BAB 4 PATI AREN ASETAT
4.3. Karakteristik fisikokimia pati aren asetat
Persen asetil (% As) adalah jumlah kandungan gugus asetil yang bereaksi dengan gugus OH pada satuan unit glukosa. Derajat substitusi
(DS) adalah jumlah gugus OH yang tersubstitusi oleh reagan pereaksi pada satuan unit glukosa. Metode analisis % As dan DS yaitu sebanyak 1 gram pati aren alami dan pati aren asetat dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL dan kemudian ditambahkan 50 ml etanol 75%.
Dispersi pati dipanaskan dan diagitasi pada suhu 50oC di dalam water bath selama 30 menit sambil trus dikocok dan kemudian didinginkan pada suhu kamar. Setelah dingin dimasukan ke dalam suspensi pati 40 ml larutan 0,5 M KOH dan kemudian shaker selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah dishaker, kelebihan alkali dititrasi dengan menggunakan larutan 0,5 M HCl dan phenolphthatelin sebagai indikator sampai warna merah muda menghilang. Sebagai blanko digunakan pati aren alami. Jika W = berat substituen yang terikat dan menggantikan gugus hidrogen pada gugus OH (% berat), M = berat molekul substituen (gugus asetil = 43),W/M = jumlah mol substituen, 1 x W/M = total berat hidrogen (%), 162 = berat molekul satuan glukosa (anhidro, C6H10 O 5 ) dan (100 - W + x W/M) 162 = berat mol satuan glukosa, maka:
Persen asetil dan DS pati aren asetat pada berbagai kombinasi konsentrasi asetat anhidrida (AA) dan pH ditunjukkan pada Tabel 19. Proses asetilasi pati aren terjadi inkorporasi gugus asetil ke dalam
molekul pati yang menghasilkan pati aren asetat dengan % As 0,858 – 6,221% dan DS 0,033 – 0.249. Pati aren asetat yang dihasilkan dari berbagai kombinasi asetat anhidrida dengan pH umumnya dapat diaplikasikan untuk pangan karena DS masih kurang dari 1. Persen asetil tertinggi (6,221%) dan DS (0,249) dicapai pada kombinasi konsentrasi asetat anhidrida 15% dengan pH 8.
Tabel 19. Persen asetil % As dan DS pati aren asetat pada kombinasi konsentrasi asetat anhidrida dengan pH.
Kombinasi AA dengan pH
Persen asetil
(%) DS
5% AA - pH 7 5% AA - pH 8 5% AA - pH 9 5% AA - pH 10 10% AA - pH 7 10% AA - pH 8 10% AA - pH 9 10% AA - pH 10 15% AA - pH 7 15% AA - pH 8 15% AA - pH 9 15% AA - pH 10 20% AA - pH 7 20% AA - pH 8 20% AA - pH 9 20% AA - pH 10
1.931 2.560 1.924 1.717 1.395 2.361 1.288 0.858 5.039 6.221 2.576 1.284 5.775 5.232 5.991 5.678
0.074 0.099 0.074 0.066 0.053 0.091 0.049 0.033 0.199 0.249 0.099 0.049 0.232 0.208 0.239 0.227 Sumber: (Rahim dkk., 2016)
Keterangan: AA asetat anhidrida, DS: derajat substitusi Menurut Singh dkk. (2004) menyatakan bahwa pati kentang asetat dan pati jagung asetat yang diproduksi dengan menggunakan asetat anhidrida (2-12)% pada pH 8 menghasilkan DS pati kentang asetat (0,18-0,24) dan pati jagung asetat (0,13-0,18).
Pati termodifikasi yang memiliki DS lebih dari 1, maka lebih diarahkan untuk aplikasi pada produk non pangan, misalnya sebagai komponen plastik. Biasanya resin plastik berasal dari polimer sintetik yang berupa turunan hasil minyak bumi, seperti polietilen, polipropilen dan poli vinil klorida yang mempunyai sifat yang tidak dapat dikomposkan. Tetapi resin plastik yang berasal dari pati aren hasil modifikasi asetilasi bersifat biodegradable. Semakin tinggi kadar gugus asetil dan derajat subsitusinya, maka pembentukan film hasil campuran pati dengan plastik sintetik bersifat lebih transparan, lebih fleksibel dan lebih kuat dibandingkan dengan film dari pati alaminya.
4.3.2. Spektra FTIR
Spektrum fourier transform infrared (FTIR) merupakan spectrum yang dapat mendeteksi gugus-gugus fungsi dalam suatu senyawa termasuk pati. Metode analisisnya yaitu sampel (pati aren dan pati aren asetat) diukur menggunakan metode KBr seperti yang dikemukakan oleh Pushpamalar dkk. (2006). Sampel dicampur dengan KBr dengan perbandingan pati / KBr = 1:4. Campuran tersebut dimampatkan untuk mendapatkan pelet yang transparan dan kemudian sampel dikenai sinar infrared dengan spektrometer (MIDAC, prospect 269, Costa Mesa, CA, USA). Setiap spektrum dianalisis dalam kisaran resolusi 500-4000 cm-1.
Gambar 29. Spektra FTIR pati aren asetat pada DS berbeda: Pati alami (a), DS 0,091 (b), DS 0,208 (c) dan DS 0,249 (d) (Rahim dkk., 2016)
Spektra FTIR pati aren alami dan pati aren asetat dengan DS 0,091; 0,208 dan 0,249 disajikan pada Gambar 29. Spektra pati aren alami memiliki puncak pada bilangan gelombang 3500, 2938 dan 1655 cm-1 yang masing-masing merupakan vibrasi dari gugus OH, metilen (CH2), dan pengikatan air (H2O). Spektra pati aren asetat memiliki perubahan vibrasi daerah gugus OH pada bilangan gelombang 3492 cm-1 (DS 0,091), 3415 cm-1 (DS 0,208) dan 3412 cm-1 (DS 0,249) yang menunjukkan terjadinya inkorporasi gugus asetat dalam molekul pati. Menurut Rahim dkk. (2012) bahwa spektra pati aren alami memiliki puncak pada bilangan gelombang 3426, 2932 dan 1651 cm-1 yang masing-masing merupakan vibrasi O-H dari gugus hidroksi, C-H, dan pengikatan H2O dalam molekul pati.
Spektra pati aren asetat memiliki puncak baru pada bilangan gelombang 1720 cm-1 yang menunjukkan terjadinya inkorporasi
gugus asetat mensusbsitusi gugus hidroksi (OH) dalam molekul pati. Di samping itu pati aren asetat memiliki ikatan hidrogen yang lebih kecil dibandingkan pati aren alami karena terjadi reaksi gugus asetat dengan gugus hidroksi pada molekul glukosa pada daerah bilangan gelombang 3000 – 3700 cm-1. Pati asetat memiliki bilangan gelombang antara 1735–1740 cm-1 yang menunjukkan daerah asetil (Halal dkk., 2015)
4.3.3. Kristalinitas
X-ray difraksi (XRD) merupakan proses untuk menentukan tipe kristal dan besaran kristalinitas pada suatu molekul. Salah satu metode yang sering digunakan sesuai metode Miao dkk. (2011).
Analisis X-ray difraksi dilakukan dengan X-ray difraktometer PRO Pert-X-ray (PANalytical, Almelo, Belanda) yang beroperasi pada 40 kV dan 30 mA dengan Cu Kα radiasi (λ = 1,5406 Å). Sampel pati dikemas dalam sel kaca persegi (15 x 10 mm, ketebalan 0,15 cm) dan discan dengan kecepatan 2o/min pada sudut difraksi (2θ) mulai 3o sampai 70o pada suhu kamar. Kristalinitas dihitung sesuai dengan persamaan berikut: Xc = Ac / (Aa + Ac), dimana Xc adalah kristalinis, Ac adalah daerah kristal dan Aa adalah daerah amorf pada X-ray diffraktogram. Pola XRD pati aren alami dan pati aren asetat disajikan pada Gambar 30. Pati aren alami dan pati aren asetat mempunyai kristalin tipe A dengan pola puncak utama pada 2θ = 15o, 17o, 18o dan 23o. Derajat kristalinitas granula pati aren asetat lebih rendah dibandingkan dengan pati alami.
Derajat kristalinitas granula pati aren asetat lebih rendah (14,65- 18,22 %) dibandingkan dengan pati alami (20,93 %). Pati aren asetat mempunyai ikatan intra dan antar molekul yang lemah sehingga mengalami kerusakan kristalin oleh proses asetilasi. Ikatan hidrogen intra dan antar molekul bertanggung jawab untuk struktur kristal
yang sangat teratur. Penurunan kristalinitas ini disebabkan oleh merenggangnya ikatan hidrogen inter dan intra molekul akibat proses asetilasi. Menurut Lopez dkk. (2010), bahwa derajat kristalinitas dari granula pati jagung asetat lebih rendah dibandingkan dengan pati alaminya dan juga didukung oleh Sha dkk. (2012) bahwa derajat kristalinitas dari granula pati beras asetat lebih rendah dari pada pati beras alami akibat proses asetilasi.
Gambar 30. Kristalinitas pati aren asetat pada DS berbeda: Pati alami (a), DS 0,066 (b), DS 0,091 (c), DS 0,208 (d) dan DS 0,249 (e)
(Rahim dkk., 2015)
4.3.4. Kemampuan menahan air dan minyak
Kemampuan menahan air (water holding capacity, WHC) dan kemampuan menahan minyak (oil holding capacity, OHC) pati alami dan pati aren asetat diukur menggunakan metode Larrauri
dkk. (1996). Dua puluh lima mililiter akuades atau minyak zaitun komersial ditambahkan ke 250 mg sampel kering, diaduk dan dibiarkan pada suhu kamar selama 1 jam. Setelah sentrifugasi residu ditimbang, WHC dan OHC dihitung sebagai g air atau minyak per g sampel kering. WHC dan OHC pati alami dan pati aren asetat pada berbagai DS disajikan pada Gambar 31.
Gambar 31. Water dan oil holding capacity pati aren asetat pada berbagai DS (Rahim dkk., 2015).
WHC dan OHC dari pati asetat memiliki kecenderungan meningkat dengan meningkatnya DS. Data ini menunjukkan bahwa sifat hidrofilik dan hidrofobik cenderung lebih baik setelah asetilasi. Peningkatan WHC dan OHC disebabkan oleh adanya gugus fungsional ester asetil pada pati asetat yang memfasilitasi kemampuan menahan air dan minyak. Das dkk. (2010) melaporkan bahwa WHC dan OHC pati sweet potato asetat meningkat dengan meningkatnya DS (0,018-0,058). Hal serupa dikemukakan oleh
Lawal (2004) bahwa WHC dan OHC pati new cocoyam asetat lebih tinggi daripada pati new cocoyam alami yang disebabkan oleh inkorporasi gugus fungsi asetat ke dalam molekul pati yang akan memfasilitasi meningkatnya kapasitas pengikatan molekul air dan minyak, sehingga pati aren asetat dapat digunakan sebagai pengental atau penstabil dalam produk pangan.
4.3.5. Daya mengembang dan kelarutan
Daya mengembang dan kelarutan ditentukan berdasarkan metode yang dikemukakan oleh Adebowale dkk. (2009). Pati disuspensikan dengan akuades (1%, b/v) dengan tabung reaksi yang telah diketahui beratnya (W1). Kemudian dipanaskan pada penangas air suhu 80oC selama 30 menit, lalu didinginkan hingga suhu ruang. Selanjutnya disentrifugasi pada 3400 rpm selama 15 menit, sehingga terpisah residu dan supernatan. Residu dan air yang tertahan setelah disentrifugasi kemudian ditimbang (W2). Swelling power pati (berdasarkan berat kering ditentukan sebagai berikut:
Daya mengembang (g/g) = (W2 – W1)/ berat pati. Supernatan (5 mL) dikeringkan hingga berat konstan pada suhu 110oC. Residu yang terdapat setelah dikeringkannya supernatan, menunjukkan jumlah pati yang terlarut dalam air (%). Daya mengembang dan kelarutan pati aren alami dan pati aren asetat disajikan pada Gambar 32.
Daya mengembang pati aren asetat cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya DS. Fenomena ini diduga disebabkan oleh melemahnya kekuatan asosiasi antarmolekul pati karena inkorporasi gugus asetat pada gugus hidroksil dalam molekul pati. Menurut Wang dkk. (2011) bahwa daya mengembang pati jagung oktenil suksinat meningkat dengan meningkatnya DS sampai dengan 0,81.
Das dkk. (2010) menunjukkan bahwa daya mengembang pati sweet potato asetat meningkat dengan meningkatnya DS dari 0,018 sampai
0,058. Pati terasetilasi memiliki daya mengembang yang lebih tinggi dibandingkan dengan pati tanpa modifikasi dimana hal ini disebabkan oleh lebih tingginya derajat substitusi. Pati terasetilasi memiliki ikatan hidrogen yang lebih lemah, sehingga menyebabkan air yang masuk pada granula pati yang dimodifikasi secara asetilasi lebih banyak. Hal ini dipengaruhi oleh semakin besarnya persen asetil dan derajat substitusi yang menunjukkan semakin banyaknya gugus asetil yang menggantikan gugus OH- pada pati. Substitusi gugus asetil pada pati melemahkan ikatan hidrogen pada pati sehingga air menjadi lebih mudah berpenetrasi ke dalam granula pati dan menyebabkan pembengkakan pati. Peningkatan karakteristik kekuatan pengembangan juga terjadi pati kentang dan pati singkong dengan proses asetilasi menggunakan asam asetat.
Daya mengembang disebabkan adanya substitusi gugus asetil yang menggantikan gugus hidroksil sehingga ikatan hidrogen menjadi lemah dan akhirnya menyebabkan struktur granula pati menjadi kurang rapat. Hal ini dapat memfasilitasi akses air pada daerah amorf. Daya mengembang dapat dipengaruhi oleh keberadaan amilosa sebagai salah satu penyusun pati. Semakin tinggi nilai derajat substitusi, maka gugus hidroksil yang disubstitusi oleh gugus asetil semakin meningkat sehingga kandungan amilosa akan menurun.
Amilosa dianggap paling berperan dalam proses asetilasi. Molekul amilosa yang terlarut dapat dengan mudah menyesuaikan diri, sehingga gugus hidroksil di sepanjang salah satu rantai cenderung lebih mudah tersubstitusi oleh gugus asetil (Thirathumthavorn dan Charoenrein, 2005). Dengan menurunnya kandungan amilosa maka perbandingan amilosa-amilopektin dalam pati akan menurun sehingga nilai daya mengembang akan meningkat.
Gambar 32. Daya mengembang dan kelarutan pati aren asetat pada berbagai DS (Rahim dkk., 2015).
Kelarutan pati aren asetat cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya DS. Meningkatnya kelarutan pati aren asetat seiring dengan meningkanya nilai DS, maka dapat menyebabkan sifat hidrofobik meningkat akibat adanya inkorporasi gugus asetat pada molekul pati. Perbandingan antara amilosa dan amilopektin akan berpengaruh terhadap sifat kelarutan pati. Amilopektin bersifat tidak larut dalam air. Pada proses modifikasi semakin lama waktu perendaman dan semakin tinggi konsentrasi asetat anhidrida semakin banyak senyawa amilopektin yang tereduksi sehingga pati yang dihasilkan semakin mudah larut dalam air, sehingga menyebabkan kenaikan persen kelarutan. Yadav dkk. (2007) menambahkan bahwa pati kentang asetil dan pati sweet potato asetil daya larutnya lebih rendah dari pati alaminya yang disebabkan oleh sifat hidrofobisitas pati modifikasinya.
4.3.6. Volume pemisahan emulsi
Pengukuran volume pemisahan emulsi dilakukan dengan mensuspensikan 1 gram pati dengan akuades sebanyak 9 mL ke dalam tabung reaksi dengan ditambahkan cairan tween sebanyak 1 ml. Selanjutnya dipanaskan menggunakan alat waterbath shaker selama 25 menit pada suhu 40oC. Setelah emulsi dibuat, dimasukan dalam tabung reaksi bersekala, kemudian disimpan dalam suhu kamar. Diukur volume pemisahan fase pada suhu kamar pada kisaran waktu seiap 24 jam selama 72 jam.Volume pemisahan emulsi pada DS pati aren asetat disajikan pada Gambar 33.
Volume pemisahan emulsi pati aren alami lebih besar daripada pati aren asetat. Hal ini disebabkan karena pati aren asetat memiliki kemampuan mengikat air dan minyak yang lebih besar dibandingkan dengan pati alami, sehingga emulsi yang terbentuk selama penyimpanan stabil. Kestabilan emulsi ini diduga adanya gugus asetil pada molekul pati yang menyebabkan molekul pati dapat bersifat hidrofilik dan hidrofobik atau biasa disebut emulsifiyer (Perrachil and Cunha, 2010).
Gambar 33. Volume pemisahan pati aren asetat pada DS berbeda (Rahim dkk., 2015)
Emulsifer dapat menstabilkan suatu emulsi karena menurunkan tegangan permukaan secara bertahap. Artinya akan menjadi stabil bila ditambah emulsifer yang berfungsi menurunkan energi bebas pembentukan emulsi semakin rendah pembentukan emulsi maka emulsi akan semakin stabil. Dalam suatu emulsi terdapat tiga bagian utama yaitu bagian yang terdispersi terdiri atas butir-butir lemak.
Bagian kedua disebut media terdispersi yang biasa terdiri atas air dan bagian yang ketiga adalah emulsifer yang menjaga agar butir minyak tetap tersuspensi di dalam air.
PATI AREN BUTIRAT
BAB 5
Tujuan Instruksional Umum
Setelah mempelajari BAB 5. PATI AREN BUTIRAT mahasiswa/pembaca dapat:
mengetahui dan memahami sintesis pati aren butirat, karakterisasi fisik dan kimia pati aren butirat, karakterisasi fisikokimia dan fungsional RS pati aren butirat beserta manfaanya untuk menunjang ketahanan dan kedaulatan pangan nasional
Tujuan Instruksional Khusus
Setelah pembelajaran selesai diharapkan mahasiswa/pembaca dapat:
1. Menjelaskan sintesis pati aren butirat
1.1 Mengetahui dan mampu menerapkan lama waktu butirilisasi 1.2 Mengetahui dan mampu menerapkan jumlah butirat anhidrida 1.3 Mengetahui dan mampu menerapkan pH dan jumlah pati aren 1.4 Mampu menerapkan proses butirilisasi
2. Memahami karakteristik pati aren butirat
2.1 Memahami karakteristik fisik pati aren butirat 2.2 Memahami karakteristik kimia pati aren butirat
3. Memahami dan mampu menjelaskan karakteristik RS pati butirat
3.1 Memahami dan mampu menjelaskan karakteristik fisik RS pati aren butirat 3.2 Memahami dan mampu menjelaskan karakteristik kimia RS pati aren butirat 3.3 Memahami dan mampu menjelaskan karakteristik fungsional RS pati aren butirat
4. Menganalisis sifat prebiotik pati aren butirat dan RS-nya 4.1. Menganalisis pertumbuahan bakteri kolon secara in vitro 4.2. Menganalisis perubahan asam cairan kolon secara in vitro 4.3. Menganalisis konsentrasi SCFA dalam kolon secara in vitro
5.1. Pendahuluan
Modifikasi merupakan perubahan struktur molekul pati yang dapat dilakukan dengan cara fisik, kimia (eterifikasi, esterifikasi, oksidasi dan ikatan silang) dan enzimatik. Setiap cara modifikasi menghasilkan karakteristik pati modifikasi yang berbeda-beda (Sriroth dkk., 2002; Volkert dkk., 2010). Pada modifikasi secara kimia, terdapat tiga gugus OH pada atom C2, C3, dan C6 pada satuan glukosa yang dapat disubstitusi oleh gugus fungsi reagen, sehingga derajat substitusi (DS) maksimal 3. Reaktivitas hidrogen pada gugus OH berbeda pada atom C2, C3, dan C6. Gugus OH pada atom C primer (C6) lebih reaktif daripada gugus OH pada atom C sekunder (C2 dan C3) (Xu dkk., 2004) dan gugus OH pada atom C2 lebih reaktif daripada C3 karena sifat sterik atom C3 (Diop dkk., 2011a).
Esterifikasi merupakan metode modifikasi pati guna mendapatkan bahan pengental yang dapat diaplikasikan pada produk pangan. Modifikasi pati dengan cara esterifikasi dapat meningkatkan stabilitas dan resistensi pati dari retrogradasi. Disamping itu modifikasi pati dengan cara esterifikasi dapat menghasilkan pati dengan suhu gelatinisasi yang rendah dan stabil pada penyimpanan suhu rendah. Menurut Bentacur dkk. (1997) dan Xu dkk. (2004) modifikasi pati dapat memperbaiki karakteristik fisik dan kimia, seperti meningkatkan stabilitas pati dan resistensi pati terhadap proses retrogradasi dengan derajat substitusi (DS) rendah (0,01- 0,30) yang dapat diaplikasikan untuk pangan. Di sisi yang lain sesungguhnya modifikasi pati tidak hanya dapat memperbaiki sifat fisik dan kimia pati saja akan tetapi juga memiliki potensi yang besar untuk memberikan potensi fungsional yang menguntungkan bagi kesehatan.
Cara modifikasi pati yang dapat memperbaiki sifat fisik dan
kimia pati serta memiliki efek menguntungkan terhadap kesehatan adalah butirilisasi dengan cara mereaksikan pati aren dengan butirat anhidrida yang menghasilkan pati aren butirat. Pati aren butirat lebih sulit dicerna oleh enzim amilolitik yang menyisakan sejumlah pati tahan cerna (resistant starch, RS) karena perubahan struktur beberapa satuan glukosa pada molekul pati (Haryadi, 2003; Perera dkk., 2010). Di dalam usus halus, RS pati aren butirat tidak terhidrolisis oleh enzim amilolitik di dalam usus halus, dan kemudian masuk ke kolon. Di dalam kolon akan terdeesterifikasi asam butirat dari RS pati aren butirat oleh enzim ekstra seluler, sehingga dapat meningkatkan konsentrasi asam butirat di dalam kolon. Asam butirat diketahui cukup efektif untuk mencegah terjadinya kanker kolon. RS diketahui juga mempunyai potensi fungsional sebagai serat pangan (Candela dkk., 2010), mampu mengikat dan memerangkap air (Sajilata dkk., 2006), mampu mengabsorpsi asam/garam empedu dan kolesterol (Perera dkk., 2010).
RS memiliki potensi fungsional yang menguntungkan bagi kesehatan manusia yang mengkonsumsinya (Bello dkk., 2010) dan di usus besar akan difermentasi oleh mikroflora kolon (Gibson, 2004). Menurut Yadav dkk. (2010) bahwa hasil fermentasi RS dalam kolon menghasilkan asam lemak rantai pendek (short chain fatty acid, SCFA) terutama asam asetat, asam propionat dan asam butirat yang bermanfaat bagi kesehatan kolon, mencegah terjadinya kanker kolon, menaikkan volume feses dan menurunkan pH kolon (Topping dkk., 2003). Di samping itu, RS diduga sebagai prebiotik untuk menstimulasi aktivitas dan atau mendorong pertumbuhan beberapa bakteri selektif yang menguntungkan seperti Bifidobacteria dan Lactobacilli dan menghambat atau menurunkan bakteri patogen di dalam kolon (Brouns dkk., 2002; Harmayani dkk., 2006; Sajilata dkk. 2006). Asam butirat diketahui cukup efektif sebagai sumber
energi dan mencegah kanker kolon (Fuentes dkk., 2010), menurunkan kolesterol, asam empedu dan mereduksi pembentukan batu empedu (Barsby dkk., 2000; Perera dkk., 2010; Sajilata dkk., 2006), mencegah kanker prostat (Brouns dkk., 2002), mencegah peradangan kolon (Rodriguez dkk., 2010), dan sebagai anti karsinogenik (Bajka dkk., 2010; Hamer dkk., 2009 dan 2010).
5.2. Sintesis pati aren butirat 5.2.1. Lama waktu reaksi dan DS
Modifikasi pati aren dengan butirat anhidrida dilakukan sesuai metode Chi dkk. (2008). Suspensi yang terdiri dari pati aren (100 g) dan akuades (225 mL) diaduk dengan pengaduk magnet selama satu jam pada suhu ruang. Selanjutnya ditambahkan butirat anhidrida 5%
(v/b) secara tetes demi tetes sambil mempertahankan pH suspensi 10 dengan menambahkan NaOH 3% yang dilakukan pada suhu kamar dengan lama waktu 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 menit. Setelah itu ditambahkan HCl 0,5 N sampai pH 4,5 untuk menghentikan reaksi. Proses selanjutnya adalah pengendapan dan pencucian dengan akuades dua kali dan etanol satu kali, kemudian pengeringan dengan cabinet drier pada suhu 50oC selama 12 jam. Diagram alir sintesis pati aren butirat disajikan pada Gambar 34.
Gambar 34. Diagram alir sintesis pati aren butirat
Metode analisis DS yaitu sebanyak 1 gram pati aren alami dan pati aren butirat dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL dan kemudian ditambahkan 50 ml etanol 75%. Dispersi pati dipanaskan dan diagitasi pada suhu 50oC di dalam water bath selama 30 menit sambil trus dikocok dan kemudian didinginkan pada suhu kamar.
Setelah dingin dimasukan ke dalam suspensi pati 40 ml larutan 0,5 M KOH dan kemudian shaker selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah dishaker, kelebihan alkali dititrasi dengan menggunakan larutan 0,5 M HCl dan phenolphthatelin sebagai indikator sampai warna merah muda menghilang. Sebagai blanko digunakan pati aren alami. Jika W
= berat substituen yang terikat dan menggantikan gugus hidrogen pada
gugus OH (% berat ), M = berat molekul substituen (gugus butiril = 71),W/M = jumlah mol substituen, 1 x W/M = total berat hidrogen (%), 162 = berat molekul satuan glukosa (anhidro, C6H10 O 5 ) dan (100 - W + x W/M ) 162 = berat mol satuan glukosa, maka:
Lama waktu reaksi sintesis pati aren butirat disajikan pada Gambar 35. DS pati aren butirat meningkat (0,091-0,123) seiring dengan meningkatnya lama waktu reaksi dari 10 sampai 40 menit, dan kemudian menurun (0,123-0,024) sampai dengan 60 menit. Pola peningkatan DS tidak bersifat linier, akan tetapi bersifat kuadratik. DS meningkat mulai dari lama waktu reaksi 10-40 menit yang disebabkan oleh frekuensi terjadinya tumbukan partikel antara molekul pati dengan butirat anhdrida meningkat yang dapat meningkatkan kecepatan reaksi butirilisasi. Menurut Clark (2002), berdasarkan teori tumbukan, apabila frekuensi terjadinya benturan antara partikel meningkat, maka akan meningkatkan kecepatan reaksi. Setelah mencapai optimum maka DS cenderung mengalami penurunan sampai akhir waktu reaksi 60 menit yang disebabkan terjadinya reaksi hidrolisis pada pati aren butirat oleh NaOH yang menghasilkan pati aren dengan hasil samping natrium butirat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama waktu reaksi esterifikasi yang terbaik adalah 40 menit karena telah
terjadi difusi dan absorbsi gugus butiril ke dalam molekul pati secara maksimal sehingga dihasilkan nilai DS tertinggi (0,123).
Gambar 35. Pengaruh lama waktu reaksi terhadap DS pati aren butirat dengan pH 10 dan konsentrasi butirat anhidrida 5% pada suhu kamar. Lama waktu reaksi dihitung setelah proses penambahan butirat anhidrida selesai.
Huruf yang berbeda untuk setiap lama waktu reaksi menunjukkan berbeda nyata (p<0,05) (Rahim dkk., 2012a)
Menurut Hui dkk. (2009) bahwa sintesis pati oktenil suksinat dari pati kentang, bahwa pola peningkatan DS tidak linier, akan tetapi berbentuk kuadratik. Lebih lanjut dijelaskan bahwa DS pati kentang oktenil suksinat meningkat (0,0133- 0,0143) seiring dengan meningkatnya waktu reaksi dari 2 sampai 3 jam yang disebabkan oleh adanya tumbukan partikel antara pati kentang dengan oktenil suksinat, dan kemudian DS menurun (0,0143-0,0135) sampai dengan waktu reaksi 4 jam karena jumlah oktenil suksinat anhidrida semakin berkurang dan terjadi reaksi hidrolisis pada pati kentang suksinat.