HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Morfologi Granula

HMT YANG DIHASILKAN

HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Morfologi Granula

Proses HMT tidak mengubah bentuk dan ukuran granula, tetapi sebagian pati kehilangan sifat birefringence di bagian tengah granulanya (Gambar 5.1). Menurut Abraham (1993) serta Gunaratne dan Hoover (2002), HMT tidak mengubah bentuk dan ukuran granula tapioka, tetapi tidak melaporkan adanya perubahan sifat birefringence di bagian tengah granula.

Beberapa penelitian juga melaporkan pembentukan rongga dan mengabur- nya persilangan polarisasi dibagian tengah granula pasca HMT (Kawabata et al.,

1994; Pukkahuta et al., 2007; Vermeylen et al., 2006; Pukkahuta dan Varavinit,

2007). Menurut Kawabata et al. (1994), HMT menyebabkan perpindahan atau

pengaturan komponen dibagian tengah granula. Hilangnya persilangan polarisasi di bagian tengah granula menunjukkan terjadinya perubahan pengaturan double heliksnya (Vermeylen et al., 2006). Pembentukan rongga di bagian tengah meng-

indikasikan struktur jaringan pusat relatif lemah.

Pola Sinar X dan Kristalinitas

Tapioka memiliki kristalit tipe A. Difraktogram sinar-X menunjukkan bahwa HMT tidak mengubah pola kristalin tapioka (Gambar 5.2). HMT tidak mengubah pola kristalin tipe A juga dilaporkan pada pati jagung, ubi jalar, beras dan tapioka (Kawabata et al., 1994; Pukkahuta et al., 2008; Franco et al., 1995;

Collado dan Cork, 1999; Khunae et al., 2007; Gunaratne dan Hoover, 2002).

Granula tapioka mengalami penurunan kristalinitas pasca HMT. Kristalini- tas lima tapioka HMT berkisar antara 22,01 – 25,59% atau turun sebesar 1,17 – 4,80% dari kristalinitas native (Tabel 5.2). Penurunan kristalinitas tapioka akibat

proses HMT juga dilaporkan oleh Abraham (1993), Gunaratne dan Hoover (2002) dan Jyothi et al. (2010). Selain tapioka, penurunan kristalinitas pasca HMT juga

Gambar 5.1 Perbedaan morfologi granula tapioka native (kiri) dengan hasil

HMT (kanan) dilihat dengan mikroskop polarisasi pada pembesaran 1000 (N = native, H = HMT; A = Thailand, B = Kasetsar, C = Pucuk

biru, D = Faroka dan E = Adira 4)

A-H B-H C-H D-H E-H E-N D-N C-N B-N A-N

Gambar 5.2 Difraktogram kristal tapioka sebelum (native) dan sesudah HMT

2006), yam (Gunaratne dan Hoover, 2002) dan empat dari lima jenis legume (Hoover dan Manuel, 1996).

Menurut Gunaratne dan Hoover (2002), pergerakan doubel heliks selama HMT dapat merusak kristalit pati dan/atau mengakibatkan pengaturan ulang kristalit. Dari penelitian ini terlihat bahwa penurunan kristalinitas tapioka pasca HMT sejalan dengan penurunan intensitas empat puncak utama dan pembentukan puncak yang baru (Gambar 5.2). Puncak pada 5,2 Å mengalami penurunan terbesar,

puncak pada 4,9 – 5,0 Å mengalami sedikit penurunan intensitas sementara dua puncak lainnya mengalami penurunan dengan intensitas bervariasi (Tabel 5.2). Tabel 5.2 Perubahan difraktogram difraksi sinar X tapioka karena HMT

Varietas Tipe

kristal nitas (%) Kristali- Jarak - A (Intensitas – CPS)

Thailand Native A 25,96 5,9 (64) 5,2 (108) 4,9 (104) 3,8 (90) HMT A 22,01 5,9 (60) 5,2 (92) 4,9 (101) 3,8 (84) HMT relatif1 _- _84,78 _93,75 _85,19 _97,12 _93,33 Kasetsar Native A 27,35 5,8 (65) 5,2 (106) 5,0 (107) 3,8 (90) HMT A 24,82 5,9 (64) 5,2 (95) 4,9 (109) 3,8 (88) HMT relatif - 90,75 98,46 89,62 101,87 97,78 Pucuk biru Native _HMT A _A 27,18 _24,9 5,8 (70) 5,2 (106) 4,9 (109) 3,8 (91) _{5,8 (71)} _{5,2 (98) 4,9 (111) 3,8 (87)} HMT relatif - 91,61 101,43 92,45 101,83 95,60 Faroka Native A 26,76 5,8 (67) 5,2 (103) 5,0 (113) 3,8 (92) HMT A 25,59 5,8 (63) 5,2 (97) 4,9 (111) 3,9 (89) HMT relatif - 95,63 94,03 94,17 98,23 96,74 Adira 4 Native A 27,6 5,8 (70) 5,2 (107) 4,9 (113) 3,8 (91) HMT A 22,8 5,8 (65) 5,2 (100) 5,0 (108) 3,8 (88) HMT relatif - 82,61 92,86 93,46 95,58 96,70 1 _{HMT relatif adalah nilai % rasio HMT terhadap}

native

Pembentukan kristalit baru selama proses HMT dapat terjadi karena interaksi amilosa–amilosa (AM-AM), interaksi amilosa–amilopektin (AM-AMP) dan interaksi amilosa – lemak (AM–L) (Hoover dan Manuel, 1996). Pembukaan ikatan double heliks AMP menyebabkan rantai AMP dapat lebih bebas bergerak dan berinteraksi dengan AM. Penggunaan suhu tinggi diduga juga memutus sebagian rantai amilopektin sehingga bisa saling berinteraksi membentuk kristalit baru. Menurut Lorenz et al. (1983), kristalit hasil interaksi AM-L ditunjukkan oleh

keberadaan puncak difraksi pada sudut 2Ɵ = 20° (d 4,37Å). Sedikit peningkatan intensitas puncak pada 20° ini mengindikasikan pembentukan kompleks AM-L selama HMT (Khunae et al., 2007). Sedikit peningkatan intensitas puncak pada

jarak 4,37Å (2Ɵ = 20°) setelah HMT telah dilaporkan pada pati jagung dan beras, keduanya dalam bentuk waxy dan normal (Jiranuntakul et al., 2011). Ketiga

interaksi ini mungkin terjadi selama proses HMT tapioka. Dugaan ini didasarkan pada: 1). peningkatan intensitas puncak non utama; pembentukan kristal baru

dengan jarak yang lebih rapat; dan penguatan puncak pada jarak d = 4,24 - 4,5 Å (Tabel 5.3).

Pengaturan kembali struktur semi kristalin dengan penurunan intensitas empat puncak utama dan pembentukan kristalit baru dalam ukuran kecil selama proses HMT tidak mendifraksikan sinar X sekuat kristalit yang ada pada bentuk

nativenya. Menurunnya intensitas daerah kristalit menyebabkan kristalinitas

menurun.

Selama proses HMT, proses destruksi sekaligus pembentukan kembali kristalit berlangsung secara bersamaan dan terjadi karena adanya pergerakan rantai-rantai amilopektin (yang membentuk ikatan doubel heliks). Menurut Jiranuntakul et al. (2011), perubahan struktur kristalin setelah HMT akan sangat

tergantung pada karakteristik amilopektin (struktur dan pengaturan molekuler). Penelitian Jiranuntakul et al. (2011) mengindikasikan adanya kecenderungan

amilosa di dalam pati normal untuk menfasilitasi destruksi dan pengaturan kembali rantai-rantai cabang amilopektin. Akan tetapi, penelitian ini tidak menemukan korelasi antara keberadaan komponen kimia termasuk amilosa dan lemak terhadap besarnya perubahan kristalinitas pati karena HMT (Tabel 5.4).

Karakteristik fisik granula tapioka native terlihat memberi pengaruh cukup

besar terhadap penurunan kristalinitas selama HMT. Penurunan kristalinitas yang lebih besar cenderung terjadi pada granula dengan ukuran kecil, kapasitas pembengkakan dan/atau solubilitas yang besar (Tabel 5.4). Hal ini menjelaskan mengapa kristalinitas relatif tapioka adira-4 dan thailand lebih kecil dari tiga yang lain. Hal ini diduga terkait dengan seberapa luas daerah interior granula yang dapat diganggu.

Kapasitas Pembengkakan (Swelling Power, SP) dan Solubilitas

Proses HMT menyebabkan penurunan kapasitas pembengkakan (SP) tapioka dan memberi pengaruh berbeda pada solubilitas pati (Gambar 5.3). Pasca HMT, tapioka thailand dan adira 4 mengalami penurunan SP yang lebih besar dibandingkan tiga varietas lainnya. Thailand dan adira 4 mengalami penurunan solubilitas pasca HMT, sementara tiga tapioka yang lain mengalami peningkatan solubilitas.

Tabel 5.3 Perubahan puncak difraksi tapioka setelah HMT

Thailand

Native HMT

puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas

puncak (cps) No puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas puncak (cps) 1 11,08 7,98 5 1 11,48 7,70 3 2 13,29 6,66 6 2 13,52 6,54 5 3 13,71 6,45 10 4 15,06 5,88 64 3 15,18 5,83 60 5 17,18 5,16 108 4 17,02 5,21 92 6 18,08 4,90 104 5 17,90 4,95 101 7 20,10 4,42 31 6 19,94 4,45 35 8 23,18 3,83 90 7 23,15 3,84 84 9 24,21 3,67 42 8 24,05 3,70 43 10 26,31 3,38 10 9 26,56 3,35 9 11 26,84 3,32 4 12 27,08 3,29 3 13 28,85 3,09 5 10 29,06 3,07 3 14 30,06 2,97 11 11 30,44 2,93 12 15 30,92 2,89 11 16 31,93 2,80 9 12 31,90 2,80 4 13 32,36 2,76 5 17 33,41 2,68 10 14 33,48 2,67 10 18 34,15 2,62 7 Kasetsar Native HMT No puncak Sudut 2Ɵ d (Å) Intensitas puncak (cps) No puncak Sudut 2Ɵ d (Å) Intensitas puncak (cps) 1 11,24 7,87 5 2 12,61 7,01 3 3 14,21 6,23 20 1 13,89 6,37 9 4 15,22 5,82 65 2 14,98 5,91 64 5 17,12 5,18 106 3 17,02 5,21 95 6 17,84 4,97 107 4 18,00 4,92 109 7 19,72 4,50 31 5 20,02 4,43 35 6 20,93 4,24 24 8 23,18 3,83 90 7 23,15 3,84 88 8 24,35 3,65 31 9 25,33 3,51 11 9 25,23 3,53 11 10 26,32 3,38 10 10 26,47 3,36 12 11 26,74 3,33 7 11 28,96 3,08 5 12 30,50 2,93 13 12 30,13 2,96 9 10 13 31,01 2,88 9 13 32,23 2,78 7 14 32,34 2,77 6 14 33,04 2,71 13 15 33,08 2,71 6 15 33,76 2,65 16 33,74 2,65 5 17 34,47 2,60 3

Tabel 5.3 Perubahan puncak difraksi tapioka setelah HMT (lanjutan)

Pucuk biru

Native HMT

puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas

puncak (cps) No puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas puncak (cps) 1 6,65 13,27 3 2 7,69 11,49 3 1 9,57 9,24 3 3 9,90 8,93 3 2 11,42 7,74 6 4 11,59 7,63 5 3 13,39 6,61 6 5 13,69 6,46 7 4 15,22 5,82 70 6 15,28 5,79 71 5 17,22 5,15 106 7 17,14 5,17 98 6 17,98 4,93 109 8 18,00 4,92 111 9 18,84 4,71 52 7 19,84 4,47 30 10 19,92 4,45 30 8 20,95 4,24 24 9 22,09 4,02 38 10 23,20 3,83 91 11 23,25 3,82 87 12 24,55 3,62 30 11 26,30 3,39 9 13 26,10 3,41 7 14 26,55 3,35 14 12 29,02 3,07 7 15 28,94 3,08 7 13 30,70 2,91 12 16 30,38 2,94 10 17 31,20 2,86 8 14 32,35 2,77 11 18 32,39 2,76 7 15 33,46 2,68 12 19 33,66 2,66 10 16 34,30 2,61 8 20 34,32 2,61 5 Faroka Native HMT No puncak Sudut 2Ɵ d (Å) Intensitas

puncak (cps) No puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas puncak (cps) 1 11,38 7,77 5 1 11,44 7,73 4 2 13,81 6,41 8 2 13,01 6,80 3 3 13,91 6,36 8 3 15,23 5,81 67 4 15,22 5,82 63 4 17,10 5,18 103 5 17,10 5,18 97 5 17,82 4,97 113 6 18,06 4,91 111 6 19,86 4,47 33 7 20,04 4,43 32 7 20,85 4,26 25 8 20,93 4,24 23 9 22,93 3,88 89 8 23,22 3,83 92 10 23,77 3,74 57 9 24,37 3,65 40 11 25,07 3,55 16 10 26,48 3,36 17 12 26,34 3,38 14 11 29,05 3,07 7 13 28,68 3,11 3 12 30,68 2,91 12 14 30,27 2,95 12 13 31,40 2,85 9 15 31,00 2,88 4 16 31,18 2,87 5 14 32,47 2,76 10 17 32,16 2,78 5 15 33,10 2,70 8 18 32,92 2,72 6 16 33,26 2,69 6 17 33,95 2,64 10 19 34,04 2,63 4 18 34,61 2,59 5

Tabel 5.3 Perubahan puncak difraksi tapioka setelah HMT (lanjutan)

Adira

Native HMT

puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas

puncak (cps) No puncak Sudut 2Ɵ d (Å)

Intensitas puncak (cps) 1 10,24 8,63 4 2 11,63 7,61 6 1 11,13 7,94 6 2 12,50 7,07 4 3 13,01 6,80 6 3 13,37 6,62 7 4 13,47 6,57 8 4 15,19 5,83 70 5 15,18 5,83 65 5 17,08 5,19 107 6 17,14 5,17 100 6 18,06 4,91 113 7 17,90 4,95 108 7 20,02 4,43 32 8 19,98 4,44 35 9 20,95 4,24 27 8 23,24 3,82 91 10 23,16 3,84 88 9 24,71 3,60 28 10 26,43 3,37 18 11 26,40 3,37 11 11 27,88 3,20 3 12 28,72 3,11 6 12 28,85 3,09 5 13 29,70 3,01 6 14 30,41 2,94 16 13 30,37 2,94 7 14 31,07 2,88 6 15 32,13 2,78 9 15 32,28 2,77 7 16 32,88 2,72 9 16 33,67 2,66 8 17 33,96 2,64 10 18 34,57 2,59 5

Tabel 5.4 Korelasi kristalinitas relatif HMT terhadap native1 dengan beberapa

parameter fisiko-kimia tapioka native

Abu Lemak Protein Amilosa Amilo-pektin Kristalini-tas native Uk. granula nativeSP Solub. native Pearson Corr. -0,087 -0,504 -0,042 -0,469 -0,599 0,006 0,628 -0,771 -0,898* Sig. (1- tailed) 0,445 0,193 0,473 0,213 0,143 0,496 0,128 0,064 0,019 *. Korelasi signifikan pada α 0,05 (1-arah); **. Korelasi signifikan pada α 0,01 (1-arah) 1_{Kristalinitas relatif adalah % rasio antara kristalinitas HMT terhadap native}

Penurunan SP karena HMT juga dilaporkan pada pati ubi jalar (Collado dan Corke, 1999), gandum, oat, lentil dan kentang (Hoover et al., 1999), jagung

(Pukkahuta et al., 2008), kacang-kacangan (Güzel dan Sayar, 2010), true yam,

taro, tapioka, cocoyam dan kentang (Gunaratne dan Hoover, 2002), sorghum putih (Olayinka et al., 2008), tapioka, pati ubi jalar dan pati garut (Jyothi, 2010). HMT

menyebabkan penurunan solubilitas pati kacang-kacangan (Güzet dan Sayar, 2010), true yam, taro, tapioka, cocoyam dan kentang (Gunaratne dan Hoover,

2002), menyebabkan penurunan dan/atau peningkatan solubilitas pati jagung (Pukkahutta et al., 2008) serta peningkatan solubilitas pada tapioka, pati ubi jalar

dan pati garut (Jyothi et al., 2010) dan pati sorgum merah (Adebowale et al.,

2005).

Gambar 5.3 Kapasitas pembengkakan (SP, gambar atas) dan solubilitas (gambar bawah) tapioka sebelum dan sesudah HMT

Interaksi antar rantai pati (di daerah amorfous dan kristalin), kadar fosfat, dan pembentukan komplek amilosa-lemak diduga menyebabkan variasi dari karakteristik SP dan solubilitas pasca HMT (Gunaratne dan Hoover (2002). Menurut Shieldneck and Smith (1971) yang disitasi oleh Adebowale et al. (2005), pening-

katan kondisi basah di dalam granula selama proses HMT meningkatkan solubilitas rantai pati. Terjadinya peningkatan interaksi antara rantai amilosa-amilosa dan amilosa-amilopektin (interaksi matriks kristalin dengan amorfous) menyebabkan terjadinya penurunan SP dan solubilitas granula (Gunaratne dan Hoover, 2002; Olayinka et al., 2008). Pembentukan ikatan amilosa-amilosa yang sangat

kuat selama proses HMT akan menyebabkan penurunan solubilitas secara signifikan. Sementara itu, terjadinya peningkatan solubilitas diduga disebabkan oleh terjadinya peningkatan fraksi linier berberat molekul rendah dengan gugus OH yang menfasilitasi solubilitas di dalam air panas (Güzet dan Sayar, 2010). Pada sorgum merah, peningkatan kadar air proses HMT menyebabkan solubilitas pati modifikasinya disuhu tinggi lebih besar dari pati nativenya (Adebowale et al.,

2005). Menurut Chung et al. (2008), kadar amilosa dan proporsi amilopektin

rantai panjang pati jagung yang lebih rendah dari pati pea dan lentil menyebabkan intensitas penurunan SP-nya pasca HMT tidak sebesar yang terjadi pada pea dan lentil.

SP dan solubilitas relatif tapioka HMT (% rasio SP atau solubilitas HMT terhadap native-nya) cenderung berkorelasi negatif dengan kadar amilosa dan

lemak (Tabel 5.5). Artinya, peningkatan kadar amilosa dan/atau lemak tapioka cenderung menyebabkan penurunan SP dan/atau solubilitas yang lebih besar. Nilai signifikansi dari korelasi Pearson menunjukkan bahwa SP cenderung lebih dipengaruhi oleh kadar amilosa sementara solubilitas dipengaruhi oleh kadar lemak. Pembentukan kompleks antara amilosa-lemak pada kadar amilosa dan lemak yang cukup, diduga menyebabkan turunnya SP dan solubilitas pasca HMT. Sementara itu, keberadaan amilosa tanpa jumlah lemak yang memadai menyebabkan kompleks amilosa-lemak tidak terbentuk dan pada kadar amilosa yang lebih rendah akan memicu peningkatan solubilitas.

Tingkat kristalinitas tapioka native tidak menentukan seberapa besar terjadi-

Tabel 5.5 Korelasi SP dan solubilitas relatif1_{tapioka HMT dengan beberapa parameter kimiafisik tapioka}_native

_Abu _Lemak _{Protein Amilosa} Amilo- _pektin _granulaUk. _nativeSP Solub. _native Kristalinitas _native Kristalinitas _relatif SP

relatif Pearson Corr. -0,349 -0,647 -0,197 -0,732 -0,602 0,560 -0,950

** _-0,892* _0,385 _0,877* Sig. (1-tailed) 0,282 0,119 0,376 0,080 0,142 0,163 0,007 0,021 0,261 0,026 Solub

relatif Pearson Corr -0,371 -0,715 -0,065 -0,673 -0,515 0,657 -0,964

** _-0,928* _0,372 _0,903* Sig. (1-tailed) 0,269 0,087 0,459 0,107 0,187 0,114 0,004 0,011 0,269 0,018 *. Korelasi signifikan pada α 0,05 (1-arah); **. Korelasi signifikan pada α 0,01 (1-arah)

yang terjadi selama HMT akan menentukan terhadap besarnya perubahan SP dan solubilitas. Analisis korelasi (Tabel 5.5) menunjukkan korelasi positif antara SP dan solubilitas relatif dengan kristalinitas relatif. Artinya, penurunan kristalinitas yang besar seperti terjadi pada Adira 4 dan Thailand akan menyebabkan penurunan SP dan solubilitas yang lebih besar. Dari sini dapat dilihat bahwa proses HMT merusak struktur kristalin (menurunkan kristalinitas pati HMT).

Penurunan SP dan solubilitas selama HMT karena itu lebih disebabkan oleh pembentukan ikatan-ikatan baru di daerah amorfis, termasuk interaksi amilosa dan lemak. Proses terjadi lebih intensif jika tapioka native memiliki ukuran granula

yang kecil dengan SP dan solubilitas yang besar (Tabel 5.5). Struktur kristalin dari granula berukuran kecil dengan SP dan solubilitas yang besar, akan lebih mudah diganggu (ditembus oleh air) dan menyebabkan peningkatan intensitas interaksi rantai pati (amilosa-amilopektin, amilosa-amilosa, amilosa-lemak). Semua kondisi itu menyebabkan penurunan kristalinitas tetapi meningkatkan kekuatan struktur daerah amorfos yang menyebabkan penurunan SP dan solubilitas.

Sineresis (Pada Satu Kali Siklus Pembekuan-Pencairan)

Sineresis atau keluarnya air yang pada awalnya terperangkap di dalam sistim gel, bisa terjadi akibat proses retrogradasi yang berlangsung secara intensif. Pengukuran sineresis setelah satu kali siklus pembekuan bertujuan untuk mengestimasi stabilitas gel selama penyimpanan beku. Jumlah air yang keluar merupakan akibat dari terjadinya peningkatan ikatan hidrogen antar dan inter molekuler akibat terjadinya agregasi (retrogradation) selama penyimpanan beku.

Proses HMT tapioka meningkatkan kecenderungan retrogradasi dan mengakibatkan terjadinya sineresis pada lima tapioka yang diteliti (Gambar 5.4). Gel tapioka tidak mengalami sineresis pasca satu siklus pembekuan-pencairan. Sementara itu, gel tapioka HMT menunjukkan perilaku sineresis (9,17 – 17,06%). Tapioka pucuk biru menunjukkan kondisi sineresis yang tertinggi (Gambar 5.4). Hoover et al. (1994) disitasi oleh Gunaratne dan Corke (2007) menyebutkan

bahwa penghambatan pembengkakan pati oleh proses HMT meningkatkan peluang terjadinya agregasi amilosa di dalam matriks gel. Dari Gambar 5.4 juga

terlihat bahwa tapioka pucuk biru mengalami peningkatan solubilitas pasca HMT. SP yang rendah dengan solubilitas yang tinggi menyebabkan banyaknya amilosa terlarut yang kemudian berperan dalam proses agregasi.

Sementara itu, peningkatan sineresis pada tapioka thailand dan adira 4 diduga disebabkan karena penurunan SP yang cukup besar. Akibatnya, walaupun terjadi penurunan solubilitas tetapi dengan mengecilnya ukuran pembengkakan granula maka kondisi yang terjadi masih cukup mendukung terjadinya agregasi yang cukup intensif.

Gambar 5.4 SP dan solubilitas relatif serta sineresis tapioka karena HMT

Karakteristik Pasting

Tapioka native memiliki profil pasting tipe A, dicirikan oleh viskositas

puncak yang tinggi diikuti dengan penurunan viskositas secara cepat ketika proses pemanasan dilanjutkan dan viskositas balik yang rendah pada saat penurunan suhu. Pada tapioka HMT, kurva bergeser ke arah kanan yang menginformasikan terjadinya peningkatan suhu pasting dan suhu puncak. Bentuk yang lebih landai

dengan viskositas puncak yang lebih rendah dan mengindikasikan pergeseran profil pasting ke arah tipe B (Gambar 5.5).

Analisis profil amilograf (Tabel 5.6) menunjukkan penurunan yang tajam pada viskositas puncak, viskositas breakdown relatif (VBD-R) serta peningkatan suhu pasting dan suhu puncak pasca HMT. Kondisi ini mengindikasikan meningkatnya ketahanan granula terhadap proses pemanasan. Viskositas balik tapioka HMT lebih rendah dari VB native. Tapi, karena viskositas panas yang

berbeda, maka kecenderungan retrogradasi dilihat dari nilai VB relatif (VB-R). Terlihat bahwa HMT meningkatkan VB-R yang berarti meningkatkan kecenderungan retrogradasi tapioka.

Pengaruh varietas terhadap perubahan parameter pasting selama HMT dia- mati dengan melihat nilai intensitas perubahan suatu parameter yang terjadi setelah HMT dibandingkan dengan nilai native (Tabel 5.6). Terlihat bahwa perbedaan

varietas menyebabkan perbedaan intensitas perubahan suatu parameter pasting yang mengindikasikan bahwa varietas mempengaruhi perubahan yang terjadi selama HMT.

Perubahan sifat-sifat pasting pati yang diberi perlakuan HMT disebabkan oleh terjadinya interaksi di antara rantai-rantai pati di daerah amorfous dan perubahan kristalinitas selama proses HMT (Watcharatewinkul et al., 2009).

Selama HMT, keberadaan air akan menyebabkan terjadinya pembengkakan di daerah amorfous sehingga mobilitas rantai pati (amilosa) di dalamnya meningkat dan menfasilitasi pembentukan atau pengaturan double heliks. Peningkatan suhu pasting, penurunan viskositas puncak, viskositas panas dan viskositas balik adalah akibat langsung dari reorganisasi yang terjadi didalam granula. Pengkayaan kristalinitas di daerah amorfous dan/atau kristalin setelah proses HMT akan membatasi pembengkakan pati dan disintegrasi struktur yang berkontribusi langsung pada viskositas pasta (Lawal dan Adebowale, 2005).

Gambar 5.5 dan Tabel 5.6 menunjukkan bahwa pengaruh HMT terhadap perubahan karakteristik pasting pada tapioka Thailand relatif berbeda dibandingkan empat tapioka yang lain. Perbedaan intensitas perubahan parameter pasting pasca HMT dipengaruhi oleh perbedaan karakteristik fisikokimia tapioka native.

Tabel 5.6 Karakteristik parameter pasting tapioka native, HMT dan intensitas

perubahan parameter HMT terhadap native (%)

Native HMT Intensitas perubahan (%)1 V. Puncak Thailand 6.335 ± 25,46b* _{2.759,5 ± 48,79}e _{-56,44 ±} _0,64d Kasetsar 6.244 ± 171,12b _{1.485,5 ±} _4,95b _{-76,20 ±} _0,71b Pucuk biru 6.115,5 ± 53,03ab _{1.808 ±} _7,07d _{-70,44 ±} _0,35c Faroka 6.744 ± 0,0c 1.672 ± 21,21c -75,21 ± 0,28b Adira 4 5.895,5 ± 17,68a _{1.148 ±} _7,07a _{-80,53 ±} _0,07a VBD-R2 _Thailand _{65,90 ±} _1,0a _{56,40 ± 1,41}ab _{-14,39 ±} _3,44b Kasetsar 74,90 ± 0,1c _{56,20 ±} _1,27a _{-24,97 ±} _1,56a Pucuk biru 72,45 ± 0,6b _{60,55 ±} _1,2bc _{-16,42 ±} _2,40b Faroka 75,10 ± 0,0c _{59,20 ± 0,71}abc _{-21,18 ±} _0,94ab Adira 4 72,95 ± 0,4bc _{61,40 ±} _0,14c _{-15,83 ±} _0,21b VB-R3 _Thailand _{37,80 ±} _2,31a _{84,23 ±} _5,54a _{122,83 ±} _1,06b Kasetsar 67,34 ± 1,9b _{88,92 ±} _3,67a _{32,17 ±} _9,19a Pucuk biru 59,44 ± 2,91b _{80,81 ±} _2,86a _{36,23 ± 11,53}a Faroka 65,75 ± 0,0b _{89,18 ±} _2,79a _{35,64 ±} _4,24a Adira 4 63,25 ± 2,8b _{88,04 ±} _0,52a _{39,32 ±} _5,37a T pasting Thailand 67,30 ± 0,0a _{74,93 ±} _0,04a _{11,33 ±} _0,05b Kasetsar 71,05 ± 0,28b _{77,90 ±} _0,35d _{9,64 ±} _0,93ab Pucuk biru 70,48 ± 0,04b _{76,13 ±} _0,04b _{8,02 ±} _0,00a Faroka 70,45 ± 0,0b _{76,93 ±} _0,04c _{9,20 ±} _0,05a Adira 4 71,05 ± 0,28b _{77,73 ±} _0,04d _{9,40 ±} _0,39a T puncak Thailand 79,22 ± 0,0ab _{81,62 ±} _0,0ab _{3,03 ±} _0,00a Kasetsar 79,40 ± 0,25b _{82,19 ±} _0,3b _{3,51 ±} _0,04ab Pucuk biru 78,59 ± 0,3ab _{81,20 ±} _0,0a _{3,33 ±} _0,39ab Faroka 78,38 ± 0,0a 81,20 ± 0,0a 3,60 ± 0,00ab Adira 4 79,01 ± 0,3ab _{82,19 ±} _0,3b _{4,03 ±} _0,02b *_{Huruf berbeda pada kolom yang sama dari setiap parameter menunjukkan perbedaan nyata}

pada α = 0,05

1_{Intensitas perubahan (%) = 100 x (nilai HMT}_–_nilai

native)/nilai native

2_{VBD-R = persentase VBD/V.puncak;}3_{VB-R = persentase VB/V.panas}

losa, lemak, abu, ukuran granula dan SP dari tapioka native berkorelasi dan/atau

cenderung mempengaruhi intensitas perubahan parameter pasting pasca HMT yang mengindikasikan adanya perbedaan intensitas perubahan selama HMT.

Peningkatan kristalinitas tapioka native menyebabkan pengaturan ulang di

daerah kristalin dan amorfis menjadi lebih intensif. Amilosa dan lemak yang tinggi diduga akan meningkatkan pembentukan kompleks amilosa-lemak, amilosa- amilosa dan/atau amilosa-lemak sehingga terjadi peningkatan kekuatan di daerah amorfis. SP native yang besar memungkinkan lebih banyak daerah granula yang

bisa dipengaruhi dan menghasilkan pengaturan ulang yang lebih baik pasca HMT. Kadar abu yang tinggi diduga meningkatkan pembukaan double heliks tetapi memperlambat pengaturan ulang karena adanya gaya tolak-menolak antara muatan sejenis. Kondisi ini menyebabkan pengaturan ulang rantai pati tidak serapat

Tabel 5.7 Korelasi nilai intensitas perubahan (absolut) parameter pasting setelah HMT dengan beberapa sifat kimia tapioka native

Intensitas dari Abu Lemak Protein Amilosa Amilo-

pektin granula Uk. nativeSP

Solub native Kristalinitas native SP relatif1 _Solub relatif Penurunan V puncak Pearson Corr. -0,968** _-0,743 _-0,145 _-0,798 _-0,180 _0,013 _-0,588 _-0,100 _0,911* _0,412 _0,415 Sig. (1-tailed) 0,003 0,075 0,408 0,053 0,386 0,491 0,148 0,436 0,016 0,245 0,243 Penurunan VBD-R Pearson Corr. -0,549 -0,877 * _0,588 _-0,237 _0,123 _0,794 _-0,673 _-0,639 _0,349 _0,522 _0,633 Sig. (1-tailed) 0,169 0,025 0,149 0,350 0,422 0,054 0,107 0,123 0,283 0,183 0,126 Peningkatan VB-R Pearson Corr. 0,877 * _0,846* _0,169 _0,899* _0,351 _-0,276 _0,862* _0,471 _-0,869* _-0,742 _-0,739 Sig. (1-tailed) 0,025 0,035 0,393 0,019 0,281 0,326 0,030 0,211 0,028 0,076 0,077 Peningkatan

T pasting Pearson Corr. 0,552 0,547 0,494 0,921

* _0,601 _-0,152 _0,834* _0,540 _-0,690 _-0,840* _-0,776 Sig. (1-tailed) 0,167 0,170 0,199 0,013 0,142 0,404 0,040 0,174 0,099 0,037 0,062 Peningkatan T puncak Pearson Corr. -0,855* _-0,429 _-0,285 _-0,657 _-0,126 _-0,367 _-0,220 _0,305 _0,802 _-0,220 _0,039 Sig. (1-tailed) 0,032 0,235 0,321 0,114 0,420 0,272 0,361 0,309 0,051 0,361 0,475

*. Korelasi signifikan pada α 0,05 (1-arah); **. Korelasi signifikan pada α 0,01 (1-arah) 1_{Nilai relatif adalah % rasio antara nilai HMT terhadap nilai}

yang kadar abunya rendah. Ukuran granula yang besar juga menghasilkan pengaturan ulang yang lebih longgar dibandingkan granula berukuran kecil, terkait dengan besarnya daerah yang harus dipengaruhi selama proses.

Suhu pasting tapioka HMT lebih tinggi dari bentuk nativenya. Penetrasi air

ke dalam granula menyebabkan granula membengkak dan viskositas naik. Dae- rah amorfis yang strukturnya tidak serapat daerah kristalin menjadi bagian perta- ma yang ditembus air. Peningkatan suhu pasting setelah HMT mengindikasikan terjadinya penguatan integritas struktur di daerah amorfous. Peningkatan amilosa dan SP tapioka native berkorelasi positif dengan peningkatan suhu pasting (Tabel

5.7). Peningkatan amilosa menyebabkan interaksi amilosa dengan amilosa, amilopektin dan lemak akan lebih intensif sehingga struktur daerah amorfis menjadi lebih kompak. Penguatan ikatan intragranular menyebabkan kebutuhan panas untuk merusak struktur pati agar pembentukan pasta bisa berlangsung menjadi meningkat (Adebowale et al., 2009).

Sedikit peningkatan suhu puncak teramati pada tapioka HMT. Karena suhu puncak terkait dengan kondisi kesetimbangan antara granula yang mengembang utuh dan yang pecah, maka peningkatan suhu puncak mengindikasikan terjadinya peningkatan kekuatan dan/atau keteraturan struktur granula pasca HMT. Pening- katan suhu puncak cenderung berbanding lurus dengan kristalinitas tapioka native

tetapi berbanding terbalik dengan kadar abu (Tabel 5.7). Muatan negatif dari komponen mineral (abu) diduga akan menjauhkan jarak antar rantai pati selama proses HMT. Akibatnya, rantai amilopektin yang telah terbuka doubel heliksnya secara fisik akan terhambat interaksinya. Kondisi ini akan menurunkan intensitas interaksi antar rantai pati dibandingkan dengan yang kandungan abunya rendah. Kecenderungan peningkatan suhu puncak dengan naiknya kristalinitas pati native

mengindikasikan bahwa proses interaksi tidak hanya terjadi di bagian amorfous tetapi juga di bagian kristalin yang melibatkan interaksi antar rantai samping amilopektin.

Penurunan viskositas puncak pasca HMT akan meningkat jika granula

native memiliki kadar abu, amilosa dan lemak rendah dengan kristalinitas yang

tinggi. Kondisi ini mengindikasikan bahwa penurunan viskositas puncak akan lebih dipengaruhi oleh peningkatan keteraturan di daerah kristalit.

Peningkatan VB-R pasca HMT akan lebih besar pada tapioka native dengan

kadar abu, lemak, amilosa dan SP yang tinggi dengan kristalinitas yang rendah. Hal ini mengindikasikan bahwa peningkatan VB-R akan lebih tinggi jika keteraturan daerah amorfis meningkat. Peningkatan VB-R juga sejalan dengan penurunan SP dan solubilitas (Tabel 5.7). Peningkatan kekuatan daerah amorfis dan penurunan SP dan solubilitas yang besar setelah HMT akan mempertahankan ukuran granula tidak membesar secara drastis selama pemanasan sehingga amilosa yang lisis akan lebih mudah berinteraksi selama proses pendinginan.

VBD-R turun pasca HMT. Viskositas breakdown mengukur kemudahan terjadinya disintegrasi dari granula pati yang membengkak, dan menjadi indikasi dari tingkat keteraturan di dalam granula (Adebowale et al., 2009). Penurunan vis-

kositas breakdown pasca HMT mengindikasikan bahwa pati menjadi lebih stabil selama proses pemanasan dan pengadukan (Adebowale et al., 2005; Olayinka et al., 2008 dan Watcharatewinkul et al., 2009). Penurunan VBD-R akan meningkat

jika kadar lemak rendah, mengindikasikan bahwa kekuatan ikatan kompleks amilosa-lemak terhadap pemanasan tidak sebesar ikatan amilosa-amilosa atau amilosa-amilopektin. Penurunan VBD-R juga cenderung terjadi jika pati native me-

miliki ukuran granula yang besar dengan SP dan solubilitas yang rendah.

Tekstur

Gel pati adalah sistim padat-cair yang terbentuk karena proses retrogradasi selama proses pendinginan pasta pati. Molekul amilosa bebas membentuk ikatan hidrogen tidak saja dengan sesama amilosa tetapi juga dengan percabangan amilopektin yang menjulur dari granula yang membengkak, memerangkap cairan dan menyebabkan terbentuknya gel yang kuat selama pendinginan (Collado dan Corke, 1999).

Proses HMT menyebabkan perubahan pada karakteristik tekstur gel yang dihasilkan (Gambar 5.6). Atribut yang sangat terpengaruh oleh proses HMT adalah kekerasan dan kelengketan yang meningkat pasca HMT. Sifat kepaduan dan elastisitas gel tapioka sedikit menurun pasca HMT (Tabel 5.8). Hasil ini mirip dengan yang dilaporkan oleh Jyothi et al. (2010) yang mengatakan bahwa

pati ubi jalar dan garut; meningkatkan kelengketan dan menurunkan elastisitas dari gel tapioka, ubi jalar dan garut modifikasi. Peningkatan kekerasan dan kelengketan gel pada pati ubi jalar modifikasi HMT juga dilaporkan oleh Collado dan Corke (1999).

Gambar 5.6 Diagram analisis profil tekstur gel tapioka dari lima varietas ubi kayu (biru: pati native, merah: pati HMT)

Perubahan parameter tekstur terjadi dalam intensitas yang bervariasi. Guna- ratne dan Corke (2007) dari berbagai sumber menyebutkan bahwa variasi sifat tekstur tergantung pada konsentrasi amilosa dan karakteristik matriks gel amilosa, kekakuan dari partikel pati yang membengkak, fraksi volume dari granula yang

membengkak dan interaksi antara pati yang membengkak dengan matriks amilosa karena ini akan mempengaruhi tingkat pembengkakan dan kelarutan.

Tabel 5.8 Atribut tekstur dari tapioka native dan tapioka HMT

Native HMT Intensitas perubahan

(%) Kekerasan Thailand 162,48 ± 2,86a _{448,28 ± 6,28}c _{175,99 ± 8,72}c Kasetsar 227,74 ± 24,69ab _{428,17 ± 18,59}bc _{89,56 ± 28,71}b Pucuk biru 226,2 ± 3,53ab _{226,77 ± 11,95}a _{0,23 ± 3,72}a Faroka 254,15 ± 35,96b _{382,16 ± 10,86}b _{51,59 ± 17,18}ab Adira 4 196,43 ± 9,87ab _{507,05 ± 7,36}d _{158,37 ± 9,23}c Kepaduan Thailand 0,66 ± 0a _{0,67 ± 0,04}a _{1,38 ± 6,64}a Kasetsar 0,68 ± 0a _{0,6 ± 0,02}a _{-12,48 ± 2,65}a Pucuk biru 0,66 ± 0,02a _{0,65 ± 0}a _{-2,74 ± 2,78}a Faroka 0,69 ± 0a _{0,61 ± 0,01}a _{-10,49 ± 2,81}a Adira 4 0,67 ± 0a _{0,59 ± 0,03}a _{-11,75 ± 4,58}a Kelengketan Thailand 19,66 ± 11,53a _{76,58 ± 2,82}ab _{375,56 ± 293,24}a Kasetsar 66,73 ± 15,48b _{94,98 ± 3,25}c _{46,86 ± 38,95}a Pucuk biru 42,42 ± 1,36ab _{65,77 ± 0,41}a _{55,12 ± 4,02}a Faroka 65,97 ± 8,86b _{72,21 ± 6,25}ab _{9,82 ± 5,26}a Adira 4 51,57 ± 2,95ab _{85,98 ± 1,49}bc _{67,09 ± 12,47}a Elastisitas Thailand 0,97 ± 0,01a _{0,96 ± 0,01}b _{-1,12 ± 2,02}a Kasetsar 0,89 ± 0,04a _{0,93 ± 0,01}b _{5,12 ± 5,23}a Pucuk biru 0,94 ± 0a _{0,9 ± 0,01}a _{-5,15 ± ,70}a Faroka 0,91 ± 0,03a _{0,93 ± 0,01}b _{2,61 ± 1,55}a Adira 4 0,91 ± 0,01a _{0,93 ± 0}b _{2,60 ± 1,05}a

Perubahan yang terjadi selama proses HMT memberikan pengaruh berbeda pada karakteristik tekstur gel tapioka HMT. Tingkat kristalinitas, kadar amilosa,

Dalam dokumen Kajian mekanisme antihiperglikemik campuran ekstrak daun sirih merah dan kulit kayu manis yang berpotensi sebagai minuman fungsional (Halaman 98-125)