Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg (Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan Metode Heat Moisture Treatment
KARAKTERISASI SIFAT FISIKOKIMIA DAN SIFAT
FUNGSIONAL PATI SUWEG (Amorphophallus campanulatus
var. hortensis) DENGAN METODE HEAT MOISTURE
TREATMENT
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakterisasi Sifat
Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg (Amorphophallus campanulatus var.
hortensis) dengan Metode Heat Moisture Treatment adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Raden Cecep Erwan Andriansyah
NIM F251100301
RINGKASAN
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH. Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan
Sifat Fungsional Pati Suweg (Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan
Metode Heat Moisture Treatment. Dibimbing oleh FERI KUSNANDAR, ELVIRA
SYAMSIR, dan AKMADI ABBAS
Indonesia memiliki beragam sumber pati lokal, diantaranya adalah umbi
suweg (Ammorphohallus campanulatus var hortensis). Sebagaimana pati alami
umumnya, pasta pati umbi suweg tidak tahan kondisi proses pemasakan suhu
tinggi dan pengadukan (shearing), yang ditandai dengan penurunan viskositas bila
dipanaskan pada suhu tinggi atau dilakukan proses pengadukan. Hal ini
membatasi pemanfaatan pati umbi alami sebagai ingredien pangan, terutama
apabila proses pengolahan dilakukan pada suhu tinggi dan/atau proses shearing
yang cukup intensif. Modifikasi secara kimia, seperti modifikasi ikatan silang
(cross-lingking) dapat memperbaiki karakteristik pasta pati sehingga tahan panas
dan tahan shearing. Namun, pati ikatan silang dikelompokkan sebagai bahan
tambahan pangan, sehingga penggunaannya dibatasi.
Alternatif modifikasi lain yang dapat memberikan karakteristik yang mirip
dengan pati ikatan silang adalah modifikasi secara fisik dengan heat moisture
treatment (HMT). Metode modifikasi HMT tidak menggunakan bahan kimia
sebagai pereaksi sehingga tidak meninggalkan residu kimia terhadap pati
termodifikasi yang dihasilkan sehingga dapat diperlakukan sebagai ingredien
pangan. Modifikasi HMT digunakan untuk memperbaiki sifat fungsional pati
yang dapat diaplikasikan lebih luas dalam proses pengolahan pangan.
Penelitian ini bertujuan untuk memperlajari perubahan sifat pasting pati
suweg yang dimodifikasi HMT pada suhu and waktu pemanasan yang berbeda.
Proses modifikasi HMT dilakukan pada kadar air 20% dengan perlakuan
pemanasan pada suhu 110oC dan 120oC selama 16, 24, dan 32 jam. Pati hasil
modifikasi HMT dianalisis perubahan morfologi, komposisi kimia dan
karakteristik pasting dengan Rapid Visco Analyzer.
Metode ekstraksi basah pati suweg menghasilkan rendemen 2.64% pati
suweg (bb) dengan warna putih abu-abu. Pati suweg yang dihasilkan mengandung
kadar air 10.62%, kadar abu 0.24%, kadar protein 0.24%, kadar lemak 0.18%,
kadar karbohidrat 88.72% dan kadar pati 76.61%. Pati suweg mengandung
amilosa sebesar 37.02% dan amilopektin 39.58%.
Modifikasi HMT mampu meningkatkan suhu awal gelatinisasi dan menurunkan viskositas puncak, viskositas akhir atau viskositas pasta dingin, viskositas
breakdown, viskositas setback dan perubahan viskositas pada suhu 50oC. Hasil
pengamatan mikroskopik dengan mikroskop polarisasi menunjukkan pati HMT
masih memiliki sifat birefingence. Hal ini dikonfirmasi dari hasil pengamatan
dengan scanning electron microscopic (SEM) dan pola difraksi sinar x yang tidak
mengalami perubahan dibandingkan pati alaminya. Modifikasi HMT pada suhu
120oC selama 32 jam menyebabkan perubahan yang nyata terhadap karakteristik
pasta pati, dimana pasta pati cenderung lebih tahan terhadap proses pemanasan
dan shearing dibandingkan pati alaminya.
Kata kunci: birefringence, HMT, pati suweg, sifat pasting,
SUMMARY
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH. Physicochemical and Functional
Characteristics of Heat Moisture Treated Suweg Starch (Amorphophallus campanulatus var. hortensis). Supervised by FERI KUSNANDAR, ELVIRA SYAMSIR,
dan AKMADI ABBAS
Indonesia has various sources of starch, suweg (Ammorphohallus campanulatus var. hortensis). The viscosity of natural starch, including suweg starch, is
unstable to heating and shearing condition during food processing. This limits its
utilization as a food ingredient, especially when high processing temperature,
stirring and/or pumping is applied. Chemical modification, such as cross linking
can improve starch characteristics to be become more heat and shear resistant.
However, cross-linked starch is classified as a regulated food additive. Another
alternative starch modification that can yield starch with similar characteristics to
that of cross-linked starch is physical heat moisture treatment (HMT). A HMT
modification does not leave chemical residue and can be applied as a food
ingredient that has unlimited application.
The objective of this research was to study the effect of HMT modification
to the change of pasting properties of suweg starch. HMT modification was
performed at a moisture content of 20% with various heating treatment at 110oC
and 120oC for 16, 24 and 32 hours. The HMT suweg starch was analyzed in terms
of starch morphology, chemical composition, and pasting properties.
Wet extraction of starch suweg yield 2.64% starch suweg. The native suweg
starch contained water (10.62%), ashes (0.24%), protein (0.24%), fat (0.18%),
carbohydrates (88.72%). The main component of carbohydrate is starch (76.61%)
which is composed of amylose (37.02%) and amylopectin (39.58%).
In general, HMT suweg starch iniatially gelatinized at higher temperature
compared and had lower peak viscosity, final viscosity and cold paste viscosity
compared to those of its native. HMT modification did not change birefringence
properties. It was confirmed by SEM and X ray diffraction analysis that showed
similarity between HMT and native suweg starch. Suweg starch HMT modified at
120oC for 32 hours had the most heat and shear resistant compared to those of its
native.
Keywords: birefringence, HMT, pasting properties, suweg starch
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KARAKTERISASI SIFAT FISIKOKIMIA DAN SIFAT
FUNGSIONAL PATI SUWEG (Amorphophallus campanulatus
var. hortensis) DENGAN METODE HEAT MOISTURE
TREATMENT
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi: Dr Tjahja Muhandri, STP MT
Judul Tesis : Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg
(Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan Metode
Heat Moisture Treatment
Nama
: Raden Cecep Erwan Andriansyah
NIM
: F251100301
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir Feri Kusnandar, MSc
Ketua
Dr Elvira Syamsir, STP MSi
Anggota
Dr Ir Akmadi Abbas, MEngSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Ratih Dewanti–Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 20-8-2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini ialah
Identifikasi dan Modifikasi Sifat Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg
(Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan Metode Heat Moisture
Treatment (HMT)
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Feri Kusnandar, MSc,
Ibu Dr Elvira Syamsir, STP MSi dan Bapak Dr Ir Akmadi Abbas, MEngSc selaku
pembimbing atas dorongan dan bimbingan sehingga karya ilmiah ini dapat
diselesaikan. Penulis mengucapkan terima kasih atas kesediaan Bapak Dr Tjahja
Muhandri, STP MT atas kesediannya menjadi dosen penguji. Terima kasih juga
penulis haturkan kepada Kementerian Negara Riset dan Teknologi yang telah
memberikan beasiswa karya siswa Ristek.
Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada kakak dan adik
tercinta atas kasih sayang, pengertian dan pengorbanan yang diberikan selama
penulis menjalani studi.
Kepada rekan-rekan mahasiswa angkatan 2010 Mayor Ilmu Pangan penulis
ucapkan terimakasih atas kerjasamanya selama perkuliahan dan penelitian ini.
Kepada rekan-rekan teknisi di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,
SEAFAST Center, dan Laboratorium Pengolahan Pangan Bertuzzi dan
Laboratorium Kimia B2PTTG LIPI Subang, penulis ucapkan terimakasih atas
bantuan dan kerjasamanya yang tidak ternilai harganya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
R. Cecep Erwan A
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Umbi Suweg
Pati
Gelatinisasi
Modifikasi Pati
Modifikasi Pati dengan Metode HMT
3
3
4
5
7
9
3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Alat
Metodologi
Tahapan Penelitian
Rancangan Percobaan
Analisis Data
Prosedur Analisis
10
10
10
10
10
14
14
14
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Suweg Alami
Penentuan Kondisi Suhu dan Waktu Proses HMT
Penentuan Waktu Tunda
Modifikasi Pati Suweg dengan Teknik HMT
20
20
26
27
28
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
41
41
41
DAFTAR PUSTAKA
42
LAMPIRAN
47
RIWAYAT HIDUP
73
DAFTAR TABEL
1
2
3
Rendemen pati suweg
Komposisi kimia pati suweg alami
Data hasil analisis profil pasting pati suweg
20
21
35
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
(a) Pohon suweg (baltyra.com); (b) Umbi suweg (baltyra.com)
Profil RVA pada pati (Copeland et al. 2009). Suhu Awal Gelatinisasi
(SAG), Suhu Puncak Gelatinisasi (SPG), Viskositas Puncak (VP),
Viskositas Pasta Panas (VPP), Viskositas Breakdown (VB),
Viskositas Pasta Dingin (VPD), dan Viskositas Setback (VS)
Perubahan granula pati selama pengukuran: (a) pati alami, (b) pati
selama proses gelatinisasi ditandai dengan pengembangan granula,
(c) pelepasan amilosa, (d) retrogradasi.
Diagram alir penelitian pati suweg teknik HMT
Diagram alir proses modifikasi pati suweg metode HMT (Collado et
al. 2001, Purwani et al. 2006).
Posisi probe termokopel dalam sampel
Pati suweg alami dengan pengamatan mikroskop polarisasi
(pembesaran 400x)
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
pati suweg alami
Pola difraksi sinar X kristalin pati suweg alami
Profil gelatinisasi pati suweg alami
Data RVA pati suweg HMT selama 16 jam, 32 jam, dan 48 jam suhu
100 , 105, 110, 115, dan 120 0C dengan kadar air 20%
Contoh granula pati pada suhu proses HMT 110 0C; 16 Jam (a) dan
120 0C; 16 Jam (b) pada pembesaran 400 x
Data profil penetrasi panas pada loyang yang digunakan untuk proses
HMT kadar air 20%
Kurva kadar amilosa pati suweg modifikasi suhu 110 oC dan 120 oC
Kurva kadar amilopektin pati suweg modifikasi HMT suhu 110 oC
dan 120 oC
Struktur granula pati suweg termodifikasi HMT 110 oC 16 jam (a), 24
jam (b) dan 32 jam (c) di bawah mikroskop polarisasi (pembesaran
400x)
Struktur granula pati suweg termodifikasi HMT 120 oC 16 jam (a), 24
jam (b) dan 32 jam (c) di bawah mikroskop polarisasi (pembesaran
400x)
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
pati suweg HMT 110oC selama 32 jam
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
granula pati suweg HMT 120oC selama 32 jam
Kurva derajat putih pati suweg modifikasi suhu 110 dan 120 oC
Kurva densitas kamba pati suweg modifikasi suhu 110 dan 120 oC
3
6
6
11
12
13
23
23
25
25
26
27
28
29
29
30
30
31
31
32
32
22
23
24
25
26
Pola difraksi sinar X kristalin pati suweg dan pati suweg
termodifikasi HMT 110oC dan 120oC dengan waktu HMT 32 jam.
Kurva perubahan suhu awal pasting (a), viskositas puncak (b),
viskositas pasta panas (c), dan viskositas breakdown (d) selama fase
pemanasan
Kurva perubahan viskositas akhir/pasta dingin (a) dan viskositas
setback selama fase pendinginan (b)
Kurva perubahan viskositas pada 50 ºC modifikasi suhu 110 dan 120
ºC
Kekuatan gel pati suweg modifikasi HMT 110 oC dan 120 oC
33
36
38
39
40
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Data hasil analisis profil pasting pati suweg alami pada tahap uji
pendahuluan
Data analisis proksimat pati suweg alami
Profil pasta pati suweg perlakuan HMT dan kontrol
Tabel anova dan uji lanjut Duncan densitas kamba, amilosa,
amilopektin dan derajat putih
Pola Difraksi Sinar X pati suweg alami
Pola Difraksi Sinar X pati suweg HMT 110 oC, 32 jam
Pola Difraksi Sinar X pati suweg HMT 120 oC, 32 jam
Perubahan viskositas pada suhu 50 oC
Data kurva kalibrasi dan hasil pengujian kadar asam oksalat
Hasil anova dan uji lanjut duncan RVA pati suweg
47
48
49
50
53
57
61
65
66
70
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia memiliki beragam sumber karbohidrat lokal, diantaranya adalah
umbi-umbian. Salah satu jenis umbi-umbian sumber karbohidrat yang
mengandung karbohidrat yang cukup tinggi, terutama kandungan patinya, adalah
umbi suweg (Ammorphohallus campanulatus var hortensis).
Kandungan karbohidrat umbi suweg berkisar 80-85% (Kriswidarti 1980),
dengan kandungan pati 39.36%, protein 6.02%, lemak 0.81%, dan serat kasar
0.33% (Richana dan Sunarti 2004). Hasil penelitian Faridah (2005) menunjukkan
bahwa umbi suweg memiliki indeks glikemik (IG) sebesar 42 yang dikategorikan
sebagai bahan pangan dengan nilai IG rendah (
FUNGSIONAL PATI SUWEG (Amorphophallus campanulatus
var. hortensis) DENGAN METODE HEAT MOISTURE
TREATMENT
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakterisasi Sifat
Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg (Amorphophallus campanulatus var.
hortensis) dengan Metode Heat Moisture Treatment adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Raden Cecep Erwan Andriansyah
NIM F251100301
RINGKASAN
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH. Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan
Sifat Fungsional Pati Suweg (Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan
Metode Heat Moisture Treatment. Dibimbing oleh FERI KUSNANDAR, ELVIRA
SYAMSIR, dan AKMADI ABBAS
Indonesia memiliki beragam sumber pati lokal, diantaranya adalah umbi
suweg (Ammorphohallus campanulatus var hortensis). Sebagaimana pati alami
umumnya, pasta pati umbi suweg tidak tahan kondisi proses pemasakan suhu
tinggi dan pengadukan (shearing), yang ditandai dengan penurunan viskositas bila
dipanaskan pada suhu tinggi atau dilakukan proses pengadukan. Hal ini
membatasi pemanfaatan pati umbi alami sebagai ingredien pangan, terutama
apabila proses pengolahan dilakukan pada suhu tinggi dan/atau proses shearing
yang cukup intensif. Modifikasi secara kimia, seperti modifikasi ikatan silang
(cross-lingking) dapat memperbaiki karakteristik pasta pati sehingga tahan panas
dan tahan shearing. Namun, pati ikatan silang dikelompokkan sebagai bahan
tambahan pangan, sehingga penggunaannya dibatasi.
Alternatif modifikasi lain yang dapat memberikan karakteristik yang mirip
dengan pati ikatan silang adalah modifikasi secara fisik dengan heat moisture
treatment (HMT). Metode modifikasi HMT tidak menggunakan bahan kimia
sebagai pereaksi sehingga tidak meninggalkan residu kimia terhadap pati
termodifikasi yang dihasilkan sehingga dapat diperlakukan sebagai ingredien
pangan. Modifikasi HMT digunakan untuk memperbaiki sifat fungsional pati
yang dapat diaplikasikan lebih luas dalam proses pengolahan pangan.
Penelitian ini bertujuan untuk memperlajari perubahan sifat pasting pati
suweg yang dimodifikasi HMT pada suhu and waktu pemanasan yang berbeda.
Proses modifikasi HMT dilakukan pada kadar air 20% dengan perlakuan
pemanasan pada suhu 110oC dan 120oC selama 16, 24, dan 32 jam. Pati hasil
modifikasi HMT dianalisis perubahan morfologi, komposisi kimia dan
karakteristik pasting dengan Rapid Visco Analyzer.
Metode ekstraksi basah pati suweg menghasilkan rendemen 2.64% pati
suweg (bb) dengan warna putih abu-abu. Pati suweg yang dihasilkan mengandung
kadar air 10.62%, kadar abu 0.24%, kadar protein 0.24%, kadar lemak 0.18%,
kadar karbohidrat 88.72% dan kadar pati 76.61%. Pati suweg mengandung
amilosa sebesar 37.02% dan amilopektin 39.58%.
Modifikasi HMT mampu meningkatkan suhu awal gelatinisasi dan menurunkan viskositas puncak, viskositas akhir atau viskositas pasta dingin, viskositas
breakdown, viskositas setback dan perubahan viskositas pada suhu 50oC. Hasil
pengamatan mikroskopik dengan mikroskop polarisasi menunjukkan pati HMT
masih memiliki sifat birefingence. Hal ini dikonfirmasi dari hasil pengamatan
dengan scanning electron microscopic (SEM) dan pola difraksi sinar x yang tidak
mengalami perubahan dibandingkan pati alaminya. Modifikasi HMT pada suhu
120oC selama 32 jam menyebabkan perubahan yang nyata terhadap karakteristik
pasta pati, dimana pasta pati cenderung lebih tahan terhadap proses pemanasan
dan shearing dibandingkan pati alaminya.
Kata kunci: birefringence, HMT, pati suweg, sifat pasting,
SUMMARY
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH. Physicochemical and Functional
Characteristics of Heat Moisture Treated Suweg Starch (Amorphophallus campanulatus var. hortensis). Supervised by FERI KUSNANDAR, ELVIRA SYAMSIR,
dan AKMADI ABBAS
Indonesia has various sources of starch, suweg (Ammorphohallus campanulatus var. hortensis). The viscosity of natural starch, including suweg starch, is
unstable to heating and shearing condition during food processing. This limits its
utilization as a food ingredient, especially when high processing temperature,
stirring and/or pumping is applied. Chemical modification, such as cross linking
can improve starch characteristics to be become more heat and shear resistant.
However, cross-linked starch is classified as a regulated food additive. Another
alternative starch modification that can yield starch with similar characteristics to
that of cross-linked starch is physical heat moisture treatment (HMT). A HMT
modification does not leave chemical residue and can be applied as a food
ingredient that has unlimited application.
The objective of this research was to study the effect of HMT modification
to the change of pasting properties of suweg starch. HMT modification was
performed at a moisture content of 20% with various heating treatment at 110oC
and 120oC for 16, 24 and 32 hours. The HMT suweg starch was analyzed in terms
of starch morphology, chemical composition, and pasting properties.
Wet extraction of starch suweg yield 2.64% starch suweg. The native suweg
starch contained water (10.62%), ashes (0.24%), protein (0.24%), fat (0.18%),
carbohydrates (88.72%). The main component of carbohydrate is starch (76.61%)
which is composed of amylose (37.02%) and amylopectin (39.58%).
In general, HMT suweg starch iniatially gelatinized at higher temperature
compared and had lower peak viscosity, final viscosity and cold paste viscosity
compared to those of its native. HMT modification did not change birefringence
properties. It was confirmed by SEM and X ray diffraction analysis that showed
similarity between HMT and native suweg starch. Suweg starch HMT modified at
120oC for 32 hours had the most heat and shear resistant compared to those of its
native.
Keywords: birefringence, HMT, pasting properties, suweg starch
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KARAKTERISASI SIFAT FISIKOKIMIA DAN SIFAT
FUNGSIONAL PATI SUWEG (Amorphophallus campanulatus
var. hortensis) DENGAN METODE HEAT MOISTURE
TREATMENT
RADEN CECEP ERWAN ANDRIANSYAH
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi: Dr Tjahja Muhandri, STP MT
Judul Tesis : Karakterisasi Sifat Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg
(Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan Metode
Heat Moisture Treatment
Nama
: Raden Cecep Erwan Andriansyah
NIM
: F251100301
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir Feri Kusnandar, MSc
Ketua
Dr Elvira Syamsir, STP MSi
Anggota
Dr Ir Akmadi Abbas, MEngSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Pangan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Ratih Dewanti–Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 20-8-2014
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini ialah
Identifikasi dan Modifikasi Sifat Fisikokimia dan Sifat Fungsional Pati Suweg
(Amorphophallus campanulatus var. hortensis) dengan Metode Heat Moisture
Treatment (HMT)
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Feri Kusnandar, MSc,
Ibu Dr Elvira Syamsir, STP MSi dan Bapak Dr Ir Akmadi Abbas, MEngSc selaku
pembimbing atas dorongan dan bimbingan sehingga karya ilmiah ini dapat
diselesaikan. Penulis mengucapkan terima kasih atas kesediaan Bapak Dr Tjahja
Muhandri, STP MT atas kesediannya menjadi dosen penguji. Terima kasih juga
penulis haturkan kepada Kementerian Negara Riset dan Teknologi yang telah
memberikan beasiswa karya siswa Ristek.
Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada kakak dan adik
tercinta atas kasih sayang, pengertian dan pengorbanan yang diberikan selama
penulis menjalani studi.
Kepada rekan-rekan mahasiswa angkatan 2010 Mayor Ilmu Pangan penulis
ucapkan terimakasih atas kerjasamanya selama perkuliahan dan penelitian ini.
Kepada rekan-rekan teknisi di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,
SEAFAST Center, dan Laboratorium Pengolahan Pangan Bertuzzi dan
Laboratorium Kimia B2PTTG LIPI Subang, penulis ucapkan terimakasih atas
bantuan dan kerjasamanya yang tidak ternilai harganya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
R. Cecep Erwan A
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
1
1
2
2
2
2 TINJAUAN PUSTAKA
Umbi Suweg
Pati
Gelatinisasi
Modifikasi Pati
Modifikasi Pati dengan Metode HMT
3
3
4
5
7
9
3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Bahan dan Alat
Metodologi
Tahapan Penelitian
Rancangan Percobaan
Analisis Data
Prosedur Analisis
10
10
10
10
10
14
14
14
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Suweg Alami
Penentuan Kondisi Suhu dan Waktu Proses HMT
Penentuan Waktu Tunda
Modifikasi Pati Suweg dengan Teknik HMT
20
20
26
27
28
5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
41
41
41
DAFTAR PUSTAKA
42
LAMPIRAN
47
RIWAYAT HIDUP
73
DAFTAR TABEL
1
2
3
Rendemen pati suweg
Komposisi kimia pati suweg alami
Data hasil analisis profil pasting pati suweg
20
21
35
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
(a) Pohon suweg (baltyra.com); (b) Umbi suweg (baltyra.com)
Profil RVA pada pati (Copeland et al. 2009). Suhu Awal Gelatinisasi
(SAG), Suhu Puncak Gelatinisasi (SPG), Viskositas Puncak (VP),
Viskositas Pasta Panas (VPP), Viskositas Breakdown (VB),
Viskositas Pasta Dingin (VPD), dan Viskositas Setback (VS)
Perubahan granula pati selama pengukuran: (a) pati alami, (b) pati
selama proses gelatinisasi ditandai dengan pengembangan granula,
(c) pelepasan amilosa, (d) retrogradasi.
Diagram alir penelitian pati suweg teknik HMT
Diagram alir proses modifikasi pati suweg metode HMT (Collado et
al. 2001, Purwani et al. 2006).
Posisi probe termokopel dalam sampel
Pati suweg alami dengan pengamatan mikroskop polarisasi
(pembesaran 400x)
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
pati suweg alami
Pola difraksi sinar X kristalin pati suweg alami
Profil gelatinisasi pati suweg alami
Data RVA pati suweg HMT selama 16 jam, 32 jam, dan 48 jam suhu
100 , 105, 110, 115, dan 120 0C dengan kadar air 20%
Contoh granula pati pada suhu proses HMT 110 0C; 16 Jam (a) dan
120 0C; 16 Jam (b) pada pembesaran 400 x
Data profil penetrasi panas pada loyang yang digunakan untuk proses
HMT kadar air 20%
Kurva kadar amilosa pati suweg modifikasi suhu 110 oC dan 120 oC
Kurva kadar amilopektin pati suweg modifikasi HMT suhu 110 oC
dan 120 oC
Struktur granula pati suweg termodifikasi HMT 110 oC 16 jam (a), 24
jam (b) dan 32 jam (c) di bawah mikroskop polarisasi (pembesaran
400x)
Struktur granula pati suweg termodifikasi HMT 120 oC 16 jam (a), 24
jam (b) dan 32 jam (c) di bawah mikroskop polarisasi (pembesaran
400x)
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
pati suweg HMT 110oC selama 32 jam
Pengamatan dengan SEM pada pembesaran 200x (a) dan 400x (b)
granula pati suweg HMT 120oC selama 32 jam
Kurva derajat putih pati suweg modifikasi suhu 110 dan 120 oC
Kurva densitas kamba pati suweg modifikasi suhu 110 dan 120 oC
3
6
6
11
12
13
23
23
25
25
26
27
28
29
29
30
30
31
31
32
32
22
23
24
25
26
Pola difraksi sinar X kristalin pati suweg dan pati suweg
termodifikasi HMT 110oC dan 120oC dengan waktu HMT 32 jam.
Kurva perubahan suhu awal pasting (a), viskositas puncak (b),
viskositas pasta panas (c), dan viskositas breakdown (d) selama fase
pemanasan
Kurva perubahan viskositas akhir/pasta dingin (a) dan viskositas
setback selama fase pendinginan (b)
Kurva perubahan viskositas pada 50 ºC modifikasi suhu 110 dan 120
ºC
Kekuatan gel pati suweg modifikasi HMT 110 oC dan 120 oC
33
36
38
39
40
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Data hasil analisis profil pasting pati suweg alami pada tahap uji
pendahuluan
Data analisis proksimat pati suweg alami
Profil pasta pati suweg perlakuan HMT dan kontrol
Tabel anova dan uji lanjut Duncan densitas kamba, amilosa,
amilopektin dan derajat putih
Pola Difraksi Sinar X pati suweg alami
Pola Difraksi Sinar X pati suweg HMT 110 oC, 32 jam
Pola Difraksi Sinar X pati suweg HMT 120 oC, 32 jam
Perubahan viskositas pada suhu 50 oC
Data kurva kalibrasi dan hasil pengujian kadar asam oksalat
Hasil anova dan uji lanjut duncan RVA pati suweg
47
48
49
50
53
57
61
65
66
70
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia memiliki beragam sumber karbohidrat lokal, diantaranya adalah
umbi-umbian. Salah satu jenis umbi-umbian sumber karbohidrat yang
mengandung karbohidrat yang cukup tinggi, terutama kandungan patinya, adalah
umbi suweg (Ammorphohallus campanulatus var hortensis).
Kandungan karbohidrat umbi suweg berkisar 80-85% (Kriswidarti 1980),
dengan kandungan pati 39.36%, protein 6.02%, lemak 0.81%, dan serat kasar
0.33% (Richana dan Sunarti 2004). Hasil penelitian Faridah (2005) menunjukkan
bahwa umbi suweg memiliki indeks glikemik (IG) sebesar 42 yang dikategorikan
sebagai bahan pangan dengan nilai IG rendah (