasannya ditimbang sehingga mendapatkan bobot bersih . Kemudian direndam dengan Na-metabisulfit 0,075% dengan perbandingan 1:3. Lalu umbi dicuci dengan air keran, diparut dan disaring sambil diberi air. Kemudian didiamkan hingga mengendap selama 1 malam, filtrat dibuang dan endapan diambil. Endapan dikeringkan dengan suhu 40oC, lalu digiling dan diayak dengan ayakan 100 mesh. Karakteristik Kimia Pati Alami Untuk mengetahui komposisi pada pati alami, hasil pati alami yang didapat melalui ekstraksi kemudian dianalisis meliputi kadar air, kadar abu, kadar pati, kadar gula total, kadar amilosa, kadar protein, kadar lemak, kadar karbohidrat. Modifikasi Pati Menjadi Pati Nanopartikel (Angeliier et al, 2004) Pati (29,7 g) dibuat suspensi dalam larutan 100 mL larutan asam. Suspensi pati diinkubasikan pada suhu 40ºC selama waktu yang telah ditentukan (3 hari dan 5 hari) dengan menggunakan waterbath goyang. 2


Suspensi pati yang telah mengalami perlakuan hidrolisis asam pada waktu yang telah ditentukan kemudian disentrifuge lalu dicuci dengan menggunakan NaOH sampai netral (pH 7,0) dilanjutkan dengan diultraturax 13.000 rpm selama 2 menit. Lalu diberi sodium azide kemudian disaring dengan kertas saring. Setelah itu dicuci dengan etanol. Endapan pati terhidrolisis kemudian dikeringkan dengan pengering dingin (Freeze driyer) hingga mencapai kadar air sekitar 10%. Setelah kering pati digiling dengan disc mill dan disaring kemudian diayak dan disimpan dalam freezer sampai digunakan. Uji Morfologi (SEM) Pati nanopartikel dan pati alami dikarakterisasi dengan alat SEM Zeiss, EVO MA 10 di BB Pasca Panen, Cimanggu. Sebanyak 0,3 gram serbuk pati nanopartikel dimasukkan kedalam plat platinum, kemudian permukaannya dilapisi (coating) dengan emas. Plat platinum kemudian dimasukkan kedalam alam SEM EVO MA 10 coating unit selama 15 menit. Selanjutnya, nanopartikel diamati dengan SEM yang telah terhubung dengan komputer. SEM diatur dalam keadaan vakum dengan tegangan 20 kV. Perbesaran diatur berdasarkan visualisaasi terbaiknya. Distribusi Ukuran Partikel dengan PSA Distribusi ukuran partikel diukur dengan Particle Size Analyzer (PSA) berdasarkan prinsip dinamic light scattering (Delsa Nano, C Beckman Coulter). Pati nanopartikel didispersi dengan molekul metanol kemudian diukur distribusi partikel dan indeks polidispersitasnya.

Kristalinitas dengan XRD Sekitar 200 mg sampel dicetak langsung pada aluminium ukuran 2 x 2,5 cm2 dengan bantuan perekat. Pati nanopartikel dan pati alami dikarakterisasi menggunakan alat difraksi sinar X (Shimadzu diffractometer) dengan sumber Cu ( = 1.5406). Rentang derajat 2 theta yang digunakan antara 5-35 derajat. Uji Sifat Termal dengan DSC Sifat termal pati nanopartikel dan pati alami diamati alat differential scanning calorimetry, Perkin-Erler DSC ( PerkinElmer Co, Norwalk, CT). Sekitar 7 mg sampel ditimbang secara akurat dalam pan alumunium dan pan selanjutnya ditutup secara hermetik dan disetimbangkan dengan kecepatan pemanasan 10oC/menit dari suhu 30 sampai 120oC. Peak temperature (Tp) dan entalpi (ΔH) dihitung secara otomatis. Profil gelatinitas dengan RVA Profil gelatinisasi pati nanopartikel dan pati alami dianalisis dengan menggunakan Rapid Visco Analyzer (RVA). Sebanyak 3,0 g sampel (berat kering) ditimbang dalam wadah RVA, lalu ditambahkan 25 g akuades. Pengukuran dengan RVA mencakup fase proses pemanasan dan pendinginan pada pengadukan konstan (160 rpm). Pada fase pemanasan, suspensi pati dipanaskan dari suhu 50oC hingga 95oC dengan kecepatan 6oC/menit, lalu dipertahankan pada suhu tersebut (holding) selama 5 menit. Setelah fase pemanasan selesai, pasta pati dilewatkan pada fase pendinginan, yaitu suhu diturunkan dari 95oC menjadi 50oC dengan kecepatan 6oC/menit, kemudian dipertahankan pada suhu tersebut selama 2 menit. Instrumen RVA memplot kurva 3


profil gelatinisasi sebagai hubungan dari nilai viskositas (cP) pada sumbu y dengan perubahan suhu (oC) selama fase pemanasan dan pendi-nginan pada sumbu x Daya Cerna Pati (Sopade dan Gidley 2009) Sebanyak 500 mg pati nanopartikel dan pati alami ditimbang di dalam tabung reaksi, lalu ditambahkan 1 mL artificial saliva yang mengandung α-amilase (250 U/mL bufer karbonat) selama 15–20 detik. Sampel ditambahkan 5 mL pepsin (1 mL/mL 0.02 M HCl). Sampel diinkubasi pada suhu 37°C selama 30 menit dan dinetralisasi dengan 5 mL 0.02 M NaOH. Sebelum pH menuju 6, sampel ditambahkan 25 mL 0.2 M bufer natrium asetat, 5 mL pankreatin (2 mg/mL bufer asetat), dan 5 mL amiloglukosidase (28 U/mL bufer asetat). Larutan diinkubasi dan dilanjutkan dengan pengukuran konsentrasi glukosa dengan menggunakan glukometer GlucoDr™ pada menit ke-30. Pati tercerna dihitung dengan menggunakan persamaan berikut. Daya Cerna Pati (%)

Daya Pengembangan (Leach et al, 1959) Sebanyak 0,1 gram pati nanopartikel dan pati alami dilarutkan dalam 10 mL aquades, kemudian larutan dipanaskan menggunakan water bath dengan temperature 60˚C, 70˚C, 80˚C dan 90˚C selama 30 menit. Supernatant dipisahkan menggunakan sentrifuge dengan kecepatan 2500 rpm selama 15 menit. Swelling power dihitung dengan rumus:

=

HASIL DAN PEMBAHASAN Ekstraksi Pati Gembili dan Gembolo Ekstraksi pati gembili dan gembolo dilakukan menggunakan cara basah. Pengamatan warna, tekstur dan aroma dilakukan secara visual dengan panca indra. Pati gembili dan gembolo yang dihasilkan memiliki warna putih karena pada proses pengolahan pati menggunakan metode basah. Pati gembili memiliki aroma khas gembili dan gembolo memiliki aroma khas gembolo.

Keterangan : 0,9 = Konstanta stoikiometri dari gula ke pati G = Angka terbaca pada glukometer (mg/dL) 180 = Berat molekul glukosa 0,0555 = Konversi satuan mg/dL menjadi mmol/L FP = Faktor pengenceran V = Volume total sampel (mL) W = Berat sampel (g) S = Kadar pati (%) M = Kadar air (%)

x 100 Uji Kelarutan (Leach et al, 1959) Sebanyak 0,1 gram pati nanopartikel dan pati alami dilarutkan dalam 10 mL aquades, kemudian larutan dipanaskan menggunakan water bath dengan temperature 60˚C, 70˚C, 80˚C dan 90˚C selama 30 menit. Supernatant dipisahkan menggunakan sentrifuge dengan kecepatan 2500 rpm selama 15 menit. Kelarutan dihitung dengan rumus:

4


dalam suatu bahan pangan maka semakin besar tingkat kerusakan bahan tersebut yang disebabkan oleh adanya mikroba atau serangga sehingga bahan tersebut tidak tahan lama untuk disimpan.

Tekstur pati gembili dan pati gembolo tidak memiliki perbedaan yang nyata karena pada proses pengolahannya sama seperti proses penggilingan dan pengayakan menggunakan ayakan mesh 100, sehingga pati yang dihasilkan memiliki tekstur yang halus. Karakteristik fisik pati gembili dan pati gembolo dapat dilihat pada tabel 1. Menurut Richana and Chandra (2004) gembili memiliki rendemen pati yang tinggi berkisar 21,44%. Tingginya rendemen pati gembili yang dihasilkan berpotensi besar untuk dikembangkan menjadi pati. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh rendemen gembili sebesar 18,735%, dari 5,85 kg gembili segar dapat menghasilkan pati sebesar 1,096 kg. Rendemen pati gembolo sebesar 11,38 % dari 6,3 kg gembolo segar yang digunakan dapat menghasilkan 0,717 kg pati gembolo. Rendahnya rendemen pati yang dihasilkan, karena bahan baku umbi yang digunakan memiliki kualitas mutu rendah sehingga tidak semua bahan baku dapat diolah menjadi pati. Karakteristik Kimia Pati Gembili dan Gembolo Hasil analisis komposisi sampel menunjukkan bahwa pati alami gembili dan gembolo merupakan sumber karbohidrat yang tinggi. Pati alami gembili dan gembolo memiliki kadar air 9,56 % dan 9,335 % . Kadar air dalam suatu bahan pangan perlu ditentukan, karena semakin tinggi kadar air

Tabel 2. Karakteristik Kimia Pati Gembili dan Gembolo

Menurut Fardiaz (1989), batas kadar air mikroba masih dapat tumbuh sebesar 1415%. Rendahnya kadar air yang dihasilkan, memberikan keuntungan pada saat proses penyimpanan. Hasil analisis kadar pati cukup tinggi dibandingkan dengan hasil survey Richana and Candra (2004) yaitu berkisar 45,75%63,31%. Dari hasil penelitian, menunjukkan bahwa pati gembili lebih berpotensial dikembangkan menjadi pati daripada pati gembolo. Kandungan lemak gembili lebih tinggi dibandingkan gembolo diduga pada saat proses ekstraksi dan pencucian, kadar lemak masih berikatan dengan amilosa sehingga tidak terbuang bersama ampas. Menurut Aprianita (2010) kandungan lemak 5


yang tinggi karena lemak terikat dengan amilosa, ketika lemak ini menempati lokasi yang sama dalam heliks amilosa, kehadiran lemak dapat mengganggu penentuan kadar amilosa sehingga dapat mengubah sifat pati dan dapat mencegah konstribusi amilosa pada kekuatan penebalan pati gelatinized dengan membentuk kompleks amilosa. Karakteristik Pati Nanopartikel Dari Gembili dan Gembolo Pati nanopartikel dari gembili dan gembolo dihasilkan dengan proses hidrolisis asam menggunakan H2SO4 3,16 M dan HCl 2,2 N. Asam menyerang daerah amorf pati sehingga menyebabkan pemutusan pada struktur amorf amilopektin dan amilosa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin lama hidrolisis dengan asam rendemen yang dihasilkan semakin kecil. Sejalan dengan penelitian Winarti et al (2014) melaporkan pati garut dengan hidrolisis asam menggunakan HCl 2,2 N menurunkan nilai persentase rendemen pati garut dari 97,61% pada waktu 2 jam menjadi 82,73% pada waktu 120 jam. Jenis asam berpengaruh besar terhadap rendemen pati yang dihasilkan. Terlihat pada tabel 3, rendemen pati yang dihasilkan dari pati yang dihidrolisis dengan HCl 2,2 N lebih besar dibanding H2SO4 3,16 M. Hasil yang sama diperoleh oleh Angellier et al (2005) hasil produksi pati nanokristal yang diperoleh dari hidrolisis dengan H2SO4 lebih rendah dibandingkan dengan HCl tetapi menunjukkan bahwa suspensi akhir dari hidrolisis dengan H2SO4 lebih stabil karena kehadiran kelompok sulfat dipermukaannya.

Tabel 3. Rendemen Pati Nanopartikel

Morfologi Pati Pengukuran morfologi pati dipilih dari hasil terbaik hidrolisat dan dibandingkan dengan pati alami. Hasil pengukuran granula pati dilakukan dengan SEM Zeiss, EVO MA 10. Hidrolisis dalam waktu cukup lama membuat struktur granula terpecah menjadi lebih kecil dari struktur pati alaminya terlihat pada gambar 1. Hal ini menunjukkan bahwa struktur granula pati telah mengalami proses modifikasi sehingga memiliki permukaan yang kurang utuh.

6


Pada pengukuran morfologi dengan SEM, dapat terlihat ukuran granula yang terbentuk, yaitu: (a) 4,75 – 25,96µm (b) 558,7nm (c) 739,3nm (d) 1,307µm– 4,144 µm (e) 914 nm dan (f) 665,6 nm. Namun, hasil ukuran yang didapat dari pengukuran dengan SEM ini masih belum bisa dijadikan acuan, sehingga perlu dilakukan pengukuran distribusi partikel menggunakan Partikel Size Analizer (PSA). Distribusi Ukuran Partikel Pengukuran distribusi ukuran partikel menggunakan Partikel Size Analizer. Pengukuran ini diambil hanya 2 sampel saja dari sampel terbaik setelah diuji SEM. Sampel yang diukur yaitu gembili HCl 2,2N dan gembolo HCl 2,2N. Menurut Lee Core Deborah et al (2010) hidrolisis asam pada pati jagung menyerang lapisan kristal amilopektin double helix sehingga memperkecil ukuran granula pati jagung. Dilihat dari grafik pada gambar 2, terlihat bahwa peak yang dihasilkan tidak tunggal sehingga meningkatkan nilai PdI, akan tetapi ukuran partikel yang diperoleh masih dalam rentang ukuran nano (dibawah 1000 nm). Hal ini menunjukkan bahwa ukuran partikel yang dihasilkan belum homogen dan sebagian besar pati nanopartikel masih teraglomerasi. A

B

Gambar 2 . Grafik distribusi partikel: (a) gembili HCl 2,2N dan (b) gembolo HCl 2,2N

Pola Kristalinitas Pati dengan XRD Pola kristalinitas yang diukur dipilih dari sampel terbaik yaitu gembili alami, gembili H2SO4, gembolo alami dan gembolo H2SO4 kemudian dibandingkan dengan pola kristalinitas alami. Menurut Winarti et al (2014), perlakuan hidrolisis asam tidak mengubah pola kristalinitasnya tetapi merubah kristalinitasnya. Tabel 4. Profil Kristalinitas dengan XRD

Berdasarkan hasil difraksi sinar X dengan puncak 2 theta, pati alami gembili dan gembolo termasuk kedalam karakteristik kristalin tipe A karena memiliki intensitas yang tinggi dan densitasnya lebih padat pada daerah struktur helix. Hal ini sejalan dengan penelitian Faridah et al (2014) meyatakan bahwa pati garut alami memiliki kristalin tipe A dengan ditandai puncak dua theta 15oC, 17oC, 20oC dan 23oC. Menurut Imberty et al (1987) kristalin tipe A dikemas erat dengan molekul air antara masing-masing struktur 7


heliks ganda dengan rantai percabangan amilopektin tersebar baik di daerah amorf dan daerah kristal. Sifat Termal Pati Sifat termal pati diamati dengan alat differential scanning calorimetry, Berdasarkan analisis kurva hasil pengukuran dengan teknik DSC (Differential Scanning Calorimetry) diperoleh hasil seperti yang tampak pada Tabel 5. Secara keseluruhan, sampel pati alami gembili dan gembolo memiliki suhu gelatinisasi sebesar 96,33 dan 101,36 serta ΔH sebesar 109,3002 dan 99,0688 lebih besar dibanding dengan penelitian Aprianita (2010) pada sampel jenis yam hanya sebesar 76,08oC dan 9,34 (j/g). Hal ini diduga perbedaan genetik, umur panen, letak geografis, faktor lingkungan dan variasi musiman yang berbeda, sehingga menyebabkan suhu gelatinisasi dan ΔH lebih tinggi.

pati hidrolisis asam dari sampel gembili dan gembolo dibanding dengan sampel jenis yam yaitu mengurangi energi yang dibutuhkan selama proses pemasakan dan mempersingkat pemasakan. Profil Gelatinisasi Hasil pengukuran RVA menunjukkan bahwa viskositas puncak dan viskositas akhir pati alami gembili cukup tinggi dibandingkan pati gembolo, sementara viskositas pati yang telah terhidrolisis tidak mengalami peningkatan, ditandai dengan garis lurus berwarna hitam terlihat pada gambar 3.

a

c

Tabel 5. Sifat Termal Pati

Gambar 3. Profil gelatinisasi : (a)pati gembili alami, (b) gembolo alami, (c) gembili hidrolisis dan gembolo hidrolisis

Gembili dan gembolo hasil hidrolisis dengan HCl dan H2SO4 mengalami penurunan ΔH dan puncak temperatur yang signifikan dari pati alaminya. Sejalan dengan penelitian Zaidul et al (2007), pati jenis yam memiliki penurunan ΔH yang sangat tajam dari kontrol. Rendahnya suhu gelatinisasi

Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan retrogradasi pati gembili lebih besar daripada pati gembolo. Sementara pada pati dengan hidrolisis asam ternyata tidak memberikan perubahan viskositas. Sebagaimana pati alami pada umumnya, pati gembili dan gembolo memiliki profil gelatinisasi dengan penurunan viskositas yang cukup besar dan puncak viskositas yang cukup tinggi. Hal ini menunjukkan 8


bahwa pati alami gembili dan gembolo memiliki sifat yang kurang stabil oleh pemanasan. Sifat Fungsional Pati Alami dan Pati Nanopartikel dari Gembili dan Gembolo Sifat fungsional merupakan sifat fisikokimia yang mempengaruhi prilaku komponen tersebut selama persiapan, pengolahan, penyimpanan dan konsumsi. Sifat fungsional pati membawa peranan penting pada pati gembili dan pati gembolo, parameternya meliputi: daya pengembangan, kelarutan dan pati tercerna. Menurut Charles et al (2005) pati yang memiliki kandungan amilosa yang berbeda akan memiliki sifat fungsional yang berbeda, antara lain daya pengembangan dan kelarutan. a

Perbedaan suhu ini berkaitan dengan tingkat pemanasan suatu pati. Secara umum, suhu semakin tinggi maka daya pengembangan pati alami semakin besar dan kelarutan pati alami semakin semakin besar.

Gambar 5. Daya pengembangan pati terhidrolisis

Berbeda dengan pati alami, daya pengembangan pada pati yang telah terhidrolisis semakin menurun yang tersajikan pada gambar 5. Sementara tingkat kelarutan pati semakin meningkat tersajikan pada gambar 6.

b Gambar 6. Kelarutan pati terhidrolisis

Gambar 4. (a) Daya Pengembangan pati alami (b) Kelarutan pati alami Ket : Pati gembili Pati gembolo

Daya cerna pati adalah kemampuan suatu jenis pati untuk dapat dihidrolisis oleh enzim pemecah pati menjadi unit-unit yang lebih sederhana. Menurut Faridah et al (2013) modifikasi pati garut dengan menggunakan metode pemanasanpendinginan dapat menurunkan daya cerna 9


pati dari 84,35% menjadi 48,45%. Sementara, hasil penelitian menggunkanan metode glukometer menunjukkan bahwa nilai yang diperoleh pati alami dari sampel gembili berkisar 56,24 % dan pati termodifikasinya berkisar 113,87 %. Nilai yang diperoleh pati alami dari sampel gembolo sebesar 72,59% dan pati termodifikasinya berkisar 138,74% 158,10%. Tingginya nilai yang diperoleh oleh pati termodifikasi membuktikan bahwa pati yang telah termodifikasi dengan hidrolisis asam memiliki tingkat kemudahan yang lebih tinggi untuk dicerna oleh pencernaan. Kemudahan daya cernanya tergantung dari jenis pati juga keberadaan dari senyawa lain dalam bahan pangan atau pati itu sendiri. KESIMPULAN Proses hidrolisis asam pada pati alami menghasilkan rendemen pati yang berbeda tergantung pada jenis asam dan lamanya waktu hidrolisis. Semakin lama hidrolisis maka semakin rendah rendemen yang dihasilkan. Karakteristik pati gembili alami dan gembolo mengalami perubahan kristalinitas yang tinggi setelah hidrolisis asam. Morfologi granula pati relatif tetap tidak terlalu banyak perubahan tetapi menurunkan ukuran granula pati dari µm menjadi nm dan menurunkan sifat termal pati. Dengan kemampuan daya pengembangan menurun sementara daya cerna dan kelarutan meningkat. Viskositas pati alami menurun setelah pati terhidrolisis oleh asam SARAN Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengukuran distribusi partikel, perlakuan proses hidrolisis asam, kapasitas

menyerap air (WAO), kapasitas menyerap minyak (OAC), pengukuran kadar amilosa hidrolisat, serta kombinasi modifikasi untuk memperluas aplikasi pati nanopartikel dari umbi gembili dan umbi gembolo. DAFTAR PUSTAKA Anggllier, H., Choisnard, L., MolinaBoisseau,S.,Ozil,P.,&Dufresne,A.200 4. Optimization of the preparation of aqueous suspensions of waxy maize starch nanocrystals using a response surface methodology. Biomacromolecules, 5, 1545–1551. Angellier, H.,Molina-Boisseau,S., and Dufresne,A. 2005. Mechanical properties of waxy maize starch nanocrystal einforced natural rubber. Macromolecules, 38(22) [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 2006. Official Methods of Analysis of The Association of Official Agriculture Chemists 16th edition. Virginia (US): AOAC International [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of Official Agriculture Chemists 16th edition. Virginia (US): AOAC International Aprianita. 2010. Assessment of underutilized starchy roots and tubers for their applications in the food industry. School of Biomedical and Health Sciences :Victoria University, Werribee Campus, Victoria, Australia Apriyantono, A., D. Fardiaz, N.L. Puspitasari, Sedarnawati, dan S. Budijanto.1998. Petunjuk Laboratorium Anlisis Pangan. PAU Pangan dan Gizi-IPB: Bogor

10


Charles, A.L., Huang, T.C., Lai, P.Y., Chen, C.C., Lee, P.P., and Chang, Y.H. (2007). Study of wheat flour-cassava starch composite mix and the function of cassava mucilage in Chinese noodles. Food Hydrocolloids, 21, 368378. [DSN] Dewan Standardisasi Nasional. 1992. Cara Uji Protein dan Lemak (SNI 012892-1992). Dewan Standardisasi Nasional, Jakarta. Fardiaz, S. 1989. Mikrobiologi Pangan I. PAU Pangan Gizi. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Faridah DN, Fardiaz D, Andarwulan N dan Sunarti TC. 2011. Perubahan struktur pati garut (Maranta arundinaceae) sebagai akibat modifikasi hidrolisis asam, pemotongan titik percabangan dan siklus pemanasan-pendinginan. J Teknol Ind Pangan XXI(2):135-142. Hee-Young An. 2005. Effects of Ozonation and Addition of Amino acids on Properties of Rice Starches. A Dissertation Submitted to the Graduate Faculty of the Louisiana state University and Agricultural and Mechanical College. Imberty, A., Buleon, A., Tran, V., and Perez, S. 1991. Recent advances in knowledge of starch structure. Starch, 43, 375-384. Jacobs, Heidi and Delcour, Jan A. 1998.Hydrothermal Modifications of Granular Starch, with Retention of the Granular Structure: A Review. Journal of Agricultur and Food Chemistry. American Chemical Society. 46(8): 2895−2905.

Kim,

J.-Y.,Park,D.-J.,&Lim,S.-T. 2008. Fragmentationofwaxyricestarchgranul es by enzymatichydrolysis. Cereal Chemistry, 85, 182–187. Kantouch dan Tawfik. S.,1998, Gelatinization of Hypochlorite Oxidized Maize Starch in Aqueous Solutions. Starch 50 Nr.2-3.S.114119. Koswara, Sutrisno. 2009. Teknologi Modifikasi Pati. ebook pangan.com Lan, Xiaohong., Li, Yongfu., Xie, Shicao., Wang, Zhengwu. 2015. Ultrastructure of underutilized tuber starches and its relation to physicochemical properties. Food Chemistry . doi. org/10.1016/j.foodchem.2015.05.025 ISSN:0308-8146 Leach, H. W. H., Mc Cowen, D, and Scotch, T. J. 1959. Structur of the starch granule I. Swelling and solubility patterns of various starches Cereal Chemistry, 36: 534 – 544 Lee Core, Deborah., Bras, Julien and Defresne, Alain. 2010. Strach Nanoparticles:A Review. Saint Martin d’Heres Cedex, France. Biomacromolecules. 11: 1139-1153 Richana, N and Sunarti, TC. 2004. Karakterisasi Sifat Fisiko kimia tepung Umbi dan Tepung Pati Dari Umbi Ganyong, Suweg, Ubi kelapa dan Gembili. J.Pascapanen 1(1) 2004: 29-37 Sopade and Gidley. 2009. A Rapid In-vitro Digestibility Assay Based on Glucometry for Investigating Kinetics of Starch Digestion University of Queensland: Australia

11


Sunarti, TC., Mangunwidjaja, Djunadi., Richana, Nur. 2013. Potensi Dan Aplikasi Pati Termodifikasi Sebagai Bahan Matriks Enkapulasi Senyawa Bioaktif Herbal. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian: Bogor. Winarti,C., Sunarti,TC., Mangunwidjaja and Richana,N . 2014. Preparation of Arrowroot Starch nanoparticles by Butanol-Complex Precipitation, and its Application as Bioactive Encapsulation Matrix International Food Research Journal, 21(6):22072213 Winarti,C., Sunarti ,T.C and Richana, N. 2013.Produksi dan aplikasi nanopartikel. Buletin Teknologi Pasca Panen Pertanian, 7 (2) : 112 Zaidul, I.S.M., Absar. N., Kim. S.J., Suzuku. H., Noda. T. 2007. DSC study of mixtures of wheat flour and potato,sweet potato, cassava, and yam starches. Journal of Food Engineering 86 : 68–73

12

MODIFIKASI PATI UMBI GEMBILI (Dioscorea esculenta L) DAN GEMBOLO (Dioscorea bulbifera) SEBAGAI PATI NANOPARTIKEL MELALUI HIDROLISIS ASAM

Recommend Documents