penelitian modifikasi pati ubi kayu dengan kombinasi proses asam laktat dan hidrogen peroksida
TRANSCRIPT
PROPOSAL PENELITIAN
MODIFIKASI PATI UBI KAYU DENGAN KOMBINASI PROSES
HIDROLISIS ASAM LAKTAT DAN OKSIDASI HIDROGEN
PEROKSIDA
Disusun oleh :
HANSEN HARTANTO NIM 21030112130065
INTAN CLARISSA SOPHIANA NIM 21030112110032
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2015
ii
HALAMAN PENGESAHAN
PROPOSAL PENELITIAN
Nama/NIM : Hansen Hartanto NIM 21030112130065
Nama/NIM : Intan Clarissa Sophiana NIM 21030112110032
Judul Penelitian : Modifikasi Pati Ubi Kayu dengan Kombinasi Proses Hidrolisis
Asam Laktat dan Oksidasi Hidrogen Peroksida
Semarang, 10 Februari 2015
Telah menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr. Siswo Sumardiono, ST.,MT.
NIP. 197509152000121001
iii
RINGKASAN
Indonesia merupakan satu di antara negara dengan jumlah penduduk terbesar
di dunia setelah Tiongkok, India, dan Amerika Serikat, dengan populasi 237.641.326
jiwa dan laju pertumbuhan penduduk selama 10 tahun terakhir adalah sebesar 1,49%.
Kebutuhan pangan di Indonesia sebagian besar merupakan beras sebagai sumber
karbohidrat utama, dan gandum pada urutan kedua. Produksi gandum dalam negeri
belum mampu untuk memenuhi kebutuhan akan gandum di Indonesia sehingga
dibutuhkan sumber karbohidrat lain untuk menggantikan peran gandum. Ubi kayu
sangat mudah ditemui dan ditanam di iklim tropis seperti di Indonesia, sehingga
didapatkan ide untuk memodifikasi pati tapioka dari ubi kayu sebagai pengganti terigu
murni agar konsumsi gandum dapat ditekan.
Tapioka adalah pati yang berasal dari ubi kayu. Tapioka mempunyai banyak
kegunaan, antara lain sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri.
Pati atau amilum (C6H10O5) adalah karbohidrat kompleks yang berwujud bubuk putih,
tawar, dan tidak berbau. Karakteristik bentuk dan ukuran granula setiap jenis pati
berbeda. Pati tersusun paling sedikit dari tiga komponen utama yaitu amilosa,
amilopektin, dan material seperti protein dan lemak. Pati ubi kayu tersebut
dimodifikasi dengan penambahan asam laktat dan dioksidasi menggunakan hidrogen
peroksida untuk meningkatkan daya kembang pati. Analisa yang dilakukan yaitu
pengujian volume spesifik roti, pengujian gugus karboksil, pengujian gugus karbonil,
swelling power, dan kelarutan pati .
Kata kunci : tapioka, pati, asam laktat, oksidasi, hidrogen peroksida
iv
SUMMARY
Indonesia is one of the countries with the largest population in the world after
China, India, and United States of America, with the population reaching 237.641.326
people with population growth rate 1.49% over the last 10 years. In Indonesia, rice is
the main carbohydrate source, and wheat in the second. But, wheat production has not
been able yet to fulfill the needs of wheat in Indonesia, so it takes another
carbohydrate source to replace wheat. Cassava is very easily found and grown in
tropical climates such as in Indonesia, so got the idea to modify the tapioca starch
from cassava as a substitute for wheat flour to reduce wheat consumption.
Tapioca is a starch from cassava. Tapioca has many uses, including as an
additives in various industries application. Starch (C6H10O5) is a complex
carbohydrate, formed as white powder, tasteless, and odorless. Each different type of
starch has different granule size and shape characteristics. Starch is composed of at
least three main components, amylose, amylopectin, and materials such as proteins
and fats. Cassava starch is modified by lactic acid hydrolysis and oxidized using
hydrogen peroxide to improve the flour baking expansion.The bread spesific volume,
carboxyl group, carbonyl group, swelling power, and starch solubility is analized.
Keywords: tapioca, starch, lactic acid, oxidation, hydrogen peroxide
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga proposal penelitian berjudul
―Modifikasi Pati Ubi Kayu dengan Kombinasi Prosess Hidrolisis Asam Laktat
dan Oksidasi Hidrogen Peroksida‖ dapat penyusun selesaikan.
Dalam penyusunan proposal penelitian ini, penyusun memperoleh bantuan
baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga pada kesempatan ini rasa
terima kasih penyusun sampaikan secara langsung kepada Dr. Siswo Sumardiono,
ST.,MT. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan secara intensif
dalam penyusunan proposal penelitian ini, Dr. Ir. Budiyono, M.Si. selaku Ketua
Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro, dan seluruh pihak yang telah membatu
dalam penyusunan proposal penelitian ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Tujuan penyusunan proposal penelitin ini adalah untuk memenuhi salah satu
persyaratan untuk mendapatkan gelar sarjana Strata-1 serta memberikan sumbangsih
pengetahuan di bidang modifikasi pangan, khususnya pati ubi kayu.
Disadari bahwa proposal penelitian ini masih jauh dari sempurna. Segala yang
terbaik telah dilakukan dalam proses penyelesaiannya, maka kritik dan saran yang
bersifat membangun sangat diharapkan. Semoga proposal penelitian ini dapat
bermanfaat bagi masyarakat luas yang membutuhkan, khususnya mahasiswa Teknik
Kimia Universitas Diponegoro yang sedang melakukan penelitian.
Semarang, Februari 2015
Penyusun
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... ii
RINGKASAN ........................................................................................................... iii
SUMMARY .............................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ................................................................................................ v
DAFTAR ISI ............................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 7
1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................... 7
1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................. 8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Karakteristik Tapioka ............................................................................. 9
2.2. Karakteristik Pati ................................................................................. 11
2.3. Teknologi Modifikasi Pati .................................................................... 16
2.3.1. Modifikasi pati secara kimiawi ................................................... 18
2.3.2. Modifikasi pati secara fisika ....................................................... 18
2.3.3. Modifikasi pati secara biologis ................................................... 19
2.3.4. Modifikasi pati secara oksidasi ................................................... 19
2.3.5. Modifikasi pati menggunakan asam ............................................ 20
2.4. Sifat Fisikokimia Pati ........................................................................... 21
2.5. Proses Baking ...................................................................................... 24
2.6. Penelitian Terdahulu ............................................................................ 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian ........................................................................... 31
3.2. Bahan dan Alat yang Digunakan .......................................................... 32
3.2.1. Bahan yang Digunakan............................................................... 32
3.2.2. Alat yang Digunakan .................................................................. 32
vii
3.3. Rangkaian Alat Utama ......................................................................... 33
3.4. Variabel Penelitian ............................................................................... 33
3.5. Prosedur Kerja ..................................................................................... 34
3.5.1. Proses Hidrolisis Asam............................................................... 34
3.5.2. Proses Oksidasi H2O2 ................................................................. 34
3.5.3. Proses Baking Roti ..................................................................... 34
3.5.4. Studi Sifat Fisikokimia Pati Termodifikasi ................................. 35
BAB IV JADWAL PENELITIAN ............................................................................ 38
DAFTAR PUSTAKA
LEMBAR KONSULTASI
viii
DAFTAR GAMBAR
2.1. Struktur amilosa ................................................................................................12
2.2. Struktur amilopektin ..........................................................................................13
2.3. Fotomikrografis granular pati alami diobservasi dengan mikroskop optik ..........15
2.4. Rumus struktur anhidroglukosa ..........................................................................16
2.5. Perubahan bentuk granula pati selama proses gelatinisasi ..................................23
2.6. Mekanisme baking dan cooling pada roti ...........................................................25
3.1. Rangkaian alat utama .........................................................................................32
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Data impor gandum di Indonesia tahun 2009-2013 .................................... 1
Tabel 1.2. Luas panen-produktivitas-produksi tanaman ubi kayu di Indonesia tahun
2009-2014 .................................................................................................. 2
Tabel 2.1. Suhu gelatinisasi, swelling power, dan kelarutan beberapa jenis pati ........10
Tabel 2.2. Komposisi kimia pati ubi kayu per 100 gram bahan .................................11
Tabel 2.3. Perbandingan sifat amilosa dan amilopektin ..............................................14
Tabel 2.4. Teknik modifikasi pati, tujuan, dan aplikasi pada produk pangan .............17
Tabel 2.5. Standar sifat fisikokimia tapioka termodifikasi dan tepung gandum .........21
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Populasi penduduk dunia selalu mengalami pertumbuhan signifikan dan
diperkirakan mencapai 9 milyar jiwa pada tahun 2050 (Godfray et al., 2010).
Indonesia merupakan satu di antara negara dengan jumlah penduduk terbesar di
dunia setelah RRC, India, dan Amerika Serikat, dengan populasi 237.641.326
jiwa dan laju pertumbuhan penduduk selama 10 tahun terakhir adalah sebesar
1,49% (BPS, 2010). Hal ini akan berdampak luas terhadap kebutuhan pangan di
Indonesia, hampir seluruh kebutuhan pangan pokok di Indonesia merupakan beras
yang berperan sebagai sumber karbohidrat. Selain beras, kebutuhan akan gandum
yang diolah menjadi tepung terigu sebagai bahan baku pembuatan roti, mie, dan
kue, menempatkan gandum sebagai kebutuhan pangan kedua terbanyak di
Indonesia. Akan tetapi, produksi gandum dalam negeri belum mampu untuk
mencukupi kebutuhan yang terus meningkat mengakibatkan impor gandum di
Indonesia keempat tertinggi di dunia setelah Mesir, Jepang, dan Brazil (Fabiosa,
2006). Data impor gandum di Indonesia (Badan Pusat Statistik, diproses oleh
Kementerian Perdagangan RI, 2014) selama 4 tahun terhitung dari tahun 2009
sampai 2013 tertera pada tabel 1.1 berikut ini :
Tabel 1.1. Data impor gandum di Indonesia tahun 2009-2013
Tahun Impor (Juta US$)
2009 1.506,20
2010 2.159,20
2011 4.753,10
2012 3.714,40
2013 3.621,40
Rata-rata impor gandum per tahun di Indonesia pada tahun 2009-2013
mencapai US$ 3.150.860.000 atau setara dengan Rp.39.896.189.320.000 (Kurs
US$ 1 sama dengan kurang lebih Rp.12.662,00 pada bulan Desember 2014).
Berdasarkan data impor gandum di Indoneisa yang tinggi tiap tahunnya mencapai
2
lebih dari 39 triliun rupiah per tahun, maka pemerintah Indonesia berusaha
mencari alternatif lain sebagai pengganti gandum. Satu diantara alternatif yang
berpotensi sebagai pengganti gandum adalah ubi kayu yang sudah cukup umum di
Indonesia (Jensen et al., 2015).
Ubi kayu (Manihot esculenta, Crantz) merupakan tanaman penting dalam
produksi energi makanan di daerah tropis, dimana ubi kayu menempati urutan
keempat setelah padi, gandum, dan jagung sebagai sumber karbohidrat kompleks.
Komposisi utama ubi kayu yaitu 70-80% air, 16-24% pati, dan <4% protein dan
lipid (Beninca, 2013). Ubi kayu sangat mudah ditemui dan ditanam di iklim tropis
seperti di Indonesia, sehingga didapatkan ide untuk memodifikasi pati tapioka
dari ubi kayu sebagai pengganti terigu murni agar konsumsi gandum dapat
ditekan. Produksi tanaman ubi kayu di Indonesia dari tahun 2009 sampai 2014
selalu meningkat walaupun luas panen cenderung menurun (Badan Pusat
Statistik, 2014) seperti yang tertera pada tabel 1.2 di bawah ini:
Tabel 1.2. Luas panen-produktivitas-produksi tanaman ubi kayu di Indonesia
tahun 2009-2014
Tahun Luas Panen (Ha) Produktivitas
(Ku/Ha) Produksi (Ton)
2009 1.175.666,00 187,46 22.039.145,00
2010 1.183.047,00 202,17 23.918.118,00
2011 1.184.696,00 202,96 24.044.025,00
2012 1.129.688,00 214,02 24.177.372,00
2013 1.065.752,00 224,60 23.936.921,00
2014 1.149.208,00 229,91 26.421.770,00
Produksi tanaman ubi kayu di Indonesia tahun 2009-2014 rata-rata mencapai
24.089.558,5 ton per tahun. Dilihat dari segi produksinya, ubi kayu di Indonesia
mempunyai potensi yang besar untuk dapat dijadikan sebagai salah satu bahan
utama pengganti tepung terigu murni supaya konsumsi gandum dapat ditekan.
Akan tetapi, tepung terigu dari gandum yang dicampurkan dengan tapioka dari
ubi kayu memiliki beberapa kelemahan, yaitu protein yang terdapat pada tepung
campuran ini sulit membentuk jaringan gluten yang dapat menangkap gas dari
hasil proses fermentasi, mengurangi daya kembang, adonan yang terbentuk cukup
3
sulit dibentuk, kerenyahan yang menurun, dan peningkatan jumlah tepung terigu
yang dicampurkan kedalam tepung gandum akan mengakibatkan penurunan daya
kembang roti dan penurunan akan kualitas pada roti secara umum (Eduardo et al.,
2013).
Pati atau amilum (C6H10O5) adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut
dalam air, berwujud bubuk putih, tawar, dan tidak berbau. Pati merupakan bahan
utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa. Pati
yang berasal dari tapioka ini merupakan pati alami yang memiliki beberapa
kelemahan sehingga penggunaannya sangat terbatas di industri, maka diperlukan
modifikasi pada tapioka. Pati termodifikasi akan menghasilkan produk makanan
yang mempunyai keunggulan kualitas, baik dari penampakan secara fisik, rasa,
warna, maupun proses pengolahan yang lebih mudah dan cepat (Sari et al., 2010).
Pati alami memiliki sifat dan struktur yang terbatas sehingga diperlukan
modifikasi agar dapat menghasilkan berbagai jenis pati dengan sifat dan struktur
yang berbeda agar dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Modifikasi dapat
dilakukan dengan berbagai cara, secara kimiawi, fisika, enzimatis, dan kombinasi
dari kedua bahkan ketiga cara tersebut (Zhu, 2014).
Modifikasi pati secara kimiawi dapat dilakukan dengan cara eterifikasi,
esterifikasi, cross-linking, oksidasi, dan kationisasi (Kaur et al., 2012). Beberapa
peneliti terdahulu yang melakukan modifikasi pati secara kimiawi yaitu meneliti
pengaruh modifikasi pati dari beras menggunakan asam amino dan oksidasi ozon
terhadap sifat kekenyalannya, hasilnya dengan penambahan lisin pada pati yang
telah dioksidasi dengan ozon selama 30 menit menghasilkan pati termodifikasi
yang cukup stabil sebagai bahan baku pangan (An dan King, 2009). Modifikasi
pati menggunakan recovery minyak kelapa dan lipase dari mikroorganisme T.
laniginosa, lipase tersebut berfungsi sebagai katalis dalam reaksi esterifikasi pati.
Hasil pati termodifikasi yang besifat hidrofobik dan memiliki DS (degree of
substitution) yang tinggi dapat dijadikan sebagai bahan baku pati dalam industri,
proses yang ramah lingkungan, limbah yang tidak beracun, dan recovery minyak
kelapa yang berfungsi sebagai donor alkil yang berasal dari asam lemak minyak
kelapa dengan harga yang rendah atau ekonomis (Rajan et al., 2008). Modifikasi
kimia membawa perubahan struktural dan pengenalan kelompok fungsional baru,
4
serta mempengaruhi sifat fisikokimia dari pati sehingga cocok untuk berbagai
keperluan industri (Sandhu et al., 2007).
Modifikasi secara fisika dapat digunakan pada produk makanan karena
proses modifikasi secara fisika yang relatif lebih aman dan lebih mudah
dibandingkan dengan modifikasi secara kimia dan sifatnya yang lebih ramah
lingkungan. (Hoover, 2010). Adapun peneliti yang melakukan modifikasi pati
secara fisika yaitu, pengaruh pressure drop instan terhadap sifat fisikokimia pati.
Hasilnya beberapa jenis pati yang digunakan sebagai eksperimen memiliki sifat
masing-masing dari hasil modifikasi yang dilakukan (Maache-Rezzoug et al.,
2009). Kemudian pengaruh pulsed electric fields (PEF) terhadap sifat pati jagung,
menghasilkan pati yang terdisosiasi, terdenaturasi, dan kerusakan terhadap pati
dengan tegangan hingga 50kV cm-1
, sehingga dibutuhkan penelitian lebih lanjut
akan sifat pati yang berubah total ini (Han et al., 2009).
Modifikasi secara biologi dapat dilakukan dengan enzimatis dan genetis.
Modifikasi secara enzimatis sering menggunakan enzim yang dapat melakukan
hidrolisa pada proses modifikasi tersebut, hasil dari modifikasi enzimatis
berbentuk sirup baik itu sirup glukosa maupun sirup fruktosa, dengan penelitian
akan semakin banyak ditemukan enzim yang dapat digunakan dalam modifikasi
pati secara enzimatis. Enzim yang digunakan dalam modifikasi pati secara
enzimatis tidak boleh merusak struktur molekul pati, dan pati yang digunakan
harus mengandung amilosa (Kaur et al., 2012). Beberapa penelitian terdahulu,
modifikasi pati secara enzimatis yang dilakukan yaitu modifikasi pati dengan
penggunaan enzim untuk meningkatkan titik lebur gel, pati pada umumnya akan
membentuk gel namun memiliki kekurangan dalam proses reversible bentuk gel
ke cairan dan kembali lagi ke semula. Hasil dari modifikasi pati menyebabkan
produk yang memiliki titik suhu puncak (Tp) dan entalpi transisi meningkat
dibandingkan dengan pati sampel, sehingga dapat meningkatkan titik lebur gel
(Hansen et al., 2009).
Modifikasi pati yang dilakukan dengan mengkombinasi modifikasi pati
secara kimiawi dan fisika, atau kimiawi dengan metode enzimatis telah
berkembang sangat pesat, contohnya modifikasi pati dengan kombinasi metode
cross-linking dan fosforilasi pada pati beras, menghasilkan pati termodifkasi yang
5
memiliki sifat stabilitas freeze-thaw yang baik (Deetae et al., 2008). Adanya
Resistant Starch (RS) yang merupakan sebagian fraksi pati yang tidak tercerna di
dalam usus kecil manusia yang dapat memberikan berbagai kebaikan bagi tubuh,
sehingga kombinasi dari modifikasi dilakukan untuk meningkatkan kandungan
RS dalam pati (Sajilata et al., 2006). Beberapa penelitian terdahulu yang pernah
dilakukan sebagian besar bertujuan untuk meningkatkan viskositas dari pati
sehingga rantai molekul pati tidak mudah putus dan dengan reaksi yang secepat
mungkin mendapatkan pati termodifikasi yang baik sehingga pati termodifikasi
dapat diaplikasikan di berbagai industri (Deetae et al., 2008; Jyothi et al., 2005;
Xing et al., 2006).
Modifikasi pati dari tapioka untuk menggantikan tepung terigu murni telah
dilakukan. Hasilnya, roti yang dibuat berdasarkan tapioka dari singkong
kemudian dicampur dengan tepung jagung dan tepung terigu dengan
perbandingan tapioka paling besar menghasilkan roti yang memiliki sifat dan
struktur mendekati roti yang dibuat dengan menggunakan tepung terigu (gandum)
murni. Akan tetapi, roti yang dibuat dengan menggunakan tepung campuran dari
tapioka dan jagung hanya akan mendekati struktur dari roti yang dibuat murni
dengan tepung terigu dikarenakan jaringan gluten yang dihasilkan lebih sedikit
sehingga tidak dapat menyerap gas karbon dioksida (CO2) saat proses fermentasi
berlangsung. (Eduardo et al., 2013).
Penelitian ini difokuskan pada modifikasi pati dengan hidrolisa asam laktat
dan dilanjutkan dengan oksidasi menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) supaya
dapat menghasilkan produk tapioka termodifikasi yang memiliki spesifikasi
produk yang mampu digunakan sebagai bahan pengganti setara dengan gandum.
Hidrolisa asam laktat bertujuan untuk memodifikasi pati untuk meningkatkan
daya kembang (Garcia dan Leonel, 2005). Pengaruh perbedaan konsentrasi asam
laktat saat modifikasi secara fotokimia pada pati kentang, ganyong, ubi kayu, dan
talas terhadap daya kembang biskuit. Hasilnya, semakin besar konsentrasi asam
laktat akan menghasilkan biskuit dengan daya kembang yang semakin besar,
namun hasil tersebut tersebut juga tergantung dari jenis pati yang digunakan.
Penelitian modifikasi pati menggunakan asam laktat pada aplikasi pangan telah
dilakukan dengan konsentrasi asam laktat berkisar antara 1% hingga 5.4% (Garcia
6
dan Leonel, 2005; Silva et al., 2008). Penambahan asam laktat menyebabkan
terdegadrasinya pati sehingga menurunkan viskositas pati dikarenakan
amilopektin dalam pati terlarut didalam asam laktat (Shandera dan Jackson, 1996;
Mestres et al., 1997). Amilopektin yang terlarut akan menyebabkan peningkatan
daya kembang (Mestres et al., 2000; Tester dan Morrison, 1990).
Modifikasi pati dengan cara oksidasi merupakan cara yang cukup penting
dikarenakan menghasilkan pati teroksidasi yang memiliki viskositas rendah,
stabilitas yang tinggi, kejernihan yang baik, dapat membentuk film yang kuat, dan
sifat mengikat yang baik, sehingga sering digunakan pada berbagai industri
(Kuakpetoon dan Wang, 2006; Sánchez-Rivera et al., 2005). Hidrogen peroksida
(H2O2) jarang digunakan dalam industri komersil, namun tidak seperti sodium
hipoklorit, hidrogen peroksida tidak menghasilkan produk samping yang
berbahaya, karena hidrogen peroksida akan terurai menjadi air dan gas oksigen,
sehingga bahan kimia tersebut bersifat ramah lingkungan dan bebas dari klorin
(Sangseethong et al., 2010). Oksidasi menggunakan hidrogen peroksida
meningkatkan gugus amilosa dari pati yang dioksidasi (Tethool et al., 2012), hal
ini disebabkan oleh depolimerisasi molekul pati menjadi gugus polimer yang
lebih pendek dengan jumlah yang lebih besar (Kuakpetoon dan Wang, 2006).
Pada oksidasi menggunakan hidrogen peroksida juga akan meningkatkan daya
kembang (swelling power) pati, hal ini disebabkan terbentuknya gugus hidroksil
pada saat proses oksidasi (Lee et al., 2005).
Pada penelitian ini difokuskan pada modifikasi tapioka dengan hidrolisa
asam laktat dan dilanjutkan dengan oksidasi H2O2 dengan harapan dapat
menghasilkan produk tapioka termodifikasi dengan spesifikasi produk yang
mampu digunakan sebagai bahan pengganti setara gandum. Tapioka yang
dimodifikasi diharapkan dapat digunakan sebagai bahan baku produksi makanan
yang menggunakan bahan dasar gandum seperti mi dan roti sehingga import
gandum dapat dikurangi dan kita harus mencari inovasi teknologi dengan
memanfaatkan sumber daya lokal yang ada. termodifikasi. Hasil dari penelitian
ini diharapkan dapat menjadi terobosan pengembangan industri kecil dan
menengah yang bergerak di bidang pangan.
7
1.2. Rumusan Masalah
Proses modifikasi pati banyak dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya
proses modifikasi pati secara kimiawi, fisika, dan secara biologis. Kombinasi
proses dilakukan untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan kebutuhan,
diantaranya proses kimia-kimia, proses kimia-fisika, proses kimia biologi,
ataupun ketiga proses digabungkan. Namun dari berbagai proses modifikasi pati,
belum didapatkan hasil pati yang sesuai dengan berbagai aplikasi di berbagai
aspek kebutuhan, baik pada industri makanan, maupun industri non makanan.
Dalam penelitian ini dilakukan modifikasi tapioka dengan kombinasi proses
hidrolisis menggunakan asam laktat dan oksidasi menggunakan hidrogen
peroksida (H2O2). Hidrolisis menggunakan asam pada konsentrasi rendah dan
pada suhu dibawah suhu gelatinisasi akan mengurangi massa molar, sehingga
meningkatkan kandungan gugus aldehid bebas dan kelarutan butiran, menurunkan
viskositas, dan meminimalkan sineresis. Oksidasi menggunakan hidrogen
peroksida akan membuat parameter proses lebih mudah untuk dikontrol, tidak
reaktif terhadap kondisi lingkungan, dan lebih banyak menghasilkan produk yang
homogen.
1.3. Tujuan Penelitian
Secara umum tujuan penelitian ini adalah memodifikasi pati dengan kombinasi
proses hidrolisa asam laktat dan oksidasi hidrogen peroksida (H2O2) untuk
mendapatkan daya kembang (swelling power) pati yang setara dengan tepung
gandum.
Secara spesifik tujuan penelitian ini adalah:
1. Mengkaji pengaruh konsentrasi hidrogen peroksida (H2O2) terhadap sifat
fisikokimia dan daya kembang tapioka termodifikasi.
2. Mengkaji pengaruh suhu terhadap sifat fisikokimia dan daya kembang
(swelling power) tapioka termodifikasi.
3. Mengkaji pengaruh pH dalam menghasilkan tapioka termodifikasi dengan
proses oksidasi hidrogen peroksida (H2O2).
8
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini merupakan kajian eksperimental yang menghasilkan data-data
sifat fisikokimia (spesifik volume, pengujian gugus karboksil dan karbonil, daya
kembang, dan kelarutan) tapioka termodifikasi dengan kombinasi proses
hidrolisis asam laktat dan oksidasi hidrogen peroksida (H2O2). Hasil dari
penelitian ini diharapkan dapat menjadi terobosan pengembangan industri kecil
dan menengah yang bergerak di bidang pangan.
9
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Karakteristik Tapioka
Dalam terminologi perdagangan, terdapat berbagai macam tepung yang
berasal dari ubi kayu, yang perlakuan bahan, proses produksi, spesifikasi hasil,
sampai pemanfaatannya berbeda, yaitu tepung tapioka, tepung ubi kayu (tepung
kasava), dan tepung gaplek. Tepung tapioka mempunyai nomenclature pati ubi
kayu atau sari ubi kayu, dalam bahasa Inggris disebut tapioca flour atau cassava
starch, tepung kasava disebut tepung ubi kayu, atau dalam bahasa Inggris disebut
cassava flour, dan tepung gaplek biasa disebut cassava powder. Dalam proses
produksinya, tapioka dibuat dari umbi ubi kayu segar yang diambil patinya saja,
sedangkan ampas atau onggoknya dijadikan pakan ternak. Sementara tepung
kasava dan tepung gaplek memanfaatkan semua kandungan nutrisi umbi ubi kayu
segar, dari kandungan pati dan seratnya, yang membedakan tapung kasava dan
tepung gaplek adalah prosesnya sehingga memiliki spesifikasi yang berbeda
(Djuardi, 2009).
Tapioka yang dibuat dari ubi kayu mempunyai banyak kegunaan, antara lain
sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri. Dibandingkan dengan tepung
jagung, kentang, dan gandum atau terigu, komposisi zat gizi tepung apioka cukup
baik sehingga mengurangi kerusakan tenun, juga digunakan sebagai bahan bantu
pewarna putih. Tapioka yang diolah menjadi sirup glukosa dan destrin sangat
diperlukan oleh berbagai industri, antara lain industri kembang gula,
penggalengan buah-buahan, pengolahan es krim, minuman dan industri peragian.
Tapioka juga banyak digunakan sebagai bahan pengental, bahan pengisi dan
bahan pengikat dalam industri makanan, seperti dalam pembuatan puding, sop,
makanan bayi, es krim, pengolahan sosis daging, industri farmasi, dan lain-lain
(Deputi Menristek Bidang Pendayagunaan dan Permasyarakatan Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi, 2000).
10
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan tanaman pangan yang
berasal dari benua Amerika berupa perdu, memiliki nama lain singkong, ketela
pohon, kasepe, dan dalam bahasa Inggris cassava. Ubi kayu termasuk famili
Euphorbiaceae yang umbinya dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat dan
daunnya dikonsumsi sebagai sayuran. Ubi kayu umumnya dikembangbiakkan di
Asia, Afrika, dan Amerika Selatan karena iklim tropis ataupun iklim subtropis
yang cocok dengan kondisi pertumbuhan singkong, selain itu singkong
merupakan asupan karbohidrat terbesar setelah makanan pokok beras dan jagung
dengan produksi ubi kayu di Indonesia pada tahun 2013 mencapai 23.936.921
ton/tahun (FAO, 2014). Ubi kayu dapat menjadi sumber karbohidrat, magnesium,
riboflavin, tiamina, dan asam nikotinat bagi kebutuhan sehari-hari, namun ubi
kayu tidak memiliki sumber protein yang cukup (Westby, 2002).
Tapioka (pati ubi kayu) memiliki karakteristik suhu, gelatinisasi,
kemampuan mengembang (swelling power), dan kelarutan yang spesifik
dibandingkan dari jenis tanaman lain. Tapioka memiliki karakteristik gel yang
cukup kuat dan transparan, kisaran suhu gelatinisasi yang cukup lebar, dan
kemampuan mengembang yang cukup tinggi dibandingkan dengan pati lain
(Wuzburg, 1989) seperti pada tabel 2.1 berikut ini:
Tabel 2.1. Suhu gelatinisasi, swelling power, dan kelarutan beberapa jenis
pati
Jenis Pati Suhu Gelatinisasi
(OC)
Swelling
Power
Kelarutan
(%)
Jagung 62 – 72 24 25
Sorgum 68,5 – 75 22 22
Gandum 53 – 63 21 41
Beras 61 – 77,5 19 18
Jagung kaya amilosa 63 – 72 64 23
Ubi kayu 58,5 – 70 71 48
Kentang 56 – 66 >1.000 12
11
2.2. Karakteristik Pati
Pati atau amilum (C6H10O5) adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut
dalam air, berwujud bubuk putih, tawar, dan tidak berbau. Pati merupakan bahan
utama yang dihasilkan tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa dalam
jangka panjang. Dalam bentuk aslinya secara alami pati merupakan butiran-
butiran kecil yang sering disebut granula. Karakteristik bentuk dan ukuran granula
setiap jenis pati berbeda. Pati tersusun paling sedikit dari tiga komponen utama
yaitu 15-30% amilosa, 70-85% amilopektin, dan 5-10% material seperti protein
dan lemak (Bank dan Greenwood, 1975).
Pati dari ubi kayu mengandung lebih sedikit lemak dan juga mengandung
lebih sedikit fosfor dalam bentuk monoester fosfat dibandingkan dengan pati dari
sumber karbohidrat lain, seperti kentang, gandum, kacang hijau, jagung dengan
kandungan amilosa rendah maupun tinggi, hal ini terdeteksi spektroskopi
resonansi magnetik nuklir 31
P dan jumlah C3-fosfat jauh lebih besar dibandingkan
C6-fosfat (Kasemsuwan dan Jane, 1996; Anggraini et al., 2009; Gomand et al.,
2010). Genetika dari ubi kayu, iklim saat penanaman ubi kayu, dan kondisi saat
pati diekstraksi dari ubi kayu pada kondisi segar atau dikeringkan dapat
mempengaruhi komposisi kimia dari pati ubi kayu (Abera dan Rakshit, 2003; Eke
et al., 2007, 2009; Asaoka et al., 1991). Komposisi kimia ubi kayu (Badan
Statistik Nasional, 1996) dapat dilihat pada tabel 2.2 berikut :
Tabel 2.2. Komposisi kimia pati ubi kayu per 100 gram bahan
Komponen Kadar
Kalori (kal) 146,00
Air (gram) 62,50
Phospor (gram) 40,00
Karbohidrat (gram) 34,00
Kalsium (mg) 33,00
Vitamin C (mg) 30,00
Protein (gram) 1,20
Besi (mg) 0,70
Lemak (gram) 0,30
Vitamin B1 (mg) 0,06
Berat yang dapat Dimakan (mg) 75,00
12
Pati merupakan polimer semi-kristalin yang tersusun atas dua polisakarida
yaitu amilosa dan amilopektin. Pati dihasilkan dari proses fotosintesis tanaman
yang dibentuk (disintesa) di dalam daun (plastid) dan amiloplas seperti umbi,
akar, atau biji dan merupakan komponen terbesar pada ubi kayu, beras, jagung,
kentang, talas, dan ubi jalar. Pati merupakan zat tepung dari karbohidrat dengan
suatu polimer senyawa glukosa yang terdiri dari dua komponen utama, yaitu
amilosa dan amilopektin yang mempunyai komposisi yang berbeda-beda (Tawil
et al., 2011).
Pati merupakan senyawa polisakarida yang terdiri dari monosakarida yang
berikatan melalui ikatan oksigen. Pati terbentuk dari monomer-monomer glukosa.
Monomer dari pati adalah glukosa yang berikatan dengan ikatan α-1,4-glikosidik,
yaitu ikatan kimia yang menggabungkan 2 molekul monosakarida yang berikatan
kovalen terhadap sesamanya dan ikatan inilah yang sering dihidrolisis. Pada
umumnya amilosa membentuk rantai polimer yang lurus namun memiliki
beberapa jaringan yang bercabang, yang terdiri dari 3000 atau lebih glukosa yang
terhubung oleh ikatan α-1,4 glikosida. Amilopektin merupakan polimer yang
memiliki banyak cabang dengan ikatan α-1,4 sebagai rantai utama dan α-1,6
sebagai jembatan pada ikatan yang membentuk cabang (Beninca et al., 2013).
Pati mengandung 10% air pada RH 54% dan 20OC. Pada umumya pati
tersusun dari 25% amilose dan 75% amilopektin. Amilosa merupakan polimer
berbentuk panjang dan lurus dan sedikit cabang (kurang dari 1%) dengan berat
molekul 500.000 g/mol (Nwokocha, 2009). Unit glukosa terhubung oleh ikatan α-
1,4 pada molekul amilosa. Molekul amilosa berbentuk helix dan bersifat
hidrofobik. Amilopektin memiliki bentuk yang bercabang dan memiliki berat
molukul 107-109 g/mol bergantung pada jenis tanamannya. Berikut ini struktur
amilosa dan amilopektin :
Ikatan α-1,4-Glikosida
Gambar 2.1. Struktur amilosa
13
Ikatan α-1,4-Glikosida
Gambar 2.2. Struktur amilopektin
Kadar amilosa yaitu banyaknya amilosa yang terdapat di dalam granula pati.
Amilosa sangat berperan pada saat proses gelatinisasi dan lebih menentukan
karakteristik pasta pati. Pati yang memiliki amilosa yang tinggi mempunyai
kekuatan ikatan hidrogen yang lebih besar karena jumlah rantai lurus yang besar
dalam granula, sehingga membutuhkan energi yang besar untuk gelatinisasi
(Sunarti dkk., 2007). Sedangkan amilopektin memiliki rantai cabang yang
panjang memiliki kecenderungan yang kuat untuk membentuk gel. Viskositas
amilopektin akan meningkat apabila konsentrasinya dinaikkan (0-3%). Akan
tetapi hubungan ini tidak linier, sehingga diperkirakan terjadi interaksi atau
pengikatan secara acak diantara molekul-molekul cabangnya (Jane dan Chen,
1992).
Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan
sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan
amilopektin tidak bereaksi. Polimer linier dari D-glukosa membentuk amilosa
dengan ikatan α-1,4-glukosida. Sedangkan polimer amilopektin adalah terbentuk
dari ikatan α-1,4-glukosida dan membentuk cabang pada ikatan α-1,6-glukosida.
Amilosa memilki kemampuan membentuk kristal karena struktur rantai
polimernya yang sederhana. Strukturnya yang sederhana ini dapat membentuk
interaksi molekular yang kuat. Interaksi ini terjadi pada gugus hidroksil molekul
amilosa. Pembentukan ikatan hidrogen ini lebih mudah terjadi pada amilosa
daripada amilopektin. Amilopektin juga dapat membentuk kristal, tetapi tidak
sereaktif amilosa. Hal ini terjadi karena adanya rantai percabangan yang
menghalangi terbentuknya kristal (Taggart, 2004). Perbandingan sifat amilosa dan
Ikatan α-1,6-Glikosida
14
amilopektin yang terkandung dalam pati (Thomas and Atwell, 1997) dapat dilihat
pada tabel 2.3 berikut ini:
Tabel 2.3. Perbandingan sifat amilosa dan amilopektin
Sifat Amilosa Amilopektin
Bentuk Relatif lurus Bercabang
Ikatan α-1,4-Glikosida α-1,4-Glikosida dan
α-1,6-Glikosida
Film Kuat Lemah
Struktur gel Kuat Lembek
Reaksi dengan iodin Biru kelam Merah ungu
Berat molekul <0,5 juta gram/mol 50-500 juta gram/mol
Analisis sinar-x Kristalinitas tinggi Amorf
Kelarutan dalam air Larut Tidak larut
Kemantapan larutan
dalam air Retrogradasi Mantap
Pati mempunyai bentuk berupa kristal bergranula yang tidak larut dalam air
pada temperatur ruangan. Pati memiliki perbedaan bentuk dan ukuran granula
tergantung pada jenis tanamannya Pati memiliki ukuran granula berkisar antara 2–
32 μm dengan ukuran 7–20 μm merupakan ukuran yang sering ditemui (Rolland-
sabaté et al., 2012). Pada ubi kayu yang normal tanpa kecacatan genetika ukuran
granula dari pati berkisar rata-rata berkisar 10–18 μm. Perbedaaan teknik dalam
mengukur ukuran granula akan memberikan hasil yang berbeda pada sampel yang
sama. (Rolland-sabaté et al., 2013).
Granula pati mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda-beda tergantung
oleh varietas tanaman ubi kayu dan periode pertumbuhan pada musim yang
berbeda. Tanaman kentang mempunyai ukuran granula pati yang paling besar bila
dibandingkan dengan ubi kayu, ubi jalar, dan wortel. Macam-macam bentuk
granula pati pada umumnya adalah lingkaran, elips, lonjong, dan bentuk tidak
teratur (Purba, 2009).
15
Gambar 2.3. Fotomikrografis granular pati alami (native) diobservasi dengan
mikroskop optik : a) Ubi Kayu; b) Ubi Jalar; c) Wortel; dan d) Kentang.
Pati alami secara umum memiliki kekurangan yang sering menghambat
aplikasinya di dalam proses pengolahan pangan (Pomeranz, 1985), di
antaranya adalah:
a. Kebanyakan pati alami menghasilkan suspensi pati dengan viskositas dan
kemampuan membentuk gel yang tidak seragam (konsisten). Hal ini
disebabkan profil gelatinisasi pati alami sangat dipengaruhi oleh iklim
dan kondisi fisiologis tanaman, sehingga jenis pati yang sama belum tentu
memiliki sifat fungsional yang sama.
b. Kebanyakan pati alami tidak tahan pada pemanasan suhu tinggi. Dalam
proses gelatinisasi pati, biasanya akan terjadi penurunan kekentalan
suspensi pati (viscosity breakdown) dengan meningkatnya suhu
pemanasan. Apabila dalam proses pengolahan digunakan suhu tinggi
(misalnya pati alami digunakan sebagai pengental dalam produk pangan
yang diproses dengan sterilisasi), maka akan dihasilkan kekentalan
produk yang tidak sesuai.
c. Pati tidak tahan pada kondisi asam. Pati mudah mengalami hidrolisis pada
kondisi asam yang mengurangi kemampuan gelatinisasinya. Pada
kenyataannya banyak produk pangan yang bersifat asam dimana
16
penggunaan pati alami sebagai pengental menjadi tidak sesuai, baik
selama proses maupun penyimpanan. Misalnya, apabila pati alami
digunakan sebagai pengental pada pembuatan saus, maka akan terjadi
penurunan kekentalan saus selama penyimpanan yang disebabkan oleh
hidrolisis pati.
d. Pati alami tidak tahan proses mekanis, dimana viskositas pati akan
menurun adanya proses pengadukan atau pemompaan.
e. Kelarutan pati yang terbatas di dalam air. Kemampuan pati untuk
membentuk tekstur yang kental dan gel akan menjadi masalah apabila
dalam proses pengolahan diinginkan konsentrasi pati yang tinggi namun
tidak diinginkan kekentalan dan struktur gel yang tinggi.
2.3. Teknologi Modifikasi Pati
Modifikasi pati dilakukan untuk mengubah sifat kimia dan sifat fisik pati
secara alami karena pati mempunyai kekurangan yang menghambat proses
pemanfaatannya. Modifikasi pati bertujuan untuk menghasilkan sifat tepung yang
lebih baik atau memperbaiki sifat sebelumnya. Teknik untuk modifikasi pati,
dapat dilakukan secara fisika, kimia, dan biologis. Modifikasi secara fisika
contohnya pengeringan, ekstraksi, pemanasan, , osmotic pressure treatment, dan
deep freezing. Modifikasi secara kimia contohnya eterifikasi, esterifikasi, cross-
linking, oksidasi, dan kationisasi. Modifikasi pati dapat dilakukan dengan
memotong struktur molekul, atau subtitusi gugus kimia pada molekul pati (Finch,
1989).
Gambar 2.4. Rumus struktur anhidroglukosa
Pati mempunyai rumus molekul (C6H10O5)n. Dalam satu molekul pati atau
disebut juga anhidroglukosa, memiliki empat gugus –OH, yaitu gugus –OH
1
2 3
4
5
6
17
sekunder (C-2, C-3, dan C-4) dan gugus –OH primer (C-6). Gugus –OH pati dapat
disubtitusi dengan gugus lain. Kereaktifan gugus –OH sekunder C-2 adalah paling
tinggi, yaitu sekitar 60-65% dibandingkan gugus –OH primer C-6 yang berkisar
antara 15-20%. Gugus –OH lain, C-3 mempunyai tingkat kereaktifan sekitar 20%
(Vliegenthart et al., 2000).
Modifikasi pati dapat dilakukan dengan mengkombinasi teknik modifikasi,
baik fisika, kimia, maupun biologi. Selain itu, modifikasi pati juga dapat
dilakukan dengan kombinasi teknik fisika-fisika contohnya dengan gelatinisasi
dan pengeringan, maupun teknik kimia-kimia misalkan modifikasi ikatan silang
dengan subtitusi. Beberapa teknologi modifikasi pati, tujuan utama, dan
aplikasinya di dalam produk pangan tertera pada tabel 2.4 di bawah ini :
Tabel 2.4. Teknik modifikasi pati, tujuan, dan aplikasi pada produk pangan
Teknik modifikasi Tujuan utama Aplikasi
Pregelatinisasi Menghasilkan pati yang dapat
terdispersi dalam air dingin
(bersifat instan).
Makanan bayi,
food powder, salad
dressing, cake
mixes, pudding
Cross-linking yang
memperkuat ikatan
hidrogen pada
granula pati
Menghasilkan pati dengan
viskositas yang stabil terhadap
suhu tinggi, proses peng-
adukan, dan kondisi asam.
Makanan kaleng
yang diproses pada
suhu tinggi, pie
filling, soup
Subtitusi gugus
hidro-ksil dari pati
Menghasilkan pati yang tidak
mudah mengalami retrogra-
dasi, memperbaiki stabilitas
viskositas.
Produk yang
dibekukan
Hidrolisis dengan
asam
Menghasilkan pati dengan
viskositas rendah.
Produk
confectionery
(permen, gum)
Kombinasi
subtitusi dan ikatan
silang
Menghasilkan pati yang tahan
panas, pengadukan, dan asam,
serta kecenderungan
retrogradasi yang rendah.
Saus, makanan
beku
18
2.3.1. Modifikasi Pati Secara Kimiawi
Modifikasi secara kimiawi melibatkan granula dari pati tersebut dalam
bentuk pati alami (native). Banyak cara yang dapat dilakukan seperti
eterifikasi, esterifikasi, cross-linking, oksidasi, dan kationisasi. Namun
modifikasi secara kimiawi memiliki kekurangan yaitu bersangkutan dengan
keamanan pangan dari produk pati yang termodifikasi yang digunakan
sebagai bahan baku pembuatan pangan, dan pencemaran lingkungan yang
dapat terjadi karena penggunaan bahan-bahan kimia yang berbahaya bagi
lingkungan (Kaur et al.,2012). Penelitian terdahulu yang pernah dilakukan
antara lain, modifikasi pati dengan mereaksikan alkil atau alkenil keten dimer
dan pati sehingga menghasilkan pati termodifikasi yang hidrofobik (Qiao et
al., 2006). Penelitian lain yang pernah dilakukan adalah modifikasi pati beras
dengan kombinasi cross-linking dan reaksi fosforilasi dan membandingkan
kemampuan pati bila menggunakan proses modifikasi dan cross-linking atau
dengan reaksi fosforilasi secara terpisah (Deetae et al., 2008).
2.3.2. Modifikasi Pati Secara Fisika
Modifikasi pati secara fisika menjadi aman dalam memodifikasi pati
yang akan dingunakan sebagai bahan baku pembuatan pangan dikarenakan
tidak menggunakan zat-zat kimia yang dapat berbahaya bagi tubuh
konsumen (Kaur et al., 2012). Penelitian terdahulu yang pernah dilakukan
antara lain, dengan menggunakan cara Osmotic Pressure Treatment (OPT)
yaitu dengan memodifikasi pati yang memiliki konsentrasi garam cukup
tinggi untuk menggantikan cara konvensional yaitu dengan Heat-moisture
treatment (HMT) untuk mendapatkan pati termodifikasi yang sama secara
fisika (Pukkahuta et al., 2007). Penelitian lain yaitu pati dari kentang yang
dikeringkan dengan dua cara yaitu secara oven dan menggunakan udara
kering serta pati kentang yang dilembabkan kemudian di didinginkan dalam
nitrogen cair kemudian di analisa dan didapatkan bahwa granula pati
bergantung pada kadar air sampel, pada sampel yang dilembabkan,
kristalinitas granul meningkat, dan sedikit berpengaruh pada kelarutan granul
pada air dan karakteristik gelatin pati (Szymon et al., 2000).
19
2.3.3. Modifikasi Pati Secara Biologis
Modifikasi pati secara biologis sering dilakukan hidrolisa terhadap pati
dengan bantuan enzim, satu diantara produk yang sering dihasilkan berupa
sirup glukosa dan sirup fruktosa. Seiring dengan penelitian yang terus
berkembang maka akan ditemukan lebih banyak enzim baru yang
teridentifikasi untuk digunakan dalam memodifikasi pati (Kaur et al., 2012).
Satu diantara penelitian terdahulu yang pernah dilakukan yaitu dengan
penambahan enzim amilomaltase yang menyebabkan amilosa dalam pati
menghilang dan molekul-molekul tersebut berpindah ke rantai cabang
amilopektin, sehingga amilopektin terus bercabang dan bertambah besar
menghasilkan pati termodifikasi yang memiliki cabang yang lebih besar dan
lebih lebar disbandingkan dengan pati alami (native), dan sifat pati
termodifikasi ini menjadi gelatin yang tahan terhadap panas sehingga
dharapkan dapat menggantikan produk yang menggunakan gelatin dari
hewan (Van der Maarel et al., 2005).
2.3.4. Modifikasi Pati Secara Oksidasi
Modifikasi secara oksidasi pada dasarnya termasuk dalam modifikasi
secara kimiawi karena menggunakan zat-zat kimia yang dapat mengoksidasi
pati sehingga pati dapat termodifikasi. Pati yang teroksidasi dapat
menggantikan pati alami (native) pada berbagai produk baik produk pangan
maupun non pangan ketika pati alami tersebut tidak dapat memenuhi syarat
psikokimia, thermal stability, dan pasting properties dalam penggunaan pati
tersebut. Pada proses oksidasi gugus hidroksil dari molekul pati akan
teroksidasi menjadi gugus karbonil kemudian akan diikuti oleh gugus
karboksil. Jumlah karboksil dan karbonil pati yang dioksidasi menunjukkan
tingkat oksidasi, oksidasi ini terutama terjadi pada kelompok hidroksil pada
posisi C-2 , C-3, dan C-6 di unit D-glucopyranosyl (Kuakpetoon dan Wang,
2001, 2008).
Reagen yang sering digunakan dalam modifikasi pati secara oksidasi
adalah sodium hipoklorit dan hydrogen peroksida, selain itu ammonium
persulfat, sodium bromat, sodium, potassium permanganat dan ozone juga
20
sudah mulai digunakan (Klein et al., 2014). Satu diantara penelitian yang
telah dilakukan yaitu pati dari kentang yang dioksidasi menggunakan sodium
hipoklorit dengan variabel konsentrasi klorin aktif. Peningkatan konsentrasi
klorin menyebabkan proses oksidasi semakin lebih kuat dalam reaksi yang
terjadi. Hasil penelitian tersebut adalah film yang dibuat dari pati
termodifikasi dengan konsentrasi paling tinggi memiliki kekuatan yang lebih
rendah dibandingkan dengan pati alami, namun memiliki kelarutan dalam air
yang lebih rendah dan permeabilitas terhadap uap air yang lebih rendah
dibandingkan dengan pati alami (Martins et al., 2014).
2.3.5. Modifikasi Pati Menggunakan Asam
Banyak cara yang telah dilakukan dalam modifikasi pati agar didapatkan
pati termodifikasi yang memiliki sifat pati termodifikasi yang lebih baik.
Kelemahan dari pati alami (native) yaitu sifat pati yang hidrofilik dan sifat
mekanis yang cukup lemah, sehingga pati alami tidak dapat digunakan
sebagai bahan baku di berbagai industri. Modifikasi pati secara kimia dengan
asam seperti ikatan silang (cross-linking) merupakan satu diantara banyak
cara dalam memodifikasi pati. Pembentukan ikatan silang dipengaruhi oleh
jenis dan konsentrasi senyawa polifungsional yang dapat membentuk ikatan
dengan gugus OH pada rantai pati, kondisi pH dan suhu tertentu (Kusnandar,
2010).
Metode cross-linking bertujuan menghasilkan pati yang tahan tekanan
mekanis, tahan asam dan mencegah penurunan viskositas pati selama
pemasakan. Cross-linking dipakai apabila dibutuhkan pati dengan viskositas
tinggi atau pati dengan ketahanan geser yang baik seperti dalam pembuatan
pasta dengan pemasakan kontinu dan pemasakan cepat pada injeksi uap. Pati
ikatan silang dibuat dengan menambahkan cross-linking agent dalam
suspensi pati pada suhu tertentu dan pH yang sesuai. Dengan sejumlah cross-
linking agent, viskositas tertinggi dicapai pada temperatur pembentukan yang
normal dan viskositas ini relatif stabil selama konversi pati. Peningkatan
viskositas mungkin tidak mencapai maksimum tapi secara perlahan-lahan
meningkat sampai pemasakan normal, dan ini tidak untuk semua pati karena
21
ada bahan lain terdapat dalam pati yang dapat mempercepat dan memperluas
pengembangan misalnya gula (Koswara, 2006). Cross-linking menguatkan
ikatan hidrogen dalam granula dengan ikatan kimia yang berperan sebagai
jembatan diantara molekul-molekul. Sebagai hasilnya, ketika pati cross-
linked dipanaskan dalam air, granula-granulanya akan mengembang sehingga
ikatan hidrogennya akan melemah (Miyazaki, 2006).
Banyak reagen yang telah dipakai dalam memodifikasi pati namun
selalu menghasilkan produk yang bersifat toksin, sehingga penggunaan pati
termodifikasi tersebut sangat terbatas dalam penggunaan sebagai biomaterial.
Sehingga dipilih asam organik sebagai aditif dalam memodifikasi pati untuk
mendapatkan pati termodifikasi yang aman bagi lingkungan, bersifat
hidrofobik, dan bersifat non toksin (Ghanbarzadeh et al., 2011).
2.4. Sifat Fisikokimia Pati
Sifat fisikokimia yaitu sifat yang menunjukan morfologi, struktur, dan
kristalinitas pati ubi kayu. Kandungan amilosa dan amilopektin memiliki
pengaruh yang sangat besar pada sifat fisik pati (Eliasson, 2004). Keduanya
sangat berhubungan dalam mengubah maupun membentuk sifat-sifat fisikokimia
pati antara lain baking expansion dan swelling power, kelarutan, kandungan
amilosa dan amilopektin, viskositas, kemampuan gelatinisasi, serta kemampuan
retrogradasi pati (Chávez-Murillo et al., 2008). Berdasarkan Standar Nasional
Indonesia (SNI 01-2997-1992), standar sifat fisikokimia tapioka termodifikasi
dan tepung gandum terdapat pada tabel 2.5 berikut ini:
Tabel 2.5. Standar sifat fisikokimia tapioka termodifikasi dan tepung gandum
Komponen Swelling
power (b/b)
Kelarutan
(%)
Viskositas
spesifik (cp)
Baking ex-
pansion (cm3/g)
Tapioka
modifikasi 7,71 0,14 32,30 2,4
Tepung
gandum 15,45 0,90 15,43 2,64
Granula pati mulai menyerap air dan membesar dalam air yang mempunyai
suhu tinggi. Komponen pati sebagian besar dalam bentuk amilosa yang terserap
dan terlarut. Saat suhu semakin tinggi mendekati suhu optimum dan penyerapan
air meningkat, granula pati akan mengalami gelatinisasi, dan ketika suhu mulai
22
rendah akan terjadi retrogradasi. Proses gelatinisasi dan retrogradasi pati adalah
inti untuk mengaplikasi berbagai macam pati (Zhu dan Wang, 2014).
Daya kembang pati (swelling power) didefinisikan sebagai pertambahan
volume dan berat maksimum yang dialami pati di dalam air (Balagopalan et al,.
1988) Daya kembang pati dan kelarutan terjadi karena adanya ikatan non-kovalen
antara molekul pati. Bila pati dimasukkan ke dalam air dingin, granula pati akan
menyerap air dan membesar. Namun, jumlah air yang terserap dan
pembesarannya terbatas hanya mencapai 30% (Winarno, 2002). Ketika granula
pati dipanaskan dalam air, granula pati mulai membengkak (swelling) terjadi pada
daerah amorf granula pati. Ikatan hidrogen yang lemah antarmolekul pati di
daerah amorf akan terputus saat pemanasan, sehingga terjadi hidrasi air oleh
granula pati. Granula pati akan terus mengembang, viskositas meningkat hingga
volume hidrasi maksimum yang dapat dicapai oleh granula pati (Swinkels, 1985).
Faktor-faktor seperti rasio amilosa dan amilopektin, distribusi berat molekul
dan panjang rantai, serta derajat percabangan dan konformasinya menentukan
daya kembang dan kelarutan (Moorthy, 2004). Swelling merupakan sifat yang
dipengaruhi oleh amilopektin yang memiliki kontribusi dalam peningkatan daya
kembang (Li dan Yeh, 2001). Selain itu, terdapat kolerasi yang negatif antara
daya kembang dan kadar amilosa, daya kembang akan menurun seiring dengan
peningkatan kadar amilosa (Sasaki dan Matsuki, 1998). Amilosa dapat
membentuk kompleks dengan lipid dalam pati sehingga dapat menghambat daya
kembang (Charles et al., 2005).
Molekul pati yang sudah terhidrasi akan menyebar dan molekul amilosa yang
memiliki rantai pendek akan keluar terlebih dahulu dari granula pati dan larut
dalam air yang memiliki rantai pendek. Semakin tinggi suhu, maka semakin
banyak molekul amilosa yang akan keluar dari pati. Ketika pati dipanaskan dalam
air, sebagian molekul amilosa akan keluar dari granula pati dan larut dalam air.
Selama pemanasan, akan terjadi pemecahan granula pati, sehingga pati yang
mempunyai kadar amilosa yang tinggi, granulanya akan lebih banyak
mengeluarkan amilosa (Fleche, 1985). Kelarutan pati akan semakin tinggi
sebanding dengan meningkatnya suhu serta kecepatan peningkatan kelarutan.
23
Swelling power dapat diukur sebagai berat pati yang mengembang (endapan) per
berat pati kering (Balagopalan et al., 1988).
Gelatinisasi merupakan proses pembesaran granula pati ketika dipanaskan
dalam media air (Pomeranz, 1991). Granula pati tidak larut dalam air dingin,
tetapi dapat mengembang dalam air panas. Semakin tinggi suhu pemanasan akan
meningkatkan pembesaran granula pati. Mula-mula pembesaran (swelling) ukuran
granula pati bersifat reversible namun ketika suhu tertentu sudah terlewati akan
menjadi irreversible. Kondisi pembesaran pati yang bersifat irreversible ini
disebut gelatinisasi dan suhu terjadinya disebut suhu gelatinisasi yang tergantung
pada konsentrasi dan pH larutan pati, semakin kental larutan makan suhu
gelatinisasi akan semakin sulit tercapai, dan bila pH terlalu tinggi maka
pembentukan gel semakin cepat tercapai akan tetapi semakin cepat turun lagi.
Pembentukan gel optimum pada pH 4-7, sementara suhu gelatinisasi untuk pati
ubi kayu yaitu 52-64OC (Pomeranz, 1991). Proses gelatinisasi (Pomeranz, 1991)
melibatkan peristiwa-peristiwa sebagai berikut:
a. hidrasi dan swelling (pengembangan) granula;
b. hilangnya sifat birefringent;
c. peningkatan kejernihan;
d. peningkatan konsistensi dan pencapaian viskositas puncak;
e. pemutusan molekul linier dan penyebarannya dari granula yang pecah.
Grafik perubahan granula pati selama proses gelatinisasi (Angela, 2001) dapat
dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Perubahan bentuk granula pati selama proses gelatinisasi
60 100
Suhu (OC)
Vis
kosi
tas
Pas
ta
Pasting
Temperature
Peak
Viscosity
24
Retrogradasi pati adalah proses kristalisasi kembali pati yang telah
mengalami gelatinisasi. Larutan pati yang telah mengalami gelatinisasi terdiri dari
granula-granula yang membesar dalam air dengan suhu tinggi dan molekul
amilosa yang terdispersi ke dalam air. Dalam kondisi suhu tinggi, larutan pati
memiliki kemampuan terdispersi yang fleksibel dan tidak kaku. Bila larutan pati
mendingin, energi kinetik tidak cukup untuk melawan kecenderungan molekul-
molekul amilosa untuk bersatu kembali. Retrogadasi adalah proses yang kompleks
dan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jenis dan konsentrasi pati,
prosedur pemasakan, suhu, waktu tinggal, prosedur pendinginan, pH, dan
keberadaan komponen lain.
Gel pati jika didiamkan beberapa lama, maka akan terjadi perluasan daerah
kristal sehingga mengakibatkan pengkerutan struktur gel, yang biasanya diikuti
dengan keluarnya air dari gel. Pembentukan kembali struktur kristal itu disebut
retrogradasi. Sedangkan keluarnya air dari gel disebut sineresis (D’appolonia,
1971). Menurut Swinkels (1985), retrogradasi larutan pati memiliki beberapa efek
sebagai berikut :
a. Peningkatan viskositas;
b. Terbentuknya kekeruhan;
c. Terbentuknya lapisan tidak larut;
d. Terjadi presipitasi (bila konsentrasi pati rendah) pada pati tidak larut;
e. Terbentuknya gel (bila konsentrasi pati tinggi);
f. Terjadinya sinerisis pada larutan pati.
2.5. Proses Baking
Baking merupakan proses pemasakan dalam oven yang mengubah rasa.
warna, volume, ketebalan, kehalusan, dan komposisi kimia dari roti. Proses
baking akan menyebabkan perubahan fenomena secara fisik, kimia, dan biologi
yang membentuk kualitas produk. Tujuan proses baking adalah untuk
memberikan daya kembang roti (Desroiser, 1977).
Perubahan kimia yang terjadi dalam oven selama proses baking yaitu
pembentukan gas karbondioksida, perubahan protein, gelatinisasi pati, dan
karamelisasi gula. Selama proses baking juga terjadi perpindahan massa antara
25
molekul-molekul yang ada dalam roti. Baking yang dilakukan pada suhu tinggi
menyebabkan perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi dalam
roti (Seyhun, 2005). Radiasi adalah perpindahan panas secara tidak langsung
dimana suatu molekul menyerap panas dan dihantarkan di dalam molekul tersebut
secara cepat. Pada oven, sejumlah panas dihantaskan dari dinding oven (hot spots)
sehingga bagian roti yang paling dekat dengan dinding oven akan berwarna lebih
gelap akibat radiasi. Sedangkan konduksi merupakan perpindahan panas secara
langsung antara pan (aluumunium cup) dengan roti (Figoni, 2008).
Dengan adanya perpindahan panas tersebut, maka perpindahan massa dapat
terjadi berdasarkan empat tahap secara berurutan, yaittu penguapan air,
perpindahan uap air ke fase gas, kondensasi air, dan difusi air. Hal ini terjadi
dalam oven, dengan mekanisme terdapat dalam gambar 2.6 berikut ini :
Difusi Konveksi
Konveksi Radiasi
Difusi
Konveksi
CO2 (v)
Evaporasi H2O(v) Kondensasi
H2O(l)
Kondensasi Difusi Evaporasi
Gambar 2.6. Mekanisme baking dan cooling pada roti
Proses pembuatan roti dapat digambarkan dengan diagram fase yang
menunjukkan hubungan kandungan air dan suhu produk yang digambarkan pada
gambar 2.5. mekanisme baking pada roti selama baking dan cooling. Adonan roti
umumnya mempunyai kandungan air 0,4-0,5 kg/kg dan berada pada posisi rubber
state. Fase pertama yaitu heating fase, suhu adonan akan meningkat sampai
mendekati suhu gelatinisasi sekitar 60-70OC, di mana protein mengalami
26
denaturasi dan yeast semakin teraktivasi untuk membentuk CO2. Suhu yang
semakin meningkat akan memicu produk melewati suhu pencairannya (melting
temperature) dan kemudian mencapai fase pengeringan (drying), di mana
kandungan air yang ada pada produk menguap dan suhu produk akan berada pada
100OC (suhu penguapan air). Penguapan akan terjadi lebih cepat untuk permukaan
roti (crust) yang kontak langsung dengan udara panas dengan suhu 120OC,
sementara bagian dalam (crumb) masih berada pada fase cair dengan suhu 90-
100OC.
Fase pendinginan (cooling) terjadi pada suhu kamar, fase roti juga akan
mengalami peubahan. Bagian crust berubah dari fase rubber state ke glossy state
dengan melewati glass transtition temperature (Tg), sedangkan pada bagian
crumb produk berada pada rubber state. State yang berbeda antara crust dan
crumb akan mengakibatkan kedua bagian tersebut mempunyai karakteistik yang
berbeda, di mana crust akan lebih renyah (crispy) dan mudah retak, sementara
crumb akan menjadi lentur (soft).
Pada gambar 2.5 produk roti diasumsikan suatu padatan yang berpori
sehingga terdapat kandungan air, dengan adanya panas dari oven atau sumber
panas lain, air di dekat permukaan akan menguap. Uap air akan berpindah ke fase
gas melalui proses difusi ke dalam produk atau bahkan keluar melalui sel
permukaan produk, sehingga uap air yang bertemu dengan uap air yang lebih
dingin di pusat produk akan mengalami kondensasi sampai jumlahnya berkurang
karena pengaruh panas (Hadiyanto, 2005).
27
2.6. Penelitian Terdahulu
Judul Penelitian Peneliti Tahun Kesimpulan Kekurangan
A novel
thermoreversible
Gelling Product Made
by Enzmatic
Modification of Starch
Marc. J. E.C.
van der
Maarel et al.
2005 Pati dari kentang yang dimodifikasi dengan
penambahan enzim amilomaltase menyebabkan
sifat pati menjadi thermoreversible sehingga
membentuk gel yang dapat menggantikan
gelatin yang berasal dari hewan
Pati yang dimodifikasi dengan
penambahan enzim amilmal-
tase membutuhkan konsentrasi
yang lebih tinggi dibandingkan
dengan gelatin untuk mencapai
sifat gel yang sama
Enzyme-catalyzed
Synthesis of
Hydrofobically
Modified Starch
Lei Qiao et
al.
2006 Pati termodifikasi yang bersifat hidrofobik
memiliki sifat yang lebih baik dari pati alami
dan dapat digunakan sebagai surfaktan polimer
atau emulsifier.
DS (degree of subtition)
dibawah kisaran antara 0.003-
0.005 sehingga pati
termodifikasi tersebut tidak
dapat digunakan sebagai
thickener yang cukup baik.
Preparation, Pasting
Properties and Freeze-
thaw Stability of Dual
Modified Crosslink-
Phosphorylated Rice
Starch
Pawinee
Deetae et al.
2008 Kombinasi dari modifikasi secara crosslink dan
fosforilasi dengan 1% Sodium trimeta-
phosphate (STMP) dan 4% Sodium tripoly-
phosphate (STPP) memiliki ketahan terhadap
pendinginan dan pemanasan secara berulang.
Pembentukan struktur seperti
spon tidak tercapai saat
dilakukan proses siklus freeze
thaw.
The Effects of Acid and
Oxidative Modification
on The Expansion
Properties of Rice
Flour with Varying
Ana Clara
Klug Tavares
et al.
2010 Penambahan asam laktat kemudian dioksidasi
menggunakan hidrogen peroksida mengaki-
batkan depolimerisasi amilosa dan amilopektin
menjadi gugus karbonil dan karboksil lebih
banyak pada tepung beras amilosa rendah
Penambahan asam dan oksidasi
pada pati mengakibatkan ke-
rusakan pada struktur granula
pati. Terjadinya penurunan
gugus amilosa secara tidak
28
Levels of Amylose daripada tepung beras dengan amilosa sedang
dan tinggi. Volume spesifik tepung Motti
(rendah amilosa) dari 6.53 mL/g menjadi 15.80
mL/g ketika dioksidasi dengan konsentrasi
peroksida tertinggi sebesar 8g/100g dengan
waktu reaksi terlama selama 27 jam.
langsung mengindikasikan
kerusakan ikatan glikosidik
sehingga menurunkan sifat
holding viscosity dari pati.
Oxidation of fermented
cassava starch using
hydrogen peroxide
Alvaro
Renato
Guerra Dias
et al.
2011 Pati singkong yang dioksidasi dengan hidrogen
peroksida memiliki beberapa keunggulan
dibandingkan penjemuran karena itu kontrol
yang lebih baik pada parameter proses, tidak
tergantung pada
kondisi iklim dan menghasilkan produk yang
lebih homogen, mengurangi polusi, dan terurai
dengan mudah dengan panas.
Tidak ada kekurangan dalam
penelitian ini dikarenakan
penelitian bertujuan untuk
membandingkan hasil berupa
gugus karbonil dan karboksil
serta swelling power pati yang
dimodifikasi menggunakan
okisdator hidrogen peroksida
sehingga hasilnya telah
dijelaskan pada kolom
kesimpulan.
Characterization of
Physicochemical and
Baking Expansion
Properties of Oxidized
Sago Starch Using
Hydrogen Peroxide and
Sodium Hypochlorite
Catalyzed By UV
Irradiation
Eduard
Fransisco
Tethool et al.
2012 Oksidasi menggunakan peroksida
menghasilkan swelling power dan solubility
dari oksidasi menggunakan hipoklorit.
Peningkatan waktu dalam irradiasi
menggunakan UV akan meningkatkan gugus
amilosa pada pati yang telah dioksidasi.
Oksidasi dengan peroksida dan hipoklorit
dengan katalis iradiasi sinar UV meningkatkan
volume spesifik dari pati. Oksidasi dengan
Tidak ada kekurangan dalam
penelitian ini dikarenakan
penelitian bertujuan untuk
membandingkan penggunaan
okisdator hidrogen peroksida
dan natrium hipoklorit
sehingga hasilnya telah
dijelaskan pada kolom
kesimpulan.
29
hipoklorit menghasilkan baking expansion
yang lebih rendah dibandingkan dengan
menggunakan hidrogen peroksida. Okisdasi
pati menggunakan hidrogen peroksida dengan
menambahkan iradiasi sinar UV selama 15
menit menghasilkan pati sagu dengan volume
spesifik tertinggi sebesar 8.65 mL/g dengan
derajat baking expansion sebesar 65.6%
Effect of Cassava Flour
Characteristic on
Properties of Cassava-
Wheat-Maize
Composite Bread Types
Maria
Eduardo et
al.
2013 Roti yang dibuat berdasarkan tapioka dari ubi
kayu yang dipanggang kemudian dicampur
dengan tepung jagung dan tepung terigu
dengan perbandingan tapioka paling besar
menghasilkan roti yang memiliki sifat dan
struktur mendekati dengan roti yang dibuat
dengan menggunakan tepung terigu (gandum)
murni.
Roti yang dibuat dengan
menggunakan tepung cam-
puran dari tapioka dan jagung
hanya akan mendekati struktur
dari roti yang dibuat murni
dengan tepung terigu, hal ini
disebabkan oleh jaringan
gluten yang dihasilkan lebih
sedikit sehingga tidak dapat
menyerap gas karbon dioksida
saat proses fermentasi
berlangsung.
Oxidation of Potato
Starch with Different
Sodium Hypochlorite
Concentration and Its
Effect on
Biodegradable Films
Laura
Martins
Fonseca et al.
2014 Oksidasi dengan konsentrasi klorin aktif yang
berbeda akan menyebabkan sifat pati
termodifikasi juga berbeda. Film yang
dihasilkan memiliki kelarutan dalam air yang
lebih rendah dan permeabilitas terhadap uap
air.
Film yang dibuat dari pati yang
dioksidasi dengan konsentrasi
aktif klorin paling tinggi
memiliki kekuatan tarik
(tensile strength) yang rendah.
30
Addition of cassava
flours in bread-making:
Sensory and textural
evaluation
Sidsel Jensen
et al.
2015 Roti yang terbuat dari campuran tepung terigu
dan tapioka dianalisis dengan sensory
descriptive analysis (DA), texture profile
analysis (TPA), dan pengukuran fisik. Hasil
dari DA menunjukkan bahwa jenis tapioka
menentukan jumlah tapioka yang dapat
dimasukkan untuk membuat roti tanpa
mempengaruhi sifat sensorik. Lebih dari 30%
tepung terigu bisa diganti dengan Farinha de
Mandioca (FDM) yang hanya mempengaruhi
volume dan volume khusus, sedangkan
substitusi 30% tepung terigu dengan salah satu
jenis tapioka akan menyebabkan perubahan
hasil dari DA dan pengukuran instrumental.
Penambahan serat menghasilkan volume crumb
lebih ringan dan lebih keras serta struktur yang
lebih kohesif.
Korelasi pengukuran yang baik
diperoleh antara sifat tekstur
sensorik dan hasil dari
pengukuran instrumental, PCA
mengungkapkan bahwa DA
memberikan pemisahan yang
lebih baik pada produk roti tapi
kombinasi DA dan pengukuran
instrumen yang digunakan
memberikan informasi lebih
daripada kedua pendekatan
tersebut yang dilakukan
dengan terpisah.
31
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian
Tapioka
200 gr
Hidrolisis Asam
Pengadukan 60 menit, 40O
C
Asam Laktat
1 % b/b
Oksidasi H2O
2
Pengadukan 50 menit, 32,5:600O
C, pH 4:5
H2O
2
0,4 ; 1,5 % b/b
Uji Tapioka Termodifikasi
Volume
Spesifik
Swelling
Power
Kelarutan
Pati
Gugus
Karbonil
Gugus
Karboksil
Baking
20 menit, 180O
C
Uji Banding
Terigu (Gandum) Tapioka Termodifikasi
32
3.2. Bahan dan Alat yang Digunakan
3.2.1. Bahan yang Digunakan
Bahan utama yang digunakan yaitu:
1. Tapioka 200 gram
2. Aquades secukupnya
3. Asam laktat 1% dalam 500 ml aquades
4. H2O2 teknis 30% 0,4% dan 1,5%
5. Hidroxylamin hidroklorit 15 gram
6. 0,1 N Asam Klorida secukupnya
7. 0,1 N Sodium hidroksida secukupnya
8. 0,01 N Sodium hidroksida secukupnya
Bahan tambahan yang digunakan yaitu:
1. Bread improver 0,3 gram
2. Ragi roti 1 gram
3. Gula pasir 10 gram
4. Garam 1 gram
5. Air mineral 50 ml
6. Margarine 8 gram
3.2.2. Alat yang Digunakan
Alat utama yang digunakan yaitu 2 buah reaktor. Reaktor pertama
dilengkapi dengan pengaduk, waterbath, dan temperatur control, dalam
penelitian ini digunakan beakerglass 2 liter dengan magnetic stirrer.
Reaktor kedua dilengkapi dengan pengaduk, waterbath, dan temperatur
control. Alat tambahan yang digunakan yaitu mixer, oven, pH meter, kertas
saring, sentrifuge, loyang aluminium, dan timbangan digital.
33
3.3. Rangkaian Alat Utama
AirAir
Asam Laktat Hidrogen Peroksida
Tepung Tapioka
3.4. Variabel Penelitian
No Pati Tapioka
(gram)
Konsentrasi
asam laktat
(% b/b)
Konsentrasi
H2O2
(% b/b)
pH
Suhu
Oksidasi
(OC)
1 200 1 0,4 3,5 32,5
2 200 1 0,4 4 32,5
3 200 1 0,4 5 32,5
4 200 1 0,4 3,5 60,0
5 200 1 0,4 4 60,0
6 200 1 0,4 5 70,0
7 200 1 0,4 3,5 70,0
8 200 1 0,4 4 70,0
9 200 1 0,4 5 32,5
10 200 1 1,5 3,5 32,5
Analisa :
Pengujian Volume Spesifik Roti
Pengujian Gugus Karboksil
Pengujian Gugus Karbonil
Pengujian Swelling Power Pati
Pengujian Kelarutan Pati
34
11 200 1 1,5 4 32,5
12 200 1 1,5 5 32,5
13 200 1 1,5 3,5 60,0
14 200 1 1,5 4 60,0
15 200 1 1,5 5 60,0
16 200 1 1,5 3,5 70,0
17 200 1 1,5 4 70,0
18 200 1 1,5 5 70,0
3.5. Prosedur Kerja
3.5.1. Proses Hidrolisis Asam
Melarutkan 200 gram tapioka ke dalam 800 ml aquades dan memanaskan
hingga 40OC, menambahkan asam laktat ke dalam larutan dan melakukan
pengadukkan secara konstan selama 1 jam di dalam Reaktor I. Menetralkan
larutan menggunakan 0,1 N sodium hidroksida, kemudian menyaring
larutan menggunakan kertas saring, mencuci residu menggunakan aquades,
dan mengeringkan residu yang tertinggal di kertas saring. (Muniz das Neves
et al., 2010).
3.5.2. Proses Oksidasi H2O2
Melarutkan residu hasil hidrolisis asam ke dalam 300 ml aquades kemudian
menambahkan H2O2 dengan konsentrasi sesuai variabel (0,4% b/b ; 1,5%
b/b), mengatur pH larutan mengggunakan 0,1 N asam klorida dan 0,1 N
Sodium hidroksida sesuai dengan variabel (pH 3,5; pH 4; pH 5) dan
memanaskan larutan sesuai dengan variabel (32,5OC; 60,0
OC; 70
oC) di
dalam Reaktor II sambil melakukan pengadukan konstan selama 50 menit.
Menyaring larutan menggunakan kertas saring, mencuci residu
menggunakan aquades, dan mengeringkan residu yang tertinggal di kertas
saring. (Dias et al., 2011).
3.5.3. Proses Baking Roti
Membuat adonan dengan komposisi 100 gram tapioka modifikasi, 0,3 gram
bread impover, 1 gram ragi roti, 10 gram gula pasir, 1 gram garam, dan 50
ml air mineral, kemudian mencampurkan adonan menggunkan mixer sambil
35
ditambahkan 8 gram margarine putih sampai adonan tercampur merata.
Mendiamkan adonan selama 10-15 menit sebelum memasukkannya ke
dalam loyang aluminium yang telah diolesi oleh margarin putih pada tiap
sisi loyang. Mendiamkan adonan di dalam loyang selama 3 jam, kemudian
memanggang adonan pada suhu 180OC selama 20 menit di dalam oven.
3.5.4. Studi Sifat Fisikokimia Pati Termodifikasi
Studi sifat-sifat fisikokimia pati termodifikasi yang diproses dengan
hidrolisis asam laktat dan oksidasi hidrogen peroksida dengan prosedur
sebagai berikut:
Pengujian Volume Spesifik Roti
Roti yang sudah melalui proses baking kemudian ditunggu selama 1 jam
untuk diukur volume dan massanya. Spesifik volume roti dapat
ditentukan dengan menggunakan persamaan:
Volume Spesifik (
⁄ ) =
Pengujian Gugus Karboksil
Gugus Karboksil dapat ditentukan dengan menggunakan metode
Parovuori (1995). Sampel pati basis kering sebanyak 5 gram dilarutkan
dengan aquades sebanyak 25 ml, melakukan pengadukkan konstan
selama 30 menit, dan melakukan sentrifuge dengan kecepatan 2500 rpm
selama 15 menit. Mencuci residu hasil sentrifuge dengan aquades dan
menambahkan 300 ml aquades. Memanaskan larutan pada waterbath
sambil melakukan pengadukan selama 30 menit sampai terbentuk gelatin.
Menitrasi sampel hasil pemanasan yang masih panas menggunakan 0,01
N sodium hidroksida sampai pH mencapai 8,2.
Gugus Karboksil digambarkan sebagai jumlah karboksil dibandingkan
dengan 100 unit glukosa (COOH/100 GU) dan dapat dihitung dengan
persamaan :
COOH/100 GU =
dimana, Vb = Volume NaOH sebelum titrasi pada tabung titrasi (ml)
Vs = Volume NaOH setelah titrasi pada tabung titrasi (ml)
F = Normalitas sodium hidroksida
36
W = Berat sampel basis kering (gram)
Pengujian Gugus Karbonil
Gugus Karbonil dapat ditentukan dengan menggunakan Smith’s method
(1967). Sampel pati basis kering sebanyak 4 gram dilarutkan dengan
aqudes sebanyak 100 ml dan memanaskan larutan sambil melakukan
pengadukan konstan selama 30 menit sampai terbentuk gelatin.
Mendinginkan gelatin hingga suhu mencapai 40OC, mengatur pH
mencapai 3,2 dengan menggunakan 0,1 N asam klorida, dan
menambahkan 15 ml Hidroxylamin (melarutkan 25 gram hidroxylamin
hidroklorit ke dalam 100 ml 0,5 N Sodium hidroksida lalu mengencerkan
larutan hingga 500 ml). Kemudian melakukan pengadukan dan
memasukkan tabung ke dalam waterbath pada suhu 40OC selama 4 jam.
Menitrasi sampel menggunakan 0,1 N Asam klorida hingga pH mencapai
3,2.
Gugus Karbonil digambarkan sebagai jumlah karbonil per 100 glukosa
(CO/100 GU) dan dapat dihitung dengan persamaan:
CO/100 GU =
dimana, Vb = Volume asam klorida sebelum titrasi (ml)
Vs = Volume asam klorida setelah titrasi (ml)
F = Normalitas asam klorida
W = Berat sampel basis kering (gram)
Pengujian Daya Kembang (Swelling Power) Pati
Swelling Power dapat ditentukan dengan metode yang digunakan oleh
Leach et al. (1959). Tahap pertama yaitu melarutkan pati sebanyak 0,1
gram dalam aquades sebanyak 10 ml, dan memanaskan larutan
menggunakan waterbath pada suhu 70OC selama 30 menit. Kemudian
memisahkan larutan menggunakan centrifuge dengan kecepatan 2500
rpm selama 20 menit. Swelling Power dapat dihitung dengan persamaan:
Swelling Power (%) =
37
Pengujian Kelarutan (Solubility) Pati
Kelarutan (solubility) pati dapat ditentukan dengan metode yang
digunakan oleh Kainuma et al. (1967). Kelarutan dihitung dengan cara
menimbang 1 gram pati termodifikasi, kemudian dilarutkan pada 20 ml
aquades dalam tabung reaksi. Setelah itu, memanaskan larutan dalam
waterbath pada temperatur 70OC selama 30 menit. Kemudian 10 ml
supernatan didekantasi dan dikeringkan sampai beratnya konstan.
Kelarutan dapat dihitung dengan persamaan:
Kelarutan (%) =
38
BAB IV
JADWAL PENELITIAN
Penelitian dengan judul ―Modifikasi Pati Ubi Kayu dengan Kombinasi Proses
Hidrolisis Asam Laktat dan Oksidasi Hidrogen Peroksida‖ ini dibagi menjadi dua
tahap, yaitu pra-rancang penelitian yang akan disusun dalam proposal penelitian serta
pengambilan data dan hasil penelitian yang akan disusun dalam laporan penelitian.
Proposal penelitian dimulai terhitung tanggal 1 Oktober 2014 dengan agenda studi
kepustakaan dan penyusunan latar belakang penelitian.
Agenda Penelitian November Desember Januari Februari
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Studi Kepustakaan
Penyusunan Proposal
Evaluasi Proposal Penelitian
Sidang Proposal Penelitian
Revisi Proposal Penelitian
Agenda Penelitian Maret April Mei Juni
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Persiapan Bahan dan Alat
Penelitian
Analisis Hasil
Evaluasi Penelitian
Penyusunan Laporan
Sidang Laporan Penelitian
Revisi Laporan Penelitian
39
DAFTAR PUSTAKA
Abera, S., dan Rakshit, S. K. (2003). Processing Technology Comparison of
Physicochemical and Functional Properties of Cassava Starch Extracted from
Fresh Root and Dry Chips. Starch - Stärke, 55, 287–296.
An, H. J., dan King, J. M. (2009). Using ozonation and amino acids to change pasting
properties of rice starch. Journal of Food Science, 74(3), C278–83.
Angela, L. M. S. (2001). The Molecular Organization in Starch Based Products. The
Influence of Polyol Used a Plasticizer. http.//igistut-archive-library-
uu.nl/dissertation/1979557. Akses tanggal 14 Desember 2014.
Anggraini, V., Sudarmonowati, E., Hartati, N. S., Suurs, L., dan Visser, R. G. F.
(2009). Characterization of cassava starch attributes of different genotypes.
Starch/Staerke, 61, 472–481.
Asaoka, M., Blanshard, J. M. V., dan Rickard, J. E. (1991). Seasonal effects on the
physico-chemical properties of starch from four cultivars of cassava. Starch -
Stärke, 43, 455–459.
Badan Pusat Statistik (BPS). (2012). Luas Panen, Produktifitas dan Produksi Tanaman
Ubi Kayu Seluruh Provinsi Indonesia Tahun 2011. www.bps.go.id.
Badan Statistik Nasional. (1996). Komposisi kimia ubi kayu per 100 gram bahan.
Balagopalan, C., Padmaja, G., Nanda, S. K., dan Moorthy, S. N. (1988). Cassava in
food, feed, and industry. CRC Press, Inc.
Banks, W., dan Greenwood, C. T. (1975). Starch and its Components.
Beninca, C., Colman, T. A. D., Lacerda, L. G., Filho, M. A. S. C., Bannach, G., dan
Schnitzler, E. (2013). The thermal, rheological and structural properties of
cassava starch granules modified with hydrochloric acid at different temperatures.
Thermochimica Acta, 552(2013), 65–69.
Charles, A. L., Chang, Y. H., Ko, W. C., Sriroth, K., dan Huang, T. C. (2005).
Influence of amylopectin structure and amylose content on the gelling properties
of five cultivars of cassava starches. Journal of Agricultural and Food Chemistry,
53, 2717–2725.
Chávez-Murillo, C. E., Wang, Y. J., dan Bello-Pérez, L. a. (2008). Morphological,
physicochemical and structural characteristics of oxidized barley and corn
starches. Starch/Staerke, 60, 634–645.
D’Appolonia, B. L. (1977). Effect Of Bread Ingredient On Starch Gelatinization
Properties As Measured By The Amyligraph. J. Cereal Chem. 9:532-543.
Deetae, P., Shobsngob, S., Varanyanond, W., Chinachoti, P., Naivikul, O., dan
Varavinit, S. (2008). Preparation, pasting properties and freeze–thaw stability of
dual modified crosslink-phosphorylated rice starch. Carbohydrate Polymers,
73(2), 351–358.
40
Deputi Pendayagunaan dan Permasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi.
(2000). Kementerian Riset dan Teknologi Republik Indonesia.
Desrosier, N. W. (1977). Elements of food technology. AVI Publishing Co. Inc.
Dias, A. R. G., Zavareze, E. D. R., Helbig, E., Moura, F. A. D., Vargas, C. G., dan
Ciacco, C. F. (2011). Oxidation of fermented cassava starch using hydrogen
peroxide. Carbohydrate Polymers, 86(1), 185–191.
Djuardi, Anton. (2009). Cassava Solusi Pemberagaman Kemandirian Pangan. Jakarta:
Grasindo
Eduardo, M., Svanberg, U., Oliveira, J., dan Ahrné, L. (2013). Effect of Cassava Flour
Characteristics on Properties of Cassava-Wheat-Maize Composite Bread Types.
International Journal of Food Science, 2013, 1–10.
Eke, J., Achinewhu, S. C., Sanni, L., Barimalaa, I. S., Maziya-Dixon, B., dan Dixon, a.
(2007). Seasonal variations in the chemical and functional properties of starches
from local and improved cassava varieties in high rainfall region of Nigeria.
Journal of Food, Agriculture and Environment, 5(October), 36–42.
Eke, J., Achinewhu, S. C., Sanni, L., Barimalaa, I. S., Maziya-Dixon, B., dan Dixon,
A. (2009). Pasting, Color, and Granular Properties of Starches From Local and
Improved Cassava Varieties in High Rainfall Region of Nigeria. International
Journal of Food Properties, 12(October 2014), 438–449.
Eliasson, A. C. (Ed.). (2004). Starch in food: Structure, function and applications.
CRC Press.
FAO (Food and Agricultural Organization of the United Nations). (2014). The
statistical division. FAO. (http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.
aspx?PageID=567#ancor) (Diakses Desember 2014).
Figoni, P. (2008). How baking works: Exploring the fundamental of baking science.
2nd ed. John Wiley & Sons, Inc., New Jersey.
Finch, C. A. (1989). Modified starches: Properties and uses Edited by OB Wurzburg,
CRC Press, Boca Raton, Florida, 1986. pp. vi+ 277. ISBN 0‐8493‐5964‐3. British
Polymer Journal, 21(1), 87-88.
Fleche, G. (1985). Chemical modification and degradation of starch. Beynum , G. M.
A. V. and J. A. Roels (Eds.), . Starch Conversion Technology. New York: Marcel
Dekker, Inc.
Garcia, a. C. D. B., dan Leonel, M. (2005). Effect of lactic acid concentration on
expansion property of photochemically modified starches. Ciencia E
Agrotecnologia, 29, 629–634.
Ghanbarzadeh, B., Almasi, H., dan Entezami, A. A. (2011). Improving the barrier and
mechanical properties of corn starch-based edible films : Effect of citric acid and
carboxymethyl cellulose. Industrial Crops dan Products, 33(1), 229–235.
Godfray, H. C. J., Beddington, J. R., Crute, I. R., Haddad, L., Lawrence, D., Muir, J.
F., … Toulmin, C. (2010). Food security: the challenge of feeding 9 billion
people. Science (New York, N.Y.), 327(5967), 812–8.
41
Gomand, S. V., Lamberts, L., Derde, L. J., Goesaert, H., Vandeputte, G. E., Goderis,
B., … Delcour, J. a. (2010). Structural properties and gelatinisation
characteristics of potato and cassava starches and mutants thereof. Food
Hydrocolloids, 24(4), 307–317.
Hadiyanto, H. (2005). Heat and Mass Transfer during Baking: Product Quality
aspects. Numerical Heat Transfer .
Han, Z., Zeng, X., Zhang, B., dan Yu, S. (2009). Effects of pulsed electric fields (PEF)
treatment on the properties of corn starch. Journal of Food Engineering, 93(3),
318–323.
Hansen, M. R., Blennow, A., Pedersen, S., dan Engelsen, S. B. (2009). Enzyme
modification of starch with amylomaltase results in increasing gel melting point.
Carbohydrate Polymers, 78(1), 72–79.
Hoover, R. (2010). The impact of heat-moisture treatment on molecular structures and
properties of starches isolated from different botanical sources. Critical Reviews
in Food Science and Nutrition, 50(September 2013), 835–847.
Jane, J. L. dan Chen, J.F. (1992). Effect of Amilose Molecular Size and Amilopectin
Branch Chain Length on Paste Properties of Starch.
Jensen, S., Skibsted, L. H., Kidmose, U., dan Thybo, A. K. (2015). Addition of
cassava flours in bread-making: Sensory and textural evaluation. LWT - Food
Science and Technology, 60(1), 292–299.
Jyothi, A. N., Rajasekharan, K. N., Moorthy, S. N., dan Sreekumar, J. (2005).
Microwave-Assisted Synthesis and Characterization of Succinate Derivatives of
Cassava (Manihot esculenta Crantz) Starch. Starch - Stärke, 57(11), 556–563.
Kainuma K, Odat T, Cuzuki S, (1967). Study of Starch Phosphates Monoesters. J.
Technol, Soc. Starch 14: 24 – 28.
Kasemsuwan, T., dan Jane, J. L. (1996). Quantitative method for the survey of starch
phosphate derivatives and starch phospholipids by 31P nuclear magnetic
resonance spectroscopy. Cereal Chemistry, 73(6), 702–707.
Kaur, B., Ariffin, F., Bhat, R., dan Karim, A. a. (2012). Progress in starch
modification in the last decade. Food Hydrocolloids, 26(2), 398–404.
Klein, B., Vanier, N. L., Moomand, K., Pinto, V. Z., Colussi, R., Da Rosa Zavareze,
E., dan Dias, A. R. G. (2014). Ozone oxidation of cassava starch in aqueous
solution at different pH. Food Chemistry, 155(2014), 167–173.
Koswara. (2006). Teknologi Modifikasi Pati. http://Ebook Pangan.com
Kuakpetoon, D., dan Wang, Y. J. (2008). Locations of hypochlorite oxidation in corn
starches varying in amylose content. Carbohydrate Research, 343, 90–100.
Kuakpetoon, D., dan Wang, Y. J. (2006). Structural characteristics and
physicochemical properties of oxidized corn starches varying in amylose content.
Carbohydrate Research, 341(2006), 1896–1915.
Kuakpetoon, D., dan Wang, Y. J. (2001). Characterization of different starches
oxidized by hypochlorite. Starch/Stärke, 53, 211–218.
42
Kusnandar, Feri. (2010). Teknologi Modifikasi Pati dan Aplikasinya di Industri
Pangan. http://itp.fateta.ipb.ac.id/. Akses tanggal 14 Desember 2014.
Leach H. W., Mc Cowen L.D., Schoch T. J., 1959. Structure of The Starch Granules in
Swelling and Sollubility Pattern of Various Starch, Cereal Chem, , Vol.36, pp.
534-544.
Lee, J. S., Kumar, R. N., Rozman, H. D., dan Azemi, B. M. N. (2005). Pasting,
swelling and solubility properties of UV initiated starch-graft-poly(AA). Food
Chemistry, 91(2005), 203–211.
Li, J. Y., dan Yeh, A. I. (2001). Relationships between thermal, rheological
characteristics and swelling power for various starches. Journal of Food
Engineering, 50, 141–148.
Maache-Rezzoug, Z., Maugard, T., Zarguili, I., Bezzine, E., El Marzouki, M.-N., dan
Loisel, C. (2009). Effect of instantaneous controlled pressure drop (DIC) on
physicochemical properties of wheat, waxy and standard maize starches. Journal
of Cereal Science, 49(3), 346–353.
Martins, L., Rosa, J., Lisie, S., El, M., Renato, A., Dias, G., … Zavareze, R. (2014).
LWT - Food Science and Technology Oxidation of potato starch with different
sodium hypochlorite concentrations and its effect on biodegradable films, 1–7.
Mestres, C., Boungou, O., Akissoë, N., dan Zakhia, N. (2000). Comparison of the
expansion ability of fermented maize flour and cassava starch during baking.
Journal of the Science of Food and Agriculture, 80(2000), 665–672.
Mestres, C., Zakhia, N., dan Dufour, D. (1997). Functional and physico-chemical
properties of sour cassava starch. In P. J. Frazier, P. Richmond, and A. M. Donald
(Eds.), Starch: Structure and functionality (pp. 42–50). Cambridge: The Royal
Society of Chemistry.
Miyazaki, Megumi., Pham Van Hunga, Tomoko Maedad, dan Naofumi Morita.
(2006). Recent Advances in Applivcation of Modified Starches for Breadmaking,
Elsevier Journal.
Moorthy, S. N., dan Eliasson, A. C. (2004). Tropical sources of starch. Starch in food:
Structure, function and applications, 321-359.
Muniz das Neves, F., Pereira, J. M., da Rosa Zavareze, E., Guerra Dias, A. R., dan
Elias, M. C. (2010). Expansion of rice flour treated with lactic acid and sodium
bisulphite. LWT - Food Science and Technology, 43(2), 326–330.
Nwokocha, LM, Aviara NA, Senan C, Williams PA (2009). A comparative study of
some properties of cassava (Manihot esculenta, Crantz) and cocoyam (Colocasia
esculenta, Linn) starches. Carbohydrate Polymers 76:362-367
Parovuori, P., Hamunen, A., Forssell, P., Autio, K., dan Poutanen, K. (1995).
Oxidation of potato starch by hydrogen peroxide. Starch/Staerke, 47, 19–23.
Pomeranz, Y. (1991). Functional properties of food components. San Diego,
California: Academic Press Inc.
Pomeranz, Y. (1985). Functional Properties of Food Components. Academic Press,
Inc. New York
43
Pukkahuta, C., Shobsngob, S., dan Varavinit, S. (2007). Effect of Osmotic Pressure on
Starch: New Method of Physical Modification of Starch. Starch - Stärke, 59(2),
78–90.
Purba, E. (2009). Hidrolisis Pati Ubi Kayu (Manihot Esculenta) dan Pati Ubi Jalar
(Impomonea batatas) menjadi Glukosa secara Cold Process dengan Acid Fungal
Amilase dan Glukoamilase. Universitas Lampung, Lampung.
Qiao, L., Gu, Q., dan Cheng, H. (2006). Enzyme-catalyzed synthesis of
hydrophobically modified starch. Carbohydrate Polymers, 66(1), 135–140.
Rajan, A., Sudha, J. D., dan Abraham, T. E. (2008). Enzymatic modification of
cassava starch by fungal lipase. Industrial Crops and Products, 27(1), 50–59.
Rolland-sabaté, A., Sanchez, T., Buléon, A., Colonna, P., Ceballos, H., Zhao, S., …
Dufour, D. (2013). Molecular and supra-molecular structure of waxy starches
developed from cassava ( Manihot esculenta Crantz ). Carbohydrate Polymers,
92(2), 1451–1462.
Rolland-sabaté, A., Sánchez, T., Buléon, A., Colonna, P., Jaillais, B., Ceballos, H., dan
Dufour, D. (2012). Food Hydrocolloids Structural characterization of novel
cassava starches with low and high-amylose contents in comparison with other
commercial sources. Food Hydrocolloids, 27(1), 161–174.
Sajilata, M. G., Singhal, R. S., dan Kulkarni, P. R. (2006). Resistant Starch — A
Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 5, 1–17.
Sánchez-Rivera, M. M., García-Suárez, F. J. L., Velázquez Del Valle, M., Gutierrez-
Meraz, F., dan Bello-Pérez, L. a. (2005). Partial characterization of banana
starches oxidized by different levels of sodium hypochlorite. Carbohydrate
Polymers, 62(2005), 50–56.
Sangseethong, K., Termvejsayanon, N., dan Sriroth, K. (2010). Characterization of
physicochemical properties of hypochlorite- and peroxide-oxidized cassava
starches. Carbohydrate Polymers, 82(2), 446–453.
Sari, P., Siregar, D. M., dan Sumardiono, S. (2010). Modifikasi Tapioka dengan
Kombinasi Proses Hidrolisa Asam Laktat dan Oksidasi Hidrogen Peroksida untuk
Meningkatkan Daya Kembang, 86–91.
Sasaki, T., dan Matsuki, J. (1998). Effect of wheat strach structure on swelling power.
Cereal Chemistry, 75(4), 525–529.
Seyhun, N., Sumnu G., Sahin S. (2005) Effects of starch types on retardation of staling
of microwave-baked cakes, Food and Bioproducts Processing, 83:1-5.
Shandera, D. L., dan Jackson, D. S. (1996). Effect of Corn Wet-Milling Conditions
(Sulfur Dioxide, Lactic Acid, and Steeping Temperature) on Starch Functionality.
Cereal Chemistry, 73(5), 632–637.
Silva, R. M., Ferreira, G. F., Shirai, M. a, Haas, a, Scherer, M. L., Franco, C. M. L.,
dan Demiate, I. M. (2008). Physicochemical characteristics of starches modified
with potassium permanganate/lactic acid and sodium hypochlorite/lactic acid.
Ciencia E Tecnologia de Alimentos, 28(1), 66–77.
44
Smith, R. J. (1967). Characterization and analysis of starches. In R. L. Whistler, dan
U. F. Paschal (Eds.), Starch: chemistry and technology (pp. 620–625). New York:
Academic Press.
Standar Nasional Indonesia. (1992). Syarat mutu tapioka. SNI 01-2997-1992.
Sunarti, T.C., N. Richana., F. Kasim., Purwoko, A. Budiyanto. (2007). Karakterisasi
Sifat Fisiko Kimia Tepung dan Pati Jagung Varietas Unggul Nasional dan Sifat
Penerimaannya terhadap Enzim dan Asam. Departemen Teknologi Industri
Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Swinkels, J. J. M. (1985). Sources of starch, its chemistry and physics. Beynum , G.
M. A. V. and J. A. Roels (Eds.), . Starch Conversion Technology. New York:
Marcel Dekker, Inc.
Szymońska, J., Krok, F., dan Tomasik, P. (2000). Deep-freezing of potato starch.
International Journal of Biological Macromolecules, 27, 307–314.
Tawil G, Viksø-Nielsen A, Rolland-Sabaté A, Colonna P, Buléon A. (2011). In depth
study of a new highly efficient raw starch hydrolyzing α-amylase from
Rhizomucor sp. Biomacromolecules 12, 34–42.
Tavares, A. C. K., Zanatta, E., Da Rosa Zavareze, E., Helbig, E., dan Dias, A. R. G.
(2010). The effects of acid and oxidative modification on the expansion
properties of rice flours with varying levels of amylose. LWT - Food Science and
Technology, 43(8), 1213–1219.
Tester, R., dan Morrison, W. (1990). Swelling and gelatinization of cereal starches. I.
Effects of amylopectin, amylose, and lipids. Cereal Chemistry, 67(1990), 551–
557.
Tethool, E. F., Jading, A., dan Santoso, B. (2012). Characterization of
Physicochemical and Baking Expansion Properties of Oxidized Sago Starch
Using Hydrogen Peroxide and Sodium Hypochlorite Catalyzed By UV
Irradiation. Food Science and Quality Management, 10.
Thomas, D. J., dan Atwell, W. A. (1997). Starches. American Association of Cereal
Chemists.
Van der Maarel, M. J. E. C., Capron, I., Euverink, G.-J. W., Bos, H. T., Kaper, T.,
Binnema, D. J., dan Steeneken, P. a. M. (2005). A Novel Thermoreversible
Gelling Product Made by Enzymatic Modification of Starch. Starch - Stärke,
57(10), 465–472.
Vliegenthart, J. F. G., van der Burgt, Y. E. M., Bergsma, J., Bleeker, I. P., Mijland, P.
J. H. C., dan Kamerling, J. P. (2000). Structural studies on methylated starch
granules. Starch - Stärke, 52, 40–43.
Westby A. (2002). Cassava utilization, storage and small-scale processing. In RJ
Hillocks, JM Thresh, AC Belloti, eds, Cassava: Biology, Production and
Utilization. CAB International Publishing, Wallingford, UK, pp 281–30
Wuzburg, O. B. (1989). Modified starch : Properties and uses. Florida: CRC press.
Winarno, F. G. (2002). Kimia Pangan dan Nutrisi. Jakarta: Gramedia.
45
Xing, G.-X., Zhang, S.-F., Ju, B.-Z., dan Yang, J.-Z. (2006). Microwave-assisted
Synthesis of Starch Maleate by Dry Method. Starch - Stärke, 58(9), 464–467.
Zhu, F. (2014). Composition, structure, physicochemical properties, and modifications
of cassava starch. Carbohydrate Polymers.
Zhu, F., dan Wang, S. (2014). Physicochemical properties, molecular structure, and
uses of sweetpotato starch. Trends in Food Science dan Technology, 36(2014),
68–78.
46
L E M B A R K O N S U L T A S I
Proposal Penelitian
Nama : Hansen Hartanto NIM. 21030112130065
Intan Clarissa Sophiana NIM. 21030112110032
Judul Penelitian : Modifikasi Pati Ubi Kayu dengan Kombinasi Proses
Hidrolisis Asam Laktat dan Oksidasi Hidrogen Peroksida
Tanggal mulai : 1 Oktober 2014
Pembimbing : Dr. Siswo Sumardiono, ST., MT.
Tanggal Konsultasi
Paraf
Ket Mhs Dosen
1 Oktober 2014
17 Oktober 2014
31 Oktober 2014
18 November 2014
26 November 2014
18 Desember 2014
31 Desember 2014
09 Januari 2015
13 Januari 2015
21 Januari 2015
27 Januari 2015
29 Januari 2015
06 Februari 2015
09 Februari 2015
Judul dan Membuat BAB I
Revisi BAB I
Revisi BAB I
BAB II dan Revisi BAB I
Revisi BAB I dan BAB II
Revisi BAB I dan BAB II
Membuat BAB III, Revisi BAB
I dan BAB II
Revisi BAB I, BAB II dan BAB
III
Revisi BAB I , BAB II, dan
BAB III
Revisi BAB I dan BAB III
Revisi BAB I dan membuat
summary
Revisi BAB I
Revisy Summary
ACC.
Dinyatakan selesai
Tanggal : 09 Februari 2015
Dosen Pembimbing
Dr. Siswo Sumardiono, ST., MT.
NIP. 19750915 200012 1 001