MEMPELAJARI FENOMENA PERUBAHAN
KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA TAPIOKA KARENA
HEAT-MOISTURE TREATMENT
DAN MODEL
KINETIKANYA
ELVIRA SYAMSIR
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Mempelajari Fenomena Perubahan Karakteristik Fisikokimia Tapioka Karena Heat-Moisture Treatment
dan Model Kinetikanya adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Januari 2012
Elvira Syamsir
ABSTRACT
ELVIRA SYAMSIR. Study on phenomena of physicochemical changes during Heat-Moisture Treatment of tapiocas and its kinetic model. Under direction of Purwiyatno Hariyadi, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan dan Feri Kusnandar.
Tapioca is widely used as ingredients as well as additives in food industry. With the ability to form paste with high viscosity, tapioca has potential to be used as thickener. Due to its granule character that cannot stand on the heat, tapioca cannot be used as a thickener for product to be processed at high temperature processing products. Modification of tapioca with heat-moisture treatment (HMT) can increase the resistance of starch to heat so it can be applied at high tempera-ture environment. Blending the starch and water was performed in a closed container mixer equipped with a stirrer to obtain a consistent and homogenous raw material. HMT process was done by using a static retort. Sample tubes were made from aluminum pipe (diameter of 12.7 mm, length 20 cm, and wall thickness 0.75 mm). The sample tube was designed to produce condition of isothermal heating with short lag time and maintain relative stable water content during the HMT process. The types of tapioca used for the research were extracted from five varieties of cassavas: Thailand, Kasetsar, Pucuk biru, Faroka and Adira-4, which have different physicochemical characteristic. HMT processing caused the loss of birefringence pattern in the center of the granule and change of physicochemical characteristics of tapioca. Compared to its native, HMT tapioca has decreased in its crystallinity, swelling power, improve paste resistance to heat, occurrence of syneresis, increase hardness and gel adhesiveness as well as decrease in digestibility of gelatinzed tapioca. Differences of physicochemical characteristics of native tapioca were associated with diffe-rences in intensity of change during the HMT processing. Physical characteristics (such as size, swelling power and solubilitas), amylose concentration, fat and ash as well as crystallinity level were identified as factors that affected the charac-teristics of the HMT tapioca produced. Temperature and water content of tapioca during the HMT process was affected to characteristics of tapioca produced. HMT with high temperature and high water content caused tapioca to undergo partial gelatinization, indicated by physical changes in granule shape and significant reduction in its cristallinity. The changes of peak viscosity (VP), breakdown viscosity (BDV), setback viscosity (SBV), pasting temperature (PT) and gel hardness during HMT process could be explained using zero and first order kinetic model. Changes of PV, BDV and SBV of tapioca starch obeyed model of kinetic ordo-1, while changes of PT of tapioca paste and gel hardness were best described by zero-order kinetic model. Rate of change of texture was identified as the most sensitive against temperature change, followed by change of setback viscosity. The rate of change of pasting temperature was the least sensitive to temperature change
RINGKASAN
ELVIRA SYAMSIR. Mempelajari Fenomena Perubahan Karakteristik Fisiko- kimia Tapioka Karena Heat-Moisture Treatment dan Model Kinetikanya.
Dibimbing oleh Purwiyatno Hariyadi, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan dan Feri Kusnandar.
Tapioka banyak dimanfaatkan sebagai ingridien maupun aditif di industri pangan. Kemampuan membentuk pasta dengan viskositas tinggi membuat tapioka potensial untuk dikembangkan sebagai bahan pengental. Sifat granulanya yang tidak tahan panas menyebabkan tapioka tidak bisa digunakan sebagai pengental pada produk yang diproses dengan suhu tinggi. Granula tapioka perlu dimodifi-kasi menjadi lebih tahan panas agar dapat diaplidimodifi-kasikan pada produk yang diolah dengan suhu tinggi.
Modifikasi pati dengan heat-moisture treatment (HMT) dapat meningkatkan
ketahanan pati terhadap panas, perlakuan mekanis dan pH asam. Modifikasi dilakukan dengan memanaskan pati dengan kadar air terbatas (kadar air kurang dari 35%) pada suhu di atas suhu transisi gelas tetapi masih dibawah suhu gelatinisasinya selama periode waktu tertentu. Karakteristik fisikokimia pati HMT dipengaruhi oleh distribusi panas yang terjadi selama proses, sifat fisikokimia pati dan kondisi proses yang digunakan.
Penelitian ini bertujuan untuk 1). mendisain peralatan proses HMT yang dapat meminimalkan waktu tunda dan mempertahankan kadar air selama proses HMT agar diperoleh distribusi panas dan kondisi basah yang seragam sepanjang proses berlangsung; 2). mengetahui karakteristik fisikokimia tapioka; 3). Menge-tahui pengaruh dari karakteristik fisikokimia tapioka terhadap karakteristik fisikokimia tapioka HMT yang dihasilkan; 4). mengetahui pengaruh kondisi pro-ses terhadap perubahan karakteristik fisikokimia tapioka HMT yang dihasilkan dan 5). mengetahui model kinetika yang dapat digunakan untuk menjelaskan laju perubahan dari beberapa karakteristik fisikokimia tapioka sebagai fungsi dari suhu dan waktu proses HMT, serta ketergantungannya terhadap suhu.
Untuk memperoleh bahan baku yang konsisten dan homogen untuk proses HMT, maka pencampuran pati dan air dilakukan di wadah pencampur tertutup yang dilengkapi dengan pengaduk. Proses HMT dilakukan dengan menggunakan retort. Tabung sampel terbuat dari pipa aluminium diameter 12,7 mm, panjang 20 cm dan tebal dinding 0,75 mm. Tabung sampel didisain untuk menghasilkan kondisi pemanasan isotermal dengan waktu tunda yang pendek dan mempertahankan kadar air tetap stabil selama proses HMT.
puncak yang tinggi, ketahanan panas yang rendah dan kecenderungan retrogradasi yang rendah.
Penelitian ini menunjukkan bahwa proses HMT menyebabkan tapioka kehilangan pola birefringence di bagian tengah granula, dan perubahan karakteristik fisikokimia. Dibandingkan dengan bentuk nativenya, tapioka HMT menunjukkan penurunan kristalinitas, penurunan swelling power, peningkatan ketahanan pasta terhadap panas, terjadinya sineresis, peningkatan kekerasan dan kelengketan gel serta penurunan daya cerna tapioka gelatinisasi.
Perbedaan karakteristik fisikokimia tapioka native menyebabkan perbedaan
intensitas perubahan yang terjadi selama proses HMT. Karakteristik fisik (ukuran, kapasitas pembengkakan dan solubilitas), kadar amilosa, lemak dan abu serta tingkat kristalinitas teridentifikasi sebagai faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik tapioka HMT yang dihasilkan.
Suhu dan kadar air tapioka selama proses HMT mempengaruhi karakteristik tapioka yang dihasilkan. HMT dengan suhu dan kadar air yang tinggi dapat menyebabkan pati mengalami gelatinisasi parsial yang diindikasikan oleh perubahan bentuk granula dan penurunan tingkat kristalinitas pati dalam jumlah yang besar.
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
MEMPELAJARI FENOMENA PERUBAHAN
KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA TAPIOKA KARENA
HEAT-MOISTURE TREATMENT
DAN MODEL KINETIKANYA
ELVIRA SYAMSIR
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji pada Ujian Tertutup:
Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STp. DEA
(Fakultas Teknologi Pertanian – Institut Pertanian Bogor) Dr. Eko Hari Purnomo, STp. MSc
(Fakultas Teknologi Pertanian – Institut Pertanian Bogor)
Penguji pada Ujian Terbuka:
Prof. Dr. Ir. Imas Setiasih, MSi
(Fakultas Teknologi Industri Pertanian – Universitas Padjadjaran) Dr. Ir. Sugiyono, MAppSc
Judul Disertasi : Mempelajari Fenomena Perubahan Karakteristik Fisikokimia Tapioka Karena Heat-Moisture Treatment
dan Model Kinetikanya Nama : Elvira Syamsir
NIM : F 261060071
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc Ketua
Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc Dr. Ir. Nuri Andarwulan, Msi Anggota Anggota
Dr. Ir. Feri Kusnandar, MSc Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pangan
Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, MSc Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah SWT untuk semua karunia-Nya, termasuk kesem-patan untuk menyelesaikan pendidikan jenjang S-3 di PS Ilmu Pangan dengan disertasi berjudul “Mempelajari Fenomena Perubahan Karakteristik Fisikokimia Tapioka Karena Heat-Moisture Treatment dan Model Kinetikanya”. Bagian dari
disertasi ini yang membahas tentang “Pengaruh Heat-Moisture Treatment (HMT)
terhadap Beberapa Karakteristik Fisikokimia Tapioka dari Lima Varietas Ubi Kayu” telah dipresentasikan pada Seminar Nasional PATPI 2011 di Manado dan telah dikirim untuk publikasi ke Jurnal Teknologi dan Industri Pangan. Dua artikel lain terkait penelitian ini juga telah dikirim untuk publikasi, yaitu ‘Karakterisasi Tapioka dari Lima Varietas Ubi Kayu (Manihot utilisima Crantz) Asal Lampung”
ke Jurnal Agroteknologi dan “Pengaruh Proses HMT Terhadap Karakteristik Fisikokimia Pati - Artikel Review” ke Jurnal Teknologi dan Industri Pangan.
Untuk semua bimbingan, bantuan dan dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian perkuliahan dan penelitian, penulis mengucapkan penghargaan dan rasa terimakasih kepada yang terhormat:
1. Ketua komisi pembimbing: Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc
2. Bapak dan ibu anggota komisi pembimbing: Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc, Dr. Ir. Nuri Andarwulan, MSi dan Dr. Ir. Feri Kusnandar, MSc
3. Penguji pada ujian terbuka: Prof. Dr. Ir. Imas Setyasih, MSi dan Dr. Ir. Sugiyono, MAppSc
4. Penguji pada ujian tertutup: Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STp DEA dan Dr. Eko Hari Purnomo, STp, MSc
5. Penguji pada prelim lisan: Dr. Ir. Titi Chandra Sunarti, MSc dan Dr. Eko Hari Purnomo, MSc
6. Dekan Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Dr. Ir. Sam Herodian selaku pimpinan sidang ujian terbuka dan Wakil Dekan Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Dr. Ir. Sugiyono selaku pimpinan sidang tertutup.
9. Ketua Departemen, teman-teman staf pengajar, teknisi dan administrasi di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta IPB
10. Teman-teman kuliah di PS Ilmu Pangan
11. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional – Beasiswa BPPS
12. Orang tua (papa dr. Syamsir Maaruf dan mama Irdawati) dan mertua (bapak drs. Achmad Jatim dan ibu dra. Sri Sumardikaningsih), adik-adik (Lanny Syamsir SP, MM – Adila Fadly, SE; Chandra Syamsir, ST – Eni Cancerina, ST; Hendra Syamsir, SP – Wandhira Celesthe, SP; Febi Dwi Yanarti STP – Agus Wijaya SPd) beserta keluarga besar kami
13. Keluarga kecil saya: suami, Yanar Siswanto dan anak-anak, Anindya dan Yudhistira.
Walaupun tulisan ini belum memberi penjelasan yang memuaskan, tetapi penulis berharap tulisan dapat bermanfaat terutama dalam memahami proses modifikasi pati dengan teknik HMT.
Bogor, 28 Januari 2012 Elvira Syamsir-Siswanto
Riwayat Hidup
Penulis dilahirkan di Padang pada tanggal 9 Agustus 1969, sebagai anak pertama dari empat bersaudara dalam keluarga bapak dr. Syamsir Ma’aruf dan ibu Irdawati. Pendidikan jenjang S1 dijalani di PS Teknologi Pangan dan Gizi IPB dan diselesaikan pada tahun 1993. Jenjang S2 diselesaikan pada tahun 2001 dengan menekuni bidang pangan di PS Ilmu Pangan IPB. Jenjang pendidikan S-3 di PS Ilmu Pangan IPB dimulai pada tahun 2006 dengan beasiswa BPPS selama 3 tahun pertama dan untuk selanjutnya dengan biaya sendiri.
DAFTAR ISI
Pengaruh HMT Terhadap Morfologi Granula ... 17
Pengaruh HMT Terhadap Kristalinitas Pati ... 20
Pengaruh HMT Terhadap Karakteristik Gelatinisasi ... 21
Pengaruh HMTTerhadap Karakteristik Pasting ... 22
Kinetika Reaksi ... 23
Daftar Pustaka ... 25
DISAIN PROSES HEAT-MOISTURE TREATMENT ... 31
Halaman KARAKTERISASI FISIKOKIMIA TAPIOKA DARI LIMA VARIETAS
UBI KAYU ...
Hasil dan Pembahasan ... 105
Simpulan ... 109
Daftar Pustaka ... 111
KINETIKA BEBERAPA SIFAT FISIKOKIMIA PATI SELAMA PRO-SES HMT ... 113
Abstract ... 113
Pendahuluan ... 113
Bahan dan Metode ... 114
Hasil dan Pembahasan ... 116
Simpulan ... 138
Daftar Pustaka ... 140
Halaman
SIMPULAN DAN SARAN ... 157
Simpulan ... 157
Saran ... 158
DAFTAR PUSTAKA ... 159
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-sifat amilosa dan amilopektin ... 11
Tabel 2.2 Komposisi kimia beberapa jenis pati ... 11
Tabel 2.3 Karakteristik gelatinisasi berbagai jenis pati ... 14
Tabel 2.4 Karakteristik pasting menggunakan RVA ... 16
Tabel 2.5 Kondisi HMT pada penelitian dari berbagai jenis pati ... 18
Tabel 3.1 Disain proses HMT yang dilaporkan dalam berbagai pe-nelitian ... 32 Tabel 3.2 Data kadar air produk sebelum dan sesudah proses HMT.. 40
Tabel 4.1 Karakteristik bahan baku ubi kayu yang digunakan ... 50
Tabel 4.2 Persentase distribusi ukuran granula tapioka dari lima varietas ubi kayu ... 51
Tabel 4.3 Komposisi kimia tapioka dari lima varietas ubi kayu (data dalam g/100 g bk, kecuali untuk kadar air dalam g/100 g bb) dan dari beberapa sitasi ... 52 Tabel 4.4 Kristalinitas dan intensitas puncak utama tapioka lima va-rietas ubi kayu ... 54 Tabel 4.5 Korelasi antara kristalinitas dengan komposisi kimia ta-pioka ... 55 Tabel 4.6 Kapasitas pembengkakan dan solubilitas tapioka dari lima varietas ... 56 Tabel 4.7 Korelasi antara SP dan solubilitas dengan karakter fisiko-kimia tapioka ... 57 Tabel 4.8 Karakteristik pasting tapioka dari lima varietas ubi kayu menggunakan RVA ... 60
Tabel 4.9 Korelasi antara parameter pasting dengan karakter fisiko-kimia tapioka ... 61 Tabel 4.10 Nilai analisis tekstur tapioka dari lima varietas ubi kayu... 65
Tabel 4.11 Korelasi antara parameter tekstur dengan karakter fisiko-kimia tapioka ... 66 Tabel 5.1 Komposisi kimia tapioka dari lima varietas ... 73
Halaman Tabel 5.4 Korelasi kristalinitas relatif HMT terhadap native dengan
beberapa parameter fisikokimia tapioka native ...
83 Tabel 5.5 Korelasi SP dan solubilitas relatif tapioka HMT dengan
beberapa parameter kimiafisik tapioka native ...
86 Tabel 5.6 Karakteristik parameter pasting tapioka native, HMT dan
intensitas perubahan parameter HMT terhadap native
(%) ... 91 Tabel 5.7 Korelasi nilai intensitas perubahan (absolut) parameter
pasting setelah HMT dengan beberapa sifat kimia tapioka
native ... 92 Tabel 5.8 Atribut tekstur dari tapioka native dan tapioka HMT ... 96 Tabel 5.9 Korelasi nilai intensitas perubahan parameter tekstur
sete-lah HMT dengan beberapa sifat fisikokimia tapioka
na-tive ... 97 Tabel 6.1 Pengaruh suhu dan kadar air proses HMT terhadap
krista-linitas tapioka ...
parameter pasting sebagai fungsi dari waktu ...
parameter tekstur sebagai fungsi dari waktu ...
134 Tabel 7.7 Nilai k dari model kinetika termal untuk perubahan
keke-rasan gel ... 136 Tabel 7.8 Persamaan Arrhenius dan nilai Ea dari parameter pasting
dan tekstur ...
136 Tabel 8.1 Karakteristik fisikokimia tapioka native ... 146 Tabel 8.2 Karakteristik perubahan fisikokimia tapioka HMT
terha-dap native ...
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram alir penelitian ... 7
Gambar 2.1 Pembentukan struktur double-heliks amilopektin, penga-turannya dalam bentuk klastering serta daerah kristal dan amorfous pada pati (www.Isbu.ac.uk) ... 12
Gambar 2.2 Pola difraksi sinar X kristalit pati (Liu, 2005) ... 13
Gambar 2.3 Analisis mikroskopis granula pati kentang. A, pati awal; B, pati modifikasi HMT (110oC, 30 menit); 1, mikroskop cahaya terpolarisasi; 2, SEM permukaan granula; 3, SEM irisan melintang granula (Kawabata et al, 1994) ... 19 Gambar 3.1 Disain wadah pencampur sampel ... 35
Gambar 3.2 Wadah proses HMT ... 36
Gambar 3.3 Proses persiapan sampel HMT ... 37
Gambar 3.4 Profil distribusi panas retort ... 38
Gambar 3.5 Pola penetrasi panas tapioka selama proses HMT ... 39
Gambar 3.6 Bentuk mikroskopis granula tapioka sebelum dan sesudah HMT ... 41 Gambar 3.7 Karakteristik pasting tapioka sebelum dan sesudah HMT.. 41
Gambar 4.1 Kurva RVA dan perhitungan parameter pasta ... 47
Gambar 4.2 Kurva analisis profil tekstur ... 48
Gambar 4.3 Bahan baku ubi kayu yang digunakan ... 50
Gambar 4.4 Penampakan granula tapioka native ... 50
Gambar 4.5 Distribusi ukuran granula tapioka ... 51
Gambar 4.6 Pola difraksi sinar X tapioka dari lima varietas ubi kayu... 54
Gambar 4.7 Amilograf pasting tapioka dari 5 varietas ubi kayu ... 59 Gambar 4.8 Kurva profil tekstur gel tapioka dari lima varietas ubi
kayu ...
64 Gambar 5.1 Perbedaan morfologi granula tapioka native dengan hasil
HMT dilihat dengan mikroskop polarisasi ...
77 Gambar 5.2 Difraktogram kristal tapioka sebelum (native) dan
sesu-dah HMT ...
78 Gambar 5.3 Kapasitas pembengkakan dan solubilitas tapioka sebelum
dan sesudah HMT ...
Halaman Gambar 5.4 SP dan solubilitas relatif serta sineresis tapioka karena
HMT ...
88 Gambar 5.5 Amilograf pasting tapioka dari 5 varietas ubi kayu
sebe-lum dan setelah HMT ...
90 Gambar 5.6 Diagram analisis profil tekstur gel tapioka dari lima
varie-tas ubi kayu ...
95 Gambar 5.7 Daya cerna tapioka masak ... 98 Gambar 6.1 Penampakan granula tapioka dilihat dengan mikroskop
polarisasi ...
106 Gambar 6.2 Permukaan granula tapioka HMT dari kombinasi dua
ka-dar air dan dua suhu proses selama 240 menit ...
107 Gambar 6.3 Perubahan bentuk granula tapioka HMT yang diproses
pada kadar air 20% dan suhu 120°C selama 240 menit ...
109 Gambar 6.4 Difraktogram sinar X dari tapioka native dan tapioka
HMT ...
110 Gambar 7.1 Contoh kurva hubungan waktu proses dan respon pada
suatu kombinasi suhu dan kadar air ... 115 Gambar 7.2 Grafik perubahan kapasitas pembengkakan tapioka
sela-ma HMT ...
117 Gambar 7.3 Grafik perubahan solubilitas tapioka selama proses HMT. 118 Gambar 7.4 Viskogram tapioka setelah HMT pada suhu 100°C pada
kadar air proses 18% dan 20% ...
120 Gambar 7.5 Viskogram tapioka setelah HMT pada suhu 120°C pada
kadar air proses 18% dan 20% ... 121 Gambar 7.6 Kurva perubahan parameter pasting pada kombinasi suhu
dan waktu pada dua tingkat kadar air proses ... 122 Gambar 7.7a Kurva kinetika termal ordo 1 dari viskositas puncak
tapioka HMT ... 127 Gambar 7.7b Kurva kinetika termal ordo 1 dari viskositas breakdown
tapioka HMT ... 128 Gambar 7.7c Kurva kinetika termal ordo 1 dari viskositas balik tapioka
HM ... 129 Gambar 7.7d Kurva kinetika termal ordo 0 dari suhu pasting tapioka
HMT ...
Halaman Gambar 7.9 Kurva perubahan parameter tekstur pada kombinasi suhu
dan waktu pada dua tingkat kadar air proses ...
133 Gambar 7.10 Kurva kinetika termal untuk parameter kekerasan gel ... 135 Gambar 7.11 Kurva Arrhenius parameter pasting dan tekstur ... 137 Gambar 7.12 Kurva Arrhenius 4 parameter pasting pada
masing-ma-sing kadar air ...
139 Gambar 8.1 Diagram alir proses HMT yang dilakukan pada penelitian 144 Gambar 8.2 Usulan mekanisme perubahan granula tapioka selama
proses HMT ...
149 Gambar 8.3 Perubahan kristalinitas tapioka pada berbagai kondisi
pro-ses HMT ...
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Metode analisis proksimat ... 161 Lampiran 2 Analisis kadar pati (Dubois et al, 1956 disitasi dari
Fari-dah, 2010) ...
164 Lampiran 3 Analisis kadar amilosa (Juliano, 1971) ... 165 Lampiran 4 Daya cerna pati gelatinasi (modifikasi Muchtadi et al,
1992) ...
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Produksi ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) Indonesia pada periode
2004-2010, berkisar antara 19,4 – 23,9 juta ton. Sepertiga dari total produksi tersebut berasal dari Lampung, diikuti oleh Jawa Timur, Jawa Tengah, Jawa Barat, Daerah Istimewa Yogyakarta dan Nusa Tenggara Timur (Badan Pusat Statistik, 2011).
Ketahanan yang tinggi terhadap kondisi stress lingkungan menyebabkan ubi kayu banyak ditanam pada skala kecil dan dengan sumber daya terbatas (El-Sharkawy, 2004). Di lain sisi, keragaman varietas ubi kayu di Indonesia cukup tinggi. Bank Gen BB-Biogen Bogor mencatat sebanyak 600 aksesi plasma nutfah, 452 diantaranya ada dalam data base (BB-Biogen, 2010). Kondisi ini menyebab-kan beragamnya varietas ubi kayu di lapangan.
Pati merupakan komponen utama ubi kayu dan tapioka (pati ubi kayu) me-rupakan salah satu hasil industri berbasis ubi kayu. Proses ekstraksi yang relatif mudah, sifat patinya yang unik dengan warna dan flavor netral menyebabkan tapioka banyak dimanfaatkan sebagai ingridien maupun aditif di industri pangan. Tapioka direkomendasikan untuk memperbaiki ekspansi produk ekstrusi, pengen-tal pada produk yang kondisi prosesnya tidak ekstrim, bahan pengisi dalam pro-duk makanan bayi olahan dan bahan pengikat pada propro-duk-propro-duk biskuit dan konfeksioneri (Tonukari, 2004).
Perbedaan karakteristik fisikokimia pati seperti bentuk dan ukuran granula, rasio amilosa/amilopektin, karakteristik molekuler pati dan keberadaan komponen lain merupakan penyebab perbedaan sifat fungsional (Copelan et al., 2009;
Nwo-kocha et al., 2009). Variasi sifat fungsional pati di dalam suatu spesies
menye-babkan masalah dalam pengolahan karena inkonsistensi bahan baku.
2
perlu dimodifikasi menjadi lebih tahan panas agar dapat diaplikasikan pada produk yang diolah dengan suhu tinggi.
Modifikasi pati dengan heat-moisture treatment (HMT) dilaporkan dapat
meningkatkan ketahanan pati terhadap panas, perlakuan mekanis dan pH asam (Taggart, 2004). Pada modifikasi dengan HMT, pati dengan kadar air terbatas (kurang dari 35% air, w/w) dipanaskan pada kondisi di atas suhu transisi gelas tetapi masih di bawah suhu gelatinisasinya selama periode waktu tertentu. HMT menyebabkan perubahan konformasi molekul pati dan menghasilkan struktur kristalin yang lebih resisten terhadap proses gelatinisasi (Jacobs dan Delcour, 1998; Collado dan Corke, 1999; Stute, 1992 di dalam Zondag, 2003; Singh et al.,
2005; Vermeylen et al., 2006; dan Pukkahuta dan Varavinit, 2007).
Teknik komersial untuk produksi pati tahan panas saat ini dilakukan secara kimiawi dengan teknik ikatan silang. Ketertarikan terhadap produk pangan yang bebas aditif kimia membuat metode modifikasi secara fisik seperti HMT ini perlu dikaji dengan lebih baik.
Penelitian terkait pati HMT telah banyak dilaporkan dengan menggunakan pati dan teknik yang beragam. Penelitian dilakukan diantaranya pada pati ubi ka-yu (tapioka), jagung (normal dan waxy), new cocoyam (Xanthosoma sagittifoli-um), yam (Dioscorea hispida Dennst), finger millet (Eleusine coracana), wortel
Peru, ubi jalar, jahe, mucuna bean (Mucuna pruriens), berbagai pati
polong-po-longan (legume), sagu, gandum, oat, lentil, taro (Alocassia indica), true yam
(Dioscorea alata) dan kentang (Abraham, 1993; Franco et al., 1995; Lawal, 2005;
Tattiyakul et al., 2006; Adebowale et al., 2005; Adebowale dan Lawal, 2003;
Hoover dan Manuel, 1996; Pukkahuta dan Varavinit, 2007; Hoover dan Vasan-than, 1994; Gunaratne dan Hoover, 2002; Vieira dan Sarmento, 2008; Purwani et al., 2006; Herawati, 2009; Ahmad, 2009; dan Pinasthi, 2011). Proses HMT
dilakukan dengan menggunakan oven (Herawati, 2009; Olayinka, 2008; Hoover dan Manuel, 1996), retort (Abraham, 1993; Kawabata et al., 1994) dan oven
gelombang mikro (Pinasthi, 2011; Anderson dan Guraya, 2006).
3
Hoover dan Manuel, 1996) dan tipe kristalisasi pati (Gunaratne dan Hoover, 2002). Selain itu, karakteristik pati HMT juga dipengaruhi oleh perbedaan kon-disi proses seperti suhu (Adebowale dan Lawal, 2003; Vermeylen et al., 2006;
Pukkahuta dan Varavinit, 2007), kadar air (Vermeylen et al., 2006; Adebowale et al., 2005), pH (Collado dan Corke, 1999) dan lama waktu proses (Collado and
Corke, 1999). Secara umum dilaporkan bahwa HMT menurunkan viskositas pun-cak, menurunkan viskositas breakdown, meningkatkan suhu pasting, meningkat-kan suhu gelatinisasi dan menurunmeningkat-kan kapasitas pembengkameningkat-kan granula pati. Be-berapa parameter lain seperti morfologi granula, tipe kristalit dan kristalinitas, ka-pasitas pembengkakan, solubilitas dan tekstur dilaporkan dengan hasil berbeda.
Penelitian tentang tapioka HMT relatif sedikit (Lorenz dan Kulp, 1982; Abraham, 1993; Gunaratne dan Hoover, 2002; Jyothi et al., 2010). Proses HMT
dilaporkan tidak mengubah bentuk dan ukuran granula (Abraham, 1993; Guna-ratne dan Hoover, 2002), tidak mengubah tipe kristalit tapioka tetapi sedikit menurunkan kristalinitas (Abraham, 1993; Gunaratne dan Hoover, 2002; Jyothi et al., 2010) dan meningkatkan suhu gelatinisasi dengan enthalpy yang lebih rendah
(Gunaratne dan Hoover, 2002; Jyothi et al., 2010). Tekstur gel dari tapioka HMT
memiliki kekerasan dan kelengketan yang lebih tinggi dengan kepaduan dan elas-tisitas yang lebih rendah dari gel tapioka native (Jyothi et al., 2010). Pasca HMT,
resistensi tapioka terhadap proses hidrolisis asam meningkat sementara resistensi terhadap hidrolisis enzimatis meningkat atau menurun (Abraham, 1993; Guna-ratne dan Hoover, 2002). Stabilitas pasting meningkat pasca HMT yaitu suhu pasting meningkat, viskositas puncak dan viskositas breakdown turun; dan visko-sitas balik meningkat (Abraham, 1993) atau menurun (Jyothi et al., 2010).
Pengaruh HMT terhadap beberapa karakteristik fisikokimia tapioka dilapor-kan secara berbeda, diduga disebabdilapor-kan oleh perbedaan jenis tapioka dan kondisi proses (suhu, waktu, kadar air dan metode) yang digunakan. Menurut Jyothi et al.
(2010), HMT meningkatkan solubilitas tapioka sementara Gunaratne dan Hoover (2002) justru melaporkan sedikit penurunan solubilitas pasca HMT. Perbedaan intensitas proses (suhu, waktu dan kadar air tapioka) menyebabkan perbedaan pada besarnya perubahan karakteristik tapioka (Jyothi et al., 2010). Proses HMT
4
lebih rendah dari tapioka native (Abraham, 1993; Gunaratne dan Hoover, 2002;
Jyothi et al., 2010) sementara peningkatan kapasitas pembengkakan dilaporkan
jika proses HMT tapioka dilakukan menggunakan autoklaf (Abraham, 1993). Perubahan karakteristik sifat fisikokimia pati karena proses modifikasi men-jadi salah satu kriteria penting untuk pengembangan teknologi proses pembuatan pati termodifikasi. Terbatasnya kajian mengenai proses HMT tapioka dengan bahan baku dan kondisi proses yang berbeda, menyebabkan karakterisasi tapioka HMT secara komprehesif sukar dilakukan. Karena varietas ubi kayu dan teristik fisikokimianya sangat beragam, maka pengaruh varietas terhadap karak-teristik tapioka HMT perlu dipelajari.
Idealnya, disain proses bisa diatur secara fleksibel untuk mencapai parame-ter mutu yang diinginkan. Cara trial and error untuk mendisain proses bukanlah
cara yang baik. Pengaruh kondisi proses (suhu, waktu dan kadar air) terhadap perubahan karakteristik tapioka HMT penting untuk diketahui untuk memprediksi karakteristik tapioka HMT yang dihasilkan dari suatu proses HMT. Penggunaan model matematis merupakan cara yang lebih sistematis untuk memprediksi hubungan parameter proses dengan perubahan suatu parameter mutu.
Model kinetika merupakan model matematika yang bisa dipakai untuk men-jelaskan laju perubahan suatu atribut mutu sebagai fungsi waktu pada suatu suhu tertentu (Van Boekel, 2008; Van Boekel dan Tijskens, 2001). Pendekatan meng-gunakan model kinetika disini merupakan pendekatan rekayasa karena lebih kea-rah pemodelan matematis guna memahami jalannya perubahan untuk tujuan reka-yasa dan bukan untuk memahami mekanisme reaksi kinetikanya (Van Boekel dan Tijskens, 2001).
Analisis kinetika termal dapat digunakan untuk melihat laju perubahan suatu parameter fisikokimia pati sebagai fungsi dari waktu pada suatu kondisi suhu dan kadar air. Dengan menggunakan persamaan Arrhenius, yang menghubungkan laju perubahan parameter dengan suhu, dapat diketahui sensitifitas perubahan para-meter tersebut terhadap suhu proses.
5
perubahan karakteristik fisikokimia pati dapat dijelaskan dengan baik, maka disain proses perlu diperhatikan agar suhu proses dapat tercapai dengan cepat dan kadar air proses dapat dipertahankan selama waktu proses HMT.
Tujuan Penelitian
Secara umum, tujuan penelitian ini adalah mempelajari fenomena perubahan karakteristik fisikokimia tapioka karena HMT dan model kinetikanya. Agar tujuan penelitian dapat tercapai, maka tahap awal penelitian ini ditujukan untuk pengem-bangan disain peralatan dan proses HMT yang bisa mempertahankan kondisi proses yang dikehendaki (suhu dan kadar air) tetap terjaga selama proses berlang-sung. Penelitian dibagi dalam beberapa tahapan dengan tiga tujuan khusus yaitu: Mempelajari pengaruh perbedaan karakteristik fisikokimia tapioka terhadap
karakteristik fisikokimia tapioka HMT yang dihasilkan.
Mempelajari pengaruh kondisi proses HMT (suhu dan kadar air) terhadap karakteristik morfologi dan kristalinitas tapioka HMT yang dihasilkan.
Mempelajari kinetika termal beberapa sifat fisikokimia tapioka selama proses HMT pada dua tingkat kadar air sebagai fungsi suhu dan waktu.
Hipotesis
HMT meningkatkan ketahanan granula tapioka terhadap proses pemanasan. Tapioka dari varietas berbeda memiliki karakteristik fisikokimia berbeda.
Perbedaan karakteristik fisikokimia tapioka akan menyebabkan perbedaan karakteristik sifat fisikokimia tapioka HMT yang dihasilkan.
Kondisi proses HMT (kadar air dan waktu proses) mempengaruhi intensitas perubahan sifat fisikokimia tapioka, termasuk perubahan karakteristik morfo-logi dan kristalinitas.
Beberapa sifat fisikokimia tapioka HMT dapat dijelaskan menggunakan model kinetika termal
Manfaat Penelitian
6
Memahami pengaruh perbedaan kondisi proses (suhu dan kadar air) terhadap karakteristik morfologi dan kristalinitas tapioka HMT yang dihasilkan
Mengetahui parameter fisikokimia yang perubahannya dapat dijelaskan sebagai fungsi dari perubahan kadar air, suhu dan waktu proses.
Tahapan Penelitian
Penelitian dilakukan dalam lima tahapan sebagai berikut: 1). Pengembangan disain peralatan dan proses HMT; 2). Karakterisasi fisikokimia tapioka dari lima varietas ubi kayu; 3). Karakterisasi fisikokimia tapioka HMT dari lima varietas ubi kayu; 4). Karakterisasi morfologi dan kristalinitas tapioka HMT (dari varietas Faroka) pada kondisi proses (kadar air dan suhu proses) yang berbeda; dan 5). Analisis kinetika termal dari beberapa sifat fisikokimia tapioka (dari varietas Fa-roka) sebagai fungsi dari suhu dan waktu pada dua tingkat kadar air HMT (18 dan 20%). Diagram alir penelitian ditampilkan pada Gambar 1.1.
1. Pengembangan disain peralatan dan proses HMT
Tahap ini bertujuan untuk mengembangkan peralatan dan proses HMT yang selanjutnya digunakan pada keseluruhan penelitian. Dilakukan pembuatan wadah pencampuran dan wadah sampel untuk proses HMT serta disain proses HMT. Target yang ingin dicapai dari tahap ini adalah tersedianya disain proses yang mampu mencapai suhu proses dalam waktu singkat, mempertahankan kadar air selama proses berlangsung dan menghasilkan tapioka HMT.
2. Karakterisasi sifat fisikokimia tapioka dari lima varietas ubi kayu
7 Tahap 1:
Pengembangan disain peralatan dan proses HMT
Disain wadah pencampuran, tabung sampel dan proses HMT Analisis:
Waktu tunda minimal, perubahan kadar air minimal, menghasilkan tapioka HMT
Tahap 2:
Pengaruh proses HMT pada karakteristik morfologi dan kristalinitas tapioka
Tapioka var. Faroka, HMT selama 240 menit pada kombinasi suhu (110°C, 120°C) dan kadar air (18 dan 20%)
Analisis:
Morfologi granula, kristalinitas, perubahan pasting
Tahap 5:
Analisis kinetika termal tapioka HMT
Tapioka varietas Faroka, perlakuan: kadar air (18 dan 20%), suhu (100, 110, 115 dan 120°C), waktu (0, 30, 100°C, 60, 120, 180, 240 dan 300 menit)
Analisis:
Kapasitas pengembangan dan solubilitas, karakteristik pasting, karakteristik tekstur
Diperoleh gambaran mengenai fenomena perubahan karakteristik fisikokimia tapioka dari lima varietas ubi kayu asal Lampung karena HMT dan model kinetikanya
Gambar 1.1 Diagram alir penelitian
3. Pengaruh karakteristik fisikokimia tapioka terhadap karakteristik fisiko-kimia tapioka HMT yang dihasilkan
Tahap ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik fisikokimia tapioka HMT dari lima tapioka yang berbeda; mengetahui pengaruh perbedaan varietas pada sifat fisikokimia tapioka HMT yang dihasilkan; dan mengetahui korelasi antara parameter yang dianalisis dengan komponen kimia tapioka awal untuk
Proses HMT
8
mengidentifikasi faktor kritis pada pati native yang berperan dalam perubahan
sifat fisikokimia dan fungsional tapioka selama proses HMT. Parameter yang diamati adalah bentuk granula, kristalinitas, kapasitas pengembangan dan solu-bilitas, sineresis, karakteristik pasting dan tekstur serta daya cerna pati gelati-nisasi.
4. Pengaruh proses HMT pada karakteristik morfologi dan kristalinitas tapioka
Tahap ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan kadar air pada karakteristik morfologi dan kristalinitas tapioka HMT yang dihasilkan. Proses HMT dilakukan pada kombinasi dua suhu (110 dan 120°C) dan dua kadar air (18 dan 20%) selama 240 menit (4 jam) menggunakan tapioka dari varietas faroka. Pengamatan dilakukan terhadap morfologi dan kristalinitas granula pati.
5. Analisis kinetika termal tapioka HMT
9
TINJAUAN PUSTAKA
UBI KAYU
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan tanaman tropis, tetapi
dapat beradaptasi dan tumbuh baik di daerah sub tropis. Secara umum tanaman ini tidak menuntut iklim dan kondisi tanah spesifik untuk pertumbuhannya. Tanaman ubi kayu memiliki ketahanan yang tinggi terhadap kondisi stress lingkungan dan dapat tumbuh pada lahan marjinal yang kering dengan kondisi tanah asam, tanpa pemupukan dan kondisi curah hujan yang bervariasi (kurang dari 600 mm/tahun sampai lebih dari 1000 mm/tahun). Karena budidayanya yang tidak banyak membutuhkan input produksi pertanian inilah, maka ubi kayu biasa ditanam oleh petani kecil dengan sumber daya terbatas (El-Sharkawy, 2004).
Pemanenan umbi dilakukan setelah tanaman berumur 7 – 24 bulan. Perbedaan umur panen disebabkan oleh perbedaan kultivar, tujuan penggunaan dan kondisi pertumbuhan (El-Sharkawy, 2004). Untuk tujuan ekstraksi pati, umbi dipanen ketika berumur 10 – 12 bulan (Sriroth et al., 2000).
Keragaman varietas ubi kayu di Indonesia cukup tinggi. Bank Gen BB-Biogen Bogor mencatat sebanyak 600 aksesi plasma nutfah, 452 diantaranya ada dalam data base (BB-Biogen, 2010). Kondisi ini menyebabkan beragamnya varietas ubi kayu di lapangan.
Di daerah tropis dan subtropis, ubi kayu merupakan sumber karbohidrat penting setelah beras dan jagung. Secara umum, ubi kayu segar mengandung air sekitar 60%, pati sebesar 25-35% dengan kandungan protein, mineral, serat, kalsium dan fosfat dalam jumlah kecil (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Menurut Yeoh dan Truong (1996) yang disitasi oleh El-Sharkawy (2004), kandungan pati ubi kayu dapat mencapai lebih dari 80% bahan keringnya sementara kandungan protein hanya berkisar antara 5 sampai 19 g/kg bahan kering berdasarkan analisis Kjeldahl dengan faktor konversi 2.49 – 3.67. Hal ini menyebabkan konsumsi ubi kayu harus dilengkapi dengan makanan lain sebagai sumber protein dan komponen gizi lainnya.
10
tapioka, glukosa dan alkohol. Tapioka diperoleh melalui proses penggilingan umbi, dekantasi, pemisahan ampas dan konsentrat, pengendapan dan pengeringan.
GRANULA PATI
Pati adalah polisakarida homoglikan yang dikemas dalam bentuk granula dan disusun oleh monomer α-D-glukopiranosil yang berikatan melalui ikatan glikosidik α-1,4 dan/atau α-1,6 dengan penghilangan air. Granula pati memiliki beragam bentuk (bulat, oval, lenticular, poligonal) dan ukuran (diameter 2–100
μm) yang sifatnya spesifik species. Umumnya, granula pati serealia lebih kecil dari pati umbi-umbian dan kacang-kacangan (Liu, 2005). Granula tapioka berbentuk bulat–oval dan sebagian dengan ujung terpotong (Mishra dan Rai, 2006; Peroni et al., 2006; Srichuwong et al., 2005 dan Niba et al., 2001). Menurut
Peroni et al. (2006), granula tapioka berukuran 7.6– 3.5 μ g -rata 15.9
μ ; 71.4% terdistribusi pada ukuran 10.1 – 0.0 μ s s s 8.6 pada ukuran 5.0 – 0.0 μ 0.0 > 0 μ ).
Polisakarida utama penyusun pati adalah amilosa dan amilopektin, yang berbeda dalam hal pembentukan percabangan pada struktur liniernya, ukuran derajat polimerisasi, ukuran molekul dan pengaturan posisi pada granula pati (Tabel 2.1). Proporsi amilosa dan amilopektin pati bervariasi, umumnya sekitar 25:75 (BeMiller dan Whistler, 1996). Kandungan amilosa pati varietas manis lebih tinggi dari varietas pahit (Charles et al., 2004). Granula mungkin
mengandung beberapa komponen minor seperti protein, lemak, komponen anorganik dan polisakarida non pati (Murphy, 2001) dalam jumlah bervariasi (Tabel 2.2).
Amilosa membentuk struktur heliks (Shivus et al., 2005) sementara rantai
cabang amilopektin membentuk struktur double heliks dan membentuk klaster dan (Roder et al., 2005). Sekitar 80-90% dari suatu klaster amilopektin dibentuk oleh
rantai amilopektin tipe A yaitu rantai pendek yang tidak membentuk cabang dengan DP 6 – 15 (Sajilata et al., 2006). Dibandingkan dengan pati serealia, pati
11
Tabel 2.1 Sifat-sifat amilosa dan amilopektin
Sifat Amilosa Amilopektin
Struktur molekuler Linier (α-1,4) Linier (bercabang (α-1,4) dan
α-1,6) Gel Kaku, irreversible Lunak, reversible
Pewarnaan iod Biru Merah-ungu
Daya cerna oleh α-amilase 100% 60%
Derajat polimerisasi 1500 – 6000 3x105 – 3x106 Berat molekul (Da) 106 107 – 109 Zobel, 1988
Tabel 2.2 Komposisi kimia beberapa jenis pati (%)
Pati Lemak Protein Abu Total P (mg,%) Amilosa
Pengamatan granula dengan mikroskop cahaya polarisasi memperlihatkan persilangan birefringence yang tampak sebagai perpotongan dua pita (persilangan Maltese). Hal ini mengindikasikan pengaturan amilosa–amilopektin secara radial, membentuk karakteristik semikristalin. Struktur granula pati tergantung pada interaksi amilosa dan amilopektin melalui ikatan hidrogen intermolekuler. Interaksi yang kuat, banyak dan teratur membentuk daerah kristalin dan jika sebaliknya akan menghasilkan daerah amorfous (Liu, 2005). Birefringence sendiri terbentuk karena perbedaan pola refraksi cahaya dari daerah kristalit dan amorfous (Liu, 2005; Czukor et al., 2001).
Bagian kristalin dibentuk oleh rantai cabang amilopektin berukuran pendek yang tersusun dalam bentuk klaster dan amilosa, sementara bagian amorfous dibentuk oleh titik percabangan (ikatan α-1,6) amilopektin, amilopektin rantai panjang dan amilosa (Czukor, et al., 2001; Liu, 2005; Roder et al., 2005) seperti
12
heliks dan bukan oleh amilosa. Sebagian besar amilosa terdapat dibagian amorfous dalam bentuk bebas atau terikat dengan lemak (Jacobs dan Delcour, 1998 dari berbagai sumber). Molekul amilopektin tersusun secara radial didalam granula pati. Meningkatnya jari-jari granula menyebabkan jumlah cabang yang dibutuhkan untuk memenuhi ruang granula juga akan meningkat. Akibatnya, terjadi pembentukan daerah konsentris dengan struktur amorfous dan kristalin yang berselang-seling.
Gambar 2.1 Pembentukan struktur double-heliks amilopektin, pengaturannya dalam bentuk klastering serta daerah kristal dan amorfous pada pati (www.Isbu.ac.uk)
Karakteristik kristalit granula pati yang diamati dengan difraksi sinar X menunjukkan tiga tipe kristal yaitu tipe A, B dan C. Double heliks kristal A dan B disusun secara heksagonal, tetapi susunan dari tipe A lebih padat dari tipe B. Struktur tipe C merupakan kombinasi tipe A dan B (Sajilata et al., 2006; Donald,
2004; dan Wang et al., 1998). Pola difraksi sinar X granula pati dapat berubah
oleh perlakuan panas/air. Tipe V ditemukan pada pati yang tergelatinisasi, karena pembentukan kompleks amilosa-lipid (Gambar 2.2).
13
et al., 2005). Tapioka merupakan pati tipe A (Srichuwong et al., 2005; Moorthy
dan Maini, 1982 yang disitasi oleh Moorthy, 2002; Franco et al., 2002 dan
Defloor et al., 1998) atau tipe C (Bertolini et al., 2001). Menurut Moorthy
(2002), tapioka memiliki pola kristal g g θ
(15.3, 17.1 dan 23.5).
Gambar 2.2 Pola difraksi sinar X kristalit pati (Liu, 2005)
Srichuwong et al. (2005) menyatakan bahwa kristalinitas relatif pati tipe A
(31.0-37.1%) lebih besar dari tipe B (27.2-29.8%) dan C (27.8%). Perbedaan jenis kristal dan tingkat kristalinitas relatif pati disebabkan oleh perbedaan panjang rantai penyusun amilopektin, densitas struktur heliks dalam granula dan jumlah air yang terikat pada struktur kristal (Sajilata et al., 2006 dan Wang et al.,
1998; keduanya mensitasi dari berbagai sumber). Pati tipe A terutama mengandung amilopektin dengan panjang rantai cabang pendek, sementara amilopektin pati tipe B memiliki rantai cabang yang lebih panjang (Shamekh, 2002; Srichuwong et al., 2005).
GELATINISASI PATI
14
dapat balik dan dikenal sebagai proses gelatinisasi (Chen, 2003). Gelatinisasi merupakan transisi fisik yang menyebabkan rusaknya keteraturan molekuler granula, yang melibatkan proses pembengkakan granula, pelelehan kristal, hilangnya birefringence dan pelarutan pati. Proses berlangsung lebih cepat di daerah amorfous (Shamekh, 2002).
Analisis dengan differential scanning calorimetry (DSC) merupakan
prosedur umum yang digunakan untuk mengevaluasi gelatinisasi pati dan memberi informasi mengenai suhu awal (To), suhu puncak (Tp), suhu akhir -
conclusion (Tc), rentang suhu (Tr) dan entalpy pelelehan proses (Lim et al., 2001). Karakteristik gelatinisasi pati tapioka dan beberapa pati lainnya disajikan pada Tabel 2.3; terlihat bahwa suhu dan enthalpy gelatinisasi sangat beragam. Beberapa faktor yang menyebabkan keragaman tersebut adalah rasio amilosa-amilopektin, perbedaan jumlah rantai panjang amilosa-amilopektin, distribusi rantai pendek amilopektin, keberadaan komponen minor (terutama lemak dan ester fosfat), serta bentuk dan ukuran granula.
Tabel 2.3 Karakteristik gelatinisasi berbagai jenis pati
15
kurva DSC merefleksikan hilangnya ikatan double heliks pada amilopektin. Semakin tinggi suhu dan makin besar total energi yang dibutuhkan, merefleksikan struktur kristalin yang semakin kuat atau keteraturan molekuler yang semakin tinggi (Cooke dan Gidley, 1992 disitasi oleh Srichuwong et al., 2005).
KARAKTERISTIK PASTING
Pasting adalah fenomena yang mengikuti gelatinisasi (Xie et al., 2006).
Perbedaan karakteristik granula menghasilkan keragaman dalam karakteristik pastingnya. Profil pasta diyakini bisa menjadi indikator yang baik untuk memprediksi sifat fungsional pati dan potensi aplikasinya pati sebagai inggridien/aditif pangan. (Chen, 2003).
Karakteristik pasting diamati dengan rapid visco analyzer (RVA) dan/atau brabender amylograph (BA) (Collado and Corke, 1999; Collado et al., 2001;
Pukkahuta et al., 2008). RVA dan/atau BA adalah viskometer yang dilengkapi
dengan sistim pemanas dan pendingin untuk mengukur resistensi sampel pada pengadukan terkontrol. Informasi yang diperoleh antara lain suhu awal pasting, waktu dan viskositas puncak, viskositas akhir, viskositas jatuh (breakdown viscosity - BDV) dan viskositas balik (setback viscosity - SBV). Waktu dan
viskositas puncak menjadi indikasi daya ikat air pati dan kecenderungan disintegrasinya; BDV mengindikasikan ketahanan terhadap pemanasan; SBV mengindikasikan potensi retrogradasi dan sineresis, dan viskositas akhir mengindikasikan kemampuan membentuk gel.
Menurut Chen (2003), pola viskositas pasta pati bisa dikelompokkan menjadi empat tipe: A (puncak pasta tinggi diikuti dengan pengenceran cepat selama pemanasan); B (puncak pasta lebih rendah dan pengenceran yang tidak terlalu besar selama pemanasan); C (tidak menunjukkan adanya puncak tetapi lebih pada pembentukan viskositas yang sangat tinggi dan tetap konstan atau meningkat selama pemanasan); dan D (konsentrasinya perlu dinaikkan dua–tiga kali lipat untuk menghasilkan viskositas pasta panas seperti tipe C).
16
(Wattanachant et al., 2003; Yiu et al., 2008) serta karakteristik gelatinisasi tipe A;
artinya pati cenderung tidak tahan proses pemanasan dan pengadukan. Karakteristik pasting tapioka dari 11 genotype ubi kayu yang dilakukan Niba et al.
(2002) memperlihatkan variasi parameter pasting antar genotip, yang berimplikasi pada perbedaan kekuatan pasta dan perbedaan perilakunya selama pengolahan.
Tabel 2.4 Karakteristik gelatinisasi pati menggunakan RVA Parameter Ubi jalar Jagunga Garutb Tapiokac Puncak 4598
et al. (2002), dari 11 genotype
MODIFIKASI PATI DENGAN HEAT MOISTURE TREATMENT
Pati alami memiliki keterbatasan dalam aplikasi di industri, diantaranya: hilangnya viskositas pada kondisi pH rendah, suhu tinggi atau perlakuan mekanis;
s g ‘ j g’; j g s g s s s.
17
Perlakuan hidrotermal, termasuk Heat Moisture Treatment – HMT,
merupakan teknik modifikasi pati secara fisik. Teknik ini dilakukan dengan memanaskan pati pada kadar air terbatas (kurang dari 35% air, w/w) pada suhu di atas suhu transisi gelas tetapi masih dibawah suhu gelatinisasi granula selama waktu tertentu. Kondisi HMT dari beberapa jenis pati ditampilkan pada Tabel 2.5. Suhu HMT pada beberapa penelitian dipilih tanpa memperhatikan suhu gelatinisasi pati pada kadar air yang digunakan. Akibatnya, hasil HMT mungkin dipengaruhi oleh gelatinisasi parsial (Eerlingen et al., 1996 didalam Jacobs dan
Delcour, 1998; Abraham, 1993).
Ratnayake dan Jackson (2006) menduga, energi yang diserap oleh granula tidak hanya membuka lipatan double heliks amilopektin, tetapi juga memfasilitasi pengaturan atau pembentukan ikatan-ikatan baru antar molekul pada suhu dibawah suhu gelatinisasi. Modifikasi berlangsung saat fase amorfous pati berada pada kondisi rubbery yang bersifat fluida, dimana mobilitas titik percabangan
amilopektin meningkat dan mengakibatkan peningkatan interaksi di bagian kristalit (Jacobs dan Delcour, 1998).
HMT mengubah konformasi molekul pati dengan memperkuat interaksi molekuler di daerah kristalin dan daerah amorfous. Pengaturan ulang struktur molekuler disebabkan oleh penurunan stabilitas kristal rantai panjang, terbukanya sebagian double heliks; pembentukan ikatan intermolekuler pada double heliks amilopektin rantai pendek, antara amilosa dengan amilosa dan/atau amilopektin; dan pembentukan kompleks amilosa–lemak. Besar perubahan yang terjadi sangat dipengaruhi oleh intensitas panas, kadar air, kadar amilosa, profil amilopektin, serta keberadaan lemak dan fosfat (Kawabata et al., 1994; Jacoubs dan Delcour,
1998; Collado dan Corke, 1999; Stute, 1992 di dalam Zondag, 2003; Singh et al.,
2005; Vermeylen et al., 2006; Pukkahuta dan Varavinit, 2007).
Pengaruh HMT Terhadap Morfologi Granula
Pengamatan dengan scanning electron microscopy (SEM) menunjukkan
18
Tabel 2.5 Kondisi HMT pada penelitian dari berbagai jenis pati*
Pati Suhu and Lorenz, 1981; Donovan et al., 1983
cuna bean (Mucuna pruriens), berbagai pati polong-polongan (legume), sagu, taro
(Alocassia indica), true yam (Dioscorea alata), gandum, oat, lentil dan kentang
(Abraham, 1993; Franco et al., 1995; Lawal, 2005; Adebowalea et al., 2005;
19
jagung dan kentang (Ahmad, 2006; Pukkahuta et al., 2008; Pukkahuta et al., 2007
dan Kawabata et al., 1994) serta sebagian kecil pati ubi jalar dan jahe (Vieira dan
Sarmento, 2008). Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan intensitas panas HMT.
HMT menyebabkan pembentukan rongga dan mengaburnya persilangan polarisasi dibagian tengah granula (Herawati, 2009; Pukkahuta et al., 2007;
Vermeylen et al., 2006; Pukkahuta dan Varavinit, 2007), mengindikasikan
struktur jaringan pusat relatif lemah (Gambar 2.3). Walaupun demikian, beberapa penelitian lainnya menyebutkan bahwa HMT tidak mengubah morfologi granula (Abraham, 1993; Singh et al., 2005; Pukkahuta et al., 2008; Adebowale dan
Lawal, 2003). Hasil penelitian Pinasthi (2011) menunjukkan hilangnya birefringence di bagian tengah granula tergantung pada intensitas proses HMT yang diterima oleh pati.
20
Kadar air pati, suhu dan waktu HMT mempengaruhi morfologi pati termodi-fikasi. Pada kadar air tetap, peningkatan intensitas panas (suhu dan waktu proses) menyebabkan peningkatan ukuran rongga (Pukkahuta et al., 2007). Pada waktu
tetap dan kadar air ≥ 3 g s s s akan memperbesar rongga pa-da pati kentang HMT (Vermeylen et al., 2006).
Pengaruh HMT Terhadap Kristalinitas Pati
HMT mengubah kristal tipe B dan C menjadi tipe A seperti dilaporkan pada pati kentang dan yam (Stute, 1992; Kawabata et al., 1994; Gunaratne dan Hoover,
2002) tapi tidak mengubah kristal tipe A seperti 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; Gunaratne dan Hoover, 2002; Khunae et al.,
2007). Tipe C butuh kondisi proses yang lebih ekstrim dari tipe B.
Pengaturan ulang double heliks karena HMT bisa meningkatkan keteraturan (intensitas difraksi sinar X meningkat) atau menurunkan keteraturan daerah kristalin (intensitas difraksi sinar X menurun) seperti dilaporkan pada pati jagung. Perbedaan dipengaruhi oleh kadar air proses (Franco et al., 1995). Penurunan
kristalinitas relatif pati HMT dilaporkan pada kentang (Vermeylen et al., 2006),
tapioka dan yam (Gunaratne dan Hoover, 2002), serta tapioka dan jagung (Pinas-thi, 2011).
Interaksi kadar amilosa pati beras dan kadar air proses mempengaruhi kristalinitas pati HMT secara berbeda. Pada amilosa rendah sampai sedang, peningkatan kadar air proses menurunkan kristalinitas relatif. Pada amilosa tinggi, pembentukan kristal V (kompleks amilosa-lemak) meningkat dengan naiknya kadar air. Pembentukan kompleks ini menggantikan hilangnya daerah kristalin pati alami, dan menjelaskan mengapa rasio kristalinitas pada pati beras beramilosa tinggi tidak berubah (Khunae et al., 2007).
Pengaruh suhu dan kadar air HMT pada kristalinitas pati kentang telah dilaporkan (Vermeylen et al., 2006). Perubahan kristal tipe B menjadi A
21
distribusi P j s ≤120oC. Pemecahan ikatan kovalen dan terbukanya ikatan double heliks amilopektin pada 130oC menyebabkan amilopektin lebih mudah bergerak dan menyusun diri membentuk kristal yang lebih besar/lebih rapat. Total kristalinitas (A+B) sendiri tidak tergantung pada kadar air dan berkorelasi secara kuadratik dengan suhu proses; kristalinitas terendah terjadi pada suhu 110oC. Peningkatan suhu memicu peningkatan pembentukan kristal tipe A dan penurunan kristal B.
Teknik pengeringan pasca HMT tidak mempengaruhi Tp dan (Tc-To) gelatinisasi tetapi mempengaruhi enthalpy dan jumlah kristal A pati kentang HMT. Pengeringan cepat menghasilkan kristal A berukuran kecil sementara pengeringan lambat memungkinkan pertumbuhan kristal A sehingga ukuran dan jumlahnya meningkat (Vermeylen et al., 2006).
Pengaruh HMT Terhadap Karakteristik Gelatinisasi
Analisis DSC memperlihatkan bahwa HMT mengubah karakteristik termal pati. Pati gandum, kentang, tapioka, beras, jagung dan ubi jalar dilaporkan meng-alami peningkatan suhu gelatinisasi (To, Tp dan Tc) dan perubahan rentang gela-tinisasi (Tc-To) (Donovan et al., 1983 disitasi oleh Takaya et al., 2000; Stute, 1992; Abraham, 1993; Hormdok dan Noomhorm, 2007; Collado dan Cork, 1999; Khunae et al., 2007).
Peningkatan suhu gelatinisasi berbanding lurus dengan kadar air proses. In-teraksi amilosa (amorfous) dengan amilopektin (kristalin) selama HMT mereduksi mobilitas rantai amilopektin sehingga suhu gelatinisasi meningkat (Hoover dan Vasanthan, 1994). Peningkatan juga disebabkan oleh perubahan tipe kristal dari B menjadi A (Stute, 1992).
22
amilosa-lemak (jika ada). Pada amilosa tinggi, pelebaran rentang suhu berkorelasi linier dengan peningkatan kadar air (Khunae et al., 2007).
HMT menyebabkan pengaruh berbeda pada enthalpy gelatinisasi. HMT menurunkan enthalpy gelatinisasi pati gandum, kentang, tapioka dan beras (Donovan et al., 1983 disitasi oleh Takaya et al., 2000; Stute, 1992; Abraham,
1993; Hormdok dan Noomhorm, 2007) tetapi meningkatkan enthalpy gelatinisasi pati ubi jalar (Collado dan Cork, 1999). Pada semua kadar amilosa, enthalpy gelatinisasi pati beras menurun dengan naiknya kadar air HMT (Khunae et al.,
2007), mengindikasikan hilangnya sebagian daerah kristalin sehingga jumlah double heliks yang meleleh saat gelatinisasi berkurang (Hoover dan Manuel, 1996; Pukkahuta et al., 2008) atau perpindahan sebagian komponen kristalin ke
daerah amorfous sehingga daerah kristalin lebih mudah meleleh (Lim et al., 2001
disitasi oleh Khunae et al., 2007).
Pengaruh suhu dan kadar air HMT terhadap karakteristik gelatinisasi pati kentang telah dilaporkan (Vermeylen et al., 2006). Tp dan rentang suhu gelatinisasi meningkat sebagai fungsi dari suhu dan kadar air. Pengaruh kadar air terhadap Tp berkurang dengan naiknya kadar air, sementara pengaruh suhu terhadap peningkatan Tp semakin besar dengan naiknya suhu. Peningkatan rentang suhu gelatinisasi lebih besar pada kondisi kadar air dan suhu tinggi. HMT juga dilaporkan menurunkan enthalpy gelatinisasi. Pada suhu proses yang lebih tinggi, peningkatan kadar air memperbesar penurunan enthalpy.
Pengaruh HMT Terhadap Karakteristik Pasting
HMT menyebabkan peningkatan suhu pasting, penurunan BDV dengan SBV naik/turun pada pati kentang, jagung, barley, red millet, triticale, arrowroot, tapioka, beras, sagu dan ubi jalar (Stute, 1992; Pukkahuta et al., 2008; Lorenz dan
Kulp, 1983 di dalam Takaya et al., 2000; Hormdok dan Noomhorm, 2007; Franco et al., 1995; Singh et al., 2005; Herawati, 2009; Ahmad, 2009; Pinasthi, 2011).
Peningkatan atau penurunan SBV tergantung pada intensitas proses; intensitas rendah menghasilkan SBV yang tinggi dan sebaliknya (Stute, 1992). Menurut Hoover et al. (1993) dalam Pukkahuta et al. (2008), penurunan viskositas puncak,
23
pembentukan kompleks amilosa-lemak yang menurunkan kapasitas pembengkak-an grpembengkak-anula dpembengkak-an memperbaiki stabilitas pasta selama pempembengkak-anaspembengkak-an.
Menurut Franco et al. (1995), peningkatan kadar air HMT memperbaiki
stabilitas panas pasta pati jagung normal tapi tidak signifikan untuk pasta pati jagung waxy. Hal ini sesuai dengan Hoover dan Manuel (1996) yang menemukan bahwa pati jagung waxy tidak dipengaruhi oleh proses.
Pengaruh parameter proses (waktu, suhu dan kadar air) pada karakteristik pasting pati HMT telah dilaporkan. Menurut Pukkahuta et al. (2008), suhu pasting
pati jagung HMT tidak berkorelasi linier dengan waktu HMT (0 - 60 menit, autoklaf, kadar air 20%, 120oC) sementara viskositas puncak, BDV dan viskositas akhir menunjukkan korelasi linier.
KINETIKA REAKSI
Perubahan karakteristik fisikokimia dan fungsional pati karena modifikasi menjadi kriteria penting untuk pengembangan proses pembuatan pati modifikasi. Idealnya, disain proses bisa diatur secara fleksibel untuk mencapai parameter mutu yang diinginkan. Cara trial and error untuk mendisain proses bukanlah cara
yang baik. Penggunaan model matematis merupakan cara yang lebih sistematis untuk memprediksi hubungan parameter proses dengan perubahan suatu parameter mutu.
Model kinetika merupakan model matematika yang bisa dipakai untuk menjelaskan laju perubahan suatu atribut mutu sebagai fungsi waktu pada suatu suhu tertentu (Van Boekel, 2008; Van Boekel dan Tijskens, 2001). Pendekatan menggunakan model kinetika disini merupakan pendekatan rekayasa (engineering approach) karena lebih kearah pemodelan matematis guna memahami jalannya
perubahan untuk tujuan rekayasa dan bukan untuk memahami mekanisme reaksi kinetikanya (Van Boekel dan Tijskens, 2001).
Reaksi bisa dijelaskan sebagai perubahan konsentrasi c pada waktu t tanpa memperhatikan mekanisme reaksi aktualnya. Persamaan umum yang digunakan untuk mempelajari kinetika dari suatu reaksi adalah:
24
dimana c = konsentrasi pada waktu t, k = konstanta kecepatan reaksi dan n = orde reaksi. Persamaan ini digunakan untuk reaksi yang bersifat tidak dapat balik (Holdsworth dan Simpson, 2007; Van Boekel dan Tijskens, 2001). Bentuk integral persamaan 1 pada kondisi eksternal konstan adalah:
... 2 ... 3 dimana co = konsentrasi awal, c = konsentrasi pada waktu t, k = konstanta laju reaksi dan n = orde reaksi. Pemilihan model yang tepat untuk suatu variabel respon dilihat dari orde yang menghasilkan persamaan linier de-ngan r2 terbesar untuk semua suhu yang diamati. Model dengan r2 yang besar pada semua suhu pengamatan menunjukkan bahwa model itu bisa menjelaskan kinetika perubahan variabel respon oleh perubahan suhu dan waktu.
Model kinetika terpilih selain digunakan untuk mengetahui nilai konstanta laju reaksi (k), juga dapat digunakan untuk menentukan nilai D, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan variabel respon dari 10 menjadi 1. Nilai k sama dengan nilai slope dari persamaan linier model terpilih sementara nilai D adalah selisih waktu (t) yang menghasilkan respon 10 dan respon 1 menggunakan persamaan terpilih.
Model ketergantungan kecepatan reaksi terhadap suhu dibuat dengan persamaan Arrhenius. Nilai Ea yang diperoleh merupakan rintangan energi yang harus dilewati oleh molekul (bahan) untuk memulai suatu reaksi perubahan variabel respon (Van Boekel, 2008). Persamaan Arrhenius menghubungkan konstanta kecepatan reaksi (k) dengan suhu mutlaknya (T) menggunakan persamaan berikut:
... 4
dimana T = suhu absolut (K), k = konstanta kecepatan reaksi, Ea = energi aktivasi (Jmol-1) dan R = konstanta gas (8.314 Jmol-1K-1).
25
puncak dan jumlah panas yang diambil selama gelatinisasi pati (Marcotte et al.,
2004), perubahan tekstur umbi kentang selama pemasakan (Blahovec et al.,
2000), perubahan tekstur dan warna asparagus hijau selama proses termal (Lau et al., 2000).
DAFTAR PUSTAKA
Abraham TE. 1993. Stabilization of paste viscosity of cassava starch by heat moisture treatment. Starch/Stärke 45 (4) 131-135
Adebowalea, KO, Afolabi TA, Olu-Owolabi BI. 2005. Hydrothermal treatments of finger millet (Eleusine coracana) starch. Food Hydrocolloids 19 (6):
974-983
Adebowaleb KO, Olu-Owolabi BI, Olayinka OO, and Lawal OS. 2005. Effect of heat moisture treatment and anneling on physicochemical properties of red sorgum starch. African Journal of Biotechnology 4 (9): 928-933.
Adebowalec KO, Lawal OS. 2003. Microstructure, physicochemical properties and retrogradation behaviour of mucuna bean (Mucuna pruriens) starch on
heat moisture treatments. Food Hydrocolloids 17 (3): 265-272
Ahmad L. 2009. Modifikasi fisik pati jagung dan aplikasinya untuk perbaikan kualitas mi jagung. Thesis. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2008. Varietas Unggul. http:// www.litbang.deptan.go.id/varietas/
Badan Pusat Statistik. 2011. Data statistik tanaman pangan – ubi kayu. http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php?eng=0 [10 Juli 2011]
BB-Biogen. 2010. Buku Katalog Plasma Nutfah Tanaman Pangan 2010. Balai Besar Litbang Biogen. Bogor.
BeMiller, Whistler RL. 1996. Carbohydrates. Didalam Fennema OR (Ed).
Food Chemistry (3rd ed.). Marcel Dekker, Inc.
Bertolini, AC, Mestres C, Raffi J, Buléon A, Lerner D, Colonna P. 2001. Photodegradation of cassava and corn starches. J. Agric. Food Chem. 49:
675-682
Charles, AL, Chang Y-H, Ko W-C, Sriroth K, Huang T-C. 2004. Some physical and chemical properties of starch isolates of cassava genotypes.
Starch/Stärke 56 413-418
26
Collado LS, Corke H. 1999. Heat-moisture treatment effects on sweet potato starches differing in amylose content. Food Chemistry. Vol 65 (3) p.
339-346
Collado LS, Mabesa LB, Oates CG, Corke H. 2001. Bihon-type noodles from heat-moisture treated sweetpotato starch. J. Food Sci. 66(4):604-609.
Copeland L, Blazek J, Salman H, Tang MC. 2009. Form and functionality of starch. Food Hydrocolloids 23:1527-1534
Czukor B, Bogracheva T, Cserhalmi Z, Czukor B, Fornal J, Schuster-Gajzago I, Kovacs ET, Lewandowicz G, Soral-Smietana M. 2001. Processing.
Didalam Hedley CL (Ed). Carbohydrates in Grain Legume Seeds:
Improving Nutritional Quality and Agronomic Characteristics. CABI Publishing. Wallingford.
Defloor I, Dehing I dan Delcour JA. 1998. Physico-chemical properties of cassava starch. Starch/Stärke 50 (2-3) 58-64
Donald AM. 2004. Understanding starch structure and funcionality. Didalam
Eliasson A-C (Ed). Starch In Food: Structure, Function and Applications (1st ed). Woodhead Publishing Limited. Cambridge.
El-Sharkawy M.A. 2004. Cassava biology and physiology. Plant Molecular Biology 56:481-501.
Franco, CML, Ciacco CF, Tavares DQ. 1995. Effect of the heat-moisture treatment on the enzymatic susceptibility of corn starch granules.
Starch/Stärke 47 (6) 223-228
Franco CML, Cabral RAF, Tavares DQ. 2002. Structural and physicochemical characteristics of lintnerized native and sour cassava starches.
Starch/Stärke 54 (2002) 469-475
Gunaratne A, Hoover R. 2002. Effect of heat–moisture treatment on the structure and physicochemical properties of tuber and root starches. Carbohydrate Polymers 49 (4): 425-437
Herawati D. 2009. Modifikasi pati sagu dengan teknik heat-moisture treatment
(HMT) dan aplikasinya dalam memperbaiki kualitas bihun. Thesis. Seko-lah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Holdsworth D, Simpson R. 2007. Thermal Processing of Packaged Foods (2nd ed). Springer
Hoover R, Manuela H. 1996. Effect of heat-moisture treatment on the structure and physicochemical properties of legume starches. Food Research International 29(8):731-750
Hoover R. Manuelb H. 1996. The effect of heat–moisture treatment on the structure and physicochemical properties of normal maize, waxy maize, dull waxy maize and amylomaize V starches. Journal of Cereal Science
27
Hoover R, Vasanthan T. 1994. Effect of heat-moisture treatment on the structure and physicochemical properties of cereal, legume and tuber starches.
Carbohydrate Research 252: 33-53
Hormdok R, Noomhorm A. 2007. Hydrothermal treatments of rice starch for improvement of rice noodle quality. LWT - Food Science and Technology
40 (10): 1723-1731
Jacobs H, Delcour JA. 1998. Hydrothermal modifications of granular starch, with retention of the granular structure: a review. Journal of Agricultural and Food Chemistry 46(8): 2895 – 2905.
Jyothi AN, Sajeev MS, Sreekumar JN. 2010. Hydrothermal modifications of tropical tuber starches. 1. Effect of heat-moisture treatment on the physicochemical, rheological and gelatinization characteristics.
Starch/Stärke 62:28–40
Kawabata A, Takase N, Miyoshi E, Tokyo, Sawayama S, Kimura T, Saitama, Kudo K. 1994. Microscopic Observation and X-Ray Diffractiometry of heat/moisture-treated strach granules. Starch/Stärke 46 (12) 463-469 Khunae P, Tran T, Sirivongpaisal P. 2007. Effect of heat-moisture treatment on
structural and thermal properties of rice starches differing in amylose content. Starch/Stärke 59: 593-599
Lawal OS. 2005. Studies on the hydrothermal modifications of new cocoyam (Xanthosoma sagittifolium) starch. International Journal of Biological Macromolecules 37:268-277
Lim S-T, Chang E-H, Chung H-J. 2001. Thermal transition characteristics of heat–moisture treated corn and potato starches. Carbohydrate Polymers
46 (2): 107-115
Liu Q. 2005. Understanding starches and their role in foods. Didalam Food
Carbohydrates: Chemistry, Physical Properties and Applications. Taylor & Francis Group.
Lorenz K, Kulp K. 1982. Cereal and root starch modification by heat moisture treatment. I. Physico-chemical properties. Starch/Stärke 34 (1982) 50-54.
Mishra S, Rai T. 2006. Morphology and functional properties of corn, potato and tapioca starches. Food hydrocolloids 20(5): 557-566.
Moorthy SN. 2002. Physicochemical and functional properties of tropical tuber starches: a review. Starch/Stärke 54 issue 12 (2002) 559–592
Murphy P. 2001. Starch. Didalam Phillips GO, Williams PA (Ed). Handbook of
Hydrocolloids. CRC Press. Woodhead Publishing Limited. Cambridge. Niba LL, Bokanga MM, Jackson FL, Schlimme DS, Li BW. 2002.
