Materi Kuliah Kimia Pangan- Karbohidrat (POLISAKARIDA).pdf

KARBOHIDRAT (POLISAKARIDA) KIMIA PANGAN Program studi Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta Dosen : Danar Praseptiangga, S.TP., M.Sc., Ph.D..

POLISAKARIDA PATI • Pati: merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan glikosidik (ikatan antara dua molekul monosakarida) • Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas; fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin • Amilosa merupakan polimer linier dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa, sedang amilopektin merupakan polimer non linear yang mempunyai ikatan α-(1,4) pada rantai lurusnya, serta ikatan α-(1,6) pada titik percabangannya. Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA PATI • Apabila pati dipanaskan dengan adanya air yang cukup akan terjadi: • Energi panas akan melemahkan ikatan hidrogen sehingga pati akan terserap, menyusup di antara molekulmolekulnya, granula akan menggembung dan kehilangan sifat “birefringence” (kenampakan seperti cahaya bintang bila dilihat di bawah mikroskop). • Penggelembungan granula akan semakin besar dengan bertambahnya waktu dan naiknya suhu pemanasan. Viskositas suspensi pati akan meningkat karena gaya gesekan (friksi) antar granula pati juga semakin besar. Sifat granula pati sampai tahap ini ‘reversible’
apabila pati dipisahkan dari air dan dikeringkan, sifatnya akan sama dengan sebelum dipanaskan. Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA PATI Apabila pati dipanaskan dengan adanya air yang cukup akan terjadi: • Pada saat penyerapan air oleh granula pati telah melebihi maksimalnya, granula pati akan pecah, molekul-molekul pati akan terdispersi dalam air panas membentuk sistem koloid atau bila konsentrasi suspensi pati cukup tinggi akan terbentuk gel atau jendalan. Suspensi pati yang semula putih keruh seperti air susu akan menjadi agak jernih. Suhu pada saat granula mulai pecah disebut ‘titik/suhu gelatinisasi’ pati, yang suhunya tidak sama untuk jenis pati yang berbeda. Pati tergelatinisasi tidak dapat kembali ke sifat awalnya (irreversible) • Saat mencapai titik gelatinisasi, viskositas suspensi /’larutan’ pati akan sedikit turun, namun akan meningkat lagi apabila larutan tersebut menjadi dingin. Molekulmolekul pati bergabung kembali membentuk massa seperti gel atau mengalami pengendapan (fenomena ‘retrogradasi’) Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA Istilah-istilah penting terkait dengan hal di atas: • Starch gelatinization
the collapse (disruption) of molecular orders within the starch granule manifested in irreversible changes in properties such as granular swelling, native crystalline melting, loss of birefringence, and starch solubilization. The point of initial gelatinization and the range over which it occurs is governed by starch concentration, method of observation, granular type, and heterogeneities within the granule population under observation • Starch retrogradation
a process which occurs when starch chains begin to reassociate in an ordered structure. In its initial phases, two or more starch chains may form a simple juncture point which then may develop into more extensively ordered regions. Ultimately, under favorable conditions, a crystalline order appears • Syneresis
the separation of a liquid from a gel (weeping) Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA SELULOSA • Selulosa merupakan polimer D-glukosa yang terangkai pada ikatan β (1
4) glikosidik • Komponen terbesar penyusun struktur jaringan tanaman darat, berada pada dinding sel, berkombinasi dengan xilan, pektin, hemiselulosa, dan lignin • Selulosa dapat dimodifikasi secara limi menjadi produk gum selolsa yang dapat larut dalam air membentuk system koloid maupun gel.jendalan dan dapat dimanfaatkan dalam industri pengolahan makanan serta industri lainnya. Produk tersebut antara lain Na-carboxymethyl cellulose (Na-CMC) sering dipakai dalam industri makanan Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA SENYAWAAN PEKTAT DAN PEKTIN • Merupakan salah satu jenis polisakarida structural yang terdapat di semua bagian jaringan tanaman darat,s ebagai bagian penyusun dinding sel dan terutama dinding sel sekunder sel tanaman yang sering disebut “lamella tengah”
bersama dengan selulosa dan hemiselulosa
yang mempunyai fungsi sebagai perekat antar dinding sel • Tersusun oleh unit asam galakturonat dan metil galakturonat dengan ikatan α (1
4) glikosidik • Senyawaan tersebut yang terdapat dalam jaringan tanaman segar dan bersifat tidak larut dinamakan protopektin; yang dapat dihidrolisa dengan enzim poligalakturonase menjadi asam pektinat; dan selanjutnya oleh enzim pectin esterase akan dihidrolisa ester metilnya sampai menjadi asam pektat (kadar ester metil=0) • Asam pektinat dengan beragam kandungan ester metil yang bersifat dapat larut dalam air disebut pektin Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA SENYAWAAN PEKTAT DAN PEKTIN • Pektin dapat diekstrak dari bahan yang mengandung pectin tinggi dengan cara menghancurkannya kemudian ditambah air dan sedikit diasamkan (pH 4-5) dipanaskan sampai 90100°C selama 30 menit, disaring dan filtrat yang diperoleh ditambah alkohol (metanol, etanol, isopropanol) atau aseton sehingga terbentuk jendalan, dipres untuk membuang sisa cairannya, dikeringkan kemudian digiling • Pektin komersial diklasifikasikan menurut kandungan gugus metoksil atau derajat esterifikasinya (DE) sebagai : • HMP (High Methoxyl Pectin)
yang berkadar metoksil >7% atau DE >50%. Larutan HMP 0,75-1,5% dapat membentuk jendalan (gel) berkadar gula tinggi (±64%) dengan kondisi pH 2,8-3,5 • LMP (Low Methoxyl Pectin)
yang berkadar metoksil <7% atau DE <50%. Pektin LMP dapat membentuk jendalan (gel) dengan sedikit atau tanpa gula, tetapi memerlukan tambahan ion Ca2+ yang dapat membentuk ikatan jembatan antara dua polimer pektin pada gugus karboksil bebas Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA SENYAWAAN PEKTAT DAN PEKTIN • Gel pektin dalam olahan makanan terkenal dengan produk “jam” (yang dibuat dari bubur buah, kenampakannya keruh); “jelly” yang dibuat dari ekstrak pektin (kenampakannya relative jernih), dan “marmalade” yaitu jelly yang diisi dengan irisan-irisan kecil buah yang aromanya menarik dan kuat (manisan buah). Ketiga gel pektin ini harus mempunyai sifat kukuh (firm) namun halus, mudah dioleskan pada roti tanpa lengket pada alat pengolesnya, dan memberikan bekas irisan yang tajam bila gel diiris. Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA AGAR • Merupakan senyawa galaktan yang bersumber dari algae merah Gracilaria dan Gelidium • Terdiri dari dua fraksi: agarosa (merupakan galaktan linear netral atau termetilasi sebagian) dan agaropektin (mengandung gugus sulfat) • Bersifat tidak larut dalam air dingin, larut perlahanlahan dalam air panas, larut dengan baik pada air mendidih • Larutannya (±1%) menjendal pada suhu 30-40°C, tetapi bila dipanaskan lagi meleleh pada suhu 8090°C
dikatakan gelnya bersifat “thermal-. reversible”. Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA KARAGINAN • Merupakan polisakarida galaktan yang diekstrak dari ganggang (alga) merah (Rhodophyceae)
berasal dari spesies utama Chondrus crispus dan Gigartina stellata (True Carrageenan atau Irish Moss), dan spesies lainnya seperti Eucheuma (E.cottonii, E. edule, E.spinosum), Phyllophora, Iridophycus, Hypnea, dan Furcelaria • Karaginan terdiri dari garam-garam atau ester-ester sulfat dengan rasio sulfat dengan heksosa mendekati seragam. Tiga fraksi dari carrageenan telah diisolasi, bernama κ-, λ-, ι-carrageenan. • Mengandung ester sulfat 18% atau lebih dan mempunyai ikatan α (1
3) glikosidik dan β (1
4) glikosidik secara berselang-seling • Gel karaginan bersifat “thermal-reversible” seperti agar Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA ALGINAT • Merupakan karbohidrat koloidal hidrofilik yang diekstrak dengan alkali encer dari beragam spesies alga/ganggang coklat (Phaeophyceae)
Macrocystis pyrifera, Laminaria. digitata, L.hyperborea, Ascophyllum nodosum. • Polisakarida tersebut terdapat sebagai campuran garam Ca, Na, K, dan Mg • Na-alginat
produk karbohidrat yang dimurnikan yang diekstrak dari ganggang coklat menggunakan alkali encer, tersusun terutama oleh Na-asam alginate (suatu asam uronat yang tersusun dari residu 2 asam β D-mannuronat yang terangkai sedemikian rupa sehingga gugus karboksilnya bebas sedang gugus aldehidnya membentuk ikatan glikosidik) • Asam alginat merupakan polisakarida dengan BM tinggi yang terdiri dari beragam proporsi asam D-mannuronat dan Lguluronat • Alginat digunakan dalam industri makanan karena sifat-sifat koloidalnya yang unik
“thickening, stabilizing, suspending,. film forming, gel producing, emulsion stabilizing” Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.

POLISAKARIDA POLISAKARIDA LAIN • Polisakarida lain banyak terdapat di alam seperti natural exudat dari tanaman: (Gum Arabic (Gum Akasia), Gum Ghatti (Indian Gum), Gum Karaya (Sterculia Gum), Gum Tragakanth, Gum Biji Tanaman
Locust bean Gum ( Gum Carob), Gum Tara, Gum Biji Asam). Kimia Pangan - Dr. Danar Praseptiangga.