Retrogradasi Pati Pengaruh Proses Pemanasan terhadap Gelatinisasi dan Retrogradasi Pati

25 gelatinisasi pati tipe C terdapat pada pati yang mengalami pengembangan yang terbatas yang ditunjukkan dengan tidak adanya viskositas maksimum dan viskositas breakdown menunjukkan ketahanan panas yang tinggi, contohnya pati kacang hijau, pati yang dimodifikasi dengan ikatan silang dan heat moisture treatment HMT. Profil gelatinisasi pati tipe D terdapat pada pati yang menga- lami pengembangan terbatas yang ditunjukkan dengan rendahnya profil viskosi- tas, misalnya pati yang mengandung amilosa lebih dari 55,0. Proses gelatinisasi pati juga menyebabkan terjadinya diasosiasi double helix dari amilopektin dan peluruhan melting dari kristalit. Disosiasi double helix dari rantai amilopektin menyebabkan hilangnya sifat birefringence dan kristalinitas granula pati. Mekanisme disosiasi double helix selama proses gelatinisasi pati ini dapat diamati dengan menggunakan Differential Scanning Calorimetry DSC. Puncak endotermik pada DSC menunjukkan hilangnya double helix dari amilo- pektin. Semakin tinggi suhu dan semakin besar total energi maka semakin kuat struktur kristalin pada granula pati Cooke dan Gidley 1992. Proses gelatinisasi terjadi pertama-tama pada granula pati dengan ukuran besar, kemudian pada granula pati yang lebih kecil Whisler dan BeMiller 1997. Pelepasan amilosa amylose leaching umumnya terjadi setelah pemanasan sus- pensi pati di atas suhu gelatinisasinya. Namun, beberapa amilosa juga dapat mengalami pelepasan dari granulanya pada pemanasan di bawah suhu gelatinisasi- nya. Hal ini disebabkan lokasi amilosa pada granula pati berada di daerah non- kristalin, di samping juga ukuran molekul amilosa yang relatif kecil serta berben- tuk linear, sehingga lebih mudah berdifusi keluar dari granula pati Whisler dan BeMiller 1997.

2.4.2. Retrogradasi Pati

Fenomena retrogradasi pati disebabkan oleh terjadinya pembentukan kem- bali ikatan hidrogen antar molekul amilosa dan amilopektin. Retrogradasi pati terutama dipercepat dengan penyimpanan gel pati pada suhu rendah, yaitu umum- nya pada suhu sekitar 4 o C Champ 2004. Retrogradasi pati terutama disebabkan oleh molekul amilosa, karena pembentukan ikatan hidrogen antar molekul amilosa lebih mudah terbentuk Gambar 13. Semakin banyak fraksi amilosa yang keluar 26 dari granula selama proses gelatinisasi, maka semakin banyak pati teretrogradasi yang terbentuk selama proses retrogradasi Srichuwong 2006. Gambar 13. Mekanisme gelatinisasi dan retrogradasi pati Srichu- wong 2006 Retrogradasi pati dapat menyebabkan perubahan pada sifat gel pati. Peru- bahan yang terjadi di antaranya adalah peningkatan resistensi molekul amilosa dan amilopektin terhadap hidrolisis oleh enzim amilolitik, penurunan kemampuan transmisi cahaya dan hilangnya reaksi pembentukan kompleks berwarna biru dengan penambahan yodium. Retrogradasi pati juga meningkatkan kekuatan gel, menyebabkan gel pati kehilangan kemampuan mengikat air, dan terbentuknya kembali kristalinitas dengan ukuran yang besar Ratnayake et al. 2002 dan Jane 2004. Perubahan akibat retrogradasi pati biasanya tidak diinginkan pada produk pangan berbasis pati atau tepung Karim et al. 2000, karena retrogradasi dapat mengubah struktur dan sifat organoleptik pada produk pangan berbasis pati atau tepung, seperti pada sereal sarapan dan parboiled rice. Retrogradasi pati dapat menyebabkan produk tersebut menjadi keras atau kurang lengket. Apabila pasta pati atau gel pati dibekukan, maka air dalam larutan pasta pati tersebut berubah bentuk menjadi kristal es dan terpisah dari struktur gel pati. Air yang telah berubah bentuk menjadi kristal es tersebut mengakibatkan peristiwa retrogradasi dalam larutan pasta pati. Apabila pasta larutan pati yang telah beku 27 diletakkan kembali pada suhu kamar, kristal es tersebut akan kembali mencair dan air akan terpisah dari struktur pasta pati. Hal ini mengakibatkan terjadinya feno- mena sineresis, yaitu keluarnya air dari pasta pati Gambar 14. Derajat pemi- sahan air sering dinyatakan dengan persen sineresis, yaitu menunjukkan jumlah air yang terpisah setelah pasta pati disimpan pada siklus penyimpanan beku -18 o C. Semakin tinggi persentase jumlah air yang terpisah, maka pati tersebut semakin tidak stabil terhadap penyimpanan suhu beku. Analisis tersebut sering digunakan untuk mengukur tingkat kecenderungan retrogradasi pati Karim et al. 2000; Srichuwong 2006. Gambar 14. Ilustrasi perubahan pasta pati selama siklus freeze-thaw Srichu- wong 2006. Retrogradasi pati dipengaruhi oleh jenis pati, nisbah amilosa dan amilo- pektin, panjang dan distribusi rantai luar amilopektin, berat molekul amilosa dan amilopektin, dan distribusi ukuran granula pati. Molekul amilosa lebih cepat mempengaruhi pembentukan gel dan retrogradasi pati dibandingkan molekul amilopektin, sehingga pati yang mengandung amilosa cenderung mengalami retrogradasi lebih cepat Gudmundsson 1994. Sebagai contoh, urutan kecende- rungan pembentukan gel dan retrogradasi pati adalah sebagai berikut: pati jagung pati gandum pati kentang. Kandungan air dalam gel pati dan suhu penyim- 28 panan dapat mempengaruhi laju retrogradasi pati Orford et al. 1987; Goodfellow dan Wilson 1990. Pada kadar air gel pati tertentu, air dapat berperan sebagai plastisizer yang dapat mempengaruhi suhu transisi gelas T g dari daerah kristalin Slade dan Levine 1987. Sebagai contoh, kristalisasi maksimum dari gel pati gan- dum terjadi pada kadar air 40-50,0 Longton dan LeGrys 1981; Zeleznak dan Hoseney 1986, sedangkan pati jagung pada kisaran kadar air 50-80,0 Liu dan Thompson 1998. Penyimpanan beku secara berulang freeze-thaw pada amilosa juga dilaporkan dapat meningkatkan retrogradasi sehingga dihasilkan struktur gel pati seperti sponge Jane 2004; Liu 2005. Terjadinya proses retrogradasi pati dapat dipelajari dengan beberapa metode, yaitu 1 teknik makroskopis dengan memonitor perubahan sifat-sifat fisiktekstur dengan menggunakan Brabender Viscoamilograph BVA atau Rapid Visco Analyzer RVA , Differential Scanning Calorimetry DSC, light scattering, pengukuran derajat sineresis, serta 2 teknik molekuler dengan mempelajari peru- bahan konformasi pati atau mobilitas air dalam gel pati pada tingkat molekul dengan menggunakan difraksi sinar X, Nuclear Magnetic Resonance Spectros- copy NMR, spektroskopi vibrasiRaman spectroscopy dan Fourier Transform Infrared FTIR Karim et al. 2000. Pengukuran dengan difraksi sinar X mem- perlihatkan bahwa pati yang teretrogradasi memiliki pola kristalin tipe B Zobel 1988.

2.5. Pati Resisten