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
50
air dan energi panas dalam jumlah tertentu diperlukan untuk meningkatkan pergerakan rantai molekul dan mendistorsi ikatan antar molekul pada granula saat modifikasi berlangsung Lu dan
Yang 2006 namun granula tetap terjaga integritasnya. Dengan perlakuan kadar air terbatas 35, modifikasi HMT dapat menyebabkan adanya pengaturan kembali molekul amilosa dan
amilopektin di dalam granula yang berimplikasi pada terjadinya perubahan sifat fisik dan kimia pati Herawati 2009.
Tabel 15 . Evaluasi pengaruh faktor proses untuk menentukan kondisi HMT terpilih
Parameter evaluasi
yang ingin dicapai Kadar air 20
Kadar air 25 2 jam
4 jam 2 jam
4 jam 7 jam
T M
T M
T M
T M
T
Penurunan PV
Penurunan BV
Penurunan SV
Peningkatan
suhu gelatinisasi
Perubahan sifat birefringence granula
Keterangan: Tapioka T dan maizena M Keterangan: Peak viscosity PV, breakdown viscosity BV, dan setback viscosity SV
Studi yang dilakukan Lewandowicz et al. 1997 menyatakan modifikasi dengan microwave mengubah karakteristik fisikokimia pada pati kentang dan singkong serta adanya
korelasi kuat antara kadar air dan besarnya perubahan pada pati teriradiasi. Iradiasi microwave pada pati umbi-umbian pada kadar air terbatas 35 menyebabkan peningkatan suhu pasting,
penurunan kelarutan, dan perubahan struktur kristalin. Perubahan yang terjadi semakin meningkat seiring dengan peningkatan kadar air perlakuan. Vermeylen et al. 2006 menambahkan pati
termodifikasi HMT pada kadar air dan suhu yang lebih tinggi mempunyai suhu gelatinisasi lebih tinggi, rentang suhu gelatinisasi lebih lebar, dan entalpi ∆H lebih rendah dibandingkan pati
HMT dengan kadar air dan suhu yang lebih rendah. Pati termodifikasi HMT dengan kadar air
25 kemudian dianalisis kembali untuk mengetahui karakteristik fungsional pati yang dihasilkan.
E. KARAKTERISTIK FUNGSIONAL PATI DENGAN KONDISI
