modifikasi pati alami dan pati hasil pemutusan rantai...
TRANSCRIPT
MODIFIKASI PATI ALAMI DAN
PATI HASIL PEMUTUSAN RANTAI CABANG
DENGAN PERLAKUAN FISIK/KIMIA
UNTUK MENINGKATKAN KADAR PATI RESISTEN
PADA PATI BERAS
SKRIPSI
Oleh:
DIAN EKASARI
NIM 0211010020
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2007
25
DIAN EKASARI. 0211010020. Modifikasi Pati Alami dan Pati Hasil Pemutusan Rantai Cabang Dengan Perlakuan Fisik/Kimia Untuk Meningkatkan Kadar Pati Resisten Pada Pati Beras. SKRIPSI. Pembimbing: Ir. Tri Dewanti W., M. Kes. dan Siti Narsito Wulan, STP. MP.
RINGKASAN
Beras sebagai salah satu sumber karbohidrat yang utama merupakan komoditas yang potensial untuk dikembangkan menjadi produk pangan seperti produk “bakery”, “snack” dan sereal. Selain produk produk tersebut beras juga dapat dikembangkan menjadi produk yang mempunyai efek fungsional terhadap kesehatan tubuh salah satunya adalah pati resisten. Disamping serat pangan pati resisten merupakan karbohidrat tidak tercerna dalam sistem pencernaan manusia sehingga memiliki pengaruh positif bagi kesehatan tubuh. Pati resisten diketahui dapat mencegah peningkatan kadar glukosa darah secara signifikan sehingga baik bagi penderita diabetes, mencegah obesitas dan meningkatkan kesehatan kolon. Aplikasi pati resisten pada pengolahan bahan pangan juga memiliki nilai lebih dibanding serat pangan yaitu dapat memberikan tekstur dan kenampakan yang lebih baik pada produk pangan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan jenis modifikasi pati beras, terhadap peningkatan kandungan pati resisten yang dihasilkan pada pati beras hasil modifikasi.
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok yang disusun secara faktorial dengan dua faktor, faktor I adalah jenis pati (pati alami dan pati debtranching) dan faktor II adalah jenis perlakuan lanjutan (autoklaving, ekstrusi dan pengikatan silang). Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Data yang diperoleh dianalisa dengan analisa ragam (ANOVA) yang dilanjutkan dengan uji DMRT 1%. Pemilihan perlakuan tebaik menggunakan metode indeks efektifitas De Garmo. Parameter yang dianalisa meliputi kadar air, kadar abu, kadar pati, kadar amilosa, kadar pati resisten dan sifat amilografi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan enzimatis dan perlakuan fisik-kimia lanjutan memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar air, kadar abu, kadar pati, kadar amilosa dan kadar pati resisten pada pati hasil modifikasi. Perlakuan terbaik yang diperoleh yaitu pati debranching dan pengikatan silang, dengan kadar air 8,45%, kadar abu 3,19%, kadar pati 85,44%, kadar pati resisten 3,67%, suhu awal gelatinisasi 79,3ºC, suhu gelatinisasi 89,6oC dan viskositas maksimum 1478 AU.
Kata kunci: Pati resisten, pati beras, debranching, autoklaving, ekstrusi, ikatan
silang.
26
DIAN EKASARI. 0211010020. Native and Debranched Starch Modification Using Physico-Chemical Treatment to Increase Resistant Starch Content in Rice. SKRIPSI. Supervisor: Ir. Tri Dewanti W., M. Kes. Co-Supervisor: Siti Narsito Wulan, STP. MP.
SUMMARY Rice as one of the most important source of carbohydrate is a potential comodity to produce various food products such as bakery, snacks and cereal products. Meanwhile, starch-based functional products can also be made from rice. Besides dietary fiber, resistant starch is carbohydrate that escape human digestion system therefore it has potential health benefits. Resistant starch has known being able to prevent increasing blood glucose level, preventing obesity, and maintaining colonic health. Resistant starch also provides better appearance, texture, and mouthfeel than conventional dietary fiber do. It improves expansion and crispness in certain food products as well.
This study aimed to determine the effect of different methods in rice starch modification to increase resistant starch content.
The research was conducted in two factorial Randomized Block Design. The first factor was comparing types of starch, there were native starch and debranched starch. The second factor was comparing physicochemical modification, there were autoclaving, extrusion, and crosslinking. Each treatment was conducted in triplicate. The data then was analyzed by ANOVA. If there were an interaction between those factors the Duncan Multiple Range Test (DMRT) had to be performed. The best treatment was determined based on De Garmo effectivity index. The modified starch were analyzed their physicochemical properties as follows: moisture content, ash content, starch content, amylose content, resistant starch content, and amylographic properties.
The best modified starch was obtained from combined debranched starch and crosslinking modification. The physicochemical properties of the product were as follows: moisture content of 8,45%, ash content of 3,19%, starch content of 85,44%, resistant starch content of 3,67%, initial gelatinization temperature of 79,3oC, gelatinization temperature of 89,6oC and maximum viscosity of 1478 AU.
Key words: Resistant starch, rice starch, debranching enzyme, autoclaving,
extrusion, crosslinking.
27
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN................................................................................................... SUMMARY...................................................................................................... KATA PENGANTAR..................................................................................... DAFTAR ISI.................................................................................................... DAFTAR TABEL............................................................................................ DAFTAR GAMBAR....................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... I. PENDAHULUAN………………………………………………………. 1.1 Latar Belakang…………………………………………………………. 1.2 Tujuan……………………………………………………….................. 1.3 Manfaat………………………………………………………………… 1.4 Hipotesa………………………………………………………………... II. TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………… 2.1 Tinjauan Umum Tentang Beras……………………………................... 2.2 Sifat-Sifat Pati Alami…………………………………………………... 2.3 Pati Resisten…………………………………………………………… 2.4 Efek Fisiologis Pati Resisten…………………………………………... 2.5 Modifikasi Kimia………………………………………………………. 2.6 Modifikasi Fisik……………………………………………………….. 2.7 Enzim Penecah Ikatan Cabang……………………………………….. 2.8 Aplikasi Pati Resisten…………………………………………………. III. METODE PENELITIAN……………………………………………… 3.1 Tempat dan Waktu…………………………………………………….. 3.2 Bahan dan Alat………………………………………………………….
3.2.1 Bahan…………………………….…………………………...... 3.2.2 Alat…………………………………………………………….
3.3 Metode Penelitian…………………………………………………….... 3.4 Pelaksanaan Penelitian…………………………………………………. 3.5 Pengamatan dan Analisis………………………………………………. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 4.1 Bahan Baku..............................................................................................
4.1.1 Beras............................................................................................ 4.1.2 Pati Beras.....................................................................................
4.2 Pati Hasil Modifikasi............................................................................... 4.2.1 Parameter Kimia..........................................................................
4.2.1.1 Kadar Air......................................................................... 4.2.1.2 Kadar Abu....................................................................... 4.2.1.3 Kadar Pati........................................................................ 4.2.1.4 Kadar Amilosa.................................................................
i ii iii v
vii viii ix 1 1 3 3 3 4 4 6 10 12 14 17 19 21
24 24 24 24 25 25 26 29
33 33 33 34 36 37 37 41 42 45
28
4.2.1.5 Kadar Pati Resisten.......................................................... 4.2.1.6 Rendemen........................................................................
4.2.2 Parameter Fisik............................................................................ 4.2.2.1 Sifat-Sifat Amilografi......................................................
4.3 Pemilihan Perlakuan Terbaik.................................................................. V. PENUTUP............................................................................................... 5.1 Kesimpulan.............................................................................................. 5.2 Saran......................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….. LAMPIRAN………………………………………………………………....
48 54 58 58 61
63 63 63 65 70
29
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman 1. Komposisi Kimia Beras...............................................................................
2. Karakteristik Fisik dan Kimia Berbagai Granula Pati.................................
3. Klasifikasi Bahan-Bahan yang Mengandung Pati Resisten.........................
4. Komposisi Kimia Bahan Baku.....................................................................
5. Komposisi Kimia Pati Beras........................................................................
6. Rerata Kadar Air Pati Modifikasi...............................................................
7. Rerata Kadar Abu Pati Modifikasi.............................................................
8. Rerata Kadar Pati Pada Pati Modifikasi......................................................
9. Rerata Kadar Amilosa Pada Pati Modifikasi..............................................
10. Rerata Kadar Pati Resisten Pada Pati Modifikasi.......................................
11. Klasifikasi Pati Resisten Berdasarkan Berat Kering...................................
12. Pengaruh Jenis Pati Terhadap Rendemen Pati Modifikasi......................... 13. Pengaruh Perlakuan Fisik-Kimia Terhadap Rendemen Pati Modifikasi... 14. Hasil Pengamatan Sifat-Sifat Amilografi Pada Pati Hasil Modifikasi........
15. Data Hasil Perlakuan Terbaik......................................................................
4 9
12
33
34
38
41
43
46
49
52
57
56
58
62
30
DAFTAR GAMBAR No. Teks Halaman 1. Struktur Kimia Amilosa..............................................................................
2. Struktur Amilopektin Dalam Granula Pati.................................................
3. Modifikasi Kimia Pati Dengan Sodium Trimetaphosphat..........................
4. Pemotongan Rantai Pati Dengan α Amylase, β Amylase dan Enzim Pemecah Ikatan Cabang..............................................................................
5. Alur Penelitian............................................................................................
6. Diagram Alir Ekastraksi Pati Beras............................................................
7. Diagram Alir Proses Debranching...............................................................
8. Diagram Alir Perlakuan Autoclaving..........................................................
9. Diagram Alir Perlakuan Ekstrusi.................................................................
10. Diagram Alir Perlakuan Pengikatan Silang................................................
11. Diagram Rerata Kadar Air Pati Modifikasi.................................................
12. Diagram Rerata Kadar Abu Pati Modifikasi................................................
13. Diagram Rerata Kadar Pati Pada Pati Modifikasi.......................................
14. Diagram Rerata Kadar Amilosa Pati Modifikasi ........................................
15. Diagram Rerata Kadar Pati Resisten Hasil Modifikasi fikasi......................
16. Diagram Rerata Rendemen Pada Pati Modifikasi.......................................
7 8
16
20
30
30
31
31
32
32
37
40
42
45
48
54
31
DAFTAR LAMPIRAN No. Teks Halaman 1. Prosedur Analisa..........................................................................................
2. Data dan Analisa Ragam Kadar Air............................................................
3. Data dan Analisa Ragam Kadar Abu..........................................................
4. Data dan Analisa Ragam Kadar Pati...........................................................
5. Data dan Analisa Ragam Kadar Amilosa....................................................
6. Data dan Analisa Ragam Kadar Pati Resisten.............................................
7. Data dan Analisa Ragam Rendemen...........................................................
8. Korelasi Kadar Amilosa Terhadap Rendemen............................................
9. Analisis Regresi Rendemen.........................................................................
10. Pemilihan Perlakuan Terbaik......................................................................
11. Kurva Pengamatan Brabender Amylograph................................................
70
80
81
82
83
84
85
86
88
90
91
32
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beras adalah salah satu serealia paling penting di dunia. Hampir seluruh
penduduk Asia dan negara-negara tropis lainnya mengkonsumsi beras sebagai
makanan pokoknya, termasuk Indonesia. Berdasarkan data dari Badan Pusat
Statistik (BPS, 2006) diketahui bahwa produksi beras Indonesia tahun 2005
adalah sebesar 54,25 ton, dengan angka pertumbuhan produksi sebesar 0,37%.
Sebagai salah satu sumber karbohidrat yang utama, beras merupakan
komoditas yang potensial dikembangkan menjadi produk “bakery”, “snack”,
sereal dll. Selain itu beras juga dapat dikembangkan menjadi produk yang
menyehatkan, salah satunya adalah pati resisten. Disamping serat pangan, pati
resisten merupakan karbohidrat tidak tercerna dalam sistem pencernaan manusia
sehingga berpengaruh positif bagi kesehatan tubuh mencegah kenaikan kadar
glukosa darah, mencegah obesitas dan meningkatkan kesehatan kolon (Waring,
1998). Selain itu pati resisten mempunyai beberapa kelebihan dibanding serat
pangan yaitu tidak mempunyai kecenderingan mengikat mineral yang diperlukan
oleh tubuh, tidak menyebabkan flatulensi serta memberikan tekstur dan
kenampakan yang lebih baik dibanding serat pangan.
Pati resisten dapat diperoleh secara alami dalam biji-bijian yang digiling
tidak sempurna (RS-1) serta granula pati alami pada kentang dan pisang mentah
(RS-2), tetapi proses pemasakan dapat merusak struktur resistennya. Pati resisten
juga dapat terbentuk melalui proses retrogradasi pati (RS-3) maupun proses
33
pengikatan silang secara kimiawi (RS-4). Pati resisten paling besar terbentuk dari
retrogradasi amilosa, meskipun amilopektin juga dapat teretrogradasi akan tetapi
perlu waktu yang lama. Dalam penelitian ini beras yang digunakan mempunyai
kadar amilosa sedang (20,82%). Hal ini berarti retrogradsi masih dapat
dioptimalkan memotong cabang terluar amilopektin (rantai A), sehingga secara
otomatis meningkatkan kadar amilosa. Pemotongan rantai cabang amilopektin
dapat dilakukan menggunakan enzim pemecah rantai cabang seperti pullulanase.
Pullulanase dipilih karena dapat menghidrolisis amilopektin dari molekul terluar
sehingga menghasilkan rantai A pada tahap awal (Hizukuri, 1996).
Pada penelitian ini pati resisten yang diharapkan terbentuk adalah RS-3
dan RS-4 yang diketahui lebih stabil terhadap pemanasan (Haralampu, 2000).
Pemotongan rantai cabang diharapkan menghasilkan rantai terluar dengan DP
yang lebih besar (25-45 residu glukosa) sehingga rantai pati lebih “available”
untuk teretrogradasi apabila diberi perlakuan fisik panas lanjutan. Perlakuan fisik
yang dipilih adalah autoklaving dan ekstrusi, meskipun perlakuan ini dapat
menurunkan RS-2 tetapi RS-3 yang terbentuk lebih besar (Sajilata et al., 2006).
Kondisi optimum ekstrusi yang dianjurkan yaitu dengan kecepatan ulir 300 rpm
dan suhu 100°C (Hagenimana et al., 2006). Pada pengikatan silang digunakan
campuran STMP/STPP, dilaporkan bahwa peningkatan pati resisten dan residu
fosfat yang diijinkan bagi reagen ini lebih besar dibanding reagen lain (Woo and
Seib, 2002). Dengan pemutusan rantai cabang diharapkan rantai pati
menghasilkan gugus hiroksil bebas yang lebih besar sehingga rantai pati lebih
“available” untuk membentuk ikatan silang (Rodriquez et al., 1996).
34
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbedaan
jenis modifikasi pati beras terhadap kandungan pati resisten yang dihasilkan.
1.3 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah memberikan
informasi mengenai jenis modifikasi pati beras yang tepat untuk memperoleh
kandungan pati resisten yang maksimal.
1.4 Hipotesa
Diduga terdapat pengaruh kombinasi jenis pati dengan perlakuan ekstrusi,
autoklaving dan pengikatan silang terhadap peningkatan kandungan pati resisten
yang dihasilkan.
35
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum Tentang Beras
Beras yang biasa dikonsumsi umumnya termasuk dalam spesies Oryza
sativa L. yang berasal dari Asia dan dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu
Indica dan Japonica (Hsieh and Luh, 1991).
Menurut Lumen and Chow (1991) beras dipisahkan bagian-bagiannya
melalui proses penggilingan. Beras yang masih utuh beserta sekamnya dikenal
dengan ”rough rice”, sedangkan beras utuh yang sudah dipisahkan sekamnya
dinamakan ”brown rice”. ”Brown rice” yang digosok atau diasah untuk
menghilangkan lapisan luarnya akan menghasilkan ”milled rice/white rice” serta
”rice bran” sebagai produk sampingannya.
Tabel 1. Komposisi Kimia Beras
Komposisi Brown Rice Milled Rice Kadar air (%) 12.00 12.00 Kcal (100 g) 360.00 363.00 Protein kasar (%) 7.50 6.70 Lemak kasar (%) 1.90 0.40 Abu (%) 1.20 0.50 Total karbohidrat (%) 77.40 80.40 Kalsium (mg/100g) 32.00 24.00 Fosfor (mg/100g) 221.00 94.00 Besi (mg/100g) 1.60 0.80 Sodium (mg/100g) 9.00 5.00 Potassium (mg/100g) 214.00 92.00 Thiamin (mg/ 100g) 0.34 0.07 Riboflavin (mg/100g) 0.05 0.03 Niasin (mg/100g) 4.70 1.60
Sumber: Lumen and Chow (1991)
36
Penyusun utama endosperm beras adalah pati yaitu sekitar 90% dari berat
kering beras giling. Pati beras berbentuk granula polihedral berukuran 3- 10 µm.
Pati beras tersusun atas fraksi bercabang yaitu amilopektin dan fraksi lurus yaitu
amilosa. Amilopektin adalah fraksi utama dari pati beras. Pada beras waxy
kandungan amilosanya hanya 1-2 %, sedangkan pada beras non waxy
dikategorikan: rendah (10-20 %), sedang (20-25 %) dan tinggi (25-33 %) (Lu and
Luh, 1991).
Granula pati beras terikat kuat dalam struktur yang kukuh yang dilingkupi
oleh matriks protein. Cara pencucian yang sederhana tidak dapat membebaskan
granula pati beras dari matriks protein. Perlakuan kimiawi diperlukan untuk
menyebarkan matriks protein. Larutan natrium hidroksida diperlukan untuk itu,
karena paling sedikit 80% protein pada beras dapat larut dalam larutan basa, yaitu
glutelin (Haryadi, 2006).
Cara produksi pati beras dilakukan dengan merendam menir dengan
larutan soda abu 0,3% sebanyak lima kali berat menir selama 24 jam pada suhu
kamar sebagai tahap awal pada produksi pati beras. Butiran-butiran yang terkena
basa kemudian dicuci dan dikeringkan sebelum digiling menjadi bubuk atau
tepung. Tepung kemudian dicampur dengan larutan soda abu 0,3% sebanyak
sepuluh kali berat tepungnya dan diaduk selama 24 jam. Serat-serat yang terikut
dipisahkan dengan mengalirkan suspensi melewati ayakan. Patinya dibiarkan
mengendap dan larutan bening yang mengandung sebagian besar protein dibuang.
Pencucian dengan air, pengendapan dan penuangan air bagian di atas pati
dilakukan untuk menghilangkan sebagian besar bahan yang larut dari granula pati.
37
Pati dikeringkan dalam oven atau menggunakan drum drier. Lempengan pati
beras yang diperoleh kemudian digiling sampai diperoleh butiran dengan ukuran
yang dikehendaki dan selanjutnya diayak (Haryadi, 2006).
2.2 Sifat-Sifat Pati Alami
Pati adalah cadangan polisakarida yang utama pada tanaman hijau yang
digunakan selama pertumbuhan tanaman tersebut. Pati diperoleh dari proses
fotosintesis sederhana dalam tanaman hijau yaitu pada daun, batang, akar, biji dan
buah (Hizukuri, 1996). Bagi manusia, pati sangat penting sebagai makronutrien,
karena pati merupakan karbohidrat kompleks yang berfungsi sebagai sumber
energi utama (Shelton and Lee, 2000). Produk pati yang umum diperoleh dari
sumber biji-bijian (gandum, jagung, beras, barley) dan akar (kentang, ubi kayu)
(Anonymous, 1998).
Di dalam tanaman, pati tersimpan dalam bentuk molekul terpisah yang
disebut dengan granula pati (Hui, 1992). Keunikan granula pati yaitu meski
berasal dari sumber tanaman yang sama namun sifat-sifat yang dimilikinya belum
tentu sama (Elliasson and Gudmundsson, 1996). Granula pati biasanya
berdiameter antara 1-200 µm dan dapat berbentuk lonjong dan bulat tergantung
dari sumber tanamannya (Huang and Rooney, 2001) .
Granula pati alami tidak larut dalam air, tetapi dapat mengalami
pembengkakan yang “reversible” jika direndam dalam air dingin. Pati alami dapat
memutar bidang polarisasi cahaya dan mempunyai sifat “birefringence”. Granula
38
pati alami berwarna putih, padat, dapat dicerna oleh enzim amilase dan
mengandung protein dan lemak dalam jumlah kecil (Huang and Rooney, 2001).
Penyusun utama pati adalah amilosa dan amilopektin yang terdapat dalam
granulanya (Hui, 1992). Amilosa adalah polimer glukosa yang berantai lurus yang
terikat dengan ikatan α 1-4 D glukopiranosa. Amilosa sering digambarkan dalam
bentuk rantai lurus tetapi bentuk aslinya adalah heliks. Karena rantainya yang
panjang, amilosa berwarna biru bila bereaksi dengan iodin, mudah teretrogradasi
dan dapat membentuk gel yang kuat. Amilopektin adalah polimer glukosa yang
bercabang dan molekulnya jauh lebih besar dari amilosa. Amilopektin tersusun
oleh ikatan α 1-4 D glukopiranosa dan ikatan α 1-6 D glukopiranosa pada titik
percabangannya (Huang and Rooney, 2001).
Gambar 1. Struktur Kimia Amilosa (Chaplin, 2006)
39
Gambar 2. Struktur Amilopektin dalam Granula Pati (Chaplin, 2006)
Rasio antara amilosa dan amilopektin di dalam granula pati berlainan
tergantung dari jenis pati, tetapi biasanya pati mengandung 25 % amilosa dan
75% amilopektin (Hizukuri, 1996). Rasio antara amilosa dan amilopektin
mempengaruhi sifat fungsional pati dalam makanan. Beras yang tinggi kandungan
amilosanya berbentuk utuh dan kering, sedangkan beras yang rendah amilosa pera
ketika dimasak (Huang and Rooney, 2001).
40
Ketika pati alami dipanaskan dalam air, granulanya akan membengkak
sampai strukturnya rusak dan amilosa serta amilopektin keluar membentuk
suspensi. Fenomena ini disebut dengan gelatinisasi pati. Gelatinisasi bersifat
“irreversible”, menyebabkan ukuran granula pati meningkat dan meningkatkan
viskositas suspensi. Gelatinisasi dipengaruhi oleh suhu dan kandungan air, kondisi
pemasakan dan jenis granula pati. Suhu pada saat pati mulai mengalami
pembengkakan disebut dengan suhu gelatinisasi awal. Suhu gelatinisasi
kisarannya pendek dan tergantung pada sumber pati (Huang and Rooney, 2001).
Gelatinisasi dapat meningkatkan ketersediaan pati bagi enzim amilolitik dalam
pencernaan (Anonymous, 1998).
Tabel 2. Karakteristik Fisik dan Kimia Berbagai Granula Pati Karakteristik Jagung
Normal Jagung Waxy
Jagung Tinggi
Amilosa
Kentang Tapioka Gandum
Ukuran granula (µm)
2-30 2-30 2-24 5-100 4-35 2-55
Amilosa (%) 28 <2 50-70 21 17 28 Suhu gelatinisasi (ºC)
62-80 63-72 66-170 58-65 52-65 52-85
Viskositas relatif
Menengah Menegah-tinggi
Sangat rendah
Sangat tinggi
Tinggi Rendah
Kejernihan pasta
Opaque Cloudy Opaque Jernih Jernih Opaque
Kemampuan gelatinisasi/ retrogradasi
Tinggi Sangat rendah
Sangat tinggi
Menengah-rendah
Menengah Tinggi
Sumber: Be Miller and Whistler (1996)
Pati yang didinginkan setelah mengalami gelatinisasi, molekulnya akan
bergabung kembali secara lambat, peristiwa ini dikenal dengan retrogradasi.
Selama retrogradasi, molekul pati yang bergabung kembali akan membentuk
struktur yang stabil dan terikat kuat karena adanya ikatan hidrogen (Haralampu,
41
2000). Pada awal proses retrogradasi, potongan lurus dari dua untai pati atau
lebih dapat membentuk ikatan sederhana yang membawa pati ke struktur yang
lebih teratur (Hui, 1992).
Menurut Shelton and Lee (2000), terjadinya retrogradasi tergantung pada
beberapa variabel, termasuk struktur amilosa dan amilopektin, rasio amilosa dan
amilopektin, suhu, konsentrasi pati, sumber pati alami dan keberadaan senyawa
lain. Molekul amilosa yang lurus mempunyai kemampuan bergabung kembali dan
membentuk ikatan hidrogen lebih besar dibandingkan dengan amilopektin yang
mempunyai stuktur bercabang (Huang and Rooney, 2001).
Struktur kristal amilopektin teretrogradasi akan hilang pada pemanasan
lanjutan 70˚C, sedangkan untuk menghilangkan struktur kristal amilosa
diperlukan suhu diatas 145˚C. Suhu tersebut jauh diatas kisaran suhu yang
digunakan untuk pengolahan produk pati. Hal ini menunjukkan bahwa sekali
amilosa teretrogradasi, maka struktur kristalnya akan tetap bertahan oleh
pemanasan ulang (Anonymous, 1998). Retrogradasi dapat muncul setelah proses
ekstrusi, pemanggangan, penggorengan dan lain-lain (Huang and Rooney, 2001).
2.3 Pati Resisten
Pati dalam makanan dahulu dianggap dapat dicerna secara sempurna oleh
enzim-enzim pencernaan. Namun dari beberapa penelitian selanjutnya ditemukan
pati yang lolos pada proses pencernaan usus halus kemudian masuk ke usus besar.
Pati yang lolos dari enzim-enzim pencernaan ini dikenal sebagai pati resisten
(Rosida, 2002).
42
Pati resisten atau “resistant starch” (RS) didefinisikan sebagai pati atau
produk degradasi pati yang tidak dapat dicerna oleh enzim pada saluran
pencernaan manusia yang sehat (Asp and Bjork, 1992). Haralampu (2000)
menyebutkan bahwa bagian dari pati yang lolos dari enzim-enzim pencernaan di
usus halus dan difermentasi dalam usus besar disebut dengan pati resisten.
Ada 4 jenis pati resisten yang dikenal saat ini yaitu:
RS-1 adalah granula pati yang secara fisik terperangkap di dalam matriks bahan
pangan sehingga enzim-enzim pencernaan sulit untuk mencapainya.
Jumlah pati resisten jenis ini akan dipengaruhi oleh proses pengolahan dan
dapat hilang oleh penggilingan. Pati jenis ini biasanya terdapat dalam
gandum, biji-bijian dan serealia utuh atau yang digiling sebagian
(Anonymous, 1998).
RS-2 Granula pati ini terdapat secara alami dalam sumber pati, tetapi pati jenis
ini mudah tergelatinisasi dengan adanya proses pemasakan. Pati jenis ini
banyak terdapat dalam granula pati kentang, pisang mentah dan pati
jagung yang tinggi amilosa (Anonymous, 1998).
RS-3 adalah pati teretrogradasi yang terbentuk selama pemanasan lalu
pendinginan pati. Retrogradasi pati menghasilkan makrokristal yang
membuat pati tahan terhadap panas dan enzim. Pati teretrogradasi
khususnya amilosa teretrogradasi adalah jenis pati resisten yang paling
stabil (Haralampu, 2000). Pati ini biasanya terdapat dalam kentang yang
dimasak, didinginkan, roti dan cornflake (Slavin, 2002).
43
RS-4 adalah pati yang termodifikasi secara kimiawi. Biasanya terjadi karena
terbentuknya ikatan glikosidik yang baru (Slavin, 2002).
Menurut Sajilata et al. (2006), ketersediaan pati resisten di dalam bahan
pangan dapat dipengaruhi berbagai macam faktor antara lain: sifat alami pati,
perlakuan air dan panas, interaksi dengan senyawa lain, proses pengolahan dan
pemanasan dan kondisi penyimpanan. Delcour (2000) juga menambahkan bahwa
kadar dan karakteristik dari pati resisten tidak hanya dipengaruhi oleh tipe pati
(waxy, normal atau tinggi amilosa) tetapi juga dipengaruhi oleh kondisi proses
(suhu, waktu penyimpanan) dan keberadaan komponen lain.
Tabel 3. Klasifikasi Bahan-Bahan yang Mengandung Pati Resisten
Klasifikasi Jenis Bahan Makanan Sangat rendah (<1%) Kacang rebus (panas), nasi (panas), pasta, serealia
sarapan dengan penambahan bekatul, tepung gandum Rendah (1-2,5%) Serealia sarapan, biskuit, roti, pasta, kentang rebus
(dingin), nasi (dingin) Sedang (2,5-5%) Serealia sarapan (corn flakes, rice crispies), kentang
goring, produk ekstrusi kacang-kacangan Tinggi (5-15%) Kacang rebus (lentil, buncis), kacang panjang, beras
mentah, pati diautoklav dan didinginkan (gandum, kentang, jagung), makanan berpati direbus dan didinginkan
Sangat Tinggi (>15%) Kacang mentah, kentang mentah, tepung maizena tinggi amilosa, pisang mentah, amilosa teretrogradasi
Sumber : Goni et al. (1996)
2.4 Efek Fisiologis Pati Resisten
Menurut Waring (1998) pati resisten unik karena sifat fisiologisnya yang
menyerupai serat pangan. Pati resisten diketahui dapat meningkatkan metabolit
asam-asam lemak rantai pendek / ”short chain fatty acid” (SCFA) di dalam kolon.
44
Karena pati resisten tidak tercerna, maka pati ini akan masuk sampai ke dalam
kolon dan menjadi sumber nutrisi bagi bakteri di dalam kolon. Bakteri di dalam
kolon akan memetabolisme pati melalui proses fermentasi, menurunkan pH kolon
dan menghasilkan SCFA seperti asam asetat, propionat dan butirat. Produksi
SCFA mempunyai pengaruh positif terhadap kesehatan kolon, termasuk
peningkatan penyerapan Mg dan Ca, serta menunjang keseimbangan spesies
bakteri di dalam kolon (Haralampu, 2000).
Meningkatnya berat feses sangat penting dalam menurunkan konstipasi,
diverticulosis dan dapat melarutkan senyawa toksik yang dapat memacu
pertumbuhan sel kanker. Keberadaan pati resisten sebagai substrat untuk
fermentasi dapat membantu pencegahan penyakit usus dan mengatur kebutuhan
metabolisme mukosa. Butirat yang dihasilkan selama fermentasi dapat mencegah
sel tumor dan menurunkan perkembangbiakan sel mukosa usus. Faktor ini
dipercaya dapat menurunkan resiko kanker kolon (Waring, 1998).
Dibandingkan dengan serat pangan, pati resisten memproduksi butirat lebih
tinggi (Baghurst et al., 1996). Diantara SCFA yang diproduksi di kolon, butirat
dianggap paling berperan mengatur pertumbuhan dan fungsi sel intestin dengan
menekan pertumbuhan sel tumor dan menurunkan perkembangbiakan sel mukosa
usus (Waring, 1998). Butirat meningkat secara signifikan dengan konsumsi pati
resisten, juga rasio butirat terhadap total SCFA. Peningkatan butirat dilaporkan
mempunyai efek mencegah kanker kolon dan diketahui menjadi sumber energi
bagi sel-sel kolon (Jenkins et al., 1998).
45
Di dalam usus halus pati resisten mungkin dicerna secara lambat, tetapi
biasanya mengalami malabsorbsi atau tidak dapat dicerna. Hal ini menyebabkan
turunnya glukosa darah dan respon insulin dalam tubuh. Efek ini memungkinkan
pati resisten untuk diformulasikan dalam makanan bagi penderita diabetes
(Haralampu, 2000).
Menurut King et al. (2006), pati resisten diketahui dapat mengurangi
konstipasi. Konstipasi bukanlah suatu penyakit tetapi merupakan gangguan pada
fungsi usus besar. Ketika memasuki saluran pencernaan, pati resisten dapat
menurunkan konstipasi dengan meningkatkan volume dan kandungan air feses
serta menurunkan waktu transit. Haralampu (2000), menambahkan pati resisten
juga digunakan untuk merangsang pertumbuhan mikroorganisme seperti
Bifidobacterium. Karena pati resisten lolos dari usus halus maka dapat digunakan
sebagai substrat bagi pertumbuhan mikroorganisme probiotik.
2.5 Modifikasi Kimia
Dalam bentuk alaminya, pati tidak memiliki sifat-aifat yang dikehendaki
selama proses pengolahan (Hui, 1992). Kegunaan pati pada umumnya terbatas
oleh sifat fisik dan kimiawinya. Pati termodifikasi didesain untuk memperbaiki
kelemahan pati, yang membatasi penggunaan atau pemanfaatan pati alami dalam
aplikasi produk pangan (Wuzburg, 1995). Pati termodifikasi digunakan untuk
meningkatkan viskositas, kestabilan terhadap penyimpanan, integritas, parameter
proses, tekstur, penampakan dan emulsifikasi produk (Anonymous, 1998).
46
Menurut Wuzburg (1995) beberapa hasil modifikasi pati yang telah
dikenal antara lain pati konversi, pati ikatan silang dan pati stabilisasi.
a. Pati konversi
Pati konversi dikembangkan untuk melemahkan granula pati dan
mendegradasi molekul pati sehingga granula pati tidak lama mempertahankan
keutuhannya saat membengkak dalam air. Pati konversi, diklasifikasikan menjadi
3 yaitu pati modifikasi asam, pati teroksidasi dan dekstrinisasi. Hasil konversinya
berupa gula yang lebih sederhana (Wuzburg, 1995).
b. Pati ikatan silang
Pengikatan silang merupakan cara modifikasi paling utama pada pati.
Metode ini digunakan untuk memperbaiki tekstur dan memungkinkan adanya
toleransi pati terhadap panas, asam, dan pengadukan (Hui, 1992). Pengikatan
silang adalah pembentukan ikatan kovalen antara dua molekul pati menghasilkan
molekul yang lebih besar (Shelton and Lee, 2000). Saat pati dipanaskan dalam air
di atas suhu gelatinisasi, ikatan hidrogen yang mempertahankan keutuhan granula
akan melemah. Pati ikatan silang dikembangkan untuk meminimalkan atau
mencegah pecahnya granula pati selama proses pemasakan sehingga
menghasilkan pati dengan tekstur pasta yang non kohesif dan tidak lengket serta
viskositas yang baik (Wuzburg, 1995).
Pati ikatan silang dibuat dengan mereaksikan granula pati (30-40%
padatan) dalam larutan alkali (pH 7,5-12) dengan reagen pengikatan silang
(biasanya dengan penambahan garam). Diantara bahan kimia yang ada dan
digunakan untuk pengikatan silang adalah POCl3, sodium trimetafosfat dan
47
campuran adipic anhydride dan acetic anhydride. Suhu reaksi biasanya 25-50˚C
dan waktu reaksi dapat bervariasi mulai 30 menit sampai 24 jam tergantung pada
protokol. Setelah reaksi sempurna, pati dikembalikan pada pH netral, disaring,
dicuci dan dikeringkan (Thomas and Atwell, 1999).
NaO O
P NaO O
2 Starch-OH + O O P + Na2H2P2O7
O P O O O Starch-O O-Starch
NaO ONa
Gambar 3. Modifikasi Kimia Pati dengan Sodium Trimetaphospat (Sajilata et al., 2006)
Berdasarkan penelitian Chung et al. (2004), diketahui bahwa penambahan
larutan campuran sodium trimetafosfat/sodium tripolifosfat dapat meningkatkan
resistensi terhadap enzim amilase meskipun terjadi penurunan kemampuan
retrogradasi pati yang disebabkan terbentuknya ikatan silang oleh residu fosfat.
c. Pati stabilisasi
Pati stabilisasi adalah modifikasi pati yang dilakukan dengan mereaksikan
gugus hidroksil pada molekul pati dengan reagen monofungsional untuk
memasukkan gugus pengganti. Tujuan dari perlakuan ini adalah untuk
menstabilkan amilosa dari retrogradasi dan fraksi amilopektin terhadap asosiasi
inter molekuler. Reagen-reagen monofungsional yang digunakan seperti asetat
monofosfat, sodium octenyl succinat, hydroxypropyl ether (Wuzburg, 1995).
48
2.6 Modifikasi Fisik
Selain dilakukan secara kimia, pati juga dapat dimodifikasi secara fisik
menggunakan beberapa cara seperti pregelatinisasi, pengaturan ukuran partikel
dan kadar air/kelembaban (Light, 1990). Menurut Muir and O’Dea (1992) teknik
pengolahan yang melibatkan proses gelatinisasi dan retrogradasi, dapat
mempengaruhi pembentukan pati resisten. Proses pemanggangan, pembentukan
pasta, ekstrusi dan autoklaving diketahui dapat meningkatkan pati resisten dalam
produk pangan.
a. Pregelatinisasi
Metode modifikasi seperti pregelatinisasi memiliki tujuan untuk
mendapatkan viskositas secara cepat pada produk instan, dan kemudahan pati
melarut dalam air dingin (Light, 1990). Pati pregelatinisasi yaitu pati yang telah
dilakukan pemasakan (perebusan, gelatinisasi dan pengeringan), pati ini disebut
juga dengan pati pra masak atau pati instan. Apabila ditambahkan dengan air
dingin atau hangat, pati ini akan mengembang membentuk gel dan menjadi padat,
dan tidak memerlukan proses pemanasan lagi (Anonymous, 2006).
b. Ekstrusi
Ekstrusi merupakan metode pengolahan bahan pangan berbasis pati yang
paling banyak digunakan dalam industri pangan (Cheyne, 2006). Pada dasarnya
ekstruder dapat dianggap sebagai reaktor bersuhu tinggi. Granula pati dengan
kadar air yang bervariasi diberi tekanan sehingga pati meleleh. Granula pati
diubah strukturnya dengan tekanan tinggi, panas dan pengadukan mekanis yang
menjadi satu didalam ekstruder. Ekstrudat pati keluar dalam bentuk mengembang
49
akibat perbedaan tekanan dan hilangnya kandungan air. Ekstrudat kemudian
dikeringkan dan dihancurkan untuk memenuhi kriteria yang dikehendaki. Sifat
fisik pati ekstrudat dipengaruhi oleh geometri, suhu, tekanan, kecepatan ulir,
jumlah masukan ekstruder dan kadar air pati (Thomas and Atwell, 1999).
Dalam penelitian Gambus et al. (1999), pati yang diekstrusi akan
tergelatinisasi diikuti dengan pembentukan pasta. Pasta yang terbentuk tergantung
pada jenis bahan, kadar air dan parameter kerja ekstruder terutama suhu ekstrusi.
Sajilata et al. (2006) menyatakan bahwa meskipun proses ekstrusi dapat
menurunkan kandungan RS-2 akan tetapi RS-3 yang terbentuk lebih besar.
Hagenimana et al. (2006) dalam penelitiannya melaporkan bahwa barley yang
diekstrusi dengan kondisi tertentu meningkatkan pembentukan pati resisten. Pati
resisten tertinggi diperoleh pada proses ekstrusi dengan kecepatan ulir 300 rpm
dan suhu 100°C yang dikkuti pengeringan dan penyimpanan.
c. Autoklaving
Modifikasi pati secara fisik menggunakan metode autoklaving dapat
meningkatkan kandungan pati resisten. Menurut Sajilata et al. (2006) dinyatakan
bahwa pembentukan pati resisten karena proses autoklaving dipengaruhi oleh
rasio pati dan air dalam suspensi, suhu autoklaving, dan jumlah siklus
autoklaving-pendinginan. Pada penelitian yang dilakukan oleh Grajek et al.
(2003), metode autoklaving dilakukan dengan cara membuat suspensi pati dengan
melarutkan 20% (b/v) ke dalam air. Suspensi pati diletakkan pada wadah tertutup
dan diautoklaving pada suhu 121oC selama 20 menit dan setelah itu suspensi
didinginkan untuk penelitian lebih lanjut.
50
Berdasarkan penelitian Bello-Perez et al. (2004), pati pisang yang
diperlakukan dengan enzim pullulanase dan autoklaving menunjukkan
peningkatan kandungan pati resisten sebanyak 2 kali lipat dari pati mentahnya.
Moon et al. (2005) dalam penelitiannya menemukan bahwa pati yang mengalami
3 kali siklus autoklaving-cooling disertai perlakuan asam mempunyai kandungan
pati resisten yang paling tinggi. Siljestrom and Asp (1985) juga melaporkan
bahwa pati gandum yang diautoklav mempunyai kandungan pati resisten 9 %,
jumlah ini lebih besar dibandingkan dengan pati gandum yang tidak dimasak
dengan kandungan pati resistennya kurang dari 1 % .
2.7 Enzim Pemecah Rantai Cabang
Menurut Haralampu (2000), keberadaan amilopektin akan mengganggu
proses retrogradasi amilosa. Disebutkan bahwa untuk membentuk untai ganda
diperlukan DP minimum 10 dan maksimum 100 unit glukosa. Ini menunjukkan
mengapa amilopektin tidak cocok untuk pembentukan pati resisten yang stabil
terhadap suhu. Bukan hanya cabangnya yang merintangi gerakan, tetapi panjang
untainya yang terdiri dari 20-40 unit glukosa, jauh dari optimum 100 unit.
Hasil retrogradasi amilosa akan meningkat dengan menghilangkan
amilopektin menggunakan enzim pemecah ikatan cabang (Haralampu, 2000).
Enzim pemecah ikatan cabang yaitu enzim yang mampu menghidrolisis ikatan α
1-6 D glikosidik pada pati dan glikogen (Hizukuri, 1996). Perlakuan modifikasi
yang mungkin dilakukan untuk memotong cabang terluar amilopektin yaitu
menggunakan pullulanase atau isoamilase (Wuzburg, 1995).
51
Gambar 4. Pemotongan Rantai Pati dengan α Amylase, β Amylase dan Enzim Pemecah Ikatan Cabang (Thomas and Atwell, 1999)
Berdasarkan reaksinya, enzim pemecah ikatan cabang dibedakan menjadi
2 macam yaitu debranching langsung dan tidak langsung. Ada 4 macam enzim
pemecah ikatan cabang yang diketahui yaitu isoamilase, pullulanase, limit
dextrinase/R enzyme dan amylo 1-6 glukosidase α 1-4 D glukotransferase.
Isoamilase dan pullulanase termasuk jenis langsung yang menghidrolisis ikatan α
1-6 D glikosidik pada percabangan secara langsung atau dalam satu langkah.
Amylo 1-6 glukosidase termasuk dalam jenis tidak langsung yang menghidrolisa
hanya satu rantai residu glukosa atau memindahkan residu rantai samping dari
oligosakarida kepada rantai lain (Hizukuri, 1996).
52
Isoamilase pertama ditemukan dalam khamir dan kemudian dalam
Pseudomonas, Flavobacterium, Escherichia coli K12 dan sumber lainnya.
Isoamilase mendegradasi cabang terujung dari amilopektin dan glikogen secara
sempurna menjadi rantai lurus, hanya sebagian dari ikatan amilosa (30-95%) dan
tidak dapat mendegradasi pullulan sama sekali (Hizukuri, 1996)
Pullulanase diproduksi oleh Aerobacter aerogenes, Streptococcus mitis
dan organisme lainnya. Enzim ini dengan mudah menghidrolisis ikatan α 1-6 D
glikosidik dari ujung pullulan dengan menghasilkan oligomer maltotriosa dan
maltotetraosa. Enzim ini juga mampu menghidrolisis amilopektin dengan lambat
tetapi sempurna dimulai dari bagian molekul paling luar dan menghasilkan cabang
A pada tahap awal (Hizukuri, 1996).
2.8 Aplikasi Pati Resisten
Pati resisten paling cocok diaplikasikan dalam produk pangan yang
mempunyai kadar air rendah sampai sedang (Waring, 1998). Produk-produk
seperti sereal, muffin dan roti dapat dibuat dengan menggunakan pati resisten
sebagai sumber serat. Jumlah pati resisten yang digunakan untuk mengganti
tepung tergantung dari jenis pati yang digunakan, jenis aplikasi dan jumlah serat
yang dikehendaki (Sajilata et al., 2006). Granula pati resisten dapat memberikan
kenampakan, tekstur dan rasa di lidah yang lebih baik serta meningkatkan
pengembangan dan kerenyahan dibandingkan dengan sumber-sumber serat
pangan yang biasa digunakan dalam produk pangan (Waring, 1998).
53
Karena kandungan kalorinya yang rendah, pati resisten dapat digunakan
dalam formulasi produk rendah lemak dan rendah gula. Sebagai serat fungsional,
warnanya yang putih, ukuran partikel yang baik dan rasanya yang lembut
memungkinkan pati resisten meningkatkan daya tarik dan cita rasa produk
dibandingkan dengan sumber serat biasa (Waring, 1998).
Waring (1998), melaporkan bahwa roti yang dibuat dengan pati resisten
mempunyai kualitas yang lebih baik daripada roti yang dibuat dengan
menggunakan sumber serat pangan biasa. Roti yang dibuat dengan pati resisten
mempunyai warna lebih cerah dan rasanya lebih enak di mulut karena granula pati
resisten mempunyai ukuran partikel yang halus dan warna yang putih.
Pati resisten juga dapat memberikan peningkatan tekstur pada makanan
berkadar air rendah, seperti crackers. Crackers yang diformulasi dengan granula
pati resisten sebagai serat fungsional hasilnya tidak sekeras crackers yang
diformulasi dengan sumber serat pangan biasa. Crackers pati resisten juga lebih
renyah dibandingkan dengan crackers yang diformulasi dengan selulosa dan serat
gandum (Waring, 1998).
Wafel dan toast, terutama jenis yang dibekukan kemudian dipanaskan
ulang, merupakan jenis produk pangan yang diharapkan bersifat renyah.
Berdasarkan evaluasi tekstur secara menyeluruh, diketahui bahwa wafel yang
tinggi pati resisten lebih renyah daripada wafel tanpa penambahan serat atau
dengan penambahan serat pangan biasa (Sajilata et al., 2006)
Pada produk ekstrudat yang tinggi pati resisten, diketahui mempunyai
kemampuan mengembang yang lebih baik. Peningkatan pengembangan
54
menunjukkan bahwa pati resisten dapat meminimalkan efek negatif serat pangan
pada proses pengembangan produk sereal. Pati resisten juga dapat ditambahkan
pada adonan untuk membuat kue atau muffin yang difortifikasi dengan serat.
Muffin yang tinggi pati resisten mempunyai flavor yang lebih baik daripada
muffin yang diformulasi dengan serat gandum. Setelah penyimpanan selama dua
minggu muffin yang tinggi pati resisten mempunyai kadar air paling rendah
daripada muffin yang ditambah dengan serat pangan biasa (Waring, 1998).
55
III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan Hasil Pertanian dan
Laboratorium Biokimia dan Nutrisi, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya, Laboratorium Kimia Biokimia PAU
Pangan dan Gizi UGM, serta Laboratorium Quality Control Bogasari Flour Mills
mulai bulan April sampai November 2006.
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan
Bahan dasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah beras (”milled
rice”) varietas IR-64 yang diperoleh dari pedagang pengepul di Kediri. Enzim
untuk perlakuan enzimatis yaitu pullulanase dari Bacillus acidophyllus dan enzim-
enzim untuk analisa pati resisten yaitu α-endoamylase dari Bacillus subtilis,
amyloglukosidase dari Aspergillus niger dan pullulanase dari Bacillus
acidophyllus diperoleh dari Sigma Chemical Co. USA. Sodium trimetaphosphate
(STMP) dan sodium tripolyphosphate (STPP) untuk pengikatan silang diperoleh
dari Sari Kimia.
Bahan-bahan kimia untuk analisa diperoleh dari Panadia, Asia Lab,
Laboratorium Biokimia dan Nutrisi dan Laboratorium Kimia Biokimia PAU
UGM. Bahan kimia dengan kemurnian p.a meliputi glukosa anhidrat, reagen
nelson, reagen arsenomolibdat, petroleum eter, buffer asetat pH 5, alkohol
56
99.90%, HCl 37%, NaOH, aseton, H2SO4 pekat, KOH 2M dan aquades.
Sedangkan bahan kimia dengan kemurnian teknis adalah NaOH.
3.2.2 Alat
Peralatan yang digunakan untuk membuat ekstrak pati dan pati modifikasi
yaitu bak perendan, kain saring, loyang alumunium, homogenizer, pengering
kabinet, blender philips, ayakan Retsch 5657 80 mesh, ultracentrifuge, pH meter,
magnetic stirrer, autoclave, meat grinder dan single screw ekstruder.
Peralatan untuk analisa meliputi mortar, kertas saring, timbangan digital
Denver M-310, inkubator Binder, oven WTB Binder, desikator, kompor listrik
Maspion, vortex, spektrofotometer Spectronic 20 Genesys, Shaker Heidolph
Unimax 2010, pendingin balik, sentrifuge Labofuge 200, magnetic stirer, Buchi
Waterbath B480, Buchi Vacobox B 117, pemanas dan stirer Ikammag RCT,
evaporator vakum Buchi R114, oven vakum Gallenkamp, transferpette,
spektrofotometer Shimadzu UV 1201V, hand-pHmeter, muffle Ney M-525 Series
II, kurs porselin, tabung screw-cap, bola hisap serta alat-alat gelas.
3.3 Metode Penelitian
Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok,
yang disusun secara faktorial dengan faktor ganda yaitu jenis pati (L) dan
perlakuan fisik-kimia (K).
57
Faktor 1 : Jenis pati (L)
L1 = Pati alami
L2 = Pati hasil pemotongan rantai cabang (pati debranching)
Faktor 2 : Perlakukan fisik-kimia (K)
K 1 = Autoklaving
K 2 = Ekstrusi
K 3 = Pengikatan silang
Dari kedua perlakuan tersebut diperoleh 6 kombinasi perlakuan :
L1K1 = Pati alami dengan perlakuan autoklaving
L1L2 = Pati alami dengan perlakuan ekstrusi
L1K3 = Pati alami dengan pengikatan silang
L2K1 = Pati debranching dengan perlakuan autoklaving
L2K2 = Pati debranching dengan perlakuan ekstrusi
L2K3 = Pati debranching dengan pengikatan silang
Masing-masing perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.
3.4 Pelaksanaan Penelitian
a. Ekstraksi pati beras
1. Perendaman beras dalam larutan NaOH 0,3% (1:5) selama 24 jam.
2. Pencucian dengan air bersih.
3. Pengeringan dengan pengering kabinet suhu 55±5°C selama 5 jam.
4. Penggilingan menggunakan alat penepung.
58
5. Perendaman dan pengadukan dalam larutan NaOH 0,3% (1:10) selama
24 jam.
6. Pengendapan selama 15 jam kemudian larutan NaOH dibuang.
7. Pembilasan dengan air bersih (1:3).
8. Penyaringan dengan kain saring dengan penambahan air bersih (1:3).
9. Pengendapan filtrat selama 5 jam kemudian air yang tersisa dibuang.
10. Pengeringan endapan dengan pengering kabinet suhu 55±5°C, 12 jam.
11. Penggilingan dengan blender kering.
12. Pengayakan dengan ukuran 80 mesh.
b. Pembuatan pati modifikasi
Proses debranching :
Ekstrak pati beras sebanyak 100 gram dibuat suspensi pati 10% b/v
dengan buffer asetat pH 5.
Penambahan 240µl enzim pullulanase.
Inkubasi dengan shaker waterbath suhu 40oC, 160 rpm, 30 menit.
Sentrifugasi 3000 rpm selama 10 menit, supernatan dibuang.
Pencucian secara berurutan dengan 100 ml aquades, 100 ml etanol
dan 100 ml aseton.
Pemansan dalam oven 100˚C, 5 menit untuk inaktivasi enzim.
Pengeringan dalan pengering kabinet suhu 37oC selama 2 jam.
Penggilingan dengan blender kering.
Pengayakan dengan ukuran 80 mesh.
59
Perlakuan autoklaving :
Pati dibuat suspensi 20% b/v kemudian diautoklaf suhu 121oC selama 11
menit, kemudian gel pati dipotong kecil-kecil selanjutnya dikeringkan
dengan pengering kabinet suhu 55±5oC selama 36 jam. Pati yang telah
kering digiling dengan blender kering kemudian diayak 80 mesh.
Perlakuan ekstrusi :
Pati dihidrasi dengan penambahan 30% air kemudian dibuat pellet dan
dikeringkan dengan pengering kabinet suhu 40oC selama 5 jam kemudian
diekstrusi. Ekstrudat digiling dengan blender kering kemudian diayak 80
mesh.
Perlakuan pengikatan silang :
Pati sebanyak 100 g direaksikan dengan 12 g STMP/STPP (99:1) dan
ditambahkan 140 ml aquades dan 10 g Na2SO4, diatur pH sampai 11
dengan penambahan 50 ml NaOH 1 M. Suspensi pati dishaker pada suhu
45oC selama 3 jam kemudian diatur pH 6.5 dengan penambahan HCl 1 M,
selanjutnya disentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm selama 10 menit.
Residu dicuci dengan 300 ml aquades sebanyak 7 kali dan dikeringkan
pada suhu 40oC selama 12 jam. Pati kemudian digiling dengan blender
kering dan diayak 80 mesh.
60
3. 5 Pengamatan dan Analisis
Pengamatan dan analisis dilakukan terhadap:
1. Bahan sumber pati (beras) meliputi analisa kadar air metode oven, kadar
pati metode hidrolisa asam, kadar abu (AOAC, 1970 dalam Sudarmadji
dkk, 1997), kadar amilosa (IRRI, 1971 dalam Apriyantono, 1989), kadar
pati resisten (Englyst et al., 1992).
2. Pati beras alami dan pati debranching meliputi analisa kadar air, kadar
pati, kadar abu, kadar Na (AOAC, 1970 dalam Sudarmadji dkk, 1997),
kadar pati resisten (Englyst et al., 1992), kadar amilosa (IRRI, 1971 dalam
Apriyantono, 1989), sifat amilografi (Brabender Amylograph), rendemen.
3. Pati hasil modifikasi meliputi analisa kadar air, kadar pati, kadar abu
(AOAC, 1970 dalam Sudarmadji dkk, 1997), kadar amilosa (IRRI, 1971
dalam Apriyantono, 1989), kadar pati resisten (Englyst et al., 1992), sifat
amilografi (Brabender Amylograph), kadar fosfat (khusus untuk perlakuan
pengikatan silang), rendemen.
Data yang diperoleh dianalisa dengan analisa ragam (Anova), apabila terjadi
interaksi dilanjutkan dengan uji DMRT 1% dan bila tidak terjadi interaksi
dilanjutkan dengan uji BNT 1% (Yitnosumarto, 1993). Pemilihan perlakuan
terbaik menggunakan metode De Garmo et al. (1984).
Gambar 5. Alur Penelitian
Gambar 6. Diagram Alir Ekstraksi Pati Beras (Haryadi, 2006)
Beras
Perendaman 24 jam
Pengeringan (55±5ºC, 5 jam)
Penepungan
Perendaman dan pengadukan 24 jam Larutan NaOH
0,3% (1:10)
Pengendapan 5 jam
Endapan pati
Penggilingan dengan blender
Pengayakan 80 mesh
Larutan NaOH 0,3% (1:5)
Pencucian dengan air bersih
Penyaringan dengan kain saring
Pengendapan 15 jam
Pembilasan
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar amilosa kadar pati resisten
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar Na kadar amilosa kadar pati resisten rendemen
Analisa Fisik sifat amilografi
Air kotor
Air bersih (1:3)
Pati beras
Tanpa perlakuan debranching enzyme
Dengan perlakuan debranching enzyme
Pengikatan il
Ekstrusi Autoklaving
Air kotor
Air bersih (1:3)
Residu Filtrat
Air kotor
Pati modifikasi
Pengeringan (55±5ºC, 12 jam)
Pati beras
Gambar 7. Diagram Alir Proses Debranching (Kujawski et al., 2002)
Gambar 8. Diagram Alir Perlakuan Autoklaving (Hasil optimasi)
100 g pati
Inkubasi dengan shaker waterbath (40oC, 160 rpm, 30 menit)
Sentrifugasi (3000 rpm, 10 mnt)
Pengeringan (37ºC, 2 jam)
Pati debranching
Pembuatan suspensi pati 20% b/v Aquades
Autoklaving suhu 121oC, 11 menit
Pengeringan (55±5oC, 36 jam)
Penggilingan dengan blender
Pengayakan 80 mesh
Pati hasil modifikasi
Pembuatan suspensi pati 10% b/v Buffer asetat
pH 5
240µl pullulanase
Residu
Supernatan
Pencucian 100 ml aquades
Pencucian100 ml etanol
Pencucian100 ml aseton
Pengeringan (100ºC, 5 mnt)
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar amilosa kadar pati resisten rendemen
Analisa Fisik: sifat amilografi
Penggilingan dengan blender
Pengayakan 80 mesh
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar amilosa kadar pati resisten rendemen
Analisa Fisik: sifat amilografi
100 g pati
Gambar 9. Diagram Alir Perlakuan Ekstrusi
Gambar 10. Diagram Alir Perlakuan Pengikatan silang (Chung et al., 2004)
Proses hidrasi30% aquades
Pembuatan pellet
Pengeringan (40oC, 5 jam)
Ekstrusi
Penggilingan dengan blender
Pengayakan 80 mesh
Pati hasil modifikasi
Pencampuran 12 g STMP/STPP (99:1) 10 g Na2SO4
140 ml aquades Pengaturan sampai pH 11 50 ml NaOH 1 M
Stirrer pada suhu 45oC, 3 jam
Pengaturan sampai pH 6,5 HCl 1 M
Sentrifugasi 3000 rpm, 10 menit
Pencucian 7x 300 ml aquades x 7
Pengeringan (40oC, 12 jam)
Penggilingan dengan blender
Pengayakan 80 mesh
Pati hasil modifikasi
Residu
Supernatan
Ekstrudat
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar amilosa kadar pati resisten kadar fosfat rendemen
Analisa Fisik: sifat amilografi
Analisa Kimia: kadar air kadar pati kadar abu kadar amilosa kadar pati resisten rendemen
Analisa Fisik: sifat amilografi
100 g pati
100 g pati
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Bahan Baku
4.1.1 Beras
Bahan yang digunakan sebagai sumber pati pada penelitian modifikasi pati
ini adalah beras (”milled rice”) varietas IR-64. Komposisi kimia bahan baku dari
hasil analisa ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi Kimia Bahan Baku
Parameter Rata-rata Literatur
K. air (%) 13.36 12.00a
K. abu (%) 0.59 0.50a
K. amilosa (%) 20.82 19.00a
K. pati (%) 78.10 80.40a
K. pati resisten (%) 2.18 1.69b
Keterangan: a = Lumen and Chow (1991) b = Rosida (2002)
Adanya perbedaan antara hasil analisa dengan literatur disebabkan oleh
perbedaan varietas, umur panen serta iklim tempat tumbuh tanaman padi.
Disamping itu proses pengolahan beras yang meliputi proses pengeringan dan
penggilingan padi (Lumen and Chow, 1991) juga menyebabkan perbedaan antara
hasil analisa dengan literatur. Pada proses pengeringan, terjadi kehilangan air
bahan. Perbedaan metode pengeringan yang digunakan serta perbedaan suhu dan
waktu pengeringan menyebabkan perbedaan kadar air. Kadar amilosa dari hasil
analisa sebesar 20,82%, sehingga beras dapat dikategorikan sebagai beras non
waxy dengan kadar amilosa sedang. Menurut Lu and Luh (1991) kadar amilosa
pada beras waxy sebesar 1-2%, sedangkan kadar amilosa pada beras non waxy
dikategorikan: rendah (10-20%), sedang (20-25%) dan tinggi (25-33%).
Perbedaan kadar pati resisten diduga karena perbedaan varietas dan
adanya proses pengolahan bahan baku. Menurut Lyon et al. (1999) dalam Haryadi
(2006) keberadaan pati resisten dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti
pengolahan (pemanasan dan pendinginan), jenis pati (perbandingan amilosa dan
amilopektin), keadaan fisik pati (tingkat hidrasi, ukuran partikel) dan keberadaan
komponen lain misalnya lipid. Sajilata et al. (2006) juga menyatakan bahwa
pembentukan pati resisten dipengaruhi oleh sifat alami pati, interaksi dengan
senyawa lain, kondisi pengolahan, proses panas, perlakuan yang bermacam-
macam serta kondisi penyimpanan.
4.1.2 Pati Beras
Bahan baku beras diatas kemudian disiapkan untuk perlakuan lanjutan
dengan cara mengekstrak patinya. Selanjutnya ekstrak pati beras yang diperoleh
dibagi dua, satu bagian tanpa perlakuan debranching (pati alami) sedangkan
bagian lain diberi perlakuan debranching (pati debranching). Komposisi kimia
pati beras dari hasil analisa disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi Kimia Pati Beras
Parameter Pati Alami Pati Debranching K. air (%) 9.49 10.91 K. abu (%) 1.27 0.80 K. amilosa (%) 20.82 24.86 K. pati (%) 80.08 84.08 K. Na (%) 0.21 - K. pati resisten (%) 2.81 2.92 Suhu awal gelatinisasi (˚C) 76.80 74.30 Suhu gelatinisasi (˚C) 88.50 82.40 Viskositas maksimum (AU) 1095 1193 Rendemen (%) 60.25 59.58
Berdasarkan Tabel 5 diketahui kadar pati pada pati beras berkisar antara
80.08-84,08%. Kadar pati ini lebih tinggi dibandingkan dengan kadar pati pada
beras sebesar 78,10%. Hal ini disebabkan pati beras telah mengalami
penghilangan komponen selain pati seperti protein dan lemak selama proses
ekstraksi sehingga proporsi kadar pati secara otomatis meningkat.
Kadar amilosa pada pati beras berkisar antara 20,82-24,86% sehingga
dapat dikategorikan dalam kadar amilosa sedang. Pada pati debranching memiliki
kadar amilosa yang lebih tinggi dari pati alami. Peningkatan kadar amilosa
disebabkan pemotongan rantai cabang amilopektin sehingga jumlah amilosa
cenderung meningkat. Laga (2006) melaporkan bahwa peningkatan jumlah
amilosa terjadi akibat putusnya rantai cabang amilopektin pada ikatan α 1-6
glikosida. Secara otomatis jumlah rantai cabang amilopektin akan berkurang dan
meningkatkan jumlah rantai lurus amilosa sebagai hasil pemotongan cabang
amilopektin.
Kadar pati resisten pada pati beras berkisar antara 2,81-2,92%. Kadar pati
resisten pati debranching lebih besar dibandingkan pati alami. Hal ini diduga
berkaitan dengan kadar amilosanya. Asp and Bjorck (1992) dalam Marsono
(1998) menyatakan makin tinggi kadar amilosa pati makin tinggi pula kadar pati
resistennya. Menurut Be Miller and Whistler (1996) posisi aksial ikatan α 1-4 D
glukopiranosa pada rantai amilosa memberikan bentuk molekul amilosa yang
spiral atau heliks di dalam granulanya. Apabila kadar amilosa semakin banyak
maka antar heliks juga mempunyai kecenderungan untuk saling mendekat karena
pengaruh pembentukan ikatan hidrogen antar atom O pada masing-masing
rantainya (Pomeranz, 1991 dalam Cahyana dan Haryanto, 2006). Hal ini
menyebabkan amilosa mempunyai struktur rantai alami yang rapat, sehingga lebih
sulit tercerna oleh amilase. Lain halnya dengan amilopektin yang mempunyai
banyak percabangan di sepanjang rantainya sehingga strukturnya lebih terbuka
terhadap serangan enzim amilase. Dengan demikian dapat dikatakan molekul
amilosa lebih resisten terhadap enzim amilase jika dibandingkan dengan molekul
amilopektin.
Berdasarkan sifat amilografi yang ditunjukkan pada Tabel 5, diketahui
bahwa pati debranching mempunyai suhu awal gelatinisasi dan suhu gelatinisasi
yang lebih rendah dibandingkan pati alami. Setelah mengalami debranching, pati
menghasilkan gugus hidroksil bebas akibat adanya pemutusan rantai cabang
amilopektin. Rodriquez et al. (1996) menyatakan gugus hidroksil bebas pada
rantai pati akan meningkatkan daya penyerapan air. Hal ini menyebabkan pati
debranching lebih mudah mengembang pada saat dipanaskan sehingga suhu
gelatinisasinya lebih rendah.
4.2 Pati Hasil Modifikasi
Baik pati alami maupun pati debranching, keduanya kemudian diberi
perlakuan fisik-kimia lanjutan yaitu autoklaving dan ekstrusi (perlakuan fisik),
serta pengikatan silang (perlakuan kimia) sehingga menghasilkan pati modifikasi.
Hasil analisa parameter kimia serta fisik terhadap pati modifikasi dipaparkan
dalam pembahasan berikut.
4.2.1 Parameter Kimia
4.2.1.1 Kadar Air
Rerata kadar air pati modifikasi berkisar antara 5,20%-8,93% (Lampiran
2). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar air pati modifikasi ditunjukkan pada
Gambar 11.
0123456789
10
Autoklaving Ekstrusi Pengikatansilang
Jenis Modifikasi
Kad
ar A
ir (%
)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 11. Diagram Rerata Kadar Air Pati Modifikasi
Berdasarkan Gambar 11 dapat dilihat bahwa proses debranching yang
dikombinasikan dengan perlakuan autoklaving, ekstrusi dan pengikatan silang
cenderung menurunkan kadar air, sedangkan kadar air tertinggi terdapat pada pati
debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan silang. Hasil analisis ragam
menunjukkan bahwa jenis pati dan jenis modifikasi fisik/kimia beserta
interaksinya memberikan pengaruh perbedaan yang sangat nyata (α = 0.01)
terhadap kadar air pati modifikasi (Lampiran 2). Pengaruh jenis modifikasi pati
terhadap kadar air pati modifikasi ditunjukkan pada Tabel 6.
Tabel 6. Rerata Kadar Air Pati Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar air (%) Nilai DMRT
Pati alami 8.40 b Autoklaving Pati debranching 5.07 a Pati alami 8.71 b Ekstrusi Pati debranching 5.20 a Pati alami 8.93 b Pengikatan silang Pati debranching 8.45 b
0.603-0.635
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama menyatakan tidak berbeda nyata
Berdasarkan Tabel 6 diketahui pati yang dimodifikasi dengan pengikatan
silang mempunyai kadar air paling tinggi. Kadar air yang tinggi pada pati ikatan
silang diduga karena gugus fosfat yang terpenetrasi ke dalam granula pati. Gugus
fosfat akan berikatan dengan rantai polimer pati membentuk ikatan silang antara
molekul pati. Gugus fosfat diketahui mempunyai sifat ionik sehingga mampu
mengikat air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Armeniaderis and Baer (1997)
dalam Chung et al. (2004) yang menyatakan bahwa pada saat pati bereaksi
dengan campuran STMP/STPP (99:1) akan dihasilkan gugus fosfat yang bersifat
ionik. Gugus fosfat ini membentuk ikatan silang pada molekul pati, sifat ionik dari
gugus fosfat yang besar akan menyebabkan terjadinya daya ikat air. Hal ini
menyebabkan terjadinya peningkatan kadar air.
Pati yang dimodifikasi menggunakan perlakuan autoklaving mempunyai
kadar air yang cenderung lebih rendah dibandingkan dengan pati ikatan silang.
Apabila dibandingkan antara pati alami-autoklaving dengan pati debranching-
autoklaving dapat dilihat bahwa proses debranching menurunkan kadar air.
Setelah mengalami proses debranching, kadar amilosa pati mengalami
peningkatan sehingga retrogradasi yang terjadi lebih besar. O’Dell (1979)
mengemukakan bahwa peristiwa retrogradasi erat hubungannya dengan sineresis.
Pada saat retrogradasi, amilosa saling terikat kuat bersama-sama melalui ikatan
hidrogen. Pada larutan yang pekat, hal ini memacu pembentukan gel pati yang
elastis dan keluarnya air dari dalam gel seiring dengan meningkatnya ikatan
hidrogen dan menyusutnya gel pati. Hal ini berarti semakin tinggi kadar amilosa,
semakin tinggi tingkat retrogradasi pati dan sineresis sehingga kadar airnya lebih
rendah. Selain itu Garcia et al. (1999) dalam Cahyana dan Haryanto (2006) juga
melaporkan bahwa semakin tinggi kandungan amilosa suatu bahan maka sifat
hidrofiliknya akan semakin turun karena amilosa yang berantai lurus akan
membentuk jaringan yang rapat. Pati dengan kadar amilosa yang tinggi cenderung
terjadi interaksi antar rantai molekul polimer yang kuat atau terbentuk ikatan
silang sehingga menghalangi masuknya molekul air.
Pada pati dengan perlakuan ekstrusi kadar air yang diperoleh lebih rendah
dari perlakuan kimiawi. Menurut Riaz (2001), dilaporkan bahwa ekstrusi
merupakan suatu proses dimana bahan pangan dipaksa untuk melalui beberapa
perlakuan sekaligus yaitu pencampuran, pemanasan dan pemotongan melalui
suatu “die” sehingga menghasilkan produk akhir yang mengembang dan kering
(“puff-dry”). Suhu pemasakan ekstrusi sangat tinggi mencapai 180-190˚C. Moraru
and Kokini (2003) juga melaporkan bahwa produk ekstrusi dapat mengembang
sebagai akibat terjadinya penguapan air yang tinggi pada produk yang
berlangsung sangat cepat. Dengan kondisi seperti ini, selama proses ekstrusi
berlangsung terjadi proses penguapan air yang tinggi sehingga produk yang
dihasilkan mempunyai kadar air yang rendah.
4.2.1.2 Kadar Abu
Rerata kadar abu pati modifikasi berkisar antara 0,26%-3,19% (Lampiran
3). Gambar 12 menunjukkan pengaruh jenis pati dan jenis modifikasi fisik/kimia
terhadap kadar abu pati modifikasi.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Autoklaving Ekstrusi Pengikatansilang
Jenis Modifikasi
Kad
ar A
bu (%
)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 12. Diagram Rerata Kadar Abu Pati Modifikasi
Berdasarkan Gambar 12 dapat dilihat bahwa kadar abu cenderung
menurun dengan adanya perlakuan debranching, kecuali pada pati dengan ikatan
silang kadar abu mengalami peningkatan. Berdasarkan hasil analisis ragam
diketahui bahwa jenis pati dan jenis modifikasi fisik-kimia beserta interaksinya
memberikan pengaruh perbedaan yang sangat nyata (α = 0.01) terhadap kadar abu
pati modifikasi (Lampiran 3). Pengaruh jenis modifikasi pati terhadap kadar abu
pati modifikasi ditunjukkan pada Tabel 7.
Tabel 7. Rerata Kadar Abu Pati Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar Abu (%) Nilai DMRT
Pati alami 1.06 d Autoklaving Pati debranching 0.42 b Pati alami 0.87 c Ekstrusi Pati debranching 0.26 a Pati alami 2.42 e Pengikatan silang Pati debranching 3.19 f
0.135-0.142
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama menyatakan tidak berbeda nyata
Berdasarkan Tabel 7 dapat dilihat bahwa pati debranching yang
dikombinasikan dengan perlakuan autoklaving dan ekstrusi mengalami penurunan
kadar abu dibandingkan dengan pati alaminya. Pada proses debranching, pati
melalui beberapa kali proses pencucian, hal ini menyebabkan pati mengalami
pemurnian karena pengotor-pengotor yang masih terikut pada pati ikut tercuci
sehingga kadar abu turun. Disamping itu pada perlakuan autoklaving dan ekstrusi
tidak ada penggunaan reagen kimia, sehingga tidak ada peningkatan komponen
mineral penyusun abu.
Pada pati debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan silang
kadar abu justru meningkat dan menghasilkan kadar abu yang paling tinggi.
Peningkatan kadar abu diduga disebabkan adanya penggunaan reagen
STMP/STPP. Granula pati dilaporkan mempunyai pori-pori di permukaan dan
rongga internal pada hilum, diantara keduanya terdapat “channel”/saluran yang
menghubungkan (Huber and Be Miller, 2000). Kondisi ini memberikan akses
yang terbuka ke dalam bagian dalam granula, oleh karena itu akan memfasilitasi
penetrasi reagen kimia STMP/STPP ke dalam granula. Berdasarkan hasil analisa
diketahui residu fosfat yang terdapat pada pati alami yang dikombinasikan dengan
pengikatan silang sebesar 0,22 % dan pada pati debranching yang dikombinasikan
dengan perlakuan yang sama sebesar 0,26%. Hal ini menyebabkan kadar abu pada
pati debranching lebih tinggi dari pati alaminya. Semakin banyak gugus fosfat
yang terikat pada rantai pati mengakibatkan kadar abu juga meningkat karena
fosfat merupakan komponen mineral penyusun abu. Pati yang mengalami
debranching banyak menghasilkan gugus hidroksil bebas pada rantai patinya
akibat adanya pemutusan rantai cabang amilopektin. Dengan demikian lebih
banyak gugus fosfat yang dapat berikatan dengan gugus hidroksil bebas pada
rantai pati. Hal ini dinyatakan oleh Rodriquez et al. (1996) bahwa gugus hidroksil
bebas dapat meningkatkan availabilitas rantai pati untuk membentuk ikatan silang.
4.2.1.3 Kadar Pati
Kadar pati pada pati modifikasi berkisar antara 68,18%-86,67%
(Lampiran 4). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar pati modifikasi
ditunjukkan pada Gambar 13.
0102030405060708090
100
Autoklaving Ekstrusi Pengikatansilang
Jenis Modifikasi
Kad
ar P
ati (
%)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 13. Diagram Rerata Kadar Pati Pada Pati Modifikasi
Berdasarkan Gambar 13 diketahui bahwa setelah mengalami proses
debranching kadar pati cenderung mengalami penurunan, kecuali pada pati ikatan
silang kadar pati mengalami peningkatan. Hasil analisis ragam menunjukkan
bahwa jenis pati dan jenis modifikasi fisik-kimia beserta interaksinya memberikan
pengaruh perbedaan yang sangat nyata (α=0.01) terhadap kadar pati modifikasi
(Lampiran 4). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar pati modifikasi
ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8. Rerata Kadar Pati Pada Pati Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar Pati (%) Nilai DMRT
Pati alami 86.67 d Autoklaving Pati debranching 80.38 c Pati alami 71.93 b Ekstrusi Pati debranching 68.18 a Pati alami 81.81 c Pengikatan silang Pati debranching 85.44 d
2.762-2.906
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama menyatakan tidak berbeda nyata
Berdasarkan Tabel 8 diketahui kadar pati tertinggi terdapat pada pati alami
yang diautoklaving (86,67%). Pada pati alami, molekul amilopektin di dalam
granula pati tetap utuh tidak mengalami pemotongan rantai cabang oleh enzim
pullulanase, sehingga berat molekul pati juga tidak berkurang. Disamping itu,
pada perlakuan autoklaving terjadi retrogradasi pati akibat proses pemanasan yang
diikuti proses pengeringan. Menurut Sajilata et al. (2006) pada saat proses
pendinginan atau pengeringan akan terjadi peristiwa rekristalisasi (retrogradasi).
Marsono (1993) dalam Haryadi (2006) juga menyatakan bahwa retrogradasi dapat
mengubah struktur pati yang mengarah ke pembentukan struktur kristalin baru
sehingga pati tidak mudah terlarut. Pada pati debranching yang dikombinasikan
dengan autoklaving terjadi penurunan kadar pati dibandingkan pati alaminya. Hal
ini karena terjadi pemutusan rantai cabang amilopektin oleh enzim pullulanase.
Pemotongan rantai cabang ini akan menghasilkan molekul amilopektin dengan
rantai terluar yang lebih panjang dan menyisakan rantai polimer yang lebih
pendek seperti limit dekstrin, rantai ini kemudian akan hilang selama proses
pencucian. Hal ini secara otomatis menyebabkan turunnya berat molekul pati
secara keseluruhan.
Pada pati debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan silang
kadar pati justru lebih tinggi dibandingkan pati alami yang juga dikombinasikan
dengan pengikatan silang. Hal ini karena gugus fosfat yang terpenetrasi ke dalam
granula membentuk ikatan kovalen dengan molekul pati menghasilkan molekul
yang lebih besar (Shelton and Lee, 2000) sehingga meningkatkan berat molekul
pati secara keseluruhan. Di samping itu pengikatan silang juga dapat memperkuat
struktur granula pati. Kusnandar (2006) mengemukakan bahwa pati crosslinking
diperoleh dengan cara mereaksikan pati dengan senyawa bi atau polifungsional
(dalam hal ini STMP/STPP) yang dapat membentuk ikatan silang atau jembatan
yang menghubungkan satu molekul pati dengan molekul pati yang lain. Dengan
adanya ikatan silang ini maka ikatan hidrogen pada rantai pati akan semakin kuat.
Hui (1992) dan Woo and Seib (2002) juga mengemukakan hal yang sama bahwa
akibat adanya ikatan silang dapat menstabilkan dan memperkuat struktur granula
pati sehingga kehilangan pati dapat dihambat.
Pada pati yang dimodifikasi dengan perlakuan ekstrusi, kadar pati
cenderung lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan autoklaving dan
crosslinking. Hal ini diduga karena terjadi kerusakan pati selama proses ekstrusi
berlangsung. Menurut Haryadi (2006), kadar air, ukuran partikel dan suhu proses
dapat mempengaruhi kerusakan molekul pati dan perilaku pengembangan
ekstrudat. Kenaikan suhu barrel dan waktu tinggal di dalam ekstruder akan
mengakibatkan kenaikan kerusakan pati. Della Valle et al. (1989) dalam Unlu and
Faller (1998) menyatakan bahwa degradasi amilosa dan amilopektin terjadi
selama proses ekstrusi pati. Degradasi ini terjadi akibat pemecahan rantai amilosa
dan amilopektin akibat adanya tekanan di dalam ekstruder. Hal ini menyebabkan
penurunan kadar pati.
4.2.1.4 Kadar Amilosa
Kadar amilosa pati hasil modifikasi berkisar antara 20,65%-24,91% (Lampiran
5). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar amilosa pati modifikasi ditunjukkan pada
Gambar 14.
0
5
10
15
20
25
30
Autoklaving Ekstrusi
Jenis Modifikasi
Kad
ar A
milo
sa (%
)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 14. Diagram Rerata Kadar Amilosa Pati Modifikasi
Berdasarkan Gambar 14 diketahui bahwa perlakuan debranching
cenderung meningkatkan kadar amilosa. Hasil analisa ragam menunjukkan bahwa
jenis pati dan jenis modifikasi fisik/kimia beserta interaksinya memberikan
pengaruh yang sangat nyata (α = 0,01) terhadap kadar amilosa pati modifikasi
(Lampiran 5). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar amilosa pati modifikasi
ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Rerata Kadar Amilosa Pati Hasil Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar Amilosa (%) Nilai DMRT
Pati alami 20.97 b Autoklaving Pati debranching 24.91 d Pati alami 20.65 a Ekstrusi Pati debranching 24.77 c Pati alami - Pengikatan silang Pati debranching -
0.621-0.654
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama pada menyatakan tidak berbeda nyata
Pada modifikasi pati dengan pengikatan silang, kadar amilosa tidak
diketahui karena amilosa yang ada tidak tertera pada saat dianalisa. Hal ini diduga
karena adanya penggunaan reagen STPP/STMP. Pada prosedur analisa amilosa,
peneraan rantai amilosa didasarkan pada kemampuan amilosa untuk
memerangkap molekul iodin, sehingga menghasilkan warna biru yang kemudian
ditera menggunakan spektrofotometer. Akan tetapi pada saat ada penggunaan
STPP/STMP iodin (I-) justru terlebih dahulu berikatan dengan Na+ sehingga tidak
terperangkap di dalam struktur heliks amilosa, hal ini yang menyebabkan tidak
terbentuk warna biru pada saat analisa sehingga amilosa tidak tertera.
Peningkatan kadar amilosa pada pati yang telah mengalami debranching
diduga karena pada saat perlakuan debranching enzim pullulanase berperan dalam
pemotongan rantai cabang amilopektin sehingga jumlah amilosa cenderung
meningkat. Laga (2006) melaporkan bahwa peningkatan jumlah amilosa terjadi
akibat putusnya rantai cabang amilopektin pada ikatan α 1-6 glikosida. Secara
otomatis jumlah rantai cabang amilopektin akan berkurang dan meningkatkan
jumlah rantai lurus amilosa sebagai hasil debranching amilopektin.
Pada modifikasi pati dengan perlakuan autoklaving kadar amilosa lebih
tinggi dari perlakuan ekstrusi. Sajilata et al. (2006) mengemukakan bahwa pada
saat proses pengeringan akan terjadi peristiwa rekristalisasi (retrogradasi).
Menurut Tako and Hizukuri (2000) retrogradasi pati terjadi akibat adanya gaya
tarik menarik van der Waals dan ikatan antar rantai amilosa dan amilopektin.
Ikatan hidrogen intermolekuler pada pati beras terjadi antara O-6 pada rantai
amilosa dan OH-2 pada rantai amilopektin. Selain itu ikatan hidrogen juga terjadi
antar molekul amilopektin pada H-1 dan OH-6. Selama retrogradasi, rantai
polimer amilosa yang terlarut karena gelatinisasi akan mengalami reasosiasi
kembali membentuk dobel heliks yang distabilkan oleh ikatan hidrogen (Wu and
Sarko, 1978 dalam Sajilata et al., 2006). Hal ini berarti molekul amilosa yang
terlarut karena proses gelatinisasi tidak akan mudah hilang sehingga penurunan
kadar amilosa dapat dihindari.
Pada modifikasi pati dengan perlakuan ekstrusi didapatkan kadar amilosa
yang lebih rendah dari kadar amilosa dari proses autoklaving. Hal ini diduga
disebabkan oleh rusaknya molekul amilosa selama pemasakan ekstrusi
berlangsung. Hal ini sesuai dengan pernyataan Della Valle et al. (1989) dalam
Unlu and Faller (1998) yang menyatakan bahwa degradasi amilosa dan
amilopektin terjadi selama proses ekstrusi pati. Degradasi ini terjadi akibat
pemecahan rantai amilosa dan amilopektin akibat adanya tekanan di dalam
ekstruder. Altomare and Ghossi (1986) dalam Unlu and Faller (1998)
mengemukakan bahwa waktu tinggal yang singkat dalam ekstruder menyebabkan
tidak cukup waktu bagi molekul amilosa untuk bergabung kembali. Semakin
cepat kecepatan ulir maka semakin tinggi pula tekanan pada barrel ekstruder
mengakibatkan terjadinya peningkatan degradasi molekuler (Vergness et al., 1987
dalam Unlu and Faller, 1998).
4.2.1.5 Kadar Pati Resisten
Kadar pati resisten hasil modifikasi berkisar antara 2,61%-3,67%
(Lampiran 6). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar pati resisten disajikan
pada Gambar 15.
00,5
11,5
22,5
33,5
4
Autoklaving Ekstrusi Pengikatansilang
Jenis Modifikasi
Kad
ar P
ati R
esis
ten
(%)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 15. Diagram Rerata Kadar Pati Resisten Hasil Modifikasi
Berdasarkan Gambar 15 dapat dilihat bahwa perlakuan debranching
cenderung meningkatkan kadar pati resisten. Hasil analisis ragam menunjukkan
bahwa jenis pati dan jenis modifikasi fisik/kimia beserta interaksinya memberikan
pengaruh perbedaan yang sangat nyata (α = 0.01) terhadap kadar pati resisten
hasil modifikasi (Lampiran 6). Pengaruh jenis modifikasi terhadap kadar pati
resisten hasil modifikasi disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10. Rerata Kadar Pati Resisten Pada Pati Hasil Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar Pati Resisten (%)
Nilai DMRT
Pati alami 3.48 c Autoklaving Pati debranching 3.66 c Pati alami 2.96 b Ekstrusi Pati debranching 3.43 c Pati alami 2.61 a Pengikatan silang Pati debranching 3.67 cd
0.222-0.233
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama pada menyatakan tidak berbeda nyata Pada pati debranching kadar pati resisten lebih tinggi dibandingkan pati
alami. Hal ini karena proses debranching meningkatkan kadar amilosa, sehingga
pati resisten yang terbentuk dari kristalisasi amilosa juga lebih tinggi. Eerlingen et
al. (1993) melaporkan bahwa pembentukan pati resisten dalam gel pati berasal
dari proses kristalisasi amilosa. Asp and Bjorck (1992) dalam Marsono (1998)
juga menyatakan makin tinggi kadar amilosa pati makin tinggi pula kadar pati
resistennya. Granula pati yang kaya amilosa mempunyai kemampuan mengkristal
yang lebih besar disebabkan intensifnya ikatan hidrogen. Akibatnya pati tidak
dapat mengembang atau tergelatinisasi sempurna pada waktu pemasakan sehingga
tercerna lambat (Panlasigui et al., 1991 dalam Marsono, 1998).
Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kadar amilosa terhadap
peningkatan kadar pati resisten dilakukan korelasi antara kadar amilosa dengan
kadar pati resisten (Lampiran 9). Berdasarkan hasil analisis, diketahui nilai R2
sebesar 0,456 menunjukkan bahwa kadar amilosa mempengaruhi besarnya pati
resisten sebanyak 45,6% yang dinyatakan dengan persamaan Y = 1,410X – 0,086.
Hal ini berati kadar pati resisten berkorelasi positif dengan kadar amilosa.
Selain amilosa, amilopektin juga dapat mengalami proses kristalisasi, akan
tetapi proses kristalisasi amilopektin lebih lambat dan struktur kristalnya kurang
stabil dibandingkan dengan kristal amilosa. Seperti dinyatakan oleh Huang and
Rooney (2001) bahwa molekul amilosa yang lurus mempunyai kemampuan
bergabung kembali dan membentuk ikatan hidrogen yang lebih besar
dibandingkan dengan amilopektin. Kelompok percabangan amilopektin yang
terdapat sebagai dobel heliks membentuk area kristalisasi yang sempit sehingga
sulit terbentuk struktur yang padat (Be Miller and Whistler, 1996). Karena
dimensi yang terbatas dari rantai amilopektin, stabilitas dari kristal ini lebih
rendah dari kristal amilosa (Eerlingen et al., 1994).
Berdasarkan Tabel 10 dapat dilihat bahwa kadar pati resisten tertinggi
terdapat pada pati debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan silang
(3,67%). Pada modifikasi pati dengan pengikatan silang terjadi penurunan tingkat
retrogradasi pati. Chakatanonda et al. (2000) dalam Chung et al. (2004)
menyatakan bahwa gugus fosfat dapat menyebabkan munculnya gaya tolak
menolak melalui muatan negatif yang memperlambat bersatunya rantai pati di
dalam granula. Penurunan retrogradasi pati juga disebabkan oleh pergerakan
rantai pati yang terbatas akibat adanya jembatan intramolekuler sehingga
penggabungan rantai pati akan terhambat. Namun demikian meskipun terjadi
penurunan tingkat retrogradasi pati, pati hasil pengikatan silang dapat
meningkatkan resistensi terhadap enzim amilase. Diduga ikatan silang akan
menghalangi masuknya enzim amilase melalui saluran berpori yang menembus
bagian dalam granula pati serealia (Huber and Be Miller, 2000). Semakin banyak
residu fosfat yang membentuk ikatan silang, kadar pati resisten semakin tinggi.
Hal ini ditunjukkan oleh kadar fosfat pada pati debranching dengan pengikatan
silang (0,26%) yang lebih tinggi daripada kadar fosfat pada pati alami dengan
pengikatan silang (0,22%) menghasilkan pati resisten yang lebih tinggi pula.
Chung et al. (2004) mengemukakan bahwa dengan penambahan campuran
STMP/STPP (99:1) pati akan terbentuk jembatan intramolekuler antara pati oleh
residu fosfat. Hal ini dapat meningkatkan resistensi pati terhadap enzim amilase.
Pada modifikasi pati dengan perlakuan autoklaving, pati resisten terbentuk
akibat proses autoklaving diikuti pengeringan sehingga terjadi retrogradasi pati.
Pada saat proses pendinginan atau pengeringan akan terjadi peristiwa rekristalisasi
(retrogradasi). Retrogradasi terjadi sangat cepat dimana molekul amilosa yang
berantai lurus akan memfasilitasi terbentuknya ikatan silang melalui ikatan
hidrogen (Sajilata et al., 2006). Wu and Sarko (1978) dalam Sajilata et al. (2006)
mengemukakan bahwa selama pendinginan, rantai polimer amilosa yang terlarut
karena gelatinisasi akan mengalami reasosiasi kembali membentuk dobel heliks
yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Struktur kristal pati yang lebih kuat
mengakibatkan pati sulit dicerna oleh amilase dalam sistem pencernaan manusia.
Pada perlakuan ekstrusi diperoleh kadar pati resisten yang lebih rendah
dari perlakuan autoklaving dan pengikatan silang. Hal ini diduga berkaitan dengan
kadar amilosanya yang rendah karena terjadi kerusakan pati selama proses
ekstrusi berlangsung. Eerlingen et al. (1993) dalam penelitiannya melaporkan
bahwa pembentukan pati resisten dalam gel pati berasal dari proses kristalisasi
amilosa. Disamping itu waktu tinggal yang singkat dalam ekstruder, yaitu hanya
sekitar 20-40 detik (Riaz, 2001) menyebabkan tidak cukup waktu bagi molekul
amilosa untuk bergabung kembali (Altomare and Ghossi, 1986 dalam Unlu and
Faller, 1998), hal ini menyebabkan proses kristalisasi pati tidak optimal sehingga
pati resisten yang terbentuk rendah.
Goni et al. (1996) mengklasifikasikan bahan pangan berdasarkan
kandungan pati resistennya dalam berat kering, dimana bahan pangan dengan
kandungan pati resisten <1% termasuk golongan sangat rendah, 1-2,5% termasuk
golongan rendah, 2,5-5% termasuk golongan sedang, 5-15% termasuk golongan
tinggi dan >15% termasuk golongan sangat tinggi. Klasifikasi pati resisten pada
penelitian ini disajikan pada Tabel 11.
Tabel 11. Klasifikasi Pati Resisten Berdasarkan Berat Kering
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Kadar Pati Resisten (% bk) Klasifikasi
Pati alami 3.80 Sedang Autoklaving Pati debranching 3.85 Sedang Pati alami 3.24 Sedang Ekstrusi Pati debranching 3.62 Sedang Pati alami 2.86 Sedang Pengikatan silang Pati debranching 4.09 Sedang
Keterangan: klasifikasi berdasarkan Goni et al. (1996)
Berdasarkaan Tabel 11 dapat dilihat bahwa semua pati hasil modifikasi
termasuk dalam kategori pati dengan kandungan pati resisten sedang. Pati hasil
modifikasi pada penelitian ini masih belum mencapai kategori pati resisten tinggi
karena proses debranching yang masih kurang optimal. Laga (2006)
mengemukakan bahwa granula pati yang utuh sulit untuk ditembus oleh enzim,
sehingga sebelum penggunaan enzim granula pati harus digelatinisasi terlebih
dahulu agar granula pati pecah dan enzim dapat terpenetrasi secara sempurna ke
dalam granula. Proses debranching yang kurang optimal mengakibatkan
peningkatan kadar amilosa hasil pemutusan cabang amilopektin juga kurang
optimal. Terbatasnya kecukupan amilosa ini menyebabkan pati resisten yang
terbentuk dari hasil retrogradasi juga rendah.
Penyebab lain yang mengakibatkan pati hasil modifikasi pada penelitian
ini masih belum mencapai kategori pati resisten tinggi karena setelah proses
gelatinisasi pati tidak ada perlakuan pendinginan yang memacu terjadinya
kristalisasi struktur pati/retrogradasi. Menurut Eerlingen et al. (1993) proses
retrogradasi terdiri dari tiga tahap yaitu nukleasi, propagasi dan maturasi. Untuk
mencapai derajat kristalisasi yang tinggi diawali dengan nukleasi yaitu
pembentukan inti kristal. Nukleasi dapat dipacu dengan melakukan proses
pendinginan pada suhu rendah (6ºC). Setelah inti kristal terbentuk kemudian inti
tersebut semakin berkembang (propagasi) dan akhirnya membentuk struktur
kristal yang sempurna (maturasi). Hal ini berarti pati resisten yang terbentuk
belum maksimal akibat proses pembentukan kristal yang tidak sempurna karena
tidak ada perlakuan pendinginan untuk memacu terjadinya nukleasi.
Pati hasil modifikasi pada penelitian ini meskipun belum mencapai
kategori pati dengan kadar pati resisten yang tinggi, namun telah mengalami
perubahan sifat resistensi dari RS-2 (pati resisten alami) menjadi RS-3 (pati
teretrogradasi) dan RS-4 (pati modifikasi kimiawi). Menurut Haralampu (2000)
pati teretrogradasi adalah jenis pati resisten yang paling stabil, sedangkan pati
resisten alami lebih mudah tergelatinisasi dengan adanya proses pemasakan.
4.2.1.6 Rendemen
Berdasarkan hasil analisa rendemen pati modifikasi berkisar antara
48,50%-82,50% (Lampiran 7). Gambar 16 menunjukkan pengaruh jenis
modifikasi pati terhadap rendemen pati.
0102030405060708090
Autoklaving Ekstrusi Pengikatansilang
Jenis Modifikasi
Ren
dem
en (%
)
Pati AlamiPati Debranching
Gambar 16. Diagram Rerata Rendemen Pati Modifikasi
Berdasarkan Gambar 16 dapat dilihat bahwa perlakuan debranching
cenderung menurunkan rendemen pati modifikasi, kecuali pada modifikasi
dengan pengikatan silang. Hasil analisa ragam menunjukkan bahwa jenis pati
tidak memberikan pengaruh perbedaan nyata sedangkan jenis modifikasi
fisik/kimia memberikan pengaruh perbedaan yang sangat nyata (α = 0.01)
terhadap rendemen pati modifikasi (Lampiran 7). Pengaruh jenis pati terhadap
rendemen pati modifikasi disajikan pada Tabel 12 sedangkan pengaruh perlakuan
fisik-kimia disajikan pada Tabel 13.
Tabel 12. Pengaruh Jenis Pati Terhadap Rendemen Pati Modifikasi Jenis Pati Rendemen (%) BNT 0.01
Pati Alami 70.833 a Pati Debranching 68.667 a
4.795
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama menyatakan tidak berbeda nyata
Berdasarkan Tabel 12 dapat dilihat bahwa perlakuan debranching
cenderung menurunkan rendemen pati modifikasi, akan tetapi pengaruh ini tidak
menunjukkan perbedaan yang nyata. Pada proses debranching terjadi
pemotongan rantai cabang amilopektin, hasil pemotongan rantai cabang yang
berupa limit dekstrin akan terbuang pada saat pencucian. Hal ini menyebabkan
turunnya berat molekul pati secara keseluruhan, sehingga rendemen yang
dihasilkan lebih rendah. Di samping itu, pada pati yang mengalami debranching
kadar air cenderung menurun dibandingkan pati tanpa debranching. Soesarsono
(1976) menyatakan bahwa dalam kondisi normal kehilangan berat dapat
dianggap sebagai kehilangan air. Hal ini berarti jika bahan banyak kehilangan air
maka beratnya juga akan semakin berkurang sehingga menghasilkan rendemen
yang lebih rendah.
Tabel 13. Pengaruh Perlakuan Fisik-Kimia Terhadap Rendemen Pati Modifikasi Modifikasi Fisik-Kimia
Rendemen (%) BNT 0.01
Autoklaving 77.50 b Ekstrusi 49.25 a Pengikatan silang 82.50 c
5.872
Keterangan: nilai rerata yang didampingi huruf yang sama menyatakan tidak berbeda nyata
Perlakuan autoklaving, ekstrusi dan pengikatan silang memberikan
pengaruh yang nyata terhadap rendemen pati modifikasi (Tabel 13). Berdasarkan
Tabel 13 dapat dilihat bahwa rendemen pati tertinggi terdapat pada pati yang
dimodifikasi dengan pengikatan silang. Pengikatan silang menyebabkan
terbentuknya ikatan antar rantai amilosa dan amilopektin dan sesama rantai
amilopektin. Semakin banyak ikatan silang maka struktur molekul pati akan
semakin kuat. Menurut Hui (1992) dan Woo and Seib (2002), pengikatan silang
dapat menstabilkan dan memperkuat struktur granula pati. Dengan demikian maka
penurunan jumlah pati dapat dihambat sehingga menghasilkan rendemen yang
tinggi.
Pada modifikasi pati dengan pengikatan silang, gugus fosfat yang ada
memiliki sifat ionik sehingga mampu mengikat molekul air lebih banyak. Pada
saat pati bereaksi dengan campuran STMP/STPP (99:1) akan dihasilkan gugus
fosfat yang bersifat ionik. Gugus fosfat ini membentuk ikatan silang pada molekul
pati, sifat ionik dari gugus fosfat yang besar akan menyebabkan terjadinya daya
pengikatan air (Armeniaderis and Baer, 1997 dalam Chung et al., 2004).
Soesarsono (1976) menyatakan bahwa dalam kondisi normal kehilangan berat
dapat dianggap sebagai kehilangan air. Hal ini berarti jika bahan mampu mengikat
air lebih banyak maka beratnya juga akan semakin bertambah sehingga
menghasilkan rendemen yang tinggi. Woo and Seib (2002) juga mengemukakan
bahwa akibat adanya ikatan silang dapat menstabilkan dan memperkuat struktur
granula pati sehingga kehilangan pati dapat dihambat. Dengan demikian
rendemen yang rendah akibat kehilangan pati dapat dihindari.
Perlakuan ekstrusi cenderung memberikan rendemen terendah
dibandingkan dengan perlakuan autoklaving dan pengikatan silang. Hal ini
disebabkan pada perlakuan ekstrusi terjadi kehilangan pati yang besar akibat rusak
selama proses ekstrusi berlangsung. Berkurangnya jumlah pati secara otomatis
menurunkan besarnya rendemen pati ekstrusi. Sedangkan pada perlakuan
autoklaving ikatan silang yang dihasilkan semakin menguatkan struktur granula
pati sehingga kehilangan pati dan komponen lainnya dapat dihindari.
Pada pati modifikasi besarnya rendemen dipengaruhi oleh kadar air, kadar
abu dan kadar pati yang dimilikinya. Untuk mengetahui parameter mana yang
paling besar pengaruhnya dilakukan analisis regresi berganda (Lampiran 9).
Berdasarkan nilai probabilitas dari hasil analisis, diketahui kadar air dan kadar abu
tidak menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap rendemen (p>0,05),
sedangkan kadar pati mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap rendemen.
Nilai R2 sebesar 0,913 menunjukkan bahwa kadar pati mempengaruhi besarnya
rendemen sebanyak 91,3% yang dinyatakan dengan persamaan Y = 2,068X –
93,784. Hal ini berarti rendemen berkorelasi positif dengan kadar pati, semakin
besar kadar pati maka rendemen akan semakin tinggi dan sebaliknya.
4.2.2 Parameter Fisik
4.2.2.1 Sifat-Sifat Amilografi
Sifat amilografi berhubungan dengan pengukuran viskositas pati dengan
konsentrasi tertentu selama pemanasan dan pengadukan. Pengukuran dilakukan
secara kontinyu menggunakan “Brabender Amylograph”. Pengukuran sifat
amilografi pada produk ini meliputi suhu awal gelatinisasi (˚C), suhu gelatinisasi
(˚C) dan viskositas maksimum (AU). Suhu awal gelatinisasi adalah suhu pada saat
viskositas pertama kali naik karena terjadinya pembengkakan granula pati yang
“irreversible”. Sedangkan suhu gelatinisasi adalah suhu saat granula pati pecah
(Winarno, 1997). Viskositas maksimum adalah viskositas tertinggi yang dicapai
pada saat granula pati telah mengembang seluruhnya. Hasil pengamatan suhu
awal gelatinisasi, suhu gelatinisasi, viskositas maksimum serta lama waktu
tercapainya gelatinisasi sempurna disajikan pada Tabel 14.
Tabel 14. Hasil Pengamatan Sifat-Sifat Amilografi Pada Pati Hasil Modifikasi
Modifikasi Fisik/Kimia
Jenis Pati Suhu Awal Gelatinisasi
(°C)
Suhu Gelatinisasi
(°C)
Viskositas (AU)
Lama Waktu Tercapainya Gelatinisasi
(menit) Pati alami 61,6 83,8 1000 37 Autoklaving Pati debranching 75,0 80,5 596 34 Pati alami <30,1 <30,1 - - Ekstrusi Pati debranching <30,1 30,1 1 31 Pati alami 77,8 87,0 1952 36 Pengikatan silPati debranching 79,3 89,6 1478 38
Berdasarkan Tabel 14, secara umum dapat dilihat bahwa suhu awal
gelatinisasi pati debranching lebih tinggi dibandingkan dengan pati alami. Pada
pati debranching, kandungan amilosanya yang tinggi menyebabkan pati lebih sulit
tergelatinisasi dibandingkan pati tanpa debranching yang kandungan amilosanya
lebih rendah. Hal ini karena amilosa lebih mudah membentuk struktur kristal
sehingga untuk mencapai tahap gelatinisasi memerlukan suhu yang lebih tinggi.
Bizot et al. (1997) melaporkan bahwa kristalinitas diinduksi oleh rantai linier
polianhidroglukosa, sementara molekul bercabang kurang bisa membentuk kristal.
Pati yang dimodifikasi dengan pengikatan silang mempunyai suhu
gelatinisasi tertinggi dengan viskositas yang tinggi pula. Pada saat semua granula
pati telah membengkak, viskositas maksimum tercapai. Pati ikatan silang
mempertahankan keutuhan granulanya dengan adanya ikatan silang sehingga
penurunan viskositas akibat pecahnya granula dapat dicegah (Be Miller and
Whistler, 1996). Pati ikatan silang juga mempunyai waktu terlama
mempertahankan viskositasnya. Hal ini didukung oleh Langan (1986) dalam
Tattiyakul and Rao (2000) yang melaporkan bahwa ikatan silang terbentuk pada
posisi yang acak di dalam granula pati. Ikatan ini menstabilkan granula dan
memperkuat granula yang membengkak sehingga granula sulit pecah dan
viskositasnya tinggi. Be Miller and Whistler (1996) melaporkan bahwa semakin
tinggi derajat ikatan silang, granula pati semakin toleran terhadap perlakuan fisik
dan asam, sehingga energi untuk mencapai pembengkakan dan viskositas
maksimum juga meningkat. Hal ini menyebabkan suhu awal gelatinisasi dan suhu
gelatinisasi pada pati ikatan silang paling tinggi.
Pada pati yang dimodifikasi dengan autoklaving, pati debranching
memiliki suhu awal gelatinisasi yang lebih tinggi dibandingkan pati alaminya. Hal
ini berkaitan dengan rasio amilosa/amilopektin dan tingkat retrogradasi pati.
Hsieh and Luh (1991) melaporkan bahwa beras dengan rasio amilosa amilopektin
yang rendah, suhu yang diperlukan untuk gelatinisasi juga lebih rendah, saat
pendinginan pastanya menunjukkan tingkat retrogradasi yang rendah. Pati
debranching-autoklaving memiliki rasio amilosa amilopektin yang lebih tinggi
akibat pemotongan rantai cabang amilopektin sehingga suhu awal gelatinisasinya
juga lebih tinggi. Viskositas yang diperoleh menunjukkan pati debranching-
autoklaving memiliki viskositas yang lebih rendah daripada pati alami. Hal ini
disebabkan dengan tingkat retrogradasi yang lebih tinggi pati lebih sulit
mengembang selama proses pemanasan karena adanya ikatan hidrogen yang kuat
sehingga viskositasnya lebih rendah.
Pada pati yang dimodifikasi dengan perlakuan ekstrusi, baik pada pati
alami maupun pati debranching diperoleh suhu awal gelatinisasi dan suhu
gelatinisasi yang rendah serta viskositas yang rendah pula. Pada pati alami yang
diekstrusi proses gelatinisasi sempurna diduga telah terjadi dibawah suhu 30,1°C
sehingga viskositasnya tidak dapat terdeteksi. Selama perlakuan ekstrusi
berlangsung terjadi peristiwa degradasi molekuler seperti dikemukakan oleh Della
Valle et al. (1989) dalam Unlu and Faller (1998) yang menyatakan bahwa
degradasi amilosa dan amilopektin terjadi selama proses ekstrusi pati. Degradasi
ini terjadi akibat pemecahan rantai amilosa dan amilopektin akibat adanya tekanan
di dalam ekstruder. Hal ini menyebabkan granula pati rusak dan kehilangan
viskositas pastanya. Menurut Kazemzadeh (2001) jika produk berbasis pati
diekstrusi, viskositasnya akan lebih rendah dari awalnya karena adanya tekanan
dan pemotongan granula pati. Hagenimana et al. (2006) juga melaporkan bahwa
penurunan viskositas pati ekstrusi menunjukkan besarnya degradasi pati dan
gelatinisasi pati yang terjadi selama proses ekstrusi berlangsung.
Berdasarkan Tabel 14, dapat dilihat bahwa perubahan sifat amilografi
lebih besar dipengaruhi oleh perlakuan fisik-kimia dibandingkan oleh jenis
patinya. Hal ini diduga karena proses debranching yang kurang optimal sehingga
pengaruhnya terhadap sifat amilografi tidak terlalu besar. Laga (2006)
mengemukakan bahwa granula pati yang utuh sulit untuk ditembus oleh enzim,
sehingga sebelum penggunaan enzim granula pati harus digelatinisasi terlebih
dahulu agar granula pati pecah dan enzim dapat terpenetrasi secara sempurna ke
dalam granula.
4.3 Pemilihan Perlakuan Terbaik
Penentuan perlakuan terbaik pada pati hasil modifikasi menggunakan
metode De Garmo et al. (1984) yang didasarkan pada hasil analisa kimiawi
terhadap antara lain kadar pati resisten, kadar pati, rendemen, suhu gelatinisasi,
kadar air dan kadar abu. Hasil perhitungan pemilihan perlakuan terbaik
ditunjukkan pada Lampiran 10. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai produk
tertinggi terdapat pada pati debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan
silang (L2K3). Oleh karena itu pati debranching dengan pengikatan silang dipilih
sebagai perlakuan jenis modifikasi pati yang terbaik. Data hasil perlakuan terbaik
pada ditunjukkan pada Tabel 15.
Tabel 15. Data Hasil Perlakuan Terbaik
Parameter Perlakuan Terbaik Kadar air (%) 8.45 Kadar abu (%) 3.19 Kadar pati (%) 85.44 Kadar pati resisten (%) 3.67 Kadar fosfat (%) 0.26 Suhu awal gelatinisasi (˚C) 79.30 Suhu gelatinisasi (˚C) 89.60 Viskositas maksimum (AU) 1478 Rendemen (%) 82.50
Apabila dibandingkan dengan pati awalnya, peningkatan pati resisten
pada pati debranching yang dikombinasikan dengan pengikatan silang ini belum
mencapai kategori pati resisten yang tinggi. Namun demikian pati ini telah
mengalami perubahan sifat resistensi dari RS-2 (pati resisten alami) menjadi RS-4
(pati hasil pengikatan silang). Peningkatan suhu gelatinisasi menunjukkan bahwa
pati debranching dengan pengikatan silang mempunyai kestabilan yang lebih
tinggi dibandingkan dengan pati awalnya. Berdasarkan ketentuan yang ada, kadar
residu fosfat yang diijinkan untuk penggunaan campuran STMP/STPP pada
produk pangan adalah sebesar 0,4% (Chung et al., 2004). Hal ini berarti pati hasil
modifikasi ini masih diijinkan/aman untuk dikonsumsi.
V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis metode modifikasi pati
memberikan pengaruh sangat nyata (α = 0,01) terhadap kadar pati resisten yang
dihasilkan. Parameter kimia pati hasil modifikasi yang dihasilkan adalah sebagai
berikut: kadar air berkisar antara 5,07-8,93%, kadar abu berkisar 0,26-3,19%,
kadar pati berkisar 68,18-86,675, kadar amilosa berkisar 20,65-24,91%, kadar pati
resisten berkisar 2,61-3,67%, rendemen berkisar 48,4-82,5%, suhu awal
gelatinisasi berkisar 61,6-79,3˚C, suhu gelatinisasi berkisar 30,1-89,6˚C,
viskositas maksimum berkisar 1-1952 AU.
Perlakuan terbaik pada pati hasil modifikasi diperoleh pada pati
debranching-crosslinking dengan komposisi: kadar air 8,45%, kadar abu 3,197%,
kadar pati 85,44%, kadar pati resisten 3,673%, kadar fosfat 0,26%, rendemen
82,5%, suhu awal gelatinisasi 79,3˚C, suhu gelatinisasi berkisar 89,6˚C, viskositas
maksimum berkisar 1478 AU.
5.2 Saran
1. Untuk menghasilkan pati beras yang tinggi pati resisten sebaiknya digunakan
jenis modifikasi dengan debranching enzyme yang dikombinasikan dengan
perlakuan crosslinking.
2. Pada penelitian lebih lanjut, modifikasi dengan debranching enzyme
sebaiknya didahului dengan perlakuan gelatinisasi sehingga enzim dapat
terpenetrasi secara sempurna ke dalam granula pati sehingga proses
debranching lebih optimal.
3. Pada penelitian lebih lanjut, modifikasi dengan perlakuan autoclaving
sebaiknya diikuti dengan perlakuan pendinginan untuk memacu nukleasi
sehingga proses kristalisasi dapat terjadi secara optimal.
4. Pada penelitian pembuatan pati resisten lebih lanjut dapat digunakan sumber
pati yang lain misalnya dari umbi-umbian atau serealia lain yang kurang
disukai untuk meningkatkan nilai ekonomi dari komoditas tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 1998. Carbohydrates In Human Nutrition. FAO Food and
Nutrition Paper-66 Anonymous. 2006. Modified Starch. www.ridgwellpress.co.uk/clientimages/
1080071871.pdf. AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of Official
Analytical Chemists. Association of Official Analytical Chemists. Virginia
Asp, N.G and I. Bjork. 1992. Resistant Starch: Review In Trends In Food
Science and Technology. Elsevier. London Be Miller, J. N. and R. L. Whistler. 1996. Carbohydrates. In Fennema, O. R.
1996. Food Chemistry. Marcel Dekker Inc. New York Bello-Perez, A.; R.A. González-Soto; E. Agama-Acevedo; J. Solorza-Feria and R.
Rendón-Villalobos. 2004. Resistant Starch Made From Banana Starch by Autoclaving and Debranching. doi.wiley.com/10.1002/star. 200400283
Bizot, H.; A. N. Bail; B. Levoux; J. Davy; P. Roger and A. Buleon. 1997.
Calorimetric Evaluation of The Glass Transition In Hydrated, Linier and Branched Polyanhidroglucose Compounds. Carbohydrate Polymers Vol. 32: 33-50
BPS. 2006. Production of Secondary Food Crops In Indonesia.
www.bps.go.id/sector/agri/pangan/tables.shtml Cahyana, P. T. dan B. Haryanto. 2006. Pengaruh Kadar Amilosa Terhadap
Permeabilitas Film Dari Pati Beras. Prosiding Seminar Nasional PATPI. Yogyakarta
Chaplin, M. 2006. Starch. London South Bank University. www.lsbu.ac.uk/
water/hysta.html Cheyne, A. 2006. Flow Behaviour of Starch-Based Solids. www.cheng.cam.
ac.uk/research/ groups/paste/recent/cheyne2.html Chung, H. J.; K.S Woo and S.T. Lim. 2004. Glass Transition and Enthalpy
Relaxation of Cross-Linked Corn Starches. Carbohydrate Polymers. Vol 55. 9-15
Delcour, J. 2000. Formation, Structure and Properties of Enzyme Resistant Starch. Doctoral Dissertation. Khatholike Universiteit. Leuven
Eerlingen, R. C.; M. Crombez and J. A. Delcour. 1993. Enzyme Resistant Starch
I. Quantitative and Qualitative Influence of Incubation Time and Temperature of Autoclaved Starch on Resistant Starch Formation. J. Cereal Chem. Vol. 70 (3): 339-344
Eerlingen, R. C.; H. Jacobs and J. A. Delcour. 1994. Enzyme Resistant Starch
V. Effect of Retrogradation of Waxy Maize Starch on Enzyme Susceptibility. J. Cereal Chem. Vol. 71 (4): 351-355
Elliasson, A.C. and M. Gudmundsson. 1996. Starch: Physiochemical and
Functional Aspects. In Elliasson, A.C. 1996. Carbohydrates In Foods. Marcell Dekker Inc. New York
Englyst, H. N.; S. M. Kingman and J. H. Cummings. 1992. Classification and
Measurement of Nutritionally Important Starch Fractions. In Impact of Analytical Method on Resistant Starch Determination. http://www.opta-food.com/access/rsm.html.pp1-6
Gambus H.; A. Golachowski; A. Bala-Piasek; R. Ziobro; A. Nowotna and K.
Surowka. 1999. Functional Properties of Starch Extrudates Part I. Dependence of Extrudates Properties on Starch Water Content. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities. Food Science and Technology Volume 2 Issue 2
Goni, J.; L. G. Diz; E. Manas and F. S. Calixto. 1996. Analysis of Resistant
Starch: Method for Foods and Food Produscts. J. Food Chem. Vol. 56 (4): 445-449
Grajek, W.; T. Jankowski; A. Olesienkiewiez; W. Bialas and W. Krzyaniak. 2003. Characteristic of Oligossacharides Produced by Enzymatic Hydrolysis of Potato Starch Using Mixture of Pullulanases and Alpha-Amylases. Journal of Food Science and Technology. Vol. 6.
Hagenimana, A.; X. Ding and T. Fang. 2006. Evaluation of Rice Flour Modified by Extrusion Cooking. J. Cereal Sci. Vol 43: 38-46
Haralampu, S.G. 2000. Resistant Starch–A Review of The Physical Properties
and Biological Impact of RS3. Carbohydrate Polymer 41: 285-292 Haryadi. 2006. Teknologi Pengolahan Beras. UGM Press. Yogyakarta Hizukuri, S. 1996. Starch: Analytical Aspects. In Elliasson, A.C. 1996.
Carbohydrates In Foods. Marcell Dekker Inc. New York
Hsieh, F. dan B. S. Luh. 1991. Breakfast Rice Cereals and Baby Foods. In Luh, B. S. 1991. Rice Utilization. Van Nostrand Reinhold. New York
Huang, D. P. and L. W. Rooney. 2001. Starches for Snacks Foods. In Lusas, R.
W. and L. W. Rooney. 2001. Snack Foods Processing. CRC Press. New York
Huber, K. C. and J. N. Be Miller. 2000. Channels of Maize and Sorghum
Starch Granules. Carbohydrate Polymers Vol 41: 269-276 Hui, Y. H. 1992. Encyclopedia of Food Science and Technology. Volume 4.
John Wiley and Sons Inc. New York Jenkins, D. J. A.; V. Vuksan; C. W. C. Kendall; P. Wersch; R. Jeffcoat; S.
Waring; C. C. Mehling; E. Vidgen; L. S. A. Augustin and E. Wong. 1998. Physiological Effects of Resistant Starches on Fecal Bulk, Short Chain Fatty Acids, Blood Lipids and Glycemic Index, In Press. J. Am. College. Nutr
Kazemzadeh, M. 2001. Baby Foods. In Guy, R. 2001. Extrusion Cooking:
Technologies and Applications. Woodhead Publishing Ltd. Cambridge King, J.M.; M. Hengsted and C.E. O’Neil. 2006. Resistant Starch From Rice, A
New Source of Fiber. www.lsuagcenter.com/Communications/Lousiana Agriculture/agmag/45_4_articles/resistant.asp
Kujawski, M.; R. Ziobro and H. Gambus. 2002. Raw Starch Degradation by
Pullulanase. Technologia Alimentaria 1 (2): 31-35 Kusnandar, F. 2006. Modifikasi Pati dan Aplikasinya pada Industri Pangan.
Food Review Indonesia. Edisi April 2006 Laga, A. 2006. Pengembangan Pati Termodifikasi dari Substrat Tapioka
dengan Optimalisasi Pemotongan Rantai Cabang Menggunakan Enzim Pullulanase. Prosiding Seminar Nasional PATPI. Yogyakarta
Light, J. M. 1990. Modified Food Starches: Why, What, Where and How. Vol
35 No 11. National Starch and Chemical Co. www.foodinovation. com/ pdfs/modified.pdf
Lu, S. and B. S. Luh. 1991. Properties of the Rice Caryopsis. In Luh, B. S.
1991. Rice Production. Van Nostrand Reinhold. New York Lumen, B. O. D. dan H. Chow. 1991. Nutritional Quality of Rice Endosperm.
In Luh, B.S. 1991. Rice Utilization. Van Nostrand Reinhold. New York
Marsono, Y. 1998. Perubahan Kadar Resistant Starch (RS) dan Komposisi Kimia Beberapa Bahan Pangan Kaya Karbohidrat dalam Proses Pengolahan. Prosiding Seminar Nasional PATPI. Yogyakarta
Moon, T. W.; H. J. Ha; S. I. Shin and H. J. Lee. 2005. Effects of Autoclaving
Cycles and Various Storage Temperatures Under Acidic Condition on Formation and Structural Properties on Resistant Rice Starch. ift.confex.com/ift/2005/techprogram/paper_30253.htm
Moraru, C. I. And J. L. Kokini. 2003. Nucleation and Expansion During
Extrusion and Microwave Heating of Cereal Foods. CRFSFS Vol 2. Institute of Food Technology
Muir, J.G and K.O’Dea. 1992. Measurement of Resistant Starch: Factors
Affecting The Amount of Starch Escaping Digestion in Vitro. American Journal of Clinical Nutrition. 56: 123-127
O’Dell, J. 1979. The Use of Modified Starch In The Food Industry. In
Blanshard, J. M. V. and J. R. Mitchell. 1979. Polysaccharides In Food. Butterworth and Co Ltd. London
Riaz, M. N. 2001. Selecting The Right Extruder. In Guy, R. 2001. Extrusion
Cooking: Technologies and Applications. Woodhead Publishing Ltd. Cambridge
Rodriquez, M. E.; M. Yanez-Limon; J. J. Alvarado-Gil; H. Vargas; F. Sanchez-
Sinencio; D. C. Figueroa; F. Martinez-Bustos; J. L. Martinez-Montes; J. Gonzalez-Hernandez; M. D. Silva and L. C. M. Miranda. 1996. Influence of The Sructural Changes During Alkaline Cooking on The Thermal Rheological and Dielectric Properties of Corn Tortillas. J. Cereal Chem. Vol. 73(5): 593-600
Rosida. 2002. Pembuatan Biskuit Crackers dari Substitusi Parsial Tepung
Terigu Dengan Tepung Pra-Masak Maizena, Pisang dan Beras. Seminar Nasional PATPI. Malang
Sajilata, M. G.; R. S. Singhal and P. R Kulkarni. 2006. Resistant Starch A
Review. CRFSFS Vol 5. Institute of Food Technology Shelton, D. R. and W. J. Lee. 2000. Cereal Carbohydrates. In Kulp, K. and G.
Ponte Jr. 2000. Handbook of Cereal Science and Technology. Marcell Dekker Inc. New York
Siljestrom, M and N. G. Asp. 1985. Resistant Starch Formation During
Baking: Effect of Baking Time and Temperature and Variation In The Recipe. Z. Lebensm Unters Forsch. 4: 1-18
Slavin J. L. 2002. Whole Grains, Dietary Fiber and Resistant Starch. In Marquart, L; J. L. Slavin and G. Fulsher. 2002. Whole Grain Foods In Health and Disease. American Association of Cereal Chemist Inc. Minnesota
Soesarsono, W. 1976. Penyimpanan Buah-Buahan, Sayur-Sayuran dan
Bunga-Bungaan. Dept THP Fatemata. IPB. Bogor Sudarmadji, S.; B. Haryono dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa Untuk Bahan
Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta Tako, M. and S. Hizukuri. 2000. Retrogradation Mechanism of Rice Starch. J.
Cereal Chem. Vol. 77(4): 473-477 Tattiyakul, J and M. A. Rao. 2000. Rheological Behaviour of Cross-Linked
Waxy Maize Starch Dispersions During and After Heating. Carbohydrate Polymers 43: 215-222
Thomas, D. J. and W. A. Atwell. 1997. Starches. American Association of Cereal
Chemist Inc. Minnesota Unlu, E and J. F. Faller. 1998. Formation of Resistant Starch by a Twin Screw
Extruder. J. Cereal Chem. Vol. 75 (3): 346-350 Waring, S. 1998. Resistant Starch In Food Applications. National Starch and
Chemical Company Wattanachant, S.; K. Muhammad; D. Mat Hashim and R. A. Rahman. 2002.
Effect of Crosslinking Reagent and Hydropropylation Levels on Dual Modified Sago Starch Property. Journal Food Chemistry 80: 463-471
Woo, K. S. and P. A. Seib. 2002. Crosslinked Resistant Starch: Preparation
and Properties. J. Cereal Chem. Vol. 79 (6): 819-825 Wuzburg, O.B. 1995. Modified Starches. In Stephen, A.M. 1995. Food
Polysaccharides and Their Application. Marcell Dekker Inc. New York
Yitnosumarto, S. 1993. Percobaan, Perancangan, Analisis dan
Interpretasinya. Gramedia. Jakarta
Lampiran 1 Prosedur Analisa
1. Kadar Air (AOAC, 1970 dalam Sudarmadji dkk, 1997)
Timbang contoh yang telah berupa serbuk atau sudah dihaluskan sebanyak
2 gr dalam botol timbang yang telah diketahui beratnya.
Keringkan dalam oven pada suhu 100-105oC selama 3-5 jam. Kemudian
dinginkan dalam desikator dan ditimbang.
Panaskan lagi dalam oven 30 menit, dinginkan dalam desikator dan
ditimbang, perlakuan ini diulangi sampai tercapai berat konstan (selisih
penimbangan berturut-turut kurang dari 0,2 mg)
Kadar air = %100tan)( xsampelBerat
konsberatbahantimbangbotolBerat −+
2. Kadar Abu (AOAC, 1970 dalam Sudarmadji dkk, 1997)
Menimbang bahan 2- 10 gr dalam kurs porselin yang kering dan telah
diketahui beratnya.
Memijarkan dalam muffle sampai diperoleh abu berwarna keputih-putihan
Memasukkan kurs dan abu ke dalam desikator dan ditimbang berat abu
setelah dingin.
Kadar abu = %100)(
)( xgrbahanBerat
grabuBerat
3. Penentuan Gula Reduksi (Cara Spektrofotometri, Metode Nelson-Somogyi)
Penyiapan kurva standar
Buat larutan glukosa standar (10 mg glucose anhidrat/100 ml)
Dari larutan glukosa standar tersebut dilakukan 6 pengenceran sehingga
diperoleh larutan glukosa dengan konsentrasi: 2,4,6,8,10 mg/100 ml.
Siapkan tabung reaksi yang bersih, masing-masing diisi 1 ml larutan
glukosa standar di atas. Satu tabung diisi air suling sebagai blanko.
Tambahkan ke dalam masing-masing tabung di atas 1 ml reagen nelson
dan panaskan semua tabung pada penangas air mendidih selama 20 menit
Ambil semua tabung dan segera didinginkan bersama-sama dalam gelas
beaker yang berisi air dingin sehinga suhu tabung mencapai 25oC
Setelah dingin tambahkan 1 ml reagen arsenomolibdat, gojog sampai
semua endapan Cu2O yang ada larut kembali.
Tambahkan 7 ml air suling, gojog sampai homogen.
Teralah optical density (OD) masing-masing larutan tersebut pada panjang
gelombang 540 nm.
Buatlah kurva standar yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi
glukosa dan OD
4. Penentuan Pati (Metode Hidrolisis Asam; AOAC, 1970 dalam Sudarmadji
dkk, 1997)
Timbang 0,5 gr sampel yang telah dihaluskan dalam gelas beaker 250 ml,
tambahkan 50 ml aquades dan aduk selama 1 jam. Suspensi disaring
dengan kertas saring dan dicuci dengan aquades sampai volume filtrate
250 ml. Filtrat ini mengandung karbohidrat yang larut dan dibuang.
Pati yang terdapat sebagi residu pada kertas saring dicuci dengan 10 ml
eter, biarkan eter menguap dari residu, kemudian cuci laagi dengan 150 ml
alcohol 10% untuk membebaskan lebih lanjut karbohidrat yang terlarut.
Residu dipindahkan secara kuantitatif dari kertas saring ke dalam
Erlenmeyer dengan pencucian 200 ml aquades dan tambahkan 20 ml HCl
25%, tutup dengan pendingin balik dan panaskan di atas penangas air
mendidih selama 2,5 jam.
Setelah dingin, netralkan dengan NaOH 45% dan encerkan sampai volume
500 ml, kemudian saring. Tentukan kadar gula yang dinyatakan sebagai
glukosa dari filtrate yang diperoleh. Penentuan glukosa seperti pada
penentuan gula reduksi. Berat glukosa dikalikan 0,9 merupakan berat pati.
5. Kadar Pati Pesisten (Englyst et al., 1992)
a. Penimbangan
Timbang 100 mg sampel dan pindahkan ke dalam tabung screw cap 30 ml.
b. Ekstraksi Gula
Tambahkan 10 ml larutan etanol 80% ke dalam tabung kemudian
divortex.
Sentrifugasi pada kecepatan 2500 rpm selama 25 menit.
Pindahkan supernatan ke dalam Erlenmeyer.
Ulangi ekstraksi dengan penambahan 10 ml etanol. Pindahkan
supernatant hasil ekstraksi sebelumnya, setelah itu padatan ditambah
dengan 5 ml aseton kemudian keringkan dengan aliran gas N2.
Supernatan yang ditampung dalam Erlenmeyer merupakan gula
sederhana dan dianalisa kadarnya menggunakan analisa gula reduksi.
c. Ekstraksi Lemak (langkah ini tidak perlu dilakukan jika kadar lemak
sampel kurang dari 5%)
Padatan yang telah dikeringkan dengan aliran N2 kemudian
ditambahkan dengan 8 ml hexane atau PE, vortex kemudian
disentrifugasi selama 15 menit.
Pindahkan supernatant ke dalam Erlenmeyer lalu dibuang.
Padatan ditambahkan dengan 2-3 ml aseton lalu dikeringkan dengan
aliran N2
d. Hidrolisa Pati
Padatan dalam tabung ditambah dengan 7,5 ml buffer Na asetat 0,1 M
pH 5,0 dan 1,5 ml aquades serta magnetic flea
Gelatinisasi pada suhu 100oC selama 30 menit dengan menggunakan
waterbath yang dilengkapi dengan magnetic stirrer
Tambahkan 50 µl enzim α endoamilase dan inkubasikan pada 95oC
selama 30 menit sambil diaduk dengan magnetic stirrer.
Dinginkan, lalu tambahkan dengan 200 µl amiloglukosidase dan 50 µl
pullulanase. Inkubasikan pada 40oC sambil diaduk dengan magnetic
stirrer selama 1 malam.
Setelah 1 malam, larutan dipanaskan dalam air mendidih selama 15
menit untuk mematikan enzim.
e. Presipitasi TDF dan RS
Evapomix larutan sampai volumenya kurang dari 4 ml
Tambahkan 24, 6 ml etanol 93% kemudian diamkan selama 1 malam
dalam ruang dingin (4-10oC) untuk mengendapkan TDF dan RS.
Sentrifugasi pada kecepatan 2500 rpm, 4oC selama 25 menit
Pindahkan supernatan ke dalam erlenmeyer
Padatan ditambah dengan 10 ml etanol 80% sentrifugasi pada
kecepatan 2500 rpm, 4oC selama 25 menit. Pindahkan supernatant ke
dalam Erlenmeyer. Ekstraksi ini dilakukan 2 kali. Supernatan hasil
ekstraksi ditera dengan menggunkan analisa gula reduksi secara
spektrofotometri.
Padatan ditambah dengan 2-3 ml aseton lalu dikeringkan dengan aliran
N2.
f. Hidrolisa RS
Padatan ditambah dengan 1,5 ml KOH 2 M dan distirrer selama 30
menit pada suhu kamar
Tambahkan 7,5 buffer Na asetat 0,1 M pH 5,0 dan 50 µl pullulanase.
Tabung ditutup dan distirrer pada 40oC selama 1 malam
Magnetic flea diambil dan dicuci dengan aquades setelah larutan
dipanaskan pada air mendidih selama 15 menit untuk mematikan
enzim.
g. Presipitasi TDF
Evapomix larutan sampai volumenya kurang dari 4 ml
Tambahkan 24, 6 ml etanol 93% kemudian diamkan selama 1 malam
dalam ruang dingin (4-10oC) untuk mengendapkan TDF.
Sentrifugasi pada kecepatan 2500 rpm, 4oC selama 25 menit
Pindahkan supernatan ke dalam erlenmeyer
Padatan ditambah dengan 10 ml etanol 80% sentrifugasi pada
kecepatan 2500 rpm, 4oC selama 25 menit. Pindahkan supernatant ke
dalam erlenmeyer. Ekstraksi ini dilakukan 2 kali. Supernatan hasil
ekstraksi ditera dengan menggunkan analisa gula reduksi secara
spektrofotometri.
6. Penetapan amilosa (IRRI, 1971 dalam Apriyantono, 1989)
a. Pembuatan Kurva Standar
Timbang 40 mg amilosa murni, masukkan ke dalak tabung reaksi.
Tambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N.
Panaskan dalam air mendidih selama kurang lebih 10 menit sampai
semua bahan membentuk gel setelah itu dinginkan.
Pindahkan seluruh campuran ke dalam labu takar 100 ml. Tepatkan
sampai tanda tera dengan air.
Pipet masing-masing 1, 2, 3, 4 dan 5 ml larutan diatas masukkan
masing-masing ke dalam labu takar 100 ml.
Ke dalam masing-masing labu takar tersebut tambahkan asam asetat 1
N masing-masing 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 dan 1 ml, lalu tambahkan masing-
masing 2 ml larutan iod.
Tepatkan masing-masing campuran dala labu takar sampai tanda tera
dengan air. Biarkan selama 20 menit.
Intrnsitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer
dengan panjang gelombang 625 nm.
Buat kurva standar, konsentrasi amilosa vs absorbansi.
b. Penetapan Sampel
Timbang 100 mg sampel dalam bentuk tepung (sampel sebagian besar
terdiri ari pati, jika banyak mengandung komponen lainnya, ekstrak
dulu patinya baru dianalisa kadar amilosanya), masukkan ke dalam
tabung reaksi. Tambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N.
Panaskan dalam air mendidih selama kurang lebih 10 menit sampai
terbentuk gel.
Pindahkan seluruh gel ke dalam labu takar 100 ml, kocok, tepatkan
sampai tanda tera dengan air.
Pipet 5 ml larutan tersebut, masukkan ke dalam labu takar 100 ml.
Tambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml larutan iod.
Tepatkan sampai tanda tera dengan air, kocok, diamkan 20 menit.
Ukur intensitas warna yang terbentuk dengan spektrofotometer pada
panjang gelombang 625 nm.
Hitung kadar amilosa dalam sampel.
7. Kadar Natrium (AOAC, 1995)
Timbang sampel kurang lebih 2 g
Tambahkan kurang lebih 5 ml HNO3 dan panaskan sampai kering lembab,
dinginkan
Tambahkan kurang lebih 0,5 ml HNO3 dan 15 ml aquades, aduk dengan
spatula
Panaskan perlahan-lahan pada suhu kurang lebih 1200 C selama 15 menit,
dinginkan
Saring ke dalam labu ukur 100 ml dan tambahkan aquades sampai tanda batas,
kocok sampai homogen
Baca dengan flame photometer
% Na = 610.WVxfpCx x 100%
Keterangan: C = Konsentrasi Na setelah dimasukkan dalam persamaan liniear
V = Volume larutan yang digunakan untuk melarutkan sampai (ml)
W = Berat sampel (g)
Fp = Faktor Pengenceran
8. Sifat Amilografi (Schoch, 1964 dalam Wattanachant et al., 2003)
Suspensi sample (6% pati dalam 400ml) dikondisikan pada pH 6,5 dengan
beberapa HCl 5% atau NaOH 5%, kemudian dipanaskan dari 50 sampai 95oC
(dengan kecepatan 1,5oC/menit)
Suhu ditahan 95oC selama 30 menit lalu didinginkan dari 95oC menjadi 50oC,
dan terakhir ditahan suhu 50oC selama 30 menit
Hasil pengukuran berbentuk kurva amilograf meliputi suhu pasta (pasting
temperature), konsistesnsi pasta puncak selama pemanasan, konsistensi pasta
setelah ditahan suhu 95oC selama 30 menit dan setelah didinginkan pada suhu
50oC
Perubahan viskositas (BU=Brabender Unit) diamati secara otomatis dengan
alat Brabender Amilograf.
9. Pemilihan Kombinasi Perlakuan Terbaik (De Garmo et al., 1984)
Untuk menentukan kombinasi perlakuan terbaik digunakan metode indeks efektivitas dengan prosedur pembobotan sebagai berikut:
• Mengelompokkan parameter
Parameter-parameter fisik dan kimia dikelompokkan terpisah dengan parameter organoleptik
• Memberikan bobot 0-1 pada setiap parameter pada masing-masing kelompok.
Bobot yang diberikan sesuai dengan tingkat kepentingan setiap parameter
dalam mempengaruhi tingkat penerimaan konsumen yang diwakili oleh
panelis.
Nilai Total setiap Parameter Nilai Total Parameter
• Menghitung Nilai Efektivitas (NE) dengan rumus;
Np-Ntj Ntb-Ntj
Keterangan: NE = Nilai Efektivitas Ntj = Nilai Terjelek
Np = Nilai Perlakuan Ntb = Nilai Terbaik
Untuk parameter dengan rerata semakin besar semakin baik, maka nilai
terendah sebagai nilai terjelek dan nilai tertinggi sebagai nilai terbaik.
Pembobotan =
NE =
Sebaliknya, untuk parameter dengan nilai semakin kecil semakin baik, maka
nilai tetinggi sebagai nilai terjelek dan nilai terendah sebagai nilai terbaik.
• Menghitung Nilai Produk
Nilai produk diperoleh dengan cara mengkalikan Nilai Efektivitas dengan
bobot nilai.
• Menjumlahkan nilai produk dari perkaliansemua parameter pada tiap
kelompok. Kelompok yang mempunyai Nilai Produk tertinggi adalah
perlakuan terbaik pada kelompok parameter.
• Kelompok Terbaik dipilih dengan perlakuan yang memiliki Nilai Produk
tertinggi.
Lampiran 2. Data dan Analisa Ragam Kadar Air Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
L1K1 8.52 8.75 7.93 25.200 8.400 L1K2 8.22 9.22 8.70 26.140 8.713 L1K3 8.80 8.87 9.12 26.790 8.930 L2K1 5.06 5.14 5.02 15.220 5.073 L2K2 5.27 5.18 5.15 15.600 5.200 L2K3 8.55 8.33 8.47 25.350 8.450 Total 44.420 45.490 44.390 134.300
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 K3 Total
L1 25.200 26.140 26.790 78.130 L2 15.220 15.600 25.350 56.170
Total 40.420 41.740 52.140 134.300 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-HIT NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 0.131 0.065 0.794 tn 4.100 7.560 Perlakuan 5 49.198 9.840 119.433 ** 3.330 5.640
K 1 26.791 26.791 325.193 ** 4.960 10.040 L 2 3019.818 1509.909 18327.353 ** 4.100 7.560
KL 2 89.043 44.522 540.406 ** 4.100 7.560 Galat 10 0.824 0.082 Total 17 50.152
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji DMRT
5.073 5.200 8.400 8.450 8.713 8.930 rp s Rp 5.073 0 tn * * * * 3.640 0.166 0.603 5.200 0 * * * * 3.740 0.166 0.620 8.400 0 tn tn tn 3.790 0.166 0.628 8.450 0 tn tn 3.830 0.166 0.635 8.713 0 tn 3.830 0.166 0.635 8.930 0 3.830 0.166 0.635 Notasi a a b b b b
Perlakuan L2K1 L2K2 L1K1 L2K3 L1K2 L1K3 pada α 0.01
Lampiran 3. Data dan Analisa Ragam Kadar Abu Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
L1K1 1.38 1.33 1.36 4.070 1.357 L1K2 0.86 0.82 0.92 2.600 0.867 L1K3 2.45 2.49 2.33 7.270 2.423 L2K1 0.45 0.47 0.35 1.270 0.423 L2K2 0.24 0.31 0.22 0.770 0.257 L2K3 3.11 3.22 3.26 9.590 3.197 Total 8.490 8.640 8.440 25.570
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 K3 Total
L1 4.070 2.600 7.270 13.940 L2 1.270 0.770 9.590 11.630
Total 5.340 3.370 16.860 25.570 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-HIT NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 0.004 0.002 0.436 tn 4.100 7.560 Perlakuan 5 20.460 4.092 988.685 ** 3.330 5.640
K 1 0.296 0.296 71.626 ** 4.960 10.040 L 2 126.669 63.335 15302.323 ** 4.100 7.560
KL 2 3.355 1.677 405.276 ** 4.100 7.560 Galat 10 0.041 0.004 Total 17 20.505
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji DMRT
0.257 0.423 0.867 1.357 2.423 3.197 rp s Rp 0.257 0 * * * * * 3.640 0.037 0.135 0.423 0 * * * * 3.740 0.037 0.139 0.867 0 * * * 3.790 0.037 0.141 1.357 0 * * 3.830 0.037 0.142 2.423 0 * 3.830 0.037 0.142 3.197 0 3.830 0.037 0.142 Notasi a b c d e f
Perlakuan L2K2 L2K1 L1K2 L1K1 L1K3 L2K3 pada α 0.01
Lampiran 4. Data dan Analisa Ragam Kadar Pati Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
L1K1 86.71 86.57 86.75 260.030 86.677 L1K2 73.76 69.47 72.56 215.790 71.930 L1K3 81.76 83.85 79.84 245.450 81.817 L2K1 80.50 80.23 80.42 241.150 80.383 L2K2 68.33 67.96 68.24 204.530 68.177 L2K3 85.17 85.7 85.45 256.320 85.440 Total 476.230 473.780 473.260 1423.270
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 K3 Total
L1 260.030 215.790 245.450 721.270 L2 241.150 204.530 256.320 702.000
Total 501.180 420.320 501.770 1423.270 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-HIT NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 0.839 0.419 0.243 tn 4.100 7.560Perlakuan 5 832.055 166.411 96.330 ** 3.330 5.640
K 1 20.630 20.630 11.942 ** 4.960 10.040L 2 338348.070 169174.035 97929.284 ** 4.100 7.560
KL 2 141.492 70.746 40.953 ** 4.100 7.560Galat 10 17.275 1.728 Total 17 850.168
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji DMRT
67.177 71.930 80.383 81.817 85.440 86.677 rp s Rp 67.177 0 * * * * * 3.640 0.759 2.762 71.930 0 * * * * 3.740 0.759 2.838 80.383 0 tn * * 3.790 0.759 2.876 81.817 0 * * 3.830 0.759 2.906 85.440 0 tn 3.830 0.759 2.906 86.677 0 3.830 0.759 2.906 Notasi a b c c d d
Perlakuan L2K2 L1K2 L2K1 L1K3 L2K3 L1K1pada α 0.01
Lampiran 5. Data dan Analisa Ragam Kadar Amilosa Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
K1L1 20.95 21.12 20.84 62.910 20.970 K1L2 20.67 20.84 20.44 61.950 20.650 K2L1 24.96 25.02 24.75 74.730 24.910 K2L2 24.93 24.64 24.74 74.310 24.770 Total 91.510 91.620 90.770 273.900
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 Total
L1 62.910 61.950 124.860 L2 74.730 74.310 149.040
Total 137.640 136.260 273.900 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 0.107 0.053 0.611 tn 4.100 7.560 Perlakuan 3 25055.976 8351.992 95533.222 ** 3.330 5.640
K 1 48.723 48.723 557.309 ** 4.960 10.040 L 1 12503.694 12503.694 143021.947 ** 4.100 7.560
KL 1 97.470 97.470 1114.895 ** 4.100 7.560 Galat 6 0.525 0.087 Total 11 25056.607
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji DMRT
20.650 20.970 24.770 24.910 rp s Rp 20.65 0 * * * 3.640 0.171 0.621 20.97 0 * * 3.740 0.171 0.638 24.77 0 * 3.790 0.171 0.647 24.91 0 3.830 0.171 0.654 Notasi a b c d
Perlakuan L1K2 L1K1 L2K2 L1K1 pada α 0.01
Lampiran 6. Data dan Analisa Ragam Kadar Pati Resisten Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
L1K1 3.73 3.22 3.49 10.440 3.480 L1K2 3.08 2.94 2.87 8.890 2.963 L1K3 2.62 2.65 2.57 7.840 2.613 L2K1 3.79 3.54 3.65 10.980 3.660 L2K2 3.45 3.46 3.39 10.300 3.433 L2K3 3.72 3.62 3.68 11.020 3.673 Total 20.390 19.430 19.650 59.470
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 K3 Total
L1 10.440 8.890 7.840 27.170 L2 10.980 10.300 11.020 32.300
Total 21.420 19.190 18.860 59.470 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-HIT NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 0.084 0.042 3.786 tn 4.100 7.560 Perlakuan 5 2.712 0.542 48.705 ** 3.330 5.640
K 1 1.462 1.462 131.296 ** 4.960 10.040 L 2 590.093 295.047 26495.904 ** 4.100 7.560
KL 2 4.989 2.495 224.032 ** 4.100 7.560 Galat 10 0.111 0.011 Total 17 2.907
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji DMRT
2.613 2.963 3.433 3.480 3.660 3.673 rp s Rp 2.613 0 * * * * * 3.640 0.061 0.222 2.963 0 * * * * 3.740 0.061 0.228 3.433 0 tn tn * 3.790 0.061 0.231 3.48 0 tn tn 3.830 0.061 0.233 3.66 0 tn 3.830 0.061 0.233 3.673 0 3.830 0.061 0.233 Notasi a b c c c cd
Perlakuan L1K3 L1K2 L2K2 L1K1 L2K1 L2K3 pada α 0.01
Lampiran 7. Data dan Analisa Ragam Rendemen Tabel Data
Ulangan Perlakuan I II III Total Rerata
L1K1 80.45 79.90 79.65 240.000 80.000 L1K2 45.88 49.12 55.00 150.000 50.000 L1K3 88.00 80.36 79.14 247.500 82.500 L2K1 71.60 77.31 76.09 225.000 75.000 L2K2 48.05 44.01 53.44 145.500 48.500 L2K3 81.70 81.20 84.60 247.500 82.500 Total 415.680 411.900 427.920 1255.500
Tabel Dua Arah Perlakuan K1 K2 K3 Total
L1 240.000 150.000 247.500 637.500 L2 225.000 145.500 247.500 618.000
Total 465.000 295.500 495.000 1255.500 Analisa Ragam
F-TABEL SK DB JK KT F-HIT NOTASI 5% 1%
Kelompok 2 23.375 11.687 0.863 tn 4.100 7.560 Perlakuan 5 3898.125 779.625 57.571 ** 3.330 5.640
K 1 21.125 21.125 1.560 tn 4.960 10.040L 2 266570.625 133285.313 9842.467 ** 4.100 7.560
KL 2 83.125 41.563 3.069 tn 4.100 7.560 Galat 10 135.419 13.542 Total 17 4056.918
Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada 0.01, *berbeda nyata pada 0.05, tn tidak berbeda nyata Uji BNT Faktor L
68.667 70.833 KTG BNT 0,01 68.667 0 tn 70.833 0 Notasi a a
Perlakuan L2 L1 13.542 4.795 Uji BNT Faktor K
49.250 77.500 82.500 KTG BNT 0,01 49.250 0 * * 77.500 0 * 82.500 0 Notasi a b c
Perlakuan K2 K1 K3 13.542 5.872
Lampiran 8. Korelasi Kadar Amilosa terhadap Kadar Pati Resisten Descriptive Statistics
Mean Std. Deviation
N
RS 3,3825 ,29848 4 AMILOSA 22,8250 2,33109 4 Correlations
RS AMILOSAPearson
Correlation RS 1,000 ,675
AMILOSA ,675 1,000 Sig. (1-tailed)
RS , ,162
AMILOSA ,162 , N RS 4 4 AMILOSA 4 4
Variables Entered/Removed
Model Variables Entered
Variables Removed
Method
1 AMILOSA , Enter a All requested variables entered. b Dependent Variable: RS Model Summary
Model R R Square Adjusted R Square
Std. Error of the
Estimate 1 ,675 ,456 ,184 ,26971
a Predictors: (Constant), AMILOSA b Dependent Variable: RS ANOVA
Model Sum of Squares
df Mean Square
F Sig.
1 Regression ,122 1 ,122 1,674 ,325 Residual ,145 2 ,073 Total ,267 3
a Predictors: (Constant), AMILOSA b Dependent Variable: RS Coefficients
Unstandardized Coefficients
Standardized Coefficients
t Sig.
Model B Std. Error Beta 1 (Constant) 1,410 1,531 ,921 ,454 AMILOSA 8,643E-02 ,067 ,675 1,294 ,325
a Dependent Variable: RS
Casewise Diagnostics Case
Number Std.
Residual RS Predicted
Value Residual
1 ,956 3,48 3,2222 ,2578 2 -,869 2,96 3,1945 -,2345 3 ,361 3,66 3,5627 ,0973 4 -,447 3,43 3,5506 -,1206
a Dependent Variable: RS Residuals Statistics
Minimum Maximum Mean Std. Deviation
N
Predicted Value
3,1945 3,5627 3,3825 ,20149 4
Std. Predicted
Value
-,933 ,894 ,000 1,000 4
Standard Error of
Predicted Value
,18314 ,19823 ,19062 ,00672 4
Adjusted Predicted
Value
3,0016 3,6629 3,3983 ,28059 4
Residual -,2345 ,2578 ,0000 ,22022 4 Std.
Residual -,869 ,956 ,000 ,816 4
Stud. Residual
-1,282 1,302 -,021 1,154 4
Deleted Residual
-,5100 ,4784 -,0158 ,44074 4
Stud. Deleted Residual
-2,149 2,361 ,029 1,879 4
Mahal. Distance
,633 ,871 ,750 ,106 4
Cook's Distance
,144 ,966 ,504 ,407 4
Centered Leverage
Value
,211 ,290 ,250 ,035 4
a Dependent Variable: RS
Lampiran 9. Analisis Regresi Rendemen Regression Variables Entered/Removed Model Variables
Entered Variables Removed
Method
1 K_PATI, K_AIR, K_ABU
. Enter
2 . K_AIR Backward (criterion: Probability of F-to-remove >= .200).
3 . K_ABU Backward (criterion: Probability of F-to-remove >= .200).
a All requested variables entered. b Dependent Variable: RENDEMEN Model Summary
Model R R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate1 .977 .954 .885 5.46529 2 .961 .924 .873 5.75450 3 .955 .913 .891 5.31726
a Predictors: (Constant), K_PATI, K_AIR, K_ABU b Predictors: (Constant), K_PATI, K_ABU c Predictors: (Constant), K_PATI ANOVA
Model Sum of Squares
df Mean Square
F Sig.
1 Regression 1239.636 3 413.212 13.834 .068 Residual 59.739 2 29.869 Total 1299.375 5 2 Regression 1200.032 2 600.016 18.120 .021 Residual 99.343 3 33.114 Total 1299.375 5 3 Regression 1186.282 1 1186.282 41.958 .003 Residual 113.093 4 28.273
Total 1299.375 5 a Predictors: (Constant), K_PATI, K_AIR, K_ABU b Predictors: (Constant), K_PATI, K_ABU c Predictors: (Constant), K_PATI d Dependent Variable: RENDEMEN
Coefficients Unstandardized
Coefficients Standardized Coefficients
Model
B Std. Error Beta
t Sig.
1 (Constant) -71.730 32.076 -2.236 .155 K_AIR -2.157 1.873 -.242 -1.151 .369 K_ABU 2.852 2.319 .289 1.230 .344 K_PATI 1.928 .410 .891 4.703 .0422 (Constant) -82.932 32.182 -2.577 .082
K_ABU 1.266 1.965 .128 .644 .565K_PATI 1.902 .431 .879 4.414 .022
3 (Constant) -93.784 25.340 -3.701 .021K_PATI 2.068 .319 .955 6.477 .003
a Dependent Variable: RENDEMEN Excluded Variables
Beta In t Sig. Partial Correlation
Collinearity Statistics
Model Tolerance 2 K_AIR -.242 -1.151 .369 -.631 .519 3 K_AIR -.089 -.484 .662 -.269 .801
K_ABU .128 .644 .565 .349 .643 a Predictors in the Model: (Constant), K_PATI, K_ABU b Predictors in the Model: (Constant), K_PATI c Dependent Variable: RENDEMEN
Lampiran 10. Pemilihan Perlakuan Terbaik (De Garmo et al., 1984) Tingkat Kepentingan Parameter Kimia
Panelis K. air K. abu K. pati K. RS Suhu gelatinisasi Rendemen Total 1 2 1 5 6 3 4 21 2 2 1 5 6 3 4 21 3 2 1 5 6 3 4 21 4 2 1 5 6 4 3 21 5 2 1 4 6 3 5 21 6 2 1 5 6 3 4 21 7 1 2 4 6 3 5 21 8 2 1 5 6 4 3 21 9 1 2 5 6 3 4 21
10 2 1 5 6 4 3 21 11 2 1 4 6 3 5 21 12 2 1 4 6 3 5 21 13 2 1 5 6 3 4 21 14 2 1 4 6 3 5 21 15 1 2 5 6 3 4 21 16 2 1 5 6 3 4 21 17 1 2 5 6 3 4 21 18 2 1 5 6 3 4 21 19 2 1 5 6 4 3 21 20 2 1 4 6 5 3 21
Total 36 24 94 120 66 80 420 Bobot 0,0857 0,0571 0,2238 0,2857 0,1571 0,1905 1,0000
K. air NE K. abu NE K. pati NE K. RS NE S. gelatinisasi NE Rendmn NE
L1K1 8,400 0,137 1,357 0,626 86,677 1,000 3,480 0,818 83,800 0,903 80,000 0,926
L1K2 8,713 0,056 0,867 0,793 71,930 0,203 2,963 0,330 30,100 0,000 50,000 0,044
L1K3 8,930 0,000 2,423 0,263 81,817 0,737 2,613 0,000 87,000 0,956 82,500 1,000
L2K1 5,073 1,000 0,423 0,944 80,383 0,660 3,660 0,988 80,500 0,847 75,000 0,779
L2K2 5,200 0,967 0,257 1,000 68,177 0,000 3,433 0,774 30,100 0,000 48,500 0,000
L2K3 8,450 0,124 3,197 0,000 85,440 0,933 3,673 1,000 89,600 1,000 82,500 1,000 Parameter Bobot L1K1 L1K2 L1K3 L2K1 L2K2 L2K3
NE NP NE NP NE NP NE NP NE NP NE NP Kadar Air 0,086 0,137 0,012 0,056 0,005 0,000 0,000 1,000 0,086 0,967 0,083 0,124 0,011 Kadar Abu 0,057 0,626 0,036 0,793 0,045 0,263 0,015 0,944 0,054 1,000 0,057 0,000 0,000 Kadar Pati 0,224 1,000 0,224 0,203 0,045 0,737 0,165 0,660 0,148 0,000 0,000 0,933 0,209 Kadar RS 0,286 0,818 0,234 0,330 0,094 0,000 0,000 0,988 0,282 0,774 0,221 1,000 0,286 S.Gelatinisasi 0,157 0,903 0,142 0,000 0,000 0,956 0,150 0,847 0,133 0,000 0,000 1,000 0,157 Rendemen 0,190 0,926 0,176 0,044 0,008 1,000 0,190 0,779 0,148 0,000 0,000 1,000 0,190
Total 0,8233 0,1983 0,5208 0,8511 0,3611 0,8528*