Sintesis Pati Teroksidasi Dari Pati Sukun (Artocarpus altilis) Menggunakan Natrium Hipoklori
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sukun (Artocarpus altilis)
Sukun (Artocarpus altilis) merupakan suatu spesies tanaman yang tersebar
di Polinesia, Pasifik dan Asia Tenggara, termasuk Indonesia.Buah sukun
biasanya dipanen dua kali setahun, yaitu pada bulan Januari-Februari dan
bulan Agustus-September.Buah sukun masak tidak bisa disimpan terlalu
lama karena cepat membusuk (Adebowale, 2005).
Taksonomi tanaman sukun (Artocarpus altilis) adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledoneae
Bangsa
: Urticales
Famili
: Moraceae
Genus
: Artocarpus
Spesies
: Artocarpus altilis
(Widowati, 2003)
Tanaman sukun memiliki pohon yang tingginya dapat mencapai 30
meter, namun rata-rata tingginya hanya 12-15 meter.Batangnya memiliki
kayu yang lunak, tajuknyarimbun dengan percabangan melebar ke arah
samping, kulit batang berwarna hijau kecokelatan, berserat kasar dan pada
semua bagian tanaman memiliki getah encer.Akar tanaman sukun
mempunyai akar tunggang yang dalam dan akar samping yang dangkal.
Apabila akar tersebut terluka atau terpotong akan memacu tumbuhnya
tunas alam atau root shoots tunas yang sering digunakan untuk bibit
(Pitojo,1992).Tanaman Sukun dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1. Tanaman Sukun
Berdasarkan hasil pengamatan morfologi buah sukun di Indonesia
umumnya ukuran buah sukun dapat dikelompokkan menjadi 3 macam
yaitu kecil, sedang dan besar. Bentuk buah bulat, agak lonjong sampai
lonjong.Buah sukun yang digunakan dalam penelitian ini dilihat pada
Gambar 2.2
Gambar 2.2 Buah Sukun
Tanaman ini sudah lama dibudidayakan oleh masyarakat
Indonesia. Buah sukun telah dimanfaatkan sebagai makanan pokok
Universitas Sumatera Utara
7
tradisional, akan tetapi bagi masyarakat Indonesia, konsumsi buah sukun
umumnya masih terbatas sebagai makanan ringan dan sayur (Pitojo,
1992). Pemanfaatan buah sukun akan semakin penting di masa depan
untuk mendukung program deversifikasi pangan dalam rangka menunjang
program ketahanan pangan nasional. Sebagai salah satu sumber bahan
pangan alternatif, buah sukun terbukti memiliki kandungan gizi cukup
tinggi (Widowati, 2003). Komposisi kimia buah sukun yang muda dan tua
atau masak dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi kimia Buah Sukun
Unsur – unsur
Sukun muda
Sukun tua
87,1
69,1
Kalori (kal)
46
108
Protein (g)
2,0
1,3
Lemak (g)
0,7
0,3
Karbohidrat (g)
9,2
28,2
Kalsium (mg)
59
21
Fosfor (mg)
46
59
-
0,4
Vitamin B1 (mg)
0,12
0,12
Vitamin B2 (mg)
0,06
0,06
Vitamin C (mg)
21
17
Abu (g)
1,0
0,9
Serat (g)
2,2
-
Air (g)
Besi (mg)
2.2 Pati
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik, yang
banyak terdapat pada tumbuhan terutama pada biji-bijian, umbi-umbian.
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai
atom karbonnya, serta lurus atau bercabang. Dalam bentuk aslinya secara
Universitas Sumatera Utara
8
alami pati merupakan butiran-butiran kecil yang sering disebut granula.
Bentuk dan ukuran granula merupakan karakteristik setiap jenis pati,
karena itu digunakan untuk identifikasi (Hill dan Kelley, 1942). Selain
ukuran granula karakteristik lain adalah bentuk, keseragaman granula,
lokasi hilum, serta permukaan granulanya (Hodge dan Osman, 1976).
Dalam keadaan murni granula pati berwarna putih, mengkilat,
tidak berbau dan tidak berasa.Secara mikroskopik terlihat bahwa granula
pati dibentuk oleh molekul-molekul yang membentuk lapisan tipis yang
tersusun terpusat. Granula pati bervariasi dalam bentuk dan ukuran, ada
yang berbentuk bulat, oval, atau bentuk tak beraturan demikian juga
ukurannya, mulai kurang dari 1 mikron sampai 150 mikron ini tergantung
sumber patinya. Karakteristik granula dari beberapa pati terdapat pada
Tabel 2.2
Tabel 2.2 Karakteristik Granula Pati
Diameter
Sumber
Kisaran (um)
Rata – rata (um)
Jagung
21 – 26
15
Kentang
15 – 100
33
Ubi jalar
15 – 55
25 – 50
Tapioka
6 – 36
20
Gandum
2 – 38
20 – 22
Beras
3–9
5
Sumber : (Fennema, 1985)
Pati tersusun paling sedikit oleh dua komponen utama yaitu
amilosa dan amilopektin.Umumnya pati mengandung 15 – 30% amilosa
dan 70 – 85% amilopektin(Bank dan Greenwood, 1975).
Universitas Sumatera Utara
9
2.2.1 Amilosa
Amilosa merupakan bagian polimer dengan ikatan α-(1,4) dari unit
glukosa dan pada setiap rantai terdapat 500-2000 unit D-glukosa,
membentuk rantai lurus yang umumnya dikatakan sebagai linier dari pati
(Hee-Joung An, 2005). Karakteristik dari amilosa dalam suatu larutan
adalah kecenderungan membentuk koil yang sangat panjang dan fleksibel
yang selalu bergerak melingkar.Struktur ini mendasari terjadinya interaksi
iodamilosa membentuk warna biru.Dalam masakan, amilosa memberikan
efek keras bagi pati (Hee-Joung An, 2005).Struktur rantai amilosa
cenderung membentuk rantai yang linear seperti terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Struktur Dari Amilosa (Whistler, et al., 1984)
2.2.2 Amilopektin
Amilopektin adalah polimer berantai cabang dengan ikatan α-(1,4)glikosidik dan ikatan α-(1,6)-glikosdik di tempat percabangannya. Setiap
cabang terdiri atas 25 - 30 unit D-glukosa .Selain perbedaan struktur,
panjang rantai polimer, dan jenis ikatannya, amilosa dan amilopektin
mempunyai perbedaan dalam hal penerimaan terhadap iodin. Amilosa
akan membentuk kompleks berwarna biru sedangkan amilopektin
membentuk kompleks berwarna ungu-coklat bila ditambah dengan iodine
(Hee-Joung An, 2005).
Amilopektin seperti amilosa juga mempunyai
ikatan α-(1,4) pada rantai lurusnya, serta ikatan β-(1,6) pada titik
percabangannya. Struktur rantai amilopektin cenderung membentuk rantai
yang bercabang seperti pada Gambar 2.4.
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.4. Struktur Dari Amilopektin (Whistler, et al., 1984)
Dalam
produk
makanan,
amilopektin
bersifat
merangsang
terjadinya proses mekar (puffing) dimana produk makan yang berasal dari
pati yang kandungan amilopektinnya tinggi akan bersifat ringan, porus,
garing dan renyah. Kebalikannya pati dengan kandungan amilosa tinggi,
cenderung menghasilkan produk yang keras, pejal, karena proses
mekarnya terjadi secara terbatas (Hee- Joung An, 2005)
Pada struktur granula pati, amilosa dan amilopektin ini tersusun
dalam suatu cincin-cincin.Jumlah cincin dalam suatu granula kurang lebih
berjumlah 16, ada yang merupakan cincin lapisan amorf dan cincin yang
merupakan lapisan semikristal (Hustiany, 2006).Amilosa merupakan fraksi
gerak, yang artinya dalam granula pati letaknya tidak pada satu tempat,
tergantung dari jenis pati. Secara umum amilosa terletak diantara molekulmolekul amilopektin dan secara acak berada selang-seling diantara daerah
amorf dan kristal (Oates, 1997)
2.3 Modifikasi Pati
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat
suatu reaksi kimia (esterifikasi, eterifikasi atau oksidasi) atau dengan
menggangu
struktur
asalnya
(Fleche,
1985).Sedangkan
menurut
Glicksman (1969), pati diberi perlakuan tertentu dengan tujuan untuk
menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya
atau untuk merubah beberapa sifat sebelumnya atau untuk merubah
Universitas Sumatera Utara
11
beberapa sifat lainnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas,
asam, alkali, zat pengoksidasi atau bahan kimia lainnya yang akan
menghasilkan gugus kimia baru dan atau perubahan bentuk, ukuran serta
struktur molekul pati.
Modifikasi dengan konversi dimaksudkan untuk mengurangi
viskositas dari pati mentah hingga dapat dimasak dan digunakan pada
konsentrasi yang lebih tinggi, pati akan lebih mudah larut dalam air dingin
dan memperbaiki sifat kecenderungan pati untuk membentuk gel atau
pasta (Furia, 1968). Adapun beberapa teknik untuk modifikasi pati, yaitu :
2.3.1 Modifikasi Fisika
Modifikasi fisika dari pati pada dasarnya mengubah struktur
granula dan mengubah pati biasa menjadi pati yang larut dalam air dingin.
Sebagian besar metode fisik yang digunakan saat ini adalah : Heatmoisture Treatment, Annealing (penguaatan terhadap air), Retrogadasi ,
Pembekuan , Ultra High Pressure Treatment, Glow Discharge Plasma
Treatment, Osmotic- Pressure Treatment , Thermal Inhibiton (inhibisi
termal) , Gelatinization (pergelatinisasi) (Neelam, et al. 2012).
2.3.2 Modifikasi Enzimatis
Modifikasi ini melibatkan tentang suspensi pati menjadi enzim utama
termasuk hidrolisis enzim yang cenderung untuk menghasilkan turunan
enzim yang lebih tinggi. Beberapa enzim yang sudah diteliti dan
digunakan untuk memodifikasi pati , antara lain : Amilomaltase (α-1,4-α1,4 glukosil tranferase), siklomaltodekstrinase, transglukosidase , dan βamilase (Neelam,et al. 2012).
Universitas Sumatera Utara
12
2.3.3 Modifikasi Kimia
Metode kimia dari pati melibatkan gugus fungsi awal pada molekul pati,
yang dapat mengakibatkan perubahan secara nyata sifat fisika dan
kimianya.Contoh dari teknik ini adalah eterifikasi, esterifikasi, ikat silang,
penambahan asam, dan oksidasi(Neelam,etal.2012). Beberapa modifikasi
pati secara kimia yaitu :
2.3.3.1 Eterifikasi Pati
Pati terhidroksi propilasi umumnya dibuat dengan eterifikasi pati dengan
propilena oksida dengan adanya katalis basa. Kelompok hidroksipropil
yang dimasukkan ke dalam rantai pati mampu mengganggu ikatan
hidrogen intra-molekul interand, sehingga melemahkan struktur butiran
pati dan
menyebabkan rantai pati bebas bergerak di daerah amorf.
Pergantian kelompok hidroksipropil pada rantai pati mengganggu struktur
ikatan internal sehingga mengurangi jumlah energi yang diperlukan untuk
melarutkan pati dalam air.
Pati eterifikasi atau pati hidroksipropil banyak digunakan pada
produk makanan dimana mereka memberikan stabilitas viskositas dan
stabilitas beku. Pati ini biasanya dikombinasikan dengan cross-linking
untuk memberikan viskositas, tekstur, dan stabilitas yang diinginkan untuk
pengolahan dan penyimpanan. Pati hidroksipropil digunakan sebagai
pengental dalam pemakanan pai buah, puding, saus, saus, dan saus salad.
2.3.3.2 Esterifikasi Pati
Pati ester adalah sejenis pati yang dimodifikasi dimana beberapa gugus
hidroksil telah digantikan oleh gugus ester. Proses esterifikasi pati asli
dengan anhidrida asetat biasanya dengan adanya katalis basa. Dalam
kondisi basa, pati secara tidak langsung direaksikan dengan anhidrida
karboksilat. Suatu komplek alkali pati terbentuk terlebih dahulu, yang
Universitas Sumatera Utara
13
kemudian berinteraksi dengan anhidrida karboksilat untuk membentuk
ester pati dengan penghilangan ion karboksilat dan satu molekul air. Pati
ester disintesis dengan berbagai reaktan, seperti anhidrida asam, asam
amino Octenyl Succinic Anhydride (OSA), asam lemak dodecenil suksinat
anhidrida (DDSA) dan asam lemak klorida.
2.3.3.3 Cross-Linking
Cross-linking atau ikat silang umumnya dilakukan dengan perlakuan pati
granular dengan reagen yang mampu membentuk hubungan antar molekul
antara eter atau ester antara gugus hidroksil pada molekul pati.Sodium
trimetaphosphate (STMP), monosodium fosfat (SOP), natrium tripolifosfat
(STPP), epiklorohidrin (EPI), fosforil klorida (POCL3), campuran asam
adipat dan anhidrida asetat, dan vinil klorida adalah agen utama yang
digunakan untuk cross-link. Faktor lain yang dapat mempengaruhi tingkat
ikatan silang adalah distribusi ukuran populasi butiran pati.
2.3.3.4Oksidasi Pati
Oksidasi pati telah dilakukan sejak awal 1800-an, dan berbagai zat
pengoksidasi
telah
diperkenalkan,
misalnya
hipoklorit,
hidrogen
peroksida, periodat, permanganat, dikromat, persulfat, dan klorit. Reaksi
utama oksidasi hipoklorit pati termasuk pembelahan rantai polimer dan
oksidasi gugus hidroksil menjadi gugus karbonil dan karboksil. Laju reaksi
pati dengan hipoklorit sangat dipengaruhi oleh pH. Laju menjadi cepat
sekitar pH 7 dan sangat lambat pada pH 10.
(Sameh, et al. 2016)
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 2.5. Beberapa metode modifikasi pati secara kimiawi (Neelam,et
al. 2012)
2.4 Oksidasi
Oksidasi didefenisikan sebagai perubahan gugus fungsi dalam suatu
molekul (March, 1992). Menurut Sheldon dan Kochi, oksidasi dalam
kimia organik merujuk pada :
1. Eliminasi hidrogen atau dehidrogenasi
2. Pemindahan ikatan atom hidrogen pada karbon oleh senyawa lain
yang lebih elektronegatif, seperti oksigen dalam reaksi berikut :
Menurut Smith, oksidasi didefenisikan sebagai hilangnya elektron dan
defenisi ini dapat digunakan dalam molekul organik dan anorganik.
Hilangnya elektron dihubungkan dengan perubahan keadaan oksidasi
atom, dan hilangnya elektron ini dapat ditentukan dengan bilangan
oksidasi. Alkohol adalah molekul organik dengan gugus fungsional C-
Universitas Sumatera Utara
15
OH.Alkohol dioksidasi menjadi turunan karbonil melalui berbagai
oksidator, tetapi produk utama yang terbentuk bergantung pada struktur
alkohol dalam reagen. Alkohol primer lebih dahulu dioksidasi menjadi
aldehida dan oksidasi selanjutnya membentuk asam. Tiap oksidasi ini
merupakan proses dua elektron. Alkohol sekunder dapat dioksidasi
menjadi keton melalui proses dua elektron (Smith, 1994).
2.5 Oksidasi Pati
Proses Oksidasi adalah suatu reaksi acak yang melibatkan gugus hidroksil
menjadi aldehida, keton, dan gugus karboksil dan juga pemotongan ikatan
molekul (Wurzburq, 1968). Pati dapat dioksidasi dengan adanya aktivitas
dari beberapa zat pengoksidasi dalam suasana asam, netral atau basa.
Menurut FDA ( Food and Drugs Adminitration ) zat pengoksidasi
diklasifikasikan sebagai pemutih dan oksidan untuk pemutih yang
diizinkan adalah oksigen aktif dari peroksida atau klorin dari natrium
hipoklorit, kalium permanganat, ammonium persulfat ( Koswara, 2006).
Pati teroksidasi dapat diperoleh melalui reaksi antara pati dengan
suatu oksidan yang disertai dengan pengaturan suhu dan pH.Karena gugus
karboksil lebih besar dari gugus hidroksil , kehadiran gugus ini pada fraksi
amilosa mengurangi kecenderungannya untuk bergabung. Gugus ini juga
memberikan muatan yang mengakibatkan terjadinya tolak-menolak antara
molekul. Akibatnya pati termodifikasi menunjukkan stabilitas konsistensi
yang lebih besar atau tahan untuk tidak membentuk gel sehingga produk
dengan pati termodifikasi lebih stabil. Gugus karboksil juga mempunyai
efektifitas pelarutan yang ditunjukkan dengan meningkatnya kejernihan
pasta dan menurunnya kekuatan gel. (Wurzburg, 1968). Oksidasi pati
dengan zat yang mengandung klorin seperti senyawa hipoklorit, dimana
produk yang dihasilkan disebut dengan pati terklorinasi atau lebih tepatnya
pati teroksidasi. Pada reaksi oksidasi pati, gugus – gugus hidroksil pada
posisi C-2, C-3, dan C-6, diubah menjadi gugus karbonil dan/atau gugus
karboksil ( Karukake dkk, 2009).
Universitas Sumatera Utara
16
Menurut Wurzburq Halogen seperti klorin, bromin dan hipoklorit
mengoksidasi pati secara acak dengan empat kemungkinan, yaitu :
1. Oksidasi pada aldehida tereduksi dari amilosa dan amilopektin
membentuk grup karboksil, umumnya aldehida akan dioksidasi lebih
cepat dari hidroksil
2. Oksidasi pada alkohol primer, C- 6 membentuk karboksil, asam
glukoronat pati
3. Oksidasi hidroksil sekunder, C-2, C-3, C-4 membentuk grup keton
4. Oksidasi hidroksil pada C-2 dan C-3 sebagai grup glikol
menyebabkan pemutusan antara C-2 dan C-3 membentuk aldehida,
dan oksidasi selanjutnya membentuk karboksil.
Reaksi utama yang terjadi selama oksidasi dapat dilihat pada Gambar 2.6
Gambar 2.6. Dari atas ke bawah : gugus karboksil, atau C-1 dengan
pembukaan cincin ; gugus karboksil pada C-6 ; diketon pada C-2 dan C-3
dan dikarboksil pada C-2 dan C-3 (Beynum, 1985).
Universitas Sumatera Utara
17
Beberapa reaksi oksidasi pati dengan berbagi oksidator dapat dilihat pada
gambar berikut :
1. Oksidasi pati dengan Natrium Hipoklorit
Gambar 2.7 Reaksi Oksidasi Pati dengan Natrium Hipoklorit
Sumber : Vanier, 2016
2. Oksidasi Pati dengan Hidrogen Peroksida
Gambar 2.8 Reaksi oksidasi Pati dengan Hidrogen Peroksida
Sumber : Vanier, 2016
3. Oksidasi Pati dengan Periodat
Gambar 2.9 Reaksi Oksidasi Pati dengan Periodat
Sumber : Vanier, 2016
Universitas Sumatera Utara
18
2.6. Kegunaan Pati Teroksidasi
Pati teroksidasi dapat digunakan untuk industri makanan dan juga bukan
makanan. ( Lawal, 2004). Penggunaan pati teroksidasi pada industri
makanan semakin meningkat, hal ini dikarenakan stabilitas tinggi,
viskositas rendah dan sifatnya yang mudah mengikat. Pati teroksidasi yang
digunakan dalam industri makanan adalah hasil reaksi oksidasi pati
dengan menggunakan Natrium Hipoklorit.
(Sherry dan Steve, 2005 ).
Penggunaan terbesar dari pati teroksidasi adalah indutri kertas
diikuti industri tekstil dan pangan. Pati teroksidasi djumpai dalam berbagai
industri pangan dimana rasa netral, viskositas yang rendah dari pengisi
dibutuhkan seperti pada pembuatan krim salad dan mayonaise. Pati
teroksidasi telah digunakan sebagai pengganti gum arab dan permen
karena menghasilkan pembentukan gel yang baik (Radley, 1976).
Beberapa aplikasi pati dalam proses pembuatan kertas menurut
Maurer, 2001 yaitu:
a. Pati digunakan sebagai agen flokulasi dan memperbaiki kekuatan
lembaran internal kertas
b. Surface
sizing,
pati
digunakan
sebagai
perekat
dan
untuk
meningkatkan kekuatan dan kekakuan kertas.
c. Coating, Pati digunakan sebagai pengikat pigmen
d. Effluent treatment, pati digunakan sebagai polimer kationik dalam
pengolahan limbah dan mengendalikan pelepasan serat selulosa,
pigmen dan komponen lainnya dari pembuatan kertas.
e. Konversi kertas karton menjadi kemasan, pati digunakan sebagai
perekat dalam pembuatan papan multi-lapis dan untuk proses
laminating
Paper coating atau pelapisan kertas adalah proses di mana warna
pelapis dimasukkanke permukaan kertas untuk mengubah sifat permukaan
produk kertasnya. Jika kertas dilapisi, maka lubang pada permukaan kertas
Universitas Sumatera Utara
19
berkurang dan permukaan kertas akhir menjadihalus dengan porositas
yang terkontrol (Jonhed, 2006)
2.7. Natrium Hipoklorit
Natrium hipoklorit adalah senyawa kimia dengan rumus NaClO. Senyawa
initerdiri dari kation natrium (Na+) dan anion hipoklorit (ClO-) dan dapat
dilihat sebagai garam natrium dari asam hipoklorit. Ketika Natrium
hipoklorit dilarutkan dalam air umumnya dikenal sebagai pemutih atau
cairan pemutih. Sodium hipoklorit sering digunakan sebagai desinfektan
atau agen pemutih. Natrium hipoklorit merupakan agen pengoksidasi yang
kuat dan lebih stabil dalam bentuk larutan encer. Natrium hipoklorit
dengan konsentrasi 12 % banyak digunakan untuk klorinasi air dan 15 %
lebih umum digunakan dalam desinfeksi air limbah.
Natrium hipoklorit dapat bereaksi dengan asam klorida untuk
melepaskan gas klorin dan dapat pula bereaksi dengan asam lainya seperti
asam asetat, untuk melepaskan asam hipoklorit.
NaClO + 2 HCl → Cl2 + H2O + NaCl
NaClO + CH3COOH → HClO + CH3COONa
Natrium hipoklorit terurai bila dipanaskan yang membentuk natrium klorat
dan natrium klorida:
3 NaClO → NaClO3 + 2 NaCl
Dalam reaksi dengan hidrogen peroksida ia melepaskan molekul oksigen:
NaClO + H2O2 → H2O + NaCl + O2↑
Bila dilarutkan dalam larutan air, natrium hipoklorit akan terurai secara
perlahan, yang melepaskan klor, oksigen, dan natrium hidroksida.
Universitas Sumatera Utara
20
4 NaClO + 2 H2O → 4 NaOH + 2 Cl2 + O2
(Wikipedia)
2.8 Karakterisasi Pati
2.8.1Fourier Transform Infra Red ( FT-IR)
Spektrofotometri infra merah sangat penting dalam kimia modern,
terutama dalam bidang kimia organik. Merupakan alat rutin dalam
penenmuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran.
(Day, et al, 1990) . Spektrofotometer inframerah pada umumnya
digunakan untuk menentukan gugus fungsi dari suatu senyawa organik
dan mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan
membandingkan daerah sidik jarinya. Frekuensi inframerah biasanya
dinyatakan dalam satuan bilangan gelombang yang didefenisikan sebagai
banyaknya
gelombang
per
sentimeter.
Spektroskopi
inframerah
bermanfaat untuk menetapkan jenis ikatan atom – atom yang ada dalam
molekul (Hart, 2003).
Serapan radiasi infra merah oleh suatu molekul terjadi karena
interaksi vibrasi ikatan kimia yang menyebabkan perubahan polarisabilitas
dengan medan listrik gelombang elektromagnetik ( Wirjosentono, 1987).
Terdapat dua macam getaran molekul, yaitu getaran ulur dan gertaran
tekuk. Getaran ulur adalah merupakan gerakan berirama di sepanjang
sumbu ikatan sehingga jarak antar atom bertambah atau berkurang.
Getaran tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut ikatan antara ikatan –
ikatan pada sebuah atom, atau karena gerakan sebuah gugusan (Hartomo,
1986). Berikut adalah spektrum FT - IR pati termodifikasi.
Universitas Sumatera Utara
21
(Liu,et.al. 2014)
Gambar 2.10 Spektrum FT – IR Pati termodifikasi
2.8.2 Swelling Power
Swelling power terjadi karena adanya ikatan non-kovalen antara molekulmolekul pati. Bila pati dimasukkan ke dalam air dingin, granula pati akan
menyerap air dan membengkak. Namun demikian, jumlah air yang
terserap dan pembengkakannya terbatas hanya mencapai 30% (Winarno,
2002).
Peningkatan daya pengembangan pati disebabkan peningkatan
gugus hidrofilik selama proses oksidasi. Sedangkan penurunan daya
pengembangan pati pada konsentrasi oksidator tinggi diduga karena terjadi
oksidasi berlebih mengakibatkan terjadinya photo-croslinking. Photocroslinking mengakibatkan peningkatan ikatanintramolekul pati dan
menghambat daya pengembangan pati (Wang, 2003)
Swelling power dipengaruhi oleh kemampuan molekul pati untuk
mengikat air melalui pembentukan ikatan hidrogen. Setelah proses
gelatinisasi ikatan hidrogen antara molekul pati terputus dan digantikan
oleh ikatan hidrogen dengan air. Sehingga pati yang mengalami
Universitas Sumatera Utara
22
gelatinisasi dan granulanya mengembang dengan maksimal (Herawati,
2010).
2.8.3
Scanning Electron Microscopy (SEM)
SEM adalah merupakan sebuah alat yang dapat membentuk bayangan
permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan
diameter5 – 10 nm diarahkan pada spesimen inetraksi berkas elektron
dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik
berkas elektron, sinar x, elektron sekunder dan absorbsi elekton
(Wirjosentono, 1996). Berikut adalah Hasil SEM pati termodifikasi
Universitas Sumatera Utara
23
(Budiyati , et al .2016)
Gambar 2.11 Hasil analisa SEM Pati sukun sebelum (a) dan sesudah (b)
oksidasi dengan larutan hidrogen peroksida
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sukun (Artocarpus altilis)
Sukun (Artocarpus altilis) merupakan suatu spesies tanaman yang tersebar
di Polinesia, Pasifik dan Asia Tenggara, termasuk Indonesia.Buah sukun
biasanya dipanen dua kali setahun, yaitu pada bulan Januari-Februari dan
bulan Agustus-September.Buah sukun masak tidak bisa disimpan terlalu
lama karena cepat membusuk (Adebowale, 2005).
Taksonomi tanaman sukun (Artocarpus altilis) adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledoneae
Bangsa
: Urticales
Famili
: Moraceae
Genus
: Artocarpus
Spesies
: Artocarpus altilis
(Widowati, 2003)
Tanaman sukun memiliki pohon yang tingginya dapat mencapai 30
meter, namun rata-rata tingginya hanya 12-15 meter.Batangnya memiliki
kayu yang lunak, tajuknyarimbun dengan percabangan melebar ke arah
samping, kulit batang berwarna hijau kecokelatan, berserat kasar dan pada
semua bagian tanaman memiliki getah encer.Akar tanaman sukun
mempunyai akar tunggang yang dalam dan akar samping yang dangkal.
Apabila akar tersebut terluka atau terpotong akan memacu tumbuhnya
tunas alam atau root shoots tunas yang sering digunakan untuk bibit
(Pitojo,1992).Tanaman Sukun dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1. Tanaman Sukun
Berdasarkan hasil pengamatan morfologi buah sukun di Indonesia
umumnya ukuran buah sukun dapat dikelompokkan menjadi 3 macam
yaitu kecil, sedang dan besar. Bentuk buah bulat, agak lonjong sampai
lonjong.Buah sukun yang digunakan dalam penelitian ini dilihat pada
Gambar 2.2
Gambar 2.2 Buah Sukun
Tanaman ini sudah lama dibudidayakan oleh masyarakat
Indonesia. Buah sukun telah dimanfaatkan sebagai makanan pokok
Universitas Sumatera Utara
7
tradisional, akan tetapi bagi masyarakat Indonesia, konsumsi buah sukun
umumnya masih terbatas sebagai makanan ringan dan sayur (Pitojo,
1992). Pemanfaatan buah sukun akan semakin penting di masa depan
untuk mendukung program deversifikasi pangan dalam rangka menunjang
program ketahanan pangan nasional. Sebagai salah satu sumber bahan
pangan alternatif, buah sukun terbukti memiliki kandungan gizi cukup
tinggi (Widowati, 2003). Komposisi kimia buah sukun yang muda dan tua
atau masak dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi kimia Buah Sukun
Unsur – unsur
Sukun muda
Sukun tua
87,1
69,1
Kalori (kal)
46
108
Protein (g)
2,0
1,3
Lemak (g)
0,7
0,3
Karbohidrat (g)
9,2
28,2
Kalsium (mg)
59
21
Fosfor (mg)
46
59
-
0,4
Vitamin B1 (mg)
0,12
0,12
Vitamin B2 (mg)
0,06
0,06
Vitamin C (mg)
21
17
Abu (g)
1,0
0,9
Serat (g)
2,2
-
Air (g)
Besi (mg)
2.2 Pati
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik, yang
banyak terdapat pada tumbuhan terutama pada biji-bijian, umbi-umbian.
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai
atom karbonnya, serta lurus atau bercabang. Dalam bentuk aslinya secara
Universitas Sumatera Utara
8
alami pati merupakan butiran-butiran kecil yang sering disebut granula.
Bentuk dan ukuran granula merupakan karakteristik setiap jenis pati,
karena itu digunakan untuk identifikasi (Hill dan Kelley, 1942). Selain
ukuran granula karakteristik lain adalah bentuk, keseragaman granula,
lokasi hilum, serta permukaan granulanya (Hodge dan Osman, 1976).
Dalam keadaan murni granula pati berwarna putih, mengkilat,
tidak berbau dan tidak berasa.Secara mikroskopik terlihat bahwa granula
pati dibentuk oleh molekul-molekul yang membentuk lapisan tipis yang
tersusun terpusat. Granula pati bervariasi dalam bentuk dan ukuran, ada
yang berbentuk bulat, oval, atau bentuk tak beraturan demikian juga
ukurannya, mulai kurang dari 1 mikron sampai 150 mikron ini tergantung
sumber patinya. Karakteristik granula dari beberapa pati terdapat pada
Tabel 2.2
Tabel 2.2 Karakteristik Granula Pati
Diameter
Sumber
Kisaran (um)
Rata – rata (um)
Jagung
21 – 26
15
Kentang
15 – 100
33
Ubi jalar
15 – 55
25 – 50
Tapioka
6 – 36
20
Gandum
2 – 38
20 – 22
Beras
3–9
5
Sumber : (Fennema, 1985)
Pati tersusun paling sedikit oleh dua komponen utama yaitu
amilosa dan amilopektin.Umumnya pati mengandung 15 – 30% amilosa
dan 70 – 85% amilopektin(Bank dan Greenwood, 1975).
Universitas Sumatera Utara
9
2.2.1 Amilosa
Amilosa merupakan bagian polimer dengan ikatan α-(1,4) dari unit
glukosa dan pada setiap rantai terdapat 500-2000 unit D-glukosa,
membentuk rantai lurus yang umumnya dikatakan sebagai linier dari pati
(Hee-Joung An, 2005). Karakteristik dari amilosa dalam suatu larutan
adalah kecenderungan membentuk koil yang sangat panjang dan fleksibel
yang selalu bergerak melingkar.Struktur ini mendasari terjadinya interaksi
iodamilosa membentuk warna biru.Dalam masakan, amilosa memberikan
efek keras bagi pati (Hee-Joung An, 2005).Struktur rantai amilosa
cenderung membentuk rantai yang linear seperti terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Struktur Dari Amilosa (Whistler, et al., 1984)
2.2.2 Amilopektin
Amilopektin adalah polimer berantai cabang dengan ikatan α-(1,4)glikosidik dan ikatan α-(1,6)-glikosdik di tempat percabangannya. Setiap
cabang terdiri atas 25 - 30 unit D-glukosa .Selain perbedaan struktur,
panjang rantai polimer, dan jenis ikatannya, amilosa dan amilopektin
mempunyai perbedaan dalam hal penerimaan terhadap iodin. Amilosa
akan membentuk kompleks berwarna biru sedangkan amilopektin
membentuk kompleks berwarna ungu-coklat bila ditambah dengan iodine
(Hee-Joung An, 2005).
Amilopektin seperti amilosa juga mempunyai
ikatan α-(1,4) pada rantai lurusnya, serta ikatan β-(1,6) pada titik
percabangannya. Struktur rantai amilopektin cenderung membentuk rantai
yang bercabang seperti pada Gambar 2.4.
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.4. Struktur Dari Amilopektin (Whistler, et al., 1984)
Dalam
produk
makanan,
amilopektin
bersifat
merangsang
terjadinya proses mekar (puffing) dimana produk makan yang berasal dari
pati yang kandungan amilopektinnya tinggi akan bersifat ringan, porus,
garing dan renyah. Kebalikannya pati dengan kandungan amilosa tinggi,
cenderung menghasilkan produk yang keras, pejal, karena proses
mekarnya terjadi secara terbatas (Hee- Joung An, 2005)
Pada struktur granula pati, amilosa dan amilopektin ini tersusun
dalam suatu cincin-cincin.Jumlah cincin dalam suatu granula kurang lebih
berjumlah 16, ada yang merupakan cincin lapisan amorf dan cincin yang
merupakan lapisan semikristal (Hustiany, 2006).Amilosa merupakan fraksi
gerak, yang artinya dalam granula pati letaknya tidak pada satu tempat,
tergantung dari jenis pati. Secara umum amilosa terletak diantara molekulmolekul amilopektin dan secara acak berada selang-seling diantara daerah
amorf dan kristal (Oates, 1997)
2.3 Modifikasi Pati
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat
suatu reaksi kimia (esterifikasi, eterifikasi atau oksidasi) atau dengan
menggangu
struktur
asalnya
(Fleche,
1985).Sedangkan
menurut
Glicksman (1969), pati diberi perlakuan tertentu dengan tujuan untuk
menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya
atau untuk merubah beberapa sifat sebelumnya atau untuk merubah
Universitas Sumatera Utara
11
beberapa sifat lainnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas,
asam, alkali, zat pengoksidasi atau bahan kimia lainnya yang akan
menghasilkan gugus kimia baru dan atau perubahan bentuk, ukuran serta
struktur molekul pati.
Modifikasi dengan konversi dimaksudkan untuk mengurangi
viskositas dari pati mentah hingga dapat dimasak dan digunakan pada
konsentrasi yang lebih tinggi, pati akan lebih mudah larut dalam air dingin
dan memperbaiki sifat kecenderungan pati untuk membentuk gel atau
pasta (Furia, 1968). Adapun beberapa teknik untuk modifikasi pati, yaitu :
2.3.1 Modifikasi Fisika
Modifikasi fisika dari pati pada dasarnya mengubah struktur
granula dan mengubah pati biasa menjadi pati yang larut dalam air dingin.
Sebagian besar metode fisik yang digunakan saat ini adalah : Heatmoisture Treatment, Annealing (penguaatan terhadap air), Retrogadasi ,
Pembekuan , Ultra High Pressure Treatment, Glow Discharge Plasma
Treatment, Osmotic- Pressure Treatment , Thermal Inhibiton (inhibisi
termal) , Gelatinization (pergelatinisasi) (Neelam, et al. 2012).
2.3.2 Modifikasi Enzimatis
Modifikasi ini melibatkan tentang suspensi pati menjadi enzim utama
termasuk hidrolisis enzim yang cenderung untuk menghasilkan turunan
enzim yang lebih tinggi. Beberapa enzim yang sudah diteliti dan
digunakan untuk memodifikasi pati , antara lain : Amilomaltase (α-1,4-α1,4 glukosil tranferase), siklomaltodekstrinase, transglukosidase , dan βamilase (Neelam,et al. 2012).
Universitas Sumatera Utara
12
2.3.3 Modifikasi Kimia
Metode kimia dari pati melibatkan gugus fungsi awal pada molekul pati,
yang dapat mengakibatkan perubahan secara nyata sifat fisika dan
kimianya.Contoh dari teknik ini adalah eterifikasi, esterifikasi, ikat silang,
penambahan asam, dan oksidasi(Neelam,etal.2012). Beberapa modifikasi
pati secara kimia yaitu :
2.3.3.1 Eterifikasi Pati
Pati terhidroksi propilasi umumnya dibuat dengan eterifikasi pati dengan
propilena oksida dengan adanya katalis basa. Kelompok hidroksipropil
yang dimasukkan ke dalam rantai pati mampu mengganggu ikatan
hidrogen intra-molekul interand, sehingga melemahkan struktur butiran
pati dan
menyebabkan rantai pati bebas bergerak di daerah amorf.
Pergantian kelompok hidroksipropil pada rantai pati mengganggu struktur
ikatan internal sehingga mengurangi jumlah energi yang diperlukan untuk
melarutkan pati dalam air.
Pati eterifikasi atau pati hidroksipropil banyak digunakan pada
produk makanan dimana mereka memberikan stabilitas viskositas dan
stabilitas beku. Pati ini biasanya dikombinasikan dengan cross-linking
untuk memberikan viskositas, tekstur, dan stabilitas yang diinginkan untuk
pengolahan dan penyimpanan. Pati hidroksipropil digunakan sebagai
pengental dalam pemakanan pai buah, puding, saus, saus, dan saus salad.
2.3.3.2 Esterifikasi Pati
Pati ester adalah sejenis pati yang dimodifikasi dimana beberapa gugus
hidroksil telah digantikan oleh gugus ester. Proses esterifikasi pati asli
dengan anhidrida asetat biasanya dengan adanya katalis basa. Dalam
kondisi basa, pati secara tidak langsung direaksikan dengan anhidrida
karboksilat. Suatu komplek alkali pati terbentuk terlebih dahulu, yang
Universitas Sumatera Utara
13
kemudian berinteraksi dengan anhidrida karboksilat untuk membentuk
ester pati dengan penghilangan ion karboksilat dan satu molekul air. Pati
ester disintesis dengan berbagai reaktan, seperti anhidrida asam, asam
amino Octenyl Succinic Anhydride (OSA), asam lemak dodecenil suksinat
anhidrida (DDSA) dan asam lemak klorida.
2.3.3.3 Cross-Linking
Cross-linking atau ikat silang umumnya dilakukan dengan perlakuan pati
granular dengan reagen yang mampu membentuk hubungan antar molekul
antara eter atau ester antara gugus hidroksil pada molekul pati.Sodium
trimetaphosphate (STMP), monosodium fosfat (SOP), natrium tripolifosfat
(STPP), epiklorohidrin (EPI), fosforil klorida (POCL3), campuran asam
adipat dan anhidrida asetat, dan vinil klorida adalah agen utama yang
digunakan untuk cross-link. Faktor lain yang dapat mempengaruhi tingkat
ikatan silang adalah distribusi ukuran populasi butiran pati.
2.3.3.4Oksidasi Pati
Oksidasi pati telah dilakukan sejak awal 1800-an, dan berbagai zat
pengoksidasi
telah
diperkenalkan,
misalnya
hipoklorit,
hidrogen
peroksida, periodat, permanganat, dikromat, persulfat, dan klorit. Reaksi
utama oksidasi hipoklorit pati termasuk pembelahan rantai polimer dan
oksidasi gugus hidroksil menjadi gugus karbonil dan karboksil. Laju reaksi
pati dengan hipoklorit sangat dipengaruhi oleh pH. Laju menjadi cepat
sekitar pH 7 dan sangat lambat pada pH 10.
(Sameh, et al. 2016)
Universitas Sumatera Utara
14
Gambar 2.5. Beberapa metode modifikasi pati secara kimiawi (Neelam,et
al. 2012)
2.4 Oksidasi
Oksidasi didefenisikan sebagai perubahan gugus fungsi dalam suatu
molekul (March, 1992). Menurut Sheldon dan Kochi, oksidasi dalam
kimia organik merujuk pada :
1. Eliminasi hidrogen atau dehidrogenasi
2. Pemindahan ikatan atom hidrogen pada karbon oleh senyawa lain
yang lebih elektronegatif, seperti oksigen dalam reaksi berikut :
Menurut Smith, oksidasi didefenisikan sebagai hilangnya elektron dan
defenisi ini dapat digunakan dalam molekul organik dan anorganik.
Hilangnya elektron dihubungkan dengan perubahan keadaan oksidasi
atom, dan hilangnya elektron ini dapat ditentukan dengan bilangan
oksidasi. Alkohol adalah molekul organik dengan gugus fungsional C-
Universitas Sumatera Utara
15
OH.Alkohol dioksidasi menjadi turunan karbonil melalui berbagai
oksidator, tetapi produk utama yang terbentuk bergantung pada struktur
alkohol dalam reagen. Alkohol primer lebih dahulu dioksidasi menjadi
aldehida dan oksidasi selanjutnya membentuk asam. Tiap oksidasi ini
merupakan proses dua elektron. Alkohol sekunder dapat dioksidasi
menjadi keton melalui proses dua elektron (Smith, 1994).
2.5 Oksidasi Pati
Proses Oksidasi adalah suatu reaksi acak yang melibatkan gugus hidroksil
menjadi aldehida, keton, dan gugus karboksil dan juga pemotongan ikatan
molekul (Wurzburq, 1968). Pati dapat dioksidasi dengan adanya aktivitas
dari beberapa zat pengoksidasi dalam suasana asam, netral atau basa.
Menurut FDA ( Food and Drugs Adminitration ) zat pengoksidasi
diklasifikasikan sebagai pemutih dan oksidan untuk pemutih yang
diizinkan adalah oksigen aktif dari peroksida atau klorin dari natrium
hipoklorit, kalium permanganat, ammonium persulfat ( Koswara, 2006).
Pati teroksidasi dapat diperoleh melalui reaksi antara pati dengan
suatu oksidan yang disertai dengan pengaturan suhu dan pH.Karena gugus
karboksil lebih besar dari gugus hidroksil , kehadiran gugus ini pada fraksi
amilosa mengurangi kecenderungannya untuk bergabung. Gugus ini juga
memberikan muatan yang mengakibatkan terjadinya tolak-menolak antara
molekul. Akibatnya pati termodifikasi menunjukkan stabilitas konsistensi
yang lebih besar atau tahan untuk tidak membentuk gel sehingga produk
dengan pati termodifikasi lebih stabil. Gugus karboksil juga mempunyai
efektifitas pelarutan yang ditunjukkan dengan meningkatnya kejernihan
pasta dan menurunnya kekuatan gel. (Wurzburg, 1968). Oksidasi pati
dengan zat yang mengandung klorin seperti senyawa hipoklorit, dimana
produk yang dihasilkan disebut dengan pati terklorinasi atau lebih tepatnya
pati teroksidasi. Pada reaksi oksidasi pati, gugus – gugus hidroksil pada
posisi C-2, C-3, dan C-6, diubah menjadi gugus karbonil dan/atau gugus
karboksil ( Karukake dkk, 2009).
Universitas Sumatera Utara
16
Menurut Wurzburq Halogen seperti klorin, bromin dan hipoklorit
mengoksidasi pati secara acak dengan empat kemungkinan, yaitu :
1. Oksidasi pada aldehida tereduksi dari amilosa dan amilopektin
membentuk grup karboksil, umumnya aldehida akan dioksidasi lebih
cepat dari hidroksil
2. Oksidasi pada alkohol primer, C- 6 membentuk karboksil, asam
glukoronat pati
3. Oksidasi hidroksil sekunder, C-2, C-3, C-4 membentuk grup keton
4. Oksidasi hidroksil pada C-2 dan C-3 sebagai grup glikol
menyebabkan pemutusan antara C-2 dan C-3 membentuk aldehida,
dan oksidasi selanjutnya membentuk karboksil.
Reaksi utama yang terjadi selama oksidasi dapat dilihat pada Gambar 2.6
Gambar 2.6. Dari atas ke bawah : gugus karboksil, atau C-1 dengan
pembukaan cincin ; gugus karboksil pada C-6 ; diketon pada C-2 dan C-3
dan dikarboksil pada C-2 dan C-3 (Beynum, 1985).
Universitas Sumatera Utara
17
Beberapa reaksi oksidasi pati dengan berbagi oksidator dapat dilihat pada
gambar berikut :
1. Oksidasi pati dengan Natrium Hipoklorit
Gambar 2.7 Reaksi Oksidasi Pati dengan Natrium Hipoklorit
Sumber : Vanier, 2016
2. Oksidasi Pati dengan Hidrogen Peroksida
Gambar 2.8 Reaksi oksidasi Pati dengan Hidrogen Peroksida
Sumber : Vanier, 2016
3. Oksidasi Pati dengan Periodat
Gambar 2.9 Reaksi Oksidasi Pati dengan Periodat
Sumber : Vanier, 2016
Universitas Sumatera Utara
18
2.6. Kegunaan Pati Teroksidasi
Pati teroksidasi dapat digunakan untuk industri makanan dan juga bukan
makanan. ( Lawal, 2004). Penggunaan pati teroksidasi pada industri
makanan semakin meningkat, hal ini dikarenakan stabilitas tinggi,
viskositas rendah dan sifatnya yang mudah mengikat. Pati teroksidasi yang
digunakan dalam industri makanan adalah hasil reaksi oksidasi pati
dengan menggunakan Natrium Hipoklorit.
(Sherry dan Steve, 2005 ).
Penggunaan terbesar dari pati teroksidasi adalah indutri kertas
diikuti industri tekstil dan pangan. Pati teroksidasi djumpai dalam berbagai
industri pangan dimana rasa netral, viskositas yang rendah dari pengisi
dibutuhkan seperti pada pembuatan krim salad dan mayonaise. Pati
teroksidasi telah digunakan sebagai pengganti gum arab dan permen
karena menghasilkan pembentukan gel yang baik (Radley, 1976).
Beberapa aplikasi pati dalam proses pembuatan kertas menurut
Maurer, 2001 yaitu:
a. Pati digunakan sebagai agen flokulasi dan memperbaiki kekuatan
lembaran internal kertas
b. Surface
sizing,
pati
digunakan
sebagai
perekat
dan
untuk
meningkatkan kekuatan dan kekakuan kertas.
c. Coating, Pati digunakan sebagai pengikat pigmen
d. Effluent treatment, pati digunakan sebagai polimer kationik dalam
pengolahan limbah dan mengendalikan pelepasan serat selulosa,
pigmen dan komponen lainnya dari pembuatan kertas.
e. Konversi kertas karton menjadi kemasan, pati digunakan sebagai
perekat dalam pembuatan papan multi-lapis dan untuk proses
laminating
Paper coating atau pelapisan kertas adalah proses di mana warna
pelapis dimasukkanke permukaan kertas untuk mengubah sifat permukaan
produk kertasnya. Jika kertas dilapisi, maka lubang pada permukaan kertas
Universitas Sumatera Utara
19
berkurang dan permukaan kertas akhir menjadihalus dengan porositas
yang terkontrol (Jonhed, 2006)
2.7. Natrium Hipoklorit
Natrium hipoklorit adalah senyawa kimia dengan rumus NaClO. Senyawa
initerdiri dari kation natrium (Na+) dan anion hipoklorit (ClO-) dan dapat
dilihat sebagai garam natrium dari asam hipoklorit. Ketika Natrium
hipoklorit dilarutkan dalam air umumnya dikenal sebagai pemutih atau
cairan pemutih. Sodium hipoklorit sering digunakan sebagai desinfektan
atau agen pemutih. Natrium hipoklorit merupakan agen pengoksidasi yang
kuat dan lebih stabil dalam bentuk larutan encer. Natrium hipoklorit
dengan konsentrasi 12 % banyak digunakan untuk klorinasi air dan 15 %
lebih umum digunakan dalam desinfeksi air limbah.
Natrium hipoklorit dapat bereaksi dengan asam klorida untuk
melepaskan gas klorin dan dapat pula bereaksi dengan asam lainya seperti
asam asetat, untuk melepaskan asam hipoklorit.
NaClO + 2 HCl → Cl2 + H2O + NaCl
NaClO + CH3COOH → HClO + CH3COONa
Natrium hipoklorit terurai bila dipanaskan yang membentuk natrium klorat
dan natrium klorida:
3 NaClO → NaClO3 + 2 NaCl
Dalam reaksi dengan hidrogen peroksida ia melepaskan molekul oksigen:
NaClO + H2O2 → H2O + NaCl + O2↑
Bila dilarutkan dalam larutan air, natrium hipoklorit akan terurai secara
perlahan, yang melepaskan klor, oksigen, dan natrium hidroksida.
Universitas Sumatera Utara
20
4 NaClO + 2 H2O → 4 NaOH + 2 Cl2 + O2
(Wikipedia)
2.8 Karakterisasi Pati
2.8.1Fourier Transform Infra Red ( FT-IR)
Spektrofotometri infra merah sangat penting dalam kimia modern,
terutama dalam bidang kimia organik. Merupakan alat rutin dalam
penenmuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran.
(Day, et al, 1990) . Spektrofotometer inframerah pada umumnya
digunakan untuk menentukan gugus fungsi dari suatu senyawa organik
dan mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan
membandingkan daerah sidik jarinya. Frekuensi inframerah biasanya
dinyatakan dalam satuan bilangan gelombang yang didefenisikan sebagai
banyaknya
gelombang
per
sentimeter.
Spektroskopi
inframerah
bermanfaat untuk menetapkan jenis ikatan atom – atom yang ada dalam
molekul (Hart, 2003).
Serapan radiasi infra merah oleh suatu molekul terjadi karena
interaksi vibrasi ikatan kimia yang menyebabkan perubahan polarisabilitas
dengan medan listrik gelombang elektromagnetik ( Wirjosentono, 1987).
Terdapat dua macam getaran molekul, yaitu getaran ulur dan gertaran
tekuk. Getaran ulur adalah merupakan gerakan berirama di sepanjang
sumbu ikatan sehingga jarak antar atom bertambah atau berkurang.
Getaran tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut ikatan antara ikatan –
ikatan pada sebuah atom, atau karena gerakan sebuah gugusan (Hartomo,
1986). Berikut adalah spektrum FT - IR pati termodifikasi.
Universitas Sumatera Utara
21
(Liu,et.al. 2014)
Gambar 2.10 Spektrum FT – IR Pati termodifikasi
2.8.2 Swelling Power
Swelling power terjadi karena adanya ikatan non-kovalen antara molekulmolekul pati. Bila pati dimasukkan ke dalam air dingin, granula pati akan
menyerap air dan membengkak. Namun demikian, jumlah air yang
terserap dan pembengkakannya terbatas hanya mencapai 30% (Winarno,
2002).
Peningkatan daya pengembangan pati disebabkan peningkatan
gugus hidrofilik selama proses oksidasi. Sedangkan penurunan daya
pengembangan pati pada konsentrasi oksidator tinggi diduga karena terjadi
oksidasi berlebih mengakibatkan terjadinya photo-croslinking. Photocroslinking mengakibatkan peningkatan ikatanintramolekul pati dan
menghambat daya pengembangan pati (Wang, 2003)
Swelling power dipengaruhi oleh kemampuan molekul pati untuk
mengikat air melalui pembentukan ikatan hidrogen. Setelah proses
gelatinisasi ikatan hidrogen antara molekul pati terputus dan digantikan
oleh ikatan hidrogen dengan air. Sehingga pati yang mengalami
Universitas Sumatera Utara
22
gelatinisasi dan granulanya mengembang dengan maksimal (Herawati,
2010).
2.8.3
Scanning Electron Microscopy (SEM)
SEM adalah merupakan sebuah alat yang dapat membentuk bayangan
permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan
diameter5 – 10 nm diarahkan pada spesimen inetraksi berkas elektron
dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik
berkas elektron, sinar x, elektron sekunder dan absorbsi elekton
(Wirjosentono, 1996). Berikut adalah Hasil SEM pati termodifikasi
Universitas Sumatera Utara
23
(Budiyati , et al .2016)
Gambar 2.11 Hasil analisa SEM Pati sukun sebelum (a) dan sesudah (b)
oksidasi dengan larutan hidrogen peroksida
Universitas Sumatera Utara