Granula pati mempunyai sifat merefleksikan cahaya terpolarisasi kontras gelap terang tampak sebagai warna biru kuning (birefrigence). Sifat ini secara bertahap akan berkurang intensitas warnanya dan hilang dengan semakin tingginya tingkat gelatinisasi. Pada penelitian ini gelatinisasi terutama didasarkan pada sifat mikroskopis granula pati berupa tingkat kehilangan sifat birefrigence. Proses gelatinisasi diperoleh dengan memberikan perlakuan berdasarkan waktu pengukusan jagung muda.
Hasil pengamatan granula pati pada ketiga jenis JMI menunjukkan bahwa jumlah birefrigence granula pati dari JMI yang tidak mengalami pre-grelatinisasi (Gambar 25, 27, 29, 31, 33 dan 35 (a)) masih mencapai 100%. Baik dengan perlakuan tanpa pembekuan maupun dengan pembekuan lambat. Ketiga JMI masih memperlihatkan sifat birefrigence yang sangat kuat yang ditandai dengan masih terlihat cahaya biru kuning yang sangat kontras pada seluruh pati yang diamati.
Pada perlakuan tanpa pre-gelatinisasi, kondisi granula pati ketiga jenis JMI masih utuh dan belum mengalami pembengkakan. Ini disebabkan karena pati mentah belum mendapatkan air ataupun uap air panas, sehingga struktur kristal pati belum mengalami kerusakan. Dengan demikian walaupun telah mendapatkan energi panas yang tinggi saat pengeringan namun hal ini belum cukup untuk dapat memecahkan struktur granula sehingga granula pati belum dapat membengkak atau mengembang. Pengembangan (swelling) dan kuat lemahnya sifat birefrigence yang terjadi pada granula pati sangat ditentukan oleh
2.00 ma Ma 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 L a s a k ( mm: s s ) G = pre-gelatinisasi F = pembekuan G3F0 G2F0 G1F0 G0F0 G3F1 G2F1 G1F1 G0F1 Perlakuan
49
jumlah air dan panas yang mampu berpenetrasi ke dalam granula pati dalam waktu tertentu.
Pada granula pati JMI pre-gelatinisasi 3 menit baik pembekuan lambat maupun tanpa pembekuan (Gambar 25, 27, 29, 31, 33 dan 37 (b), terlihat jumlah granula yang memantulkan birefrigence mulai berkurang. Pengembangan granula mulai terjadi. Pengembangan granula ini mengakibatkan granula- granula pati saling bergabung seolah-olah membentuk suatu ikatan. Hal ini ditandai dengan beberapa granula yang mulai bergabung secara berkelompok. Bergabungnya granula pati ini disebabkan oleh suspensi pati yang mendapatkan panas. Sebagaimana dijelaskan dalam Winarno (1997) bahwa pada saat granula mendapatkan panas dan apabila energi kinetik molekul-molekul air lebih kuat daripada daya tarik menarik antar molekul pati maka air dapat masuk ke dalam butir-butir pati.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa waktu pre-gelatinisasi 3 menit belum memungkinkan granula pati menyerap air dalam jumlah yang cukup. Kemungkinan ini disebabkan oleh waktu 3 menit belum cukup untuk meningkatkan energi panas yang selanjutnya mengakibatkan uap air panas belum mampu menyerap air secara merata pada seluruh permukaan granula sehingga ada bagian yang tidak mendapatkan uap air. Hal ini menyebabkan tidak terjadi pemutusan ikatan hidrogen antara molekul-molekul granula. Dengan demikian granula ini masih tetap memperlihatkan sifat birefrigence serta tidak dapat mengembang. Sedangkan pada bagian yang mendapatkan air, terlihat mulai terjadi peningkatan volume granula namun peningkatan volume granula ini masih terbatas. Hal ini sejalan dengan Muchtadi dan Budiatman (1991), yang mengatakan bahwa proses pemanasan pati pada suhu yang tinggi dengan jumlah air yang terbatas, bagian amorfous dan kristal dari granula pati akan mengalami destabilisasi. Ini diakibatkan oleh adanya penetrasi air dan panas ke dalam granula. Akan tetapi karena air yang tersedia tidak mencukupi maka gelatinisasi hanya berlangsung sebagian.
(a) G0F1
(b) G1F1
Gambar 25 Granula Pati JMI Pulut tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b) dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x).
51
(a) G2F1
(b) G3F1
Gambar 26 Granula Pati JMI Pulut pre-gelatinisasi 6 menit (a), dan 9 menit (b) dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
(a) G0F0
(b) G1F0
Gambar 27 Granula Pati JMI Pulut tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b), dengan tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x)
53
(a) G2F0
(b) G3F0
Gambar 28 Granula Pati JMI Pulut pre-gelatinisasi 6 menit (a) dan pre-gelatinisasi 9 menit (b), dengan tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
Perlakuan pembekuan lambat yang diberikan pada jagung dapat juga merusak struktur kristal granula pati yang sebelumnya telah mengalami pre- gelatinisasi sehingga menjadi lebih mengembang lagi. Pada ketiga JMI pre- gelatinisasi 6 menit baik tanpa pembekuan maupun dengan pembekuan lambat, jumlah granula yang kehilangan sifat kristal semakin bertambah. Hal ini tampak dari sedikitnya birefrigence yang terlihat. Pada kondisi ini granula telah mengembang namun pembengkakan granula belum maksimum dan granula pati belum pecah atau rusak. Elliason (1996) menjelaskan bahwa kehilangan sifat
birefrigence terjadi melebihi jangkauan suhu gelatinisasi jika kadar air saat gelatinisasi rendah. Misalnya dengan konsentrasi 29% bb terhadap air yang dipanaskan pada suhu 132 oC, sifat birefrigence pati gandum masih terdeteksi tetapi bila kadar airnya hanya dari 8% dengan pemanasan suhu 32 oC maka akan merusak sifat birefrigence pati.
Hasil pengamatan granula pati pada ketiga JMI dengan pre-gelatinisasi 6 menit (Gambar 26, 38, 30, 32, 34 dan 36 (a) memperlihatkan perubahan bentuk yang hampir sama dengan perlakuan pre-gelatinisasi 3 menit. Granula pati yang terlihat meskipun telah membengkak, namun belum mengalami pembengkakan yang sesungguhnya. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh masih rendahnya waktu yang diterima, yang diperlukan untuk meningkatkan suhu, sehingga peningkatan suhu pada granula belum optimal dan menyebabkan gelatinisasi belum sempurna. Winarno (1997) mengemukakan peningkatan granula pati yang terjadi pada suhu 55-65 oC merupakan yang sesungguhnya. Setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali pada kondisi semula. Granula pati dapat membengkak luar biasa tetapi bersifat irreversibel.
Hasil pengamatan granula pati JMI yang diberi perlakuan pre-gelatinisasi 9 menit (Gambar 26, 38, 30, 32, 34 dan 36 (b) memperlihatkan peningkatan pengembangan volume yang lebih besar jika dibandingkan dengan JMI yang diberi perlakuan G2 dan G1. Meskipun sebagian pati telah mulai membengkak, namun pembengkakan belum mencapai maksimum dan beberapa granula belum kehilangan sifat birefrigencenya. Hal ini ditandai dengan masih adanya pantulan cahaya biru kuning dari sebagian permukaan granula pati. Ini berarti bahwa panas belum terdistribusi merata pada seluruh granula sehingga uap panas yang diterima juga belum merata.
55
(a) G0F1
(c) G1F1
Gambar 29 Granula Pati JMI Motor tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b), dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x).
(a) G2F1
(b) G3F1
Gambar 30 Granula Pati JMI Motor pre-gelatinisasi 6 menit (a), dan 9 menit (b) dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
57
(a) G0F0
(c) G1F0
Gambar 31 Granula Pati JMI Motor tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b,) tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x).
(a) G2F0
(c) G3F0
Gambar 32 Granula Pati JMI Motor pre-gelatinisasi 6 menit (a), dan 9 menit (b), tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
59
(a) G0F1
(c) G1F1
Gambar 33 Granula Pati JMI Manis tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b), dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x).
(a) G2F1
(b) G3F1
Gambar 34 Granula Pati JMI Manis pre-gelatinisasi 6 menit (a), dan 9 menit (b) dengan pembekuan Lambat yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
61
(a) G0F0
(b) G1F0
Gambar 35 Granula Pati JMI Manis tanpa pre-gelatinisasi (a), dan pre-gelatinisasi 3 menit (b,) tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x dan 400x).
(a) G2F0
(b) G3F0
Gambar 36 Granula Pati JMI Manis pre-gelatinisasi 6 menit (a), dan 9 menit (b), tanpa pembekuan yang diamati dibawah mikroskop polarisasi (perbesaran 200x)
63
Faktor lain yang menyebabkan masih adanya sebagian pati yang belum mengalami peningkatan volume meskipun waktu pemanasan ditingkatkan adalah karena cara pemasakan. Dalam penelitian ini jagung tidak direbus, melainkan hanya mendapatkan uap air panas dan tidak bersentuhan langsung dengan air sehingga air yang diterima pada saat proses berlangsung masih terbatas. Namun pemanasan dalam waktu 9 menit untuk jagung muda telah cukup untuk menghasilkan jagung muda instan dengan hasil yang baik saat rehidrasi. Apabila waktu pemanasan ditingkatkan maka suhu akan menjadi semakin tinggi, dan jika proses ini berlangsung terus kemungkinan struktur gel akan terbentuk dapat mempengaruhi JMI saat direhidrasi. Jika struktur gel terbentuk maka air rebusan akan mengental dan hal ini tidak dikehendaki karena dapat menurunkan rasa JMI saat direhidrasi.
Granula pati JMI pulut dengan perlakuan pre-gelatinisasi 9 menit memperlihatkan pengembangan granula yang lebih besar. Ini disebabkan oleh rendahnya kandungan amilosa pada JMI Pulut. Semakin rendah kadar amilosa maka kemampuan pembengkakan volume granula pati karena menyerap air akan semakin tinggi. Dengan kandungan amilosa yang rendah terdapat lebih banyak molekul amilopektin yang bercabang dengan berat molekul besar dan mempunyai daerah amorf yang bersifat lebih mudah terhidrasi dan menangkap molekul air. Pomeranz (1985) menyatakan bahwa proses hidrasi molekul pati dimulai dengan proses perembesan molekul air ke dalam daerah amorf dari molekul amilopektin yang mempunyai ikatan hidrogen yang paling lemah dan setelah suhu dinaikkan maka molekul air juga akan merusak hidrogen pada daerah kristalin, baik pada molekul amilopektin atau amilosa sehingga terjadi pembengkakan granula. Wurzburg (1989) menyatakan bahwa ketika proses hidrasi berlangsung molekul mulai membentuk helix atau koil, menimbulkan tekanan tangensial sehingga granula mengembang. Ketika granula mengembang, amilosa cenderung keluar dari granula dan viskositas meningkat terus sampai mencapai puncak granula dimana granula mengalami hidrasi maksimum.
Bentuk dan ukuran granula pati dari ketiga jenis JMI tampak sangat bervariasi setelah mengalami pre-gelatinisasi. Ada yang berbentuk agak bulat, memanjang, oval dan berbentuk persegi tak beraturan. Pada saat pati belum mengalami pre-gelatinisasi, granula berada dalam kondisi terpisah satu dengan lainnya. Akan tetapi setelah mengalami pre-gelatinisasi dan mulai mengembang
maka granula-granula tadi mulai bergabung membentuk kelompok besar yang seolah-olah berikatan satu dengan yang lainnya.