BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Singkong (Manihot utilissima P.)
2.1.1 Klasifikasi tanaman
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Sub-divisio : Angiospermae Klass : Dicotyledoneae Ordo : Euphorbiales Famili : Euphorbiaceae
Genus : Manihot
Spesies : Manihot utilissima P (Rukmana, 2002).
Singkong atau ubi kayu merupakan salah satu sumber karbohidrat lokal Indonesia yang menduduki urutan ketiga terbesar setelah padi dan jagung. Tanaman ini merupakan bahan baku yang paling potensial untuk diolah menjadi tepung (Badan Litbang Pertanian, 2011).
Umbi singkong dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat dan daunnya dikonsumsi sebagai sayuran. Umbi merupakan akar pohon dengan rata-rata panjang 50-80 cm tergantung dari varietas singkong yang ditanam. Umbinya berwarna putih kekuningan. Umbi singkong tidak tahan disimpan lama walau di dalam lemari pendingin. Gejala kerusakan ditandai dengan keluarnya warna biru gelap akibat terbentuk asam sianida (HCN) yang bersifat racun bagi manusia (Lidiasari, dkk., 2006).
Singkong segar mengandung senyawa glikosida sianogenik dan bila terjadi proses oksidasi oleh enzim linamarase maka akan dihasilkan glukosa dan asam sianida (HCN) yang ditandai dengan bercak warna biru, akan menjadi toxin (racun) bila dikonsumsi pada kadar HCN lebih dari 50 ppm (Badan Litbang Pertanian, 2011).
Pengelompokan singkong berdasarkan kadar HCN menjadi 3 kelompok yaitu tidak boleh dikonsumsi bila kadar HCN lebih dari 100 ppm (rasa pahit), dianjurkan tidak dikonsumsi bila kadar HCN 40-100 ppm (agak pahit), dan boleh dikonsumsi bila kadar HCN kurang dari 40 ppm (tidak pahit). Ada kolerasi antara kadar HCN singkong segar dengan kandungan pati. Semakin tinggi kadar HCN maka akan semakin pahit dan kadar pati juga semakin tinggi begitu juga sebaliknya (Badan Litbang Pertanian, 2011).
2.1.2 Kandungan kimia
2.2 Uraian Pati
Pati adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, serbuk putih, tidak berasa dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan cadangan makanan dalam jangka panjang. Banyaknya kandungan pati pada tanaman tergantung pada asal pati tersebut, misalnya biji beras mengandung pati 50-60% dan umbi singkong mengandung pati 80% (Winarno, 1986).
Pati merupakan polisakarida alami dengan bobot molekul tinggi yang terdiri dari unit-unit glukosa. Umumnya pati mengandung dua tipe polimer glukosa, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa adalah komponen pati yang mempunyai rantai lurus dan larut dalam air, umumnya amilosa menyusun pati 17-21 %, terdiri dari satuan glukosa yang bergabung melalui ikatan 1,4-α-glikosida dan amilopektin adalah suatu polisakarida yang jauh lebih besar dari amilosa yang mengandung 1000 satuan glukosa atau lebih per molekul yang dihubungkan dengan ikatan 1,6-α-glikosida (Fessenden dan Fessenden, 1991).
Zat pati terdiri dari butiran kecil yang disebut granula. Bentuk dan ukuran granula merupakan karakteritik setiap jenis pati, karena itu dapat digunakan untuk identifikasi, selain ukuran granula karakteristik lain adalah bentuk granula, lokasi hilus, serta permukaan granulanya (Hodge dan Osman, 1976).
Secara mikroskopik pati singkong berupa butir tunggal dan jarang berkelompok, agak bulat atau persegi banyak, berbentuk topi baja, butir kecil berdiameter 5 sampai 10 μm, butir besar berdiameter 20 - 35 μm. Hilus ditengah
Penggunaan pati dalam bidang farmasi terutama pada formula sediaan tablet, baik sebagai pengisi, penghancur maupun sebagai bahan pengikat (Alanazi, dkk., 2008).
Pati yang sering digunakan di industri farmasi ada dua macam yaitu pati alami dan pati termodifikasi. Pati dalam bentuk alami (native starch) adalah pati yang dihasilkan dari sumber umbi-umbian dan belum mengalami perubahan sifat fisik dan kimia atau diolah secara kimia-fisika. Pati ini banyak digunakan di industri makanan dan farmasi sebagai bahan pengisi (filler) dan pengikat (binder) dalam pembuatan tablet, pil dan kapsul. Namun, pati ini mempunyai dua keterbatasan besar dalam membentuk tablet yang baik, yaitu tidak mempunyai daya alir (fluiditas) dan kompaktibilitas. Oleh karena itu pati jenis ini belum banyak dipakai dalam formulasi tablet (Whistler, 1984).
Menurut Koswara (2006), pati yang belum dimodifikasi mempunyai beberapa kekurangan yaitu membutuhkan waktu pemasakan yang lama (membutuhkan energi tinggi), pasta yang terbentuk keras dan tidak bening, sifatnya terlalu lengket, tidak tahan dengan perlakuan asam, kekentalannya rendah, kelarutannya rendah dan kekuatan pengembangnya juga rendah. Kendala-kendala tersebut menyebabkan penggunaan pati terbatas dalam industri pangan, maka dikembangkan teknologi untuk memodifikasi pati sehingga diperoleh pati yang mempunyai karakteristik yang lebih baik.
2.3 Pati Termodifikasi
(1969), pati diberi perlakuan tertentu dengan tujuan untuk menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas, asam, alkali, zat pengoksidasi atau bahan kimia lainnya yang akan menghasilkan gugus kimia baru dan atau perubahan bentuk, ukuran serta struktur molukul pati. Modifikasi pati dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara fisika dan kimia.
2.3.1 Modifikasi fisika
Salah satu modifikasi fisika adalah pasting. Pasting adalah proses pembuatan pati menjadi gel atau pasta. Agar terbentuk pasta, pati dengan komposisi 3-8 % berat dilarutkan di dalam air dan dipanaskan dengan pengadukan dengan suhu antara 62 sampai 1200C tergantung dari jenis patinya. Setelah mencapai temperaturnya kekentalan dari suspensi akan naik dengan sangat cepat sampai mencapai titik maksimumnya. Metode lain modifikasi pati secara fisika adalah dextrinisasi. Proses ini mirip dengan hidrolisis dengan asam, yaitu terjadinya pemecahan pati menjadi oligosakarida. Hal yang membedakan dengan hidrolisis adalah adanya pemotongan ikatan glikosida dan perpecahan ikatan inter- dan intramolekul yang menyebabkan dextrins jauh lebih mudah larut dalam air. Kemudian dipanaskan sekitar 350 sampai 240°C sehingga menghasilkan British Gum atau Dextrin Kuning berwarna putih sampai coklat tua kehitaman.
Dextrins biasanya digunakan sebagai adhesives, pengental, dan sizing (Lidiasari, dkk., 2006) .
2.3.2 Modifikasi kimia
unsur halogen. Terdapat empat metode modifikasi kimia, yaitu hidrolisis, oksidasi, ikatan silang (cross linked) dan subtitusi (Luallen, 1988). Pati yang telah termodifikasi akan mengalami perubahan sifat yang dapat disesuaikan dengan keperluan tertentu. Sifat-sifat yang diinginkan adalah memiliki viskositas yang stabil pada suhu tinggi dan rendah, daya tahan terhadap sharing mekanis yang baik serta daya pengental yang tahan terhadap kondisi asam dan suhu sterilisasi (Wirakartakusuma, dkk., 1989).
2.4 Esterifikasi
Pati termodifikasi ini diperoleh dengan menggunakan asam anorganik maupun asam organik dimana gugus hidroksilnya telah diubah melalui reaksi antara alkohol dan asam karboksilat (Fleche, 1985).
Pembuatan ester dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu esterifikasi Fischer yaitu jika alkohol dan asam karboksilat dan katalis asam (H2SO4) dipanaskan terdapat kesetimbangan ester dan air. Pembuatan ester dengan menggunakan anhidrida asam yaitu reaksi yang berlangsung lebih lambat dibandingkan dengan reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida, dan biasanya campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan (Fesenden dan Fessenden, 1991).
2.5 Asam Sitrat
Tinjauan Umum
Rumus bangun : CH2(COOH)C(OH)(COOH)CH2COOH. H2O Rumus molekul : C6H8O7.H2O
Berat molekul : 210,14
Kandungan : Tidak kurang dari 99,5% dan tidak lebih dari 101,0% ..C6H8O7.H2O.
Pemerian :.Hablur tidak berwarna atau serbuk putih, tidak ..berbau, rasa sangat asam, agak higroskopik, merapuh
..dalam udara kering atau panas
Kelarutan : Larut dalam kurang dari 1 bagian air dan dalam1,5 ..bagian etanol (95%)P, sukar larut dalam eter P.
(Ditjen POM., 1979) Asam sitrat mudah didapat, melimpah, relatif tidak mahal, sangat mudah larut, memiliki kekuatan asam yang tinggi, tersedia sebagai granul halus, mengalir bebas, tersedia dalam bentuk anhidrat dan monohidrat berkualitas makanan. Asam sitrat monohidrat mencair pada suhu 100oC. Asam ini kehilangan air pada suhu 60oC, menjadi anhidrat pada suhu 130 oC (Siregar dan Wikarsa, 2010).
Asam sitrat adalah asam organik yang secara alami terdapat pada buah-buahan seperti jeruk, nenas dan pear. Asam sitrat pertama kali diekstraksi dan dikristalisasi dari buah jeruk, sehingga asam sitrat hasil ekstraksi dari buah-buahan ini disebut asam sitrat alami.
2.6 Scanning Electron Microscope
Untuk melihat benda berukuran di bawah 200 nanometer, diperlukan mikroskop dengan panjang gelombang pendek. Sebagaimana namanya, mikroskop elektron menggunakan sinar elektron yang panjang gelombangnya lebih pendek dari cahaya. Karena itu, mikroskop elektron mempunyai kemampuan pembesaran objek (resolusi) yang lebih tinggi dibanding mikroskop optik. Sebenarnya dalam fungsi pembesaran objek, mikroskop elektron juga menggunakan lensa, namun bukan berasal dari jenis gelas sebagaimana pada mikroskop optik, tetapi dari jenis magnet. Sifat medan magnet ini bisa mengontrol dan mempengaruhi elektron yang melaluinya, sehingga bisa berfungsi menggantikan sifat lensa pada mikroskop optik. Kekhususan lain dari mikroskop elektron ini adalah pengamatan objek dalam kondisi hampa udara (vacuum). Hal ini dilakukan karena sinar elektron akan terhambat alirannya bilamenumbuk molekul-molekul yang ada di udara normal. Dengan membuat ruang pengamatan obyek berkondisi vacum, tumbukan elektron-molekul bisa terhindarkan.
2.7 Spektrofotometri Sinar Inframerah
Spektrofotometri inframerah sangat penting dalam kimia modern, terutama dalam bidang kimia organik. Ia merupakan alat rutin dalam penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Kebanyakan gugus, seperti CH, O-H, C=N, dan C=N, menyebabkan pita absorpsi infra-merah, yang berbeda hanya sedikit dari satu molekul ke yang lain tergantung pada substituen yang lain (Day dan Underwood,1990).
kuantitatif pencemaran udara, misalnya karbon monoksida dalam udara dengan teknik non-dispersive (Khopkar, 2008).
Pengukuran pada spektrum inframerah dilakukan pada daerah cahaya inframerah tengah (mid-infrared) yaitu pada panjang gelombang 2.5 - 50 �m atau bilangan gelombang 4000 - 200 cm-1. Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini akan menyebabkan vibrasi atau getaran pada molekul. Pita absorpsi sinar inframerah sangat khas dan spesifik untuk setiap tipe ikatan kimia atau gugus fungsi (Dachriyanus, 2004).
Jenis absorpsi energi yang lain, molekul-molekul dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi ketika molekul-molekul ini menyerap radiasi inframerah. Hanya frekuensi (energi) tertentu dari radiasi inframerah yang dapat diserap oleh suatu molekul. Agar molekul dapat menyerap radiasi inframerah, maka molekul tersebut harus mempunyai gambaran spesifik, yakni momen dipol molekul harus berubah selama vibrasi (Gandjar dan Rohman, 2012).
Molekul dengan struktur yang berbeda tidak akan ada yang mempunyai pola absorbsi dan spektrum inframerah yang sama karena setiap ikatan yang berbeda mempunyai frekuensi getaran yang berbeda, dan juga karena setiap jenis ikatan kimia yang sama pada dua senyawa yang berbeda berada pada lingkungan yang sedikit berbeda (Pavia, dkk., 1979).
lebih tampak sebagai pita dari pada garis karena perubahan energi vibrasi tunggal diikuti oleh perubahan sejumlah energi rotasi (Silverstein, dkk., 1986).
Tabel 2.1 Spektrum di wilayah spektral 4000-400 cm-1
No Bilangan Gelombang (cm-1) Gugus Fungsi
1. 3600-2400 COOH
2. 3500-3200 OH
3. 3500-3100 NH2
4 3150-3050 =C-H
6 2950-2875 −CH Alifatis
7. 2750 O=C−H
8. 2250-2100 C≡C
9 2250 C≡N
10. 1900-1650 C=O
11. 1600-1500 C=C
12. 1550-1350 N=O
13. 1450 CH2
14. 1375 CH3
15. 1350-1050 S=O
16. 1300-1000 C−O
