47
disorientasi dan perusakan pada daerah kristalin menyebabkan penurunan total kristalinitas. Variasi ∆H menggambarkan perbedaan derajat kristalinitas Srichuwong et al., 2005.
Pengaruh waktu pemanasan
Peningkatan perlakuan waktu pemanasan pada modifikasi HMT menyebabkan penetrasi panas semakin lama terjadi pada granula pati. Penetrasi panas menyebabkan peningkatan
disorientasi susunan molekul dan kerusakan pada daerah kristalin yang disebabkan adanya pergerakan heliks ganda Gunaratne dan Hoover 2002. Lamanya waktu pemanasan
mempengaruhi pergerakan dan reorientasi penyusunan pada rantai heliks ganda Hoover dan Vasanthan 1994. Walaupun demikian modifikasi HMT tidak hanya menginduksi perubahan pada
daerah kristalin tetapi juga daerah amorphous pada granula pati Lim et al., 2001.
3. Bentuk Granula Pati
Mikroskop cahaya terpolarisasi PLM umumnya digunakan untuk melihat ukuran, bentuk, dan posisi hilum. Pada penelitian kali ini mikroskop polarisasi digunakan untuk melihat
pengaruh modifikasi HMT pada granula tapioka dan maizena sehingga digunakan perbesaran berbeda yaitu 400 dan 1000 kali. Hasil pengamatan granula pati tapioka dan maizena dengan
mikroskop cahaya terpolarisasi disajikan pada Gambar 16 dan 17.
Gambar 16 . Granula tapioka native dan termodifikasi pada perbesaran 400x dan 1000x
native A; HMT 20-2 B; HMT 20-4 C; HMT 25-2 D; HMT 25-4 E; HMT 25-7F Secara mikroskopis, granula pati tapioka umumnya berbentuk bulat, namun ada pula
sebagian yang berbentuk bulat dan pecah dengan salah satu sisi terpotong. Sementara pada granula pati maizena berbentuk polihedral dan melingkar. Selain itu, pada kedua pati juga dapat
400x 400x
400x 400x
400x 400x
1000x 1000x
1000x 1000x
1000x 1000x
A B
C D
E F
L
48
diamati hilum yang merupakan titik pertumbuhan asal dari granula terletak di tengah-tengah sentris dengan bentuk titik atau 1-4 garis pendek yang salah satu ujungnya bertemu
sebagaimana yang dilaporkan oleh Febriyanti dan Wirakartakusumah 1990 serta Mishra dan Rai
2006. Pada kondisi alaminya tanpa modifikasi, tapioka Gambar 16A dan maizena Gambar 17A
menunjukkan pola maltose cross pola silang, pola ini dikenal dengan sifat birefringence.
Gambar 17 . Granula maizena native dan termodifikasi pada perbesaran 400x dan 1000x
native A; HMT 20-2 B; HMT 20-4 C; HMT 25-2 D; HMT 25-4 E
Pengaruh kadar air
Peningkatan kadar air hingga 25 pada perlakuan HMT menyebabkan terjadinya
perubahan sifat birefringence pada granula tapioka dan maizena Gambar 16 dan 17. Granula
kedua pati tersebut kehilangan birefringence yang ditunjukkan adanya lubang pada pusat granula hilum namun intensitas birefringence di sekitar pusat granula tidak berubah. Hal tersebut
menunjukkan granula pati masih terjaga integritasnya. Hilangnya birefringence pada pusat granula disebabkan pusat granula pati merupakan daerah amorphous Eliasson, 2004. Daerah
amorphous memiliki susunan molekul pada daerah tersebut lebih renggang sehingga lebih mudah diberubah selama HMT Eliasson 2004; Chung et al. 2009. Hilangnya sifat birefringence granula
pati termodifikasi dipengaruhi oleh kadar air. Peningkatan kadar air modifikasi HMT hingga 25 terlihat mengakibatkan hilangnya sifat birefringence granula dengan terlihatnya lubang pada
pusat granula Gambar 16F, 17D, dan 17E. Hilangnya sifat birefringence dan terbentuknya
lubang pada pusat granula akibat modifikasi HMT juga dilaporkan Vermeylen et al. 2006, Lu dan Yang 2006, serta Chung et al. 2009.
Pergerakan helik ganda selama modifikasi HMT yang dipicu pergerakan molekul air tervaporasi dapat mengakibatkan kerusakan pada kristalit dan atau orientasi kristalin Gunaratne
dan Hoover, 2002. Pergerakan molekul pada granula dapat mengubah orientasi kristalin dan meningkatkan derajat ketidakteraturan molekul pada daerah kristalin sehingga birefringence pati
400x 400x
400x 400x
400x 1000x
1000x
1000x 1000x
1000x
L A
B
C D
E
49
menjadi melemah. Terbatasnya jumlah air pada pati tapioka dan maizena menyebabkan interaksi hidrogen yang terbentuk antara air dengan molekul amilosa dan amilopektin juga terbatas
sehingga tidak menyebabkan gelatinisasi. Lu dan Yang 2006 mempelajari pengaruh kadar air pada sifat birefringence tapioka termodifikasi HMT. Studi tersebut mengungkapkan hubungan
peningkatan kadar air dengan hilangnya sifat birefringence pada granula birefringence termodifikasi HMT.
Pengaruh waktu pemanasan
Penetrasi panas menyebabkan peningkatan derajat ketidakterarturan sehingga meningkatkan molekul pati yang terpisah serta penurunan sifat kristal Hoseney 1998. Hal ini
mengingat bahwa intensitas birefringence pati sangat tergantung dari derajat dan orientasi kristal. Semakin lama waktu pemanasan yang diterapkan, semakin besar pula energi panas yang diterima
sehingga sifat birefringence granula semakin melemah. Granula maizena HMT mulai terlihat kehilangan sifat birefringence pada waktu yang
lebih singkat yaitu 2 jam Gambar 17D. Hal ini sangat berbeda pada tapioka yang
membutuhkan waktu yang lebih lama 7 jam sehingga granula mulai terlihat kehilangan sifat
birefringence Gambar 16F. Perbedaan kandungan amilosa dapat menyebabkan perbedaan
kerentanan granula kedua pati mulai terlihat kehilangan birefringencenya. Hal ini mengingat pusat granula pati yang merupakan daerah amorphous yang memiliki penyusunan molekul yang
lebih renggang sehingga interaksi antar molekulnya lebih mudah berubah akibat HMT Eliasson 2004; Herawati 2009. Molekul amilosa menyusun sebagian besar daerah amorphous. Perbedaan
derajat penyusunan granula mempengaruhi sifat birefringence dan kristalinitas. Kristalinitas
relatif yang lebih tinggi pada tapioka Tabel 16 menunjukkan derajat organisasi molekul pada
tapioka lebih tinggi dibandingkan maizena. Hal ini menyebabkan tapioka membutuhkan waktu pemanasan yang lebih lama untuk mengubah keteraturan dan orientasi penyusunan molekul.
D. EVALUASI PENGARUH FAKTOR PROSES DAN PENENTUAN
KONDISI HMT TERPILIH
Kondisi HMT terpilih ditentukan dengan mengevaluasi faktor proses yang diterapkan yaitu kadar air dan waktu pemanasan. Faktor-faktor tersebut dianalisis pengaruhnya terhadap pati
HMT yang dihasilkan melalui analisis amilografi pasta, gelatinisasi, dan bentuk granula. Dari hasil analisis tersebut diketahui bahwa interaksi kedua faktor yaitu kadar air dan waktu
pemanasan menghasilkan profil pati termodifikasi dengan beragam karakter. Tabel 15
menjelaskan proses evaluasi faktor proses yang diperlukan untuk menentukan kondisi HMT terpilih. Secara garis besar, peningkatan kadar air memiliki peran penting untuk mengubah
karakteristik pati termodifikasi yang dihasilkan Tabel 15. Pengaturan kadar air HMT hingga
25 mampu memberikan pati termodifikasi HMT dengan suhu gelatinisasi yang lebih tinggi dan stabilitas termal yang lebih baik terhadap pengaruh pemanasan dan pengadukan.
Zylema et al. 1985 mengungkapkan kadar air berperan penting pada pendistribusian panas microwave ke bahan. Energi panas dihasilkan dari gesekan molekul bipolar seperti air yang
dipicu gelombang elektron yang dipancarkan microwave. Semakin tinggi kadar air yang terkandung pada sampel maka semakin tinggi pula peluang gesekan antar molekul air yang
kemudian menghasilkan panas. Adebowale et al. 2005 menyatakan bahwa perubahan karakteristik fisikokimia dan fungsional tergantung pada pengaturan kadar air modifikasi. Kadar
