Pengaturan kadar air HMT hingga 17% mampu memberikan pati termodifikasi HMT dengan suhu gelatinisasi yang lebih tinggi dan stabilitas termal yang lebih baik terhadap pengaruh pemanasan dan pengadukan. Pemilihan kondisi HMT dilakukan dengan memperhatikan faktor- faktor proses yang diterapkan seperti suhu dan lama waktu pemanasan. Pengaruh tersebut antara lain terlihat dari profil amilograf dan bentuk granula (Pinasthi, 2011). Dalam Tabel 7 terlihat analisis parameter yang diperlukan untuk menentukan kondisi HMT yang akan dipilih untuk uji selanjutnya. Secara garis besar, suhu modifikasi dan lama waktu pemanasan memiliki peran penting untuk mengubah karakteristik pati termodifikasi yang dihasilkan (Tabel 7).
Secara umum, HMT adalah modifikasi fisik yang melibatkan kadar air terbatas, umumnya antara 10%-30%, dan pemanasan pada suhu tinggi (90-120 oC), dengan rentang waktu pemanasan antara 15 menit sampai 6 jam (Chung et al., 2009; Maache-Rezzoug et al., 2008). Dengan perlakuan kadar air terbatas (<35%), modifikasi HMT dapat menyebabkan adanya pengaturan kembali molekul amilosa dan amilopektin di dalam granula yang berimplikasi pada terjadinya perubahan sifat fisik dan kimia pati (Herawati, 2009).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 si n e r e si s ( % )
umur penyimpanan gel pati walur (hari)
native 17-100-6 17-100-8 17-100-10 17-110-6 17-110-8 17-110-10
38
Tabel 10. Evaluasi pengaruh faktor proses untuk menentukan kondisi HMT terpilih Parameter evaluasi yang
ingin dicapai
Kadar air 17%
Suhu 100°C Suhu 110°C
6 jam 8 jam 10 jam 6 jam 8 jam 10 jam
Penurunan VP* √ √ √ √ √ √
Penurunan VBD* √ √ √ √ √ √
Penurunan VB* √ √ √ √
Penurunan VBD-R* √ √ √ √ √ √
Penurunan VB-R* √ √ √ √ √
*Keterangan: viskositas puncak (PV), viskositas breakdown (VBD), dan viskositas balik (VB), viskositas breakdown relatif (VBD-R), viskositas balik relatif (VB-R), √ : parameter yang tercapai.
Berdasarkan evaluasi pengaruh faktor proses untuk menentukan kondisi HMT terpilih terlihat bahwa perlakuan dengan kadar air 17% hampir semua menunjukkan penurunan pada parameter VP, VBD, VB, VBD-R, dan VB-R. Pengaruh utama yang ingin dilihat dari proses HMT adalah ketahanan pati terhadap panas. Oleh karena itu, karakteristik utama pati termodifikasi HMT yang diberikan perhatian khusus adalah penurunan R-VBD. Pada tabel 6. dapat dilihat bahwa pati walur HMT pada suhu 110oC selama 6jam memberikan penurunan R-VBD yang paling signifikan. Oleh karena itu, pati HMT dengan suhu 110oC selama 6 jam kemudian dipilih untuk dianalisis kembali untuk mengetahui karakteristik fungsional pati yang dihasilkan.
1. Karakteristik Termal Pelelehan Granula Pati
HMT mempengaruhi suhu awal pelelehan (To), suhu puncak pelelehan (Tp), dan suhu akhir pelelehan (Tc), serta entalpi pelelehan (ΔH) granula pati. Pengaruh yang diberikan tergantung pada kadar air perlakuan, sumber pati, dan kadar amilosa awal pati. dari data yang tersaji lewat Tabel 8. dapat dilihat bahwa nilai To, Tp, dan Tc dari pati walur meningkat setelah mendapatkan perlakuan HMT. Hasil yang serupa juga diamati pada pati singkong, kentang, ubi jalar (Gunaratne dan Hoover, 2002) dan pati jagung (Chung et al., 2009). Kenaikan nilai To, Tp, dan Tc disebabkan karena perubahan struktur di dalam granula pati yang melibatkan interaksi antara amilosa-amilosa dan interaksi amilo-lipid (Hoover dan Vasanthan, 1994). Setelah proses HMT, interaksi amilosa-amilosa dan amilosa-lipid membuat daerah amorphous pati menjadi lebih mirip dengan struktur daerah kristalin. Sebagai hasilnya, pati modifikasi HMT butuh panas yang lebih untuk membuat pati meleleh. Oleh karena itu nilai To, Tp, dan Tc yang terukur pada pati termodifikasi HMT lebih tinggi daripada pati alaminya (Zavarese dan Dias, 2010).
Sementara itu, ΔH pati walur yang dimodifikasi HMT tercatat mengalami penurunan jika dibandingkan dengan ΔH pati walur alami. Gunaratne dan Hoover juga melaporkan hal
yang sama terjadi pada pati kentang dan singkong, demikian juga Chung et al. (2009) pada pati
jagung. Penurunan ΔH pada pati walur hasil HMT terjadi karena gangguan pada ikatan heliks
ganda yang berada di daerah kristalin dan non-kristalin di dalam granula pati (Gunaratne dan Hoover, 2002).
39
Gambar 17. Grafik pengaruh HMT terhadap karakteristik termal pelelehan granula pati walur kontrol dan modifikasi pada kadar air 17%.
Tabel 11. Profil pelelehan granula pati walur kontrol dan HMT kadar air 17%.
2. Morfologi Granula
Struktur morfologi permukaan pati diamati dengan alat Scanning Electron Microscopy (SEM). Struktur morfologi pati walur native dan HMT disajikan pada Gambar 19. Dari gambar yang diperoleh dapat dilihat bahwa struktur permukaan pati cenderung bulat poligonal. Hasil pengamatan dengan Scanning Electron Microscope (SEM) juga menunjukkan bahwa tidak terdapat perubahan yang berarti antara kontrol dengan pati yang telah di HMT. Struktur luar pati cenderung sama pada semua perlakuan. Secara umum, tidak dilaporkan adanya perubahan pada bentuk dan ukuran granula pati pada pati jagung (Hoover dan Manuel, 1996), pati kentang, ubi jalar, singkong (Gunaratne dan Hoover, 2002), dan pati beras (Khunae et al., 2007). Namun demikian, Kawabata et al. (1994) melihat adanya keretakan pada permukaan pati jagung dan beras yang diberi perlakuan HMT bersama dengan munculnya lubang di dalam granula. Perbedaan hasil ini terjadi karena perbedaan kandungan amilosa pada masing-masing sumber pati. Zavarese et al. (2010) juga menemukan pada perlakuan HMT dengan kadar amilosa yang berbeda pada pati beras memberikan hasil yang berbeda. Perlakuan HMT pada pati beras dengan kadar amilosa tinggi dan sedang sedikit mempengaruhi bentuk dan derajat aglomerasi, mengakibatkan granula pati lebih teragregasi dan permukaan granula pati lebih tidak beraturan jika dibandingkan dengan granula pati alaminya.
Perlakuan Perubahan suhu (°C)
To Tp Tc Tc-To ΔH (J/g)*
Walur kontrol 37.45 78.47 123.04 85.59 125.80
Suhu110oC
40
Gambar 18. Granula walur alami dan termodifikasi dengan kadar air 17% pada beberapa perbesaran dilihat menggunakan Scanning Electron Microscope pada perbesaran 2000x, 3500x, dan 7500x. Pati walur alami (A dan B); HMT pada suhu 110oC selama 6 jam (C dan D).
A 2000x B 3500x C 2000x D 7500x
V.
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Dari hasil penelitian diketahui bahwa proses ekstraksi pati walur memberikan rendemen sebesar 5.76-9.83 %bb. Reduksi oksalat yang dilakukan pada pati walur membuat rendemen eksrtaksi pati berkurang menjadi 2.94-5.29 %bb. Penentuan waktu HMT dilakukan untuk mengetahui waktu minimum yang harus digunakan untuk melakukan proses HMT. Dari penentuan penetrasi panas dalam wadah dan profil amilograf didapat waktu minimum untuk memulai proses HMT yaitu 6 jam. Adapun profil amilograf yang diinginkan adalah suhu pasting yang tinggi dan viskositas pasta pati yang stabil selama pemanasan dicirikan dengan penurunan viskositas breakdown relatif terhadap gel pati kontrol.
Modifikasi HMT dengan menggunakan oven udara kering mampu merubah profil pasting, kapasitas pembengkakan, karakteristik tekstur gel, kestabilan terhadap sineresis, dan karakteristik termal pelelehan granula pati walur. Modifikasi HMT mampu meningkatkan suhu pasting dan menurunkan viskositas puncak (VP), viskositas breakdown (VBD), dan viskositas balik (VB) pada pati walur. Pati walur hasil modifikasi HMT juga menunjukkan penurunan kapasitas pembengkakan jika dibandingkan dengan pati kontrol. Selain itu, pati walur HMT juga menunjukkan kenaikan nilai kekerasan gel, dan penurunan nilai elastisitas, nilai kohesifitas, dan nilai kelengketan pada gel pati walur. Pada akhirnya, HMT pada pati walur cenderung menurunkan kestabilan terhadap sineresis.
Profil utama yang perlu diperhatikan dalam perlakuan HMT adalah ketahanan pati terhadap panas. Hal ini terlihat dari penurunan viskositas breakdown dan diperjelas dengan penurunan viskositas breakdown relatif. Berdasarkan penurunan viskositas breakdown relatif, pati walur HMT pada suhu 110oC selama 6 jam menunjukkan penurunan yang paling signifikan jika dibandingkan dengan kontrol. Oleh karena itu, pati walur HMT pada suhu 110oC selama 6 jam dipilih untuk analisis lanjut pengaruh HMT dengan oven udara kering terhadap karakteristik fungsional pati termodifikasi.
Pemanasan dengan menggunakan oven udara kering untuk proses HMT terlihat mampu meningkatkan suhu awal pelelehan (To), suhu puncak pelelehan (Tp), dan suhu akhir pelelehan (Tc) pada granula pati walur. Proses HMT juga sedikit meningkatkan kisaran suhu pelelehan granula dan menurunkan ΔH pelelehan granula pati walur. Tidak ada perbedaan yang berarti pada morfologi granula pati walur setelah melalui proses HMT.
B. Saran
Beberapa saran yang dapat diberikan untuk tindak lanjut dari hasil penelitian ini antara lain: 1. Penelitian lebih lanjut tentang pengaruh kadar air dalam HMT pati walur.
