Perbandingan Metode Hidrolisis dalam Aktivitas Pembentukan Asam Lemak Rantai Pendek pada Pati Taktercerna Tipe 3

PERBAND
DINGAN METODE HIDROLISIS DALAM
DA
AKTIVITAS
S PEMBENTUKAN ASAM LEMAK
K RANTAI
PENDEK
EK PADA PATI TAKTERCERNA TIP
TIPE 3

DESI AWALINA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATE
ATEMATIKA DAN ILMU PENGETAH
HUANALAM
IN
INSTITUT
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

ABSTRAK
DESI AWALINA. Perbandingan Metode Hidrolisis dalam Aktivitas Pembentukan
Asam Lemak Rantai Pendek pada Pati Taktercerna Tipe 3. Dibimbing oleh
SUMINAR S ACHMADI.
Pati taktercerna ialah fraksi pati yang tidak terserap oleh sistem pencernaan
pada individu yang sehat, salah satunya ialah RS3, yang merupakan pati
retrogradasi dan memiliki kemiripan proses dengan daya cerna pati dalam tubuh
manusia. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kemampuan kelompok bakteri
Eubacterium rectale dan Clostridium butyricum dalam memproduksi asam lemak
rantai pendek (SCFA: short chain fatty acid), yaitu asam asetat, propionat, dan
butirat dari RS3 yang dihidrolisis menggunakan asam klorida 2 N, α-amilase, dan
pululanase. Rendemen pati taktercerna yang didapat setelah proses hidrolisis
menggunakan HCl 2 N, α-amilase, dan pululanase berturut-turut adalah 6.6%,
2.3%, dan 48.1%, dengan derajat polimerisasi pati berturut-turut 15, 18, dan 25
residu, yang berarti telah memenuhi ketentuan sebagai RS3. Penelitian ini
menghasilkan nisbah butirat:propionat:asetat rerata sebesar 130:60:50, yang
mendekati metabolisme ideal SCFA. Jenis SCFA menggunakan media RCM
(reinforced clostridial medium) mirip dengan yang diproduksi menggunakan
media PYG (pepton yeast glucose) pada setiap perlakuan hidrolisis, walaupun

dengan ragam yang sangat berbeda.
Kata kunci: asam lemak rantai pendek, pati taktercerna, RS3, SCFA

ABSTRACT
DESI AWALINA. Comparison of Hydrolysis Methods and Their Effect on
Activity in Formation of Short Chain Fatty Acids of Resistant Starch Type 3.
Supervised by SUMINAR S ACHMADI.
Resistant starch is a fraction of starch not absorbed by the digestive system
in healthy individuals, one of which is RS3, a retrograded starch and has
similarities with digestibility process of starch in human body. This study aimed
to evaluate the ability of Eubacterium rectale and Clostrydium butyricum
consortium in producing short chain fatty acids (SCFA), namely acetic, propionic,
and butyric acids from RS3 under 3 different hydrolysis methods. Yield of
resistant starch from hydrolysis using 2 N HCl , α-amylase, and pullulanase were
6.6%, 2.3%, and 48.1%, respectively, with the degree of polymerization were 15,
18, and 25 residues, respectively, meaning that they meet the requirement as RS3.
This experiment resulted an average of butyrate:propionate:acetate which was
130:60:50, which was close to an ideal SCFA metabolism. Fatty acids produced
using RCM (reinforced clostridial medium) medium was similar to that of using
PYG (pepton yeast glucose) medium, although the levels were significantly

different among the hydrolysis methods used.
Keywords: resistant starch, RS3, SCFA, short chain fatty acids

PERBANDINGAN METODE HIDROLISIS DALAM
AKTIVITAS PEMBENTUKAN ASAM LEMAK RANTAI
PENDEK PADA PATI TAKTERCERNA TIPE 3

DESI AWALINA

Skipsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Judul Skripsi
Nama
NIM

: Perbandingan Metode Hidrolisis dalam Aktivitas Pembentukan
Asam Lemak Rantai Pendek pada Pati Taktercerna Tipe 3
: Desi Awalina
: G44086035

Disetujui
Pembimbing,

Prof Dr Suminar S Achmadi
NIP 19480427 197412 2 001

Diketahui
Ketua Departemen Kimia,

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002

Tanggal lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2010 ini ialah Perbandingan
Metode Hidrolisis dalam Aktivitas Pembentukan Asam Lemak Rantai Pendek
pada Pati Taktercerna Tipe 3.
Ucapan terima kasih kepada Ibu Prof Dr Suminar S Achmadi yang telah
membantu dan membimbing dalam penelitian ini. Terima kasih pula kepada Ibu
Prof Maggy T Suhartono, Ibu Ir Endang Yuli Purwani, MSi, dan Ibu Winda
Haliza beserta segenap karyawan Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium
Kimia Balai Besar Penelitian Pascapanen, Bogor. Penelitian ini dapat
terselesaikan atas dorongan semangat dan bantuan dari sahabat-sahabatku Melly,
Kirty, Lia, Rania, dan Martha.
Bogor, Maret 2012

Desi Awalina

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 17 Desember 1983 dari ayah
Safri dan ibu Nurhayati. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara.
Tahun 2002 penulis lulus dari SMUN 2 Bogor dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB pada program studi D3 Analisis Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Tahun 2005 penulis lulus dari program
studi D3 Analisis Kimia, dan pada tahun yang sama penulis diterima bekerja
sebagai staf Method and Development di PT Eisai Indonesia.
Tahun 2008 penulis melanjutkan pendidikan pada program ekstensi S1
Kimia, Fakultas matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. Tahun yang sama
penulis bekerja sebagai asisten peneliti di Balai Besar Penelitian Pasca Panen,
Bogor.

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

Halaman
....................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................

vii

DAFTAR LAMPIRAN

................................................................................

vii

PENDAHULUAN
Latar Belakang ...................................................................................
Tujuan ................................................................................................

1
1

METODE PENELITIAN
Alat dan Bahan ....................................................................................

Lingkup Penelitian ..................................................................................
Pencirian Pati Ubi Jalar ...........................................................................
Retrogradasi Pati ....................................................................................
Hidrolisis Pati dan Produksi RS3 ............................................................
Pencirian dan Penentuan Derajat Polimerisasi RS3 ................................
Fermentasi (in vitro)................................................................................
Analisis Aktivitas SCFA ....................................................................
Analisis Statistika ...............................................................................

1
2
2
2
2
2
4
4
4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri Kimia dan Visual Pati Ubi Jalar
................................................
Pati Retrogradasi .................................................................................
Hidrolisat Pati dan Produk RS3 ...........................................................
Ciri Kimia dan Derajat Polimerisasi RS3 .............................................
Produk Fermentasi (in vitro) dan Aktivitasnya ...................................

4
5
5
6
7

SIMPULAN .....................................................................................................

9

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ .........

10

LAMPIRAN

11

.................................................................................................

DAFTAR TABEL

Halaman
1 Ciri kimia sampel ubi jalar varietas cangkuang dibandingkan
dengan 2 varietas lainnya ................................................................................... 4
2 Rendemen RS3 hasil hidrolisis menggunakan HCl 2 N, αamilase, dan pululanase ...................................................................................... 5
3 Derajat polimerisasi produk hidrolisis dengan menggunakan
HCl 2 N, α-amilase, dan pululanase ................................................................... 7
4 Profil SCFA hasil fermentasi in vitro RS3 dengan masingmasing 3 kali ulangan dalam satuan mol/L ........................................................ 8
5 SCFA temuan beberapa peneliti lainnya ............................................................ 8
6 Analisis statistik SCFA dari C. butyricum pada perlakuan
hidrolisis yang berbeda ....................................................................................... 9
7 Analisis statistik SCFA dari E. rectale pada perlakuan hidrolisis

yang berbeda....................................................................................................... 9

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1 Lingkup penelitian ............................................................................................. 3
2 Mikroskop polarisasi pati ubi jalar varietas cangkuang dengan perbesaran
200X .................................................................................................................... 5
3 Skema hidrolisis pati menggunakan enzim ........................................................ 6
4 Kurva fraksionasi RS3 hasil hidrolisis untuk penentuan DP ............................. 7

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Komposisi medium RCM dan PYG................................................................... 11
2 Kalibrasi standar SCFA...................................................................................... 13

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pentingnya kesehatan sistem pencernaan
makin disadari seiring dengan perubahan pola
konsumsi pangan dan gaya hidup yang penuh
dengan tekanan (stres). Keadaan ini
mendorong dilakukannya riset tentang
kontribusi ingredien pangan dalam bentuk pati
taktercerna tipe 3 (resistant starch type 3;
selanjutnya disebut RS3) dalam mencegah
kanker kolon (colorectal cancer; selanjutnya
disebut CRC). RS didefinisikan sebagai fraksi
pati yang tidak terserap oleh sistem
pencernaan pada individu yang sehat
(EURESTA 1993). Ada 4 kelompok RS, yaitu
RS1, RS2, RS3, dan RS4 (Sajilata et al.
2006). RS1 adalah pati yang secara fisik
terperangkap di dalam matriks sehingga tidak
dapat diakses oleh enzim. RS2 adalah granul
pati mentah yang didominasi oleh struktur
kristalin sehingga sulit dihidrolisis oleh
enzim. RS3 adalah pati retrogradasi dan RS4
adalah pati modifikasi secara kimiawi.
RS3 dipilih karena memiliki kemiripan
proses dengan daya cerna pati dalam tubuh
manusia. RS3 lolos dari sistem pencernaan
yang sehat dan langsung memasuki usus besar
selanjutnya difermentasi oleh mikroflora yang
ada di dalamnya. Fermentasi dilakukan oleh
konsorsium bakteri antara lain Eubacterium
rectale dan Clostridium butyricum. Kelompok
bakteri
tersebut
diketahui
sangat
menguntungkan; mereka memproduksi asam
lemak rantai pendek (SCFA: short chain fatty
acid), yaitu asam asetat, propionat, dan butirat
(Bird et al. 2000, Ramsay et al. 2006). SCFA
adalah sumber energi utama bagi sel-sel kolon
yang mampu mengurangi risiko terjadinya
CRC (Augenlicht et al. 2002). Dari uraian ini,
sifat molekul RS mungkin saja memengaruhi
produksi SCFA khususnya butirat oleh bakteri
penghuni kolon. Jika SCFA meningkat, maka
proliferasi sel CRC dapat dihambat. Oleh
karena itu, peningkatan asupan RS dapat
dijadikan dasar untuk pertumbuhan bakteri
penghasil butirat. Kemampuan bakteri
memfermentasi RS secara in vitro diharapkan
dapat menggambarkan kemampuannya secara
in vivo.
Berdasarkan percobaan Purwani dan
Suhartono (2009), pati asal beras dan sagu
memiliki potensi sebagai RS3 yang dapat
memproduksi butirat secara enzimatis, dan
secara in vitro dapat menghambat proliferasi
sel CRC. Dengan asumsi tersebut, ubi jalar
(Ipomoea batatas) yang juga merupakan

sumber karbohidarat akan berpotensi sebagai
penghasil RS3 yang bersifat apoptosis
terhadap sel CRC.
Modifikasi pati menjadi RS3 memerlukan
tahap hidrolisis. Hidrolisis secara enzimatis
memiliki perbedaan mendasar dengan
hidrolisis secara asam. Hidrolisis secara asam
memutus rantai pati secara acak, sedangkan
hidrolisis secara enzimatis memutus rantai
pati secara spesifik pada percabangan tertentu.
Hidrolisis
secara
enzimatis
lebih
menguntungkan
dibandingkan
dengan
hidrolisis asam karena prosesnya lebih
spesifik,
kondisi
prosesnya
dapat
dikendalikan, biaya pemurnian lebih murah,
dan kerusakan warna dapat diminimumkan.
Kuantitas butirat yang dihasilkan dari
hidrolisis pati ubi jalar belum dikaji secara
detail. Perbandingan hidrolisis dengan
menggunakan α-amilase, pululanase, dan
asam klorida 2 N dapat digunakan dalam
produksi RS3 skala industri, dengan
memperhatikan
biaya
dalam
proses
hidrolisisnya.
Informasi mengenai sifat fisiko-kimia ubi
jalar juga masih sangat terbatas. Konsekuensi
lebih lanjut adalah perlunya dilakukan uji sifat
fungsional ubi jalar sebagai penghasil RS3
yang digunakan oleh bakteri untuk
menghasilkan SCFA.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan:
a. menghasilkan RS3 berbasis pati ubi jalar
dengan 3 perlakuan hidrolisis yang dapat
dimanfaatkan dengan baik oleh bakteri
penghuni kolon (in vitro) serta mengevaluasi
ciri molekulnya;
b. membandingkan profil SCFA dan enzim
pendegradasi pati yang dihasilkan oleh bakteri
penghasil butirat yang ditumbuhkan pada
medium berisi RS3; dan
c. mengidentifikasi
RS3
yang
dapat
digunakan oleh bakteri untuk menghasilkan
SCFA secara optimum.

METODE PENELITIAN
Alat dan Bahan
Peralatan analitis yang digunakan adalah
mikroskop fase kontras dan kromatografi gas
(GC, Agilent Techno Logist, 7890A GC
System) yang dilengkapi dengan detektor
ionisasi nyala (FID) dan kolom HP Innowax

19091-136 (60 m × 0.250 mm). Helium
digunakan sebagai gas pembawa dengan laju
1.8 mL/menit. Nisbah split 40:1. Suhu oven
dijaga pada 90 °C selama 0.5 menit, kemudian
dinaikkan menjadi 110 °C dengan laju 10
°C/menit, dinaikkan lagi menjadi 170 °C
dengan laju
5 °C/menit dan akhirnya
dinaikkan menjadi 210 °C dengan laju 20
°C/menit. Suhu injektor dan detektor adalah
275 °C. Bahan-bahan yang digunakan adalah
ubi jalar dari Balai
Penelitian Tanaman
Kacang-kacangan dan Umbi-umbian, Malang.
Galur bakteri diperoleh dari koleksi kultur
mikroorganisme Balai Besar Veteriner Bogor.
Enzim yang digunakan adalah enzim αamilase dan pululanase, enzim ini diperoleh
dari NOVO melalui distributornya di Jakarta.
Lingkup Penelitian
Pati ubi jalar diperoleh melalui ekstraksi
ubi jalar mentah menggunakan air bersih.
Pencirian pati dilakukan terhadap 3 varietas
pati berbeda, meliputi kadar air, abu, lemak,
protein, serat kasar, dan amilosa.
RS3 dibuat dari pati retrogradasi yang
diberi perlakuan panas dan dihidrolisis dengan
enzim dan asam. RS3 kemudian ditetapkan
ciri kimianya. Proses fermentasi diterapkan
untuk mengevaluasi sifat fungsional RS3. Dua
jenis bakteri penghasil butirat dilibatkan
dalam fermentasi RS3, yaitu C. butyricum dan
E. rectale; keduanya adalah bakteri penghasil
butirat yang secara normal ditemukan di
dalam kolon. Analisis aktivitas SCFA
dilakukan
untuk
menentukan
metode
hidrolisis terbaik dalam produksi SCFA yang
dilakukan. Skema penelitian dicantumkan
dalam Gambar 1.
Pencirian Pati Ubi Jalar
Pencirian pati dilakukan terhadap 3
varietas pati berbeda, meliputi pencirian kadar
air, abu, lemak, protein, serat kasar, amilosa,
dan mikroskop polarisasi pati. Kadar air, abu,
lemak, protein, serat kasar, dan amilosa
dianalisis dengan metode standar AOAC
(2000).
Retrogradasi Pati
Retrogradasi berupa proses pemanasan dan
pendinginan pada pati. Sebanyak 50 g pati
dilarutkan ke dalam 250 mL akuades
kemudian dipanaskan hingga homogen dan
mengental berbentuk gel. Gel dikemas dalam
plastik tahan panas, udara di dalam plastik

dihilangkan dengan vakum, kemudian gel
diautoklaf selama 30 menit pada suhu 121 °C.
Gel didinginkan pada suhu ruang selama 1
jam, kemudian disimpan pada 4 °C selama 24
jam.
Hidrolisis Pati dan Produksi RS3
Hidrolisis untuk memotong polimer pati
menggunakan enzim dan asam dilakukan pada
produksi
RS3.
Setiap
sampel
hasil
retrogradasi ditambah 1250 mL akuades dan
dihaluskan dengan blender. Untuk hidrolisis
asam, sampel dipanaskan pada suhu 90 °C
sambil diaduk, lalu ditambahkan HCl 2 N
hingga pH 1 pada suhu 90 °C dan diaduk
selama 30 menit. Untuk hidrolisis enzimatik,
enzim pululanase ditambahkan sebanyak 1.0
mL pada suhu 60 °C dan diaduk selama 3 jam,
sedangkan enzim α-amilase ditambahkan
sebanyak 0.1 mL pada suhu 45 °C dan diaduk
selama 3 jam. Setiap sampel didinginkan pada
suhu ruang selama 1 jam, kemudian disimpan
pada 4 °C selama 24 jam. Sampel dicuci dan
disaring, kemudian dibilas dengan 1000 mL
akuades, dan disimpan kembali pada 4 °C
selama 24 jam. Setelah dicuci dan disaring
kembali, sampel dikeringkan menggunakan
drum pengering.
Pencirian dan Penentuan Derajat
Polimerisasi RS3
Kadar RS3 dianalisis menurut metode
Goni et al. (1996). Analisis dilakukan secara
triplo. Tahapan untuk analisis RS ialah
sebagai berikut. Sampel (100 mg) ditambah
dengan 10 mL KCl-HCl pH 1.5. Sebanyak
0.2 mL larutan pepsin (1 g pepsin/10 mL
bufer KCl-HCl) ditambahkan ke dalamnya,
dan diinkubasi 37 °C selama 1 jam dengan
pengadukan konstan. Sampel ditambah
dengan 9 mL bufer tris-maleat pH 6.9 (pH
disesuaikan dengan HCl 2 M atau NaOH 0.5
M). Larutan enzim α-amilase (40 mg αamilase/mL bufer tris-maleat) dan pululanase
(40 mg pululanase/mL bufer tris-maleat)
masing-masing ditambahkan ke dalamnya,
diinkubasi pada 37 °C, 16 jam, dengan
pengocokan konstan. Campuran disentrifus
(3000 rpm, 15 menit), supernatan dibuang.
Endapan dicuci dengan akuades. Endapan
dibasahi dengan 3 mL akuades dan
ditambahkan 3 mL KOH 4 M, dibiarkan 30
menit pada suhu kamar dan tetap diaduk.
Sebanyak 5.5 mL HCl 2 M dan 3 mL bufer
asetat 0.4 M (pH 4.75) ditambahkan ke dalam
campuran. Enzim amiloglukosidase (80 L)

ditambahkan, diinkubasi selama 45 menit
pada suhu 60 °C dengan pengadukan konstan.
Campuran disentrifus (15 menit, 3000 rpm)
dan supernatannya dikumpulkan di dalam labu
takar. Residu dibilas dengan 10 mL akuades,
bilasan
disatukan
dengan
supernatan,
kemudian ditera hingga volume 25‒1000 mL.

Bergantung pada kadar RS, sentrifus dapat
diganti dengan filtrasi. Kadar glukosa total di
dalam supernatan dihitung dengan metode
fenol sulfat. Kadar RS dihitung sebagai total
glukosa × 0.9.

Pati: Ubi jalar

Pencirian pati

Retrogradasi: Proses pemanasan dan pendinginan

Hidrolisis pati

α-Amilase

Pululanase

HCl 2M

RS3

Pencirian dan penentuan derajat polimerisasi RS3

Fermentasi

Analisis aktivitas SCFA

Analisis Statistika

Metode hidrolisis terpilih

Gambar 1 Lingkup penelitian.

Derajat polimerisasi (DP) pada setiap
fraksi ditentukan dengan filtrasi gel pada
kolom Sephadex G-25 (Lu et al. 1996). Total
karbohidrat di setiap fraksi ditentukan dengan
metode fenol-asam sulfat dan konsentrasinya
dipantau pada panjang gelombang 490 nm
(AOAC 2005). Nilai gula pereduksi
ditentukan dengan metode dinitrosalisilat dan
konsentrasinya dipantau pada panjang
gelombang 540 nm (AOAC 2000). DP
merupakan nisbah antara total karbohidrat dan
nilai gula pereduksi.
Fermentasi (in vitro)
Dua galur bakteri yang digunakan untuk
penelitian ialah C. butyricum dan E. rectale.
Galur bakteri (dalam keadaan terliofilisasi)
diaktifkan kemudian dipelihara di dalam
medium sesuai dengan rekomendasi dari
kolektornya. C. butyricum di dalam medium
RCM (reinforced clostridial medium) dan E.
rectale dalam medium PYG (pepton yeast
glucose) yang dimodifikasi. Komposisi kedua
jenis medium dicantumkan dalam Lampiran 1.
Kultur disegarkan secara berkala. Kultur stok
disiapkan untuk setiap galur.
Kultur stok diinokulasi ke dalam tabung
yang berisi 20 mL medium RS3. Nilai pH
medium diatur pada pH 7, sesuai dengan pH
kolon. Tabung diinkubasi secara anaerob pada
suhu 37 °C selama 48 jam. Setiap galur
ditumbuhkan dalam medium basal yang
mengandung 10 g RS3. Sel bakteri dipisahkan
dengan cara sentrifugasi.
Analisis Aktivitas SCFA
SCFA diukur menggunakan GC dengan 3
kali ulangan. Standar yang digunakan dalam
analisis adalah asetat, propionat, dan butirat.
Kalibrasi
standar
dicantumkan
dalam
Lampiran 2.
Analisis Statistika
Analisis statistik yang diterapkan adalah
ANOVA dua-arah yang dilanjutkan dengan
uji pembeda Tukey. Perangkat lunak SPSS
15.0 digunakan untuk keperluan tersebut.

Korelasi antara aktivitas enzim dan produksi
SCFA dengan perbandingan antara aktivitas
enzim dan HCl yang digunakan juga
dianalisis.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri Kimia dan Visual Pati Ubi Jalar
Sebelum digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan RS3, pati ubi jalar varietas
cangkuang dianalisis ciri kimianya dan
dibandingkan dengan 2 varietas pati ubi jalar
lainnya. Berdasarkan pengamatan (Tabel 1),
sampel yang digunakan telah memenuhi
persyaratan dalam pembentukan RS3, yaitu
kadar amilosa lebih besar dari 30.00% dengan
kadar abu, lemak, protein, dan serat kasar
yang sangat rendah. Banyak faktor yang
memengaruhi terbentuknya RS3, termasuk
pati yang tidak dapat diakses secara fisik.
Struktur granular pati, dan derajat retrogradasi
dapat membatasi kecernaan pati (Topping &
Clifton 2001). Dua varietas lainnya, yaitu
salosa dan ace tidak digunakan untuk analisis
lebih lanjut karena kadar amilosa berada di
bawah 30.00%. Retrogradasi pati akan
menghasilkan polimer linear berantai pendek
yang tidak larut dan bersifat resisten terhadap
enzim pencernaan. Oleh karena itu, sumber
pati beramilosa tinggi akan memiliki kadar RS
yang tinggi pula.
Tabel 1 Ciri kimia sampel ubi jalar varietas
cangkuang dibandingkan dengan 2 varietas
lainnya
Varietas
Komponen
(%)
Cangkuang Salosa
Ace
Air
19.10
10.53
10.30
Abu
0.90
0.55
0.21
Lemak
1.88
1.99
0.46
Protein
0.46
0.41
0.38
Serat kasar
0.00
0.00
0.00
Amilosa
31.22
28.32
27.40

Gambar 2

Mikroskop polarisasi pati ubi jalar varietas cangkuang dengan perbesaran 200X.

Kisaran diameter pati varietas cangkuang
yang dilihat dari mikroskop polarisasi dengan
perbesaran 200X berada antara 8.0 µm dan
70.6 µm. Kisaran rerata dari 5 titik
pengamatan varietas cangkuang sebesar 34.88
µm. Kisaran diameter berpengaruh pada laju
hidrolisis, yaitu laju hidrolisis akan semakin
cepat bila ukuran granul pati semakin kecil.
Secara visual, pati ubi jalar berwarna putih
gading dan warna antar varietas tidak dapat
dibedakan.

amilosa dan amilopektin. Proses gelatinisasi
menyebabkan pati lebih mudah tercerna
dibandingkan dalam bentuk mentahnya, tetapi
gel pati tersebut tidak stabil dan membentuk
kristal saat pendinginan. Peristiwa tersebut
dinamakan retrogradasi. Menurut Wunderlich
(1976), mekanisme retrogradasi melalui 3
tahapan, yakni nukleasi, pertumbuhan kristal,
dan tahap penyempurnaan.

Pati Retrogradasi

Hidrolisat pati berupa cairan kuning
kecokelatan, yakni gula sederhana yang
kemudian dipisahkan dari fraksi pati yang
tidak dapat terhidrolisis. Fraksi pati yang tidak
dapat terhidrolisis ini yang kemudian disebut
pati taktercerna (RS3). Rendemen (Tabel 2)
paling tinggi didapat dari hidrolisis
menggunakan enzim pululanase, yakni hampir
50%.

Pati retrogradasi berbentuk gel bening
dengan warna abu-abu. Proses pembuatan pati
retrogradasi melalui 2 tahap, yakni (1)
gelatinisasi yang menyebabkan struktur granul
mengembang akibat penyerapan air yang
berlebih selama pemanasan, (2) retrogradasi
pati yang mengakibatkan rekristalisasi rantai

Hidrolisat Pati dan Produk RS3

Tabel 2 Rendemen RS3 hasil hidrolisis menggunakan HCl 2 N, α-amilase, dan pululanase
Bobot

HCl 2 N

α-Amilase

Pululanase

Sebelum (g)
Sesudah (g)
Rendemen (%)

50.00
3.31
6.62

50.00
1.14
2.28

50.00
24.05
48.10

Ujung pati mereduksi

α- amilase

α- amilase
pululanase

Ujung pati takmereduksi
Gambar 3 Skema hidrolisis pati menggunakan enzim (Mathewson 1998).
Enzim-enzim pencerna pati meliputi αdan β amilase, glukoamilase, dan isoamilase
atau pululanase (Mathewson 1998). Enzim αamilase (EC 3.2.1.1) merupakan enzim
penghidrolisis yang memotong ikatan
glikosidik α-(1,4) secara acak dari bagian
dalam molekul pati; enzim ini dikenal dengan
endoamilase. Enzim β-amilase (EC 3.2.1.2)
menghidrolisis ikatan β-(1,4) dari ujung
nonpereduksi dan menghasilkan maltosa.
Glukoamilase (EC 3.2.1.3) mengonversi
maltosa dan fragmen besar pati (hasil
hidrolisis α- dan β-amilase) menjadi glukosa.
Isoamilase memotong ikatan α-(1,6). Skema
hidrolisis pati menggunakan enzim terlihat
pada Gambar 3.
Hidrolisis secara enzimatis memiliki
perbedaan mendasar dengan hidrolisis secara
asam. Hidrolisis secara enzimatis memutus
rantai pati secara spesifik pada ikatan
glikosidik tertentu, sedangkan hidrolisis
secara asam memutus rantai pati secara acak.
Pada hidrolisis dengan asam, parameter suhu
dan konsentrasi asam saling berinteraksi.
Semakin tinggi konsentrasi asam, semakin
rendah suhu proses, dan sebaliknya. Suhu dan
konsentrasi asam terbaik untuk proses
likuifikasi pati ubi jalar jenis unggul adalah 95
°C dan pH 1 (Ega 2002).
Ciri Kimia dan Derajat Polimerisasi RS3
Kadar pati taktercerna yang didapat
setelah proses hidrolisis berturut-turut
menggunakan HCl 2 N, α-amilase, dan

pululanase adalah 15%, 20%, dan 12%.
Beberapa faktor yang dapat memengaruhi
terjadinya perbedaan kadar pati taktercerna, di
antaranya pemotongan rantai pada saat
hidrolisis, kisaran diameter pati, dan faktor
penghambat hidrolisis seperti adanya lipid dan
protein. Adanya kompleks rantai dengan lipid
dapat
menghambat
pembentukan
RS
(Mangala et al. 1999).
DP merupakan jumlah struktur berulang
dalam rantai polimer. Polimer dengan DP
besar (>104) disebut polimer tinggi,
sedangkan polimer dengan DP rendah (