10
Tabel 2. Bentuk dan ukuran granula pati garut dibandingkan sumber pati lainnya
1
Pati Tipe Bentuk
Granula Ukuran
Granula
μm
Garut Umbi
Oval 5 – 70
Barley Serealia Lentikularbola 15
– 25
2 – 5 Jagung
Serealia Bolapolyhedral
2 – 30 Amylomaize
Serealia Tidak beraturan
2 – 30 Jewawut
Serealia Polihedral
4 – 12 Oat
Serealia Polihedral
3 – 10 tunggal 80 campuran
Sagu Serealia Oval 20
– 40
Gandum Serealia
Lentikular Bulat 15 – 35
2 – 10 Beras
Serealia Polihedral
3 – 8 tunggal 150 campuran
Gandum hitam Serealia
Lentikular Bola 10 – 40
5 – 10 Sorghum
Serealia Bola
5 – 20 Kacang tanah
Polong-polongan Rentiform tunggal
5 – 10 Kentang
Umbi Lentikular bersudut
5 – 100 Tapioka
Umbi Bola lentikular
bersudut 5 – 45
1
Tester dan Karkalas 2002
Granula pati garut tersusun oleh molekul amilosa yang berantai lurus dan molekul amilopektin yang memiliki rantai bercabang-cabang. Sebagaimana jenis
pati lainnya, kandungan amilopektin dalam pati garut lebih tinggi dibandingkan amilosa. Naraya dan Moorthy 2002 menyebutkan bahwa kadar amilosa pati
garut berada pada kisaran 16-27.
2.2. Struktur Amilosa dan Amilopektin
Amilosa dan amilopektin tersusun oleh monomer α-D-glukosa. Amilosa
mempunyai struktur lurus, yaitu α-D-glukosa yang dihubungkan satu sama lain
dengan ikatan glikosidik α-1,4 dan memiliki dengan berat molekul sekitar 1x10
5
– 1x10
6
. Amilopektin mempunyai struktur bercabang-cabang, yaitu titik perca-
bangannya dihubungkan dengan ikatan glikosidik α-1,6. Karim et al. 2000
menyebutkan kisaran yang berbeda untuk jumlah α-D-glukosa penyusun titik
percabangan pada amilopektin, yaitu 20-30 unit anhidroglukosa. Amilopektin memiliki berat molekul lebih tinggi bila dibandingkan dengan amilosa, yaitu
11 sekitar 10
6
-10
9
. Berat molekul amilosa dan amilopektin berbeda untuk sumber pati yang berbeda. Hingga saat ini, belum ada laporan yang menyebutkan berat
molekul amilosa dan amilopektin dari pati garut. Gugus-gugus hidroksil yang banyak pada struktur amilosa dan amilopektin
memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen, namun dengan kekuatan ikatan yang berbeda. Bentuk molekul amilosa yang linear dengan jumlah gugus hidroksil
yang banyak memungkinkannya untuk lebih mudah membentuk ikatan hidrogen satu sama lain, sehingga ikatan hidrogen yang terbentuk menjadi lebih kuat. Ada-
nya ikatan hidrogen ini membentuk struktur heliks pada amilosa. Karena molekul amilopektin memiliki ukuran yang besar dengan struktur yang bercabang-cabang,
maka ikatan hidrogen antara molekul amilopektin lebih lemah dibandingkan dengan ikatan hidrogen antar molekul amilosa Liu 2005.
Beberapa model struktur amilopektin dilaporkan oleh beberapa peneliti,
yaitu oleh French 1972 Gambar 3a, Hizukuri 1986 Gambar 3b dan Robin
et al . 1974 Gambar 3c. Imberty et al. 1991 menyatakan bahwa rantai linear
amilopektin dengan DP ∼15 membentuk daerah kristalin dalam struktur granula
pati. Rantai-rantai pendek tersebut membentuk struktur double helix oleh adanya ikatan hidrogen dan tersusun dalam bentuk klaster.
Hizukuri 1986 mengilustrasikan model amilopektin dalam bentuk struktur klaster, yaitu sebanyak 80-90,0 dari keseluruhan rantai amilopektin terletak
pada klaster tersebut, sedangkan 10-20,0 sisanya berperan dalam pembentukan
ikatan antar klaster Gambar 3b. Berdasarkan pada panjang dan titik perca-
bangannya, rantai amilopektin dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian rantai A, rantai B dan rantai C. Bagian rantai A tersusun oleh struktur linear
beran-tai pendek dengan DP 6-12. Bagian rantai B membentuk stuktur bercabang amilo-pektin yang mengikat rantai A atau rantai B lainnya B1, B2 dan B3.
Rantai B1 memiliki DP 13-24, rantai B2 memiliki DP 25-36 dan rantai B3 memiliki DP 37. Bagian struktur amilopektin berantai pendek dengan DP sekitar
6-24 terdapat pada rantai A dan B1. Rantai tersebut dapat membentuk struktur double helix
dan terletak pada bagian luar eksternal dari struktur amilopektin. Klaster yang tersusun oleh rantai A dan B1 tersebut menyusun daerah kristalin
12 dalam granula pati. Rantai C membentuk struktur linear yang panjang, yaitu
klaster rantai B terikat di titik percabangannya.
Gambar 3. Model molekul amilopektin yang diadopsi dari a French 1972;
b Hizukuri 1986; dan c Robin et al. 1974. Dalam model terse- but
φ menunjukkan ujung gula pereduksi reducing end. Keterangan rantai A, B, B1, B2 dan B3, dan C dijelaskan di dalam teks.
CL menunjukkan panjang rantai chain length. Daerah kristalin dan amorf ditunjukkan dengan kode 1 dan 2.
Profil rantai amilopektin dapat diketahui dengan pengukuran menggunakan Size Exclusion Chromatography SEC
, Ion-exchange Chromatography IEC atau Fluorophore-Assisted Capillary Electrophoresis FACE dengan cara memo-
tong dahulu ikatan-ikatan percabangan pada amilopektin secara enzimatis. Nisbah rantai A dan B dalam amilopektin dapat ditentukan dengan menggunakan enzim
yang dapat memutus ikatan percabangan debranching enzyme, yaitu enzim iso-
13 amilase dan pullulanase. Kedua jenis enzim tersebut dapat memutus secara spesi-
fik ikatan-ikatan glikosidik α-1,6 sehingga membentuk struktur linear amilosa
rantai pendek Morell et al. 1998.
Tabel 3 memperlihatkan distribusi panjang rantai amilopektin dari beberapa
sumber pati yang dianalisis dengan menggunakan FACE Srichuwong et al. 2005a. Terlihat bahwa sumber pati yang berbeda memiliki distribusi rantai amilo-
pektin yang berbeda. Dibandingkan jenis pati lainnya, pati garut memiliki distri- busi panjang rantai amilopektin pada DP 6-8 paling sedikit 4,0. Distribusi
rantai amilopektin pati garut yang terbesar berada pada kisaran DP 9-30 96,0. Tabel 3. Distribusi panjang rantai amilopektin
1
Sumber Pati Nisbah
APC
2
Distribusi Panjang Rantai DP 6-8
DP 9-12 DP 13-24
DP 25-30
Tipe A Ubi jalar
0,419 11,0
27,9 54,1
7,0 Garut 0,352
4,0 27,7
58,4 9,9
Sagu 0,397 9,0
28,1 56,2
6,7 Talas 0,388
7,4 28,9
57,3 6,4
Singkong 0,489 9,9
36,3 48,3
5,5 Jagung 0,392
5,1 31,4
56,7 6,8
Beras 0,449 8,0
34,5 52,1
5,4 Tipe B
Ganyong 0,312 7,2
21,5 63,4
7,9 Kentang 0,364
10,2 23,5
58,9 7,4
Tipe C Lesser yam
0,394 11,6 24,9 56,2 7,3
1
Srichuwong et al. 2005a
2
Nisbah APC Amylopectin unit-chain merupakan nisbah relatif molar distribusi amilo- pektin dengan DP 6-12 terhadap DP 6-24.
2.3. Model Struktur Granula Pati
