Universitas Pakuan, Bogor

1

MODIFIKASI PATI UMBI GEMBILI (Dioscorea esculenta L)

DAN GEMBOLO (Dioscorea bulbifera) SEBAGAI PATI

NANOPARTIKEL MELALUI HIDROLISIS ASAM Riska Eka Wijayanti

1), Ade Heri Mulyati

1), Christina Winarti

2)

1) Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Pakuan Bogor 2)

Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian Jl. Tentara Pelajar No. 12A

Cimanggu Bogor 16114

ABSTRAK

Gembili (Dioscorea esculenta L) dan gembolo (Dioscorea bulbifera) merupakan umbi

minor penghasil pati alami. Untuk meningkatkan karakteristiknya, pati alami gembili dan

gembolo perlu dilakukan modifikasi. Pati alami gembili dan gembolo dibuat dengan cara

ekstraksi, pati dalam bentuk nanopartikel dibuat dengan metode hidrolisis asam. Pengujian

karakteristik fisik pati dilakukan secara visual dengan panca indra meliputi uji warna, tekstur,

morfologi pati dengan SEM, distribusi ukuran partikel dengan PSA, sifat termal dengan DSC,

kristalinitas dengan XRD dan pengujian sifat fungsional meliputi daya pengembangan,

kelarutan, pati tercerna dan gelatinitas .

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati gembili alami memiliki rendemen sebesar

18,735 dan gembolo alami 11,38. Hidrolisis asam dengan HCl 2,2 N dan H2SO4 3,16 M

menghasilkan rendemen pati gembili dan gembolo sebesar 8,25%-35,59%. Morfologi pati tidak

terlalu banyak perubahan. Ukuran partikel pati gembili HCl 441,6 nm dan gembolo HCl 429 nm.

Profil kristalinitas pati gembili dan gembolo masuk dalam tipe A. Sifat termal pati yang telah

dihidrolisis relatif menurun. Daya cerna pati dan tingkat kelarutan pati HCl dan H2SO4

meningkatkan serta daya pengembangan pati menurun hingga 0 %.

Kata kunci: Gembili, gembolo, pati nanopartikel, hidrolisis asam.

PENDAHULUAN

Pati merupakan homopolimer glukosa

dengan ikatan α-glikosidik, yang banyak

terdapat pada tumbuhan terutama pada biji-

bijian, umbi-umbian. (Koswara, 2009).

Komponen utama pati terdiri dari amilosa

dan amilopektin (Jacobs dan Delcour,

1998).

Indonesia kaya akan berbagai jenis

umbi yang berpotensi menghasilkan pati,

diantaranya yang belum banyak

dikembangkan adalah umbi jenis uwi-uwian

seperti gembili dan gembolo. Pati alami

mempunyai beberapa kelemahan jika

dipakai sebagai bahan baku dalam industri

pangan maupun non pangan Hee-Young An

(2005). Kelemahan itu diantaranya jika

dimasak pati membutuhkan waktu yang

lama, pasta yang terbentuk keras dan tidak

bening, sifatnya terlalu lengket dan tidak

tahan terhadap asam. Kelemahan tersebut

menyebabkan pati alami terbatas

penggunaannya dalam industri (Kantouch

and Taufik,1998).

Oleh karena itu, pati perlu dimodifikasi

sehingga karakteristiknya lebih baik dan

Universitas Pakuan, Bogor

2

dapat menghasilkan keuntungan yang lebih

banyak dan nilai ekonomis yang tinggi.

Sifat-sifat penting lainnya yang diinginkan

dari pati termodifikasi menjadi nanopartikel

(yang tidak dimiliki oleh pati alam)

diantaranya adalah: kecerahannya lebih

tinggi (pati lebih putih), kekentalannya lebih

rendah, gel yang terbentuk lebih jernih,

tekstur gel yang dibentuk lebih lembek

(Koswara, 2009).

Modifikasi dengan asam akan menghasilkan

pati dengan sifat lebih encer jika dilarutkan

dan berat molekulnya lebih rendah. Pati

nanopartikel bisa dihasilkan dengan cara

hidrolisis menggunakan HCl 2,2 N dan

H2SO4 3,16 M pada suhu 35-40oC selama 5

hari (Angelier et al, 2004; Kim et al., 2008).

Penelitian terdahulu melaporkan bahwa hasil

modifikasi dari beberapa jenis pati seperti

pati garut dan sagu dapat menghasilkan pati

berukuran nanopartikel yang berfungsi untuk

matriks pengikat bahan aktif herbal dan

bakteri asam laktat (Sunarti et al, 2014;

Winarti et al, 2013).

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat yg digunakan diantaranya pisau, kain

penyaring, baskom, oven, blender,

sentrifuge, kertas saring 110 mm, cawan

porselen, neraca, tanur, pengangas air, pipet,

instrumen UV-Vis, labu ukur, kaca arloji,

gelas piala, sudip, penggiling disc mill,

ayakan, gelas objek, labu kjeldal 100 ml,

desikator, pH meter, Shaker Inkubation,

Glukometer , XRD, SEM Zeiss:EVO MA

10 , DSC, RVA, ultraturax IKA T25,

ultrasonik LLC Newton CT U.S.A model

Q700, PSA.

Bahan yang digunakan diantaranya

umbi gembili dan gembolo asal Yogyakarta,

H2SO4 pekat, NaOH, etanol teknis, etanol

pekat, HCl pekat, Asam borat 2%, Fenol

5%, Na-metabisulfat 0,075%, Aquadest,

Amilosa Murni, Glukosa murni, NaCl,

Enzim Pepsin, Enzim Amilase, Enzim

Pankrease, Enzim Amilogukosida, Heksan.

METODE PENELITIAN

Ekstraksi pati (Falade and

Ayetigbo.2014; Lan Xiaohong et al, 2015)

Umbi ditimbang 1 kg lalu dikupas

kemudian dicuci lalu dimasukan kedalam

larutan NaCl 4% 3 Liter (perbandingan 1:3).

Untuk mengetahui bobot bersihnya, kulit

hasil kupasannya ditimbang sehingga

mendapatkan bobot bersih . Kemudian

direndam dengan Na-metabisulfit 0,075%

dengan perbandingan 1:3. Lalu umbi dicuci

dengan air keran, diparut dan disaring

sambil diberi air. Kemudian didiamkan

hingga mengendap selama 1 malam, filtrat

dibuang dan endapan diambil. Endapan

dikeringkan dengan suhu 40oC, lalu digiling

dan diayak dengan ayakan 100 mesh.

Karakteristik Kimia Pati Alami

Untuk mengetahui komposisi pada pati

alami, hasil pati alami yang didapat melalui

ekstraksi kemudian dianalisis meliputi kadar

air, kadar abu, kadar pati, kadar gula total,

kadar amilosa, kadar protein, kadar lemak,

kadar karbohidrat.

Modifikasi Pati Menjadi Pati

Nanopartikel (Angeliier et al, 2004)

Pati (29,7 g) dibuat suspensi dalam

larutan 100 mL larutan asam. Suspensi pati

diinkubasikan pada suhu 40ºC selama waktu

yang telah ditentukan (3 hari dan 5 hari)

dengan menggunakan waterbath goyang.

Universitas Pakuan, Bogor

3

Suspensi pati yang telah mengalami

perlakuan hidrolisis asam pada waktu yang

telah ditentukan kemudian disentrifuge lalu

dicuci dengan menggunakan NaOH sampai

netral (pH 7,0) dilanjutkan dengan

diultraturax 13.000 rpm selama 2 menit.

Lalu diberi sodium azide kemudian disaring

dengan kertas saring. Setelah itu dicuci

dengan etanol. Endapan pati terhidrolisis

kemudian dikeringkan dengan pengering

dingin (Freeze driyer) hingga mencapai

kadar air sekitar 10%. Setelah kering pati

digiling dengan disc mill dan disaring

kemudian diayak dan disimpan dalam

freezer sampai digunakan.

Uji Morfologi (SEM)

Pati nanopartikel dan pati alami

dikarakterisasi dengan alat SEM Zeiss, EVO

MA 10 di BB Pasca Panen, Cimanggu.

Sebanyak 0,3 gram serbuk pati nanopartikel

dimasukkan kedalam plat platinum,

kemudian permukaannya dilapisi (coating)

dengan emas. Plat platinum kemudian

dimasukkan kedalam alam SEM EVO MA

10 coating unit selama 15 menit.

Selanjutnya, nanopartikel diamati dengan

SEM yang telah terhubung dengan

komputer. SEM diatur dalam keadaan

vakum dengan tegangan 20 kV. Perbesaran

diatur berdasarkan visualisaasi terbaiknya.

Distribusi Ukuran Partikel dengan

PSA

Distribusi ukuran partikel diukur dengan

Particle Size Analyzer (PSA) berdasarkan

prinsip dinamic light scattering (Delsa

Nano, C Beckman Coulter). Pati

nanopartikel didispersi dengan molekul

metanol kemudian diukur distribusi partikel

dan indeks polidispersitasnya.

Kristalinitas dengan XRD

Sekitar 200 mg sampel dicetak

langsung pada aluminium ukuran 2 x 2,5

cm2 dengan bantuan perekat. Pati

nanopartikel dan pati alami dikarakterisasi

menggunakan alat difraksi sinar X

(Shimadzu diffractometer) dengan sumber

Cu ( = 1.5406). Rentang derajat 2 theta

yang digunakan antara 5-35 derajat.

Uji Sifat Termal dengan DSC

Sifat termal pati nanopartikel dan pati

alami diamati alat differential scanning

calorimetry, Perkin-Erler DSC ( Perkin-

Elmer Co, Norwalk, CT). Sekitar 7 mg

sampel ditimbang secara akurat dalam pan

alumunium dan pan selanjutnya ditutup

secara hermetik dan disetimbangkan dengan

kecepatan pemanasan 10oC/menit dari suhu

30 sampai 120oC. Peak temperature (Tp)

dan entalpi (ΔH) dihitung secara otomatis.

Profil gelatinitas dengan RVA

Profil gelatinisasi pati nanopartikel

dan pati alami dianalisis dengan

menggunakan Rapid Visco Analyzer

(RVA). Sebanyak 3,0 g sampel (berat

kering) ditimbang dalam wadah RVA,

lalu ditambahkan 25 g akuades.

Pengukuran dengan RVA mencakup fase

proses pemanasan dan pendinginan pada

pengadukan konstan (160 rpm). Pada fase

pemanasan, suspensi pati dipanaskan dari

suhu 50oC hingga 95

oC dengan kecepatan

6oC/menit, lalu dipertahankan pada suhu

tersebut (holding) selama 5 menit. Setelah

fase pemanasan selesai, pasta pati

dilewatkan pada fase pendinginan, yaitu

suhu diturunkan dari 95oC menjadi 50

oC

dengan kecepatan 6oC/menit, kemudian

dipertahankan pada suhu tersebut selama 2

menit. Instrumen RVA memplot kurva

Universitas Pakuan, Bogor

4

profil gelatinisasi sebagai hubungan dari

nilai viskositas (cP) pada sumbu y

dengan perubahan suhu (oC) selama fase

pemanasan dan pendi-nginan pada sumbu x

Daya Cerna Pati (Sopade dan Gidley

2009)

Sebanyak 500 mg pati nanopartikel dan

pati alami ditimbang di dalam tabung reaksi,

lalu ditambahkan 1 mL artificial saliva yang

mengandung α-amilase (250 U/mL bufer

karbonat) selama 15–20 detik. Sampel

ditambahkan 5 mL pepsin (1 mL/mL 0.02

M HCl). Sampel diinkubasi pada suhu 37°C

selama 30 menit dan dinetralisasi dengan 5

mL 0.02 M NaOH. Sebelum pH menuju 6,

sampel ditambahkan 25 mL 0.2 M bufer

natrium asetat, 5 mL pankreatin (2 mg/mL

bufer asetat), dan 5 mL amiloglukosidase

(28 U/mL bufer asetat). Larutan diinkubasi

dan dilanjutkan dengan pengukuran

konsentrasi glukosa dengan menggunakan

glukometer GlucoDr™ pada menit ke-30.

Pati tercerna dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut.

Daya Cerna Pati (%)

=

Keterangan :

0,9 = Konstanta stoikiometri dari gula

ke pati

G = Angka terbaca pada glukometer

(mg/dL)

180 = Berat molekul glukosa

0,0555 = Konversi satuan mg/dL menjadi

mmol/L

FP = Faktor pengenceran

V = Volume total sampel (mL)

W = Berat sampel (g)

S = Kadar pati (%)

M = Kadar air (%)

Daya Pengembangan (Leach et al,

1959)

Sebanyak 0,1 gram pati

nanopartikel dan pati alami dilarutkan

dalam 10 mL aquades, kemudian larutan

dipanaskan menggunakan water bath

dengan temperature 60˚C, 70˚C, 80˚C

dan 90˚C selama 30 menit. Supernatant

dipisahkan menggunakan sentrifuge

dengan kecepatan 2500 rpm selama 15

menit. Swelling power dihitung dengan

rumus:

x 100

Uji Kelarutan (Leach et al, 1959)

Sebanyak 0,1 gram pati nanopartikel

dan pati alami dilarutkan dalam 10 mL

aquades, kemudian larutan dipanaskan

menggunakan water bath dengan

temperature 60˚C, 70˚C, 80˚C dan 90˚C

selama 30 menit. Supernatant dipisahkan

menggunakan sentrifuge dengan kecepatan

2500 rpm selama 15 menit. Kelarutan

dihitung dengan rumus:

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ekstraksi Pati Gembili dan Gembolo

Ekstraksi pati gembili dan gembolo

dilakukan menggunakan cara basah.

Pengamatan warna, tekstur dan aroma

dilakukan secara visual dengan panca indra.

Pati gembili dan gembolo yang dihasilkan

memiliki warna putih karena pada proses

pengolahan pati menggunakan metode

basah. Pati gembili memiliki aroma khas

gembili dan gembolo memiliki aroma khas

gembolo.

Universitas Pakuan, Bogor

5

Tekstur pati gembili dan pati gembolo tidak

memiliki perbedaan yang nyata karena pada

proses pengolahannya sama seperti proses

penggilingan dan pengayakan menggunakan

ayakan mesh 100, sehingga pati yang

dihasilkan memiliki tekstur yang halus.

Karakteristik fisik pati gembili dan pati

gembolo dapat dilihat pada tabel 1.

Menurut Richana and Chandra (2004)

gembili memiliki rendemen pati yang tinggi

berkisar 21,44%. Tingginya rendemen pati

gembili yang dihasilkan berpotensi besar

untuk dikembangkan menjadi pati.

Berdasarkan hasil penelitian diperoleh

rendemen gembili sebesar 18,735%, dari

5,85 kg gembili segar dapat menghasilkan

pati sebesar 1,096 kg. Rendemen pati

gembolo sebesar 11,38 % dari 6,3 kg

gembolo segar yang digunakan dapat

menghasilkan 0,717 kg pati gembolo.

Rendahnya rendemen pati yang dihasilkan,

karena bahan baku umbi yang digunakan

memiliki kualitas mutu rendah sehingga

tidak semua bahan baku dapat diolah

menjadi pati.

Karakteristik Kimia Pati Gembili dan

Gembolo

Hasil analisis komposisi sampel

menunjukkan bahwa pati alami gembili dan

gembolo merupakan sumber karbohidrat

yang tinggi. Pati alami gembili dan gembolo

memiliki kadar air 9,56 % dan 9,335 % .

Kadar air dalam suatu bahan pangan perlu

ditentukan, karena semakin tinggi kadar air

dalam suatu bahan pangan maka semakin

besar tingkat kerusakan bahan tersebut yang

disebabkan oleh adanya mikroba atau

serangga sehingga bahan tersebut tidak

tahan lama untuk disimpan.

Tabel 2. Karakteristik Kimia Pati

Gembili dan Gembolo

Menurut Fardiaz (1989), batas kadar air

mikroba masih dapat tumbuh sebesar 14-

15%. Rendahnya kadar air yang dihasilkan,

memberikan keuntungan pada saat proses

penyimpanan.

Hasil analisis kadar pati cukup tinggi

dibandingkan dengan hasil survey Richana

and Candra (2004) yaitu berkisar 45,75%-

63,31%. Dari hasil penelitian, menunjukkan

bahwa pati gembili lebih berpotensial

dikembangkan menjadi pati daripada pati

gembolo. Kandungan lemak gembili lebih

tinggi dibandingkan gembolo diduga pada

saat proses ekstraksi dan pencucian, kadar

lemak masih berikatan dengan amilosa

sehingga tidak terbuang bersama ampas.

Menurut Aprianita (2010) kandungan lemak

Universitas Pakuan, Bogor

6

yang tinggi karena lemak terikat dengan

amilosa, ketika lemak ini menempati lokasi

yang sama dalam heliks amilosa, kehadiran

lemak dapat mengganggu penentuan kadar

amilosa sehingga dapat mengubah sifat pati

dan dapat mencegah konstribusi amilosa

pada kekuatan penebalan pati gelatinized

dengan membentuk kompleks amilosa.

Karakteristik Pati Nanopartikel Dari

Gembili dan Gembolo

Pati nanopartikel dari gembili dan

gembolo dihasilkan dengan proses

hidrolisis asam menggunakan H2SO4

3,16 M dan HCl 2,2 N. Asam

menyerang daerah amorf pati sehingga

menyebabkan pemutusan pada struktur

amorf amilopektin dan amilosa. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa semakin

lama hidrolisis dengan asam rendemen

yang dihasilkan semakin kecil. Sejalan

dengan penelitian Winarti et al (2014)

melaporkan pati garut dengan hidrolisis

asam menggunakan HCl 2,2 N

menurunkan nilai persentase rendemen

pati garut dari 97,61% pada waktu 2 jam

menjadi 82,73% pada waktu 120 jam.

Jenis asam berpengaruh besar terhadap

rendemen pati yang dihasilkan. Terlihat

pada tabel 3, rendemen pati yang dihasilkan

dari pati yang dihidrolisis dengan HCl 2,2 N

lebih besar dibanding H2SO4 3,16 M. Hasil

yang sama diperoleh oleh Angellier et al

(2005) hasil produksi pati nanokristal yang

diperoleh dari hidrolisis dengan H2SO4 lebih

rendah dibandingkan dengan HCl tetapi

menunjukkan bahwa suspensi akhir dari

hidrolisis dengan H2SO4 lebih stabil karena

kehadiran kelompok sulfat dipermukaannya.

Tabel 3. Rendemen Pati Nanopartikel

Morfologi Pati

Pengukuran morfologi pati dipilih dari

hasil terbaik hidrolisat dan dibandingkan

dengan pati alami. Hasil pengukuran

granula pati dilakukan dengan SEM Zeiss,

EVO MA 10. Hidrolisis dalam waktu cukup

lama membuat struktur granula terpecah

menjadi lebih kecil dari struktur pati

alaminya terlihat pada gambar 1. Hal ini

menunjukkan bahwa struktur granula pati

telah mengalami proses modifikasi sehingga

memiliki permukaan yang kurang utuh.

Universitas Pakuan, Bogor

7

Pada pengukuran morfologi dengan

SEM, dapat terlihat ukuran granula yang

terbentuk, yaitu: (a) 4,75 – 25,96µm (b)

558,7nm (c) 739,3nm (d) 1,307µm– 4,144

µm (e) 914 nm dan (f) 665,6 nm. Namun,

hasil ukuran yang didapat dari pengukuran

dengan SEM ini masih belum bisa dijadikan

acuan, sehingga perlu dilakukan pengukuran

distribusi partikel menggunakan Partikel

Size Analizer (PSA).

Distribusi Ukuran Partikel

Pengukuran distribusi ukuran partikel

menggunakan Partikel Size Analizer.

Pengukuran ini diambil hanya 2 sampel saja

dari sampel terbaik setelah diuji SEM.

Sampel yang diukur yaitu gembili HCl 2,2N

dan gembolo HCl 2,2N. Menurut Lee Core

Deborah et al (2010) hidrolisis asam pada

pati jagung menyerang lapisan kristal

amilopektin double helix sehingga

memperkecil ukuran granula pati jagung.

Dilihat dari grafik pada gambar 2, terlihat

bahwa peak yang dihasilkan tidak tunggal

sehingga meningkatkan nilai PdI, akan

tetapi ukuran partikel yang diperoleh masih

dalam rentang ukuran nano (dibawah 1000

nm). Hal ini menunjukkan bahwa ukuran

partikel yang dihasilkan belum homogen

dan sebagian besar pati nanopartikel masih

teraglomerasi.

Gambar 2 . Grafik distribusi partikel: (a)

gembili HCl 2,2N dan (b)

gembolo HCl 2,2N

Pola Kristalinitas Pati dengan XRD

Pola kristalinitas yang diukur dipilih

dari sampel terbaik yaitu gembili alami,

gembili H2SO4, gembolo alami dan gembolo

H2SO4 kemudian dibandingkan dengan pola

kristalinitas alami. Menurut Winarti et al

(2014), perlakuan hidrolisis asam tidak

mengubah pola kristalinitasnya tetapi

merubah kristalinitasnya.

Tabel 4. Profil Kristalinitas dengan

XRD

Berdasarkan hasil difraksi sinar X

dengan puncak 2 theta, pati alami gembili

dan gembolo termasuk kedalam

karakteristik kristalin tipe A karena

memiliki intensitas yang tinggi dan

densitasnya lebih padat pada daerah struktur

helix. Hal ini sejalan dengan penelitian

Faridah et al (2014) meyatakan bahwa pati

garut alami memiliki kristalin tipe A dengan

ditandai puncak dua theta 15oC, 17

oC, 20

oC

dan 23oC. Menurut Imberty et al (1987)

kristalin tipe A dikemas erat dengan

molekul air antara masing-masing struktur

A

B

Universitas Pakuan, Bogor

8

heliks ganda dengan rantai percabangan

amilopektin tersebar baik di daerah amorf

dan daerah kristal.

Sifat Termal Pati

Sifat termal pati diamati dengan

alat differential scanning calorimetry,

Berdasarkan analisis kurva hasil

pengukuran dengan teknik DSC

(Differential Scanning Calorimetry)

diperoleh hasil seperti yang tampak pada

Tabel 5. Secara keseluruhan, sampel pati

alami gembili dan gembolo memiliki

suhu gelatinisasi sebesar 96,33 dan

101,36 serta ΔH sebesar 109,3002 dan

99,0688 lebih besar dibanding dengan

penelitian Aprianita (2010) pada sampel

jenis yam hanya sebesar 76,08oC dan

9,34 (j/g). Hal ini diduga perbedaan

genetik, umur panen, letak geografis,

faktor lingkungan dan variasi musiman

yang berbeda, sehingga menyebabkan

suhu gelatinisasi dan ΔH lebih tinggi.

Tabel 5. Sifat Termal Pati

Gembili dan gembolo hasil hidrolisis

dengan HCl dan H2SO4 mengalami

penurunan ΔH dan puncak temperatur yang

signifikan dari pati alaminya. Sejalan dengan

penelitian Zaidul et al (2007), pati jenis yam

memiliki penurunan ΔH yang sangat tajam

dari kontrol. Rendahnya suhu gelatinisasi

pati hidrolisis asam dari sampel gembili dan

gembolo dibanding dengan sampel jenis yam

yaitu mengurangi energi yang dibutuhkan

selama proses pemasakan dan

mempersingkat pemasakan.

Profil Gelatinisasi

Hasil pengukuran RVA

menunjukkan bahwa viskositas puncak

dan viskositas akhir pati alami gembili

cukup tinggi dibandingkan pati

gembolo, sementara viskositas pati yang

telah terhidrolisis tidak mengalami

peningkatan, ditandai dengan garis lurus

berwarna hitam terlihat pada gambar 3.

Gambar 3. Profil gelatinisasi : (a)pati gembili

alami, (b) gembolo alami, (c) gembili hidrolisis

dan gembolo hidrolisis

Hal ini menunjukkan bahwa

kemampuan retrogradasi pati gembili

lebih besar daripada pati gembolo.

Sementara pada pati dengan hidrolisis

asam ternyata tidak memberikan

perubahan viskositas. Sebagaimana pati

alami pada umumnya, pati gembili dan

gembolo memiliki profil gelatinisasi

dengan penurunan viskositas yang

cukup besar dan puncak viskositas yang

cukup tinggi. Hal ini menunjukkan

c

a

Universitas Pakuan, Bogor

9

bahwa pati alami gembili dan gembolo

memiliki sifat yang kurang stabil oleh

pemanasan.

Sifat Fungsional Pati Alami dan Pati

Nanopartikel dari Gembili dan

Gembolo

Sifat fungsional merupakan sifat

fisikokimia yang mempengaruhi prilaku

komponen tersebut selama persiapan,

pengolahan, penyimpanan dan

konsumsi. Sifat fungsional pati

membawa peranan penting pada pati

gembili dan pati gembolo, parameternya

meliputi: daya pengembangan, kelarutan

dan pati tercerna. Menurut Charles et al

(2005) pati yang memiliki kandungan

amilosa yang berbeda akan memiliki

sifat fungsional yang berbeda, antara

lain daya pengembangan dan kelarutan.

Gambar 4. (a) Daya Pengembangan pati alami (b)

Kelarutan pati alami Ket : Pati gembili Pati gembolo

Perbedaan suhu ini berkaitan dengan

tingkat pemanasan suatu pati. Secara umum,

suhu semakin tinggi maka daya

pengembangan pati alami semakin besar dan

kelarutan pati alami semakin semakin besar.

Gambar 5. Daya pengembangan pati terhidrolisis

Berbeda dengan pati alami, daya

pengembangan pada pati yang telah

terhidrolisis semakin menurun yang

tersajikan pada gambar 5. Sementara

tingkat kelarutan pati semakin

meningkat tersajikan pada gambar 6.

Gambar 6. Kelarutan pati terhidrolisis

Daya cerna pati adalah kemampuan

suatu jenis pati untuk dapat dihidrolisis oleh

enzim pemecah pati menjadi unit-unit yang

lebih sederhana. Menurut Faridah et al

(2013) modifikasi pati garut dengan

menggunakan metode pemanasan-

pendinginan dapat menurunkan daya cerna

a

b

Universitas Pakuan, Bogor

10

pati dari 84,35% menjadi 48,45%.

Sementara, hasil penelitian menggunkanan

metode glukometer menunjukkan bahwa

nilai yang diperoleh pati alami dari sampel

gembili berkisar 56,24 % dan pati

termodifikasinya berkisar 113,87 %. Nilai

yang diperoleh pati alami dari sampel

gembolo sebesar 72,59% dan pati

termodifikasinya berkisar 138,74% -

158,10%. Tingginya nilai yang diperoleh

oleh pati termodifikasi membuktikan bahwa

pati yang telah termodifikasi dengan

hidrolisis asam memiliki tingkat kemudahan

yang lebih tinggi untuk dicerna oleh

pencernaan. Kemudahan daya cernanya

tergantung dari jenis pati juga keberadaan

dari senyawa lain dalam bahan pangan atau

pati itu sendiri.

KESIMPULAN

Proses hidrolisis asam pada pati alami

menghasilkan rendemen pati yang berbeda

tergantung pada jenis asam dan lamanya

waktu hidrolisis. Semakin lama hidrolisis

maka semakin rendah rendemen yang

dihasilkan. Karakteristik pati gembili alami

dan gembolo mengalami perubahan

kristalinitas yang tinggi setelah hidrolisis

asam. Morfologi granula pati relatif tetap

tidak terlalu banyak perubahan tetapi

menurunkan ukuran granula pati dari µm

menjadi nm dan menurunkan sifat termal

pati. Dengan kemampuan daya

pengembangan menurun sementara daya

cerna dan kelarutan meningkat. Viskositas

pati alami menurun setelah pati terhidrolisis

oleh asam

SARAN

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut

mengenai pengukuran distribusi partikel,

perlakuan proses hidrolisis asam, kapasitas

menyerap air (WAO), kapasitas menyerap

minyak (OAC), pengukuran kadar amilosa

hidrolisat, serta kombinasi modifikasi untuk

memperluas aplikasi pati nanopartikel dari

umbi gembili dan umbi gembolo.

DAFTAR PUSTAKA

Anggllier, H., Choisnard, L., Molina-

Boisseau,S.,Ozil,P.,&Dufresne,A.200

4. Optimization of the preparation of

aqueous suspensions of waxy maize

starch nanocrystals using a response

surface methodology.

Biomacromolecules, 5, 1545–1551.

Angellier, H.,Molina-Boisseau,S., and

Dufresne,A. 2005. Mechanical

properties of waxy maize starch

nanocrystal einforced natural rubber.

Macromolecules, 38(22)

[AOAC] Association of Official Analytical

Chemists. 2006. Official Methods of

Analysis of The Association of Official

Agriculture Chemists 16th edition.

Virginia (US): AOAC International

[AOAC] Association of Official Analytical

Chemists. 1995. Official Methods of

Analysis of The Association of Official

Agriculture Chemists 16th edition.

Virginia (US): AOAC International

Aprianita. 2010. Assessment of

underutilized starchy roots and tubers

for their applications in the food

industry. School of Biomedical and

Health Sciences :Victoria University,

Werribee Campus, Victoria, Australia

Apriyantono, A., D. Fardiaz, N.L.

Puspitasari, Sedarnawati, dan S.

Budijanto.1998. Petunjuk

Laboratorium Anlisis Pangan. PAU

Pangan dan Gizi-IPB: Bogor

Universitas Pakuan, Bogor

11

Charles, A.L., Huang, T.C., Lai, P.Y., Chen,

C.C., Lee, P.P., and Chang, Y.H.

(2007). Study of wheat flour-cassava

starch composite mix and the function

of cassava mucilage in Chinese

noodles. Food Hydrocolloids, 21, 368-

378.

[DSN] Dewan Standardisasi Nasional. 1992.

Cara Uji Protein dan Lemak (SNI 01-

2892-1992). Dewan Standardisasi

Nasional, Jakarta.

Fardiaz, S. 1989. Mikrobiologi Pangan I.

PAU Pangan Gizi. Institut Pertanian

Bogor, Bogor.

Faridah DN, Fardiaz D, Andarwulan N dan

Sunarti TC. 2011. Perubahan struktur

pati garut (Maranta arundinaceae)

sebagai akibat modifikasi hidrolisis

asam, pemotongan titik percabangan

dan siklus pemanasan-pendinginan. J

Teknol Ind Pangan XXI(2):135-142.

Hee-Young An. 2005. Effects of Ozonation

and Addition of Amino acids on

Properties of Rice Starches. A

Dissertation Submitted to the

Graduate Faculty of the Louisiana

state University and Agricultural and

Mechanical College.

Imberty, A., Buleon, A., Tran, V., and

Perez, S. 1991. Recent advances in

knowledge of starch structure. Starch,

43, 375-384.

Jacobs, Heidi and Delcour, Jan A.

1998.Hydrothermal Modifications of

Granular Starch, with Retention of the

Granular Structure: A Review. Journal

of Agricultur and Food Chemistry.

American Chemical Society. 46(8):

2895−2905.

Kim, J.-Y.,Park,D.-J.,&Lim,S.-T. 2008.

Fragmentationofwaxyricestarchgranul

es by enzymatichydrolysis. Cereal

Chemistry, 85, 182–187.

Kantouch dan Tawfik. S.,1998,

Gelatinization of Hypochlorite

Oxidized Maize Starch in Aqueous

Solutions. Starch 50 Nr.2-3.S.114-

119.

Koswara, Sutrisno. 2009. Teknologi

Modifikasi Pati. ebook pangan.com

Lan, Xiaohong., Li, Yongfu., Xie, Shicao.,

Wang, Zhengwu. 2015. Ultrastructure

of underutilized tuber starches and its

relation to physicochemical properties.

Food Chemistry . doi.

org/10.1016/j.foodchem.2015.05.025

ISSN:0308-8146

Leach, H. W. H., Mc Cowen, D, and Scotch,

T. J. 1959. Structur of the starch

granule I. Swelling and solubility

patterns of various starches Cereal

Chemistry, 36: 534 – 544

Lee Core, Deborah., Bras, Julien and

Defresne, Alain. 2010. Strach

Nanoparticles:A Review. Saint Martin

d’Heres Cedex, France.

Biomacromolecules. 11: 1139-1153

Richana, N and Sunarti, TC. 2004.

Karakterisasi Sifat Fisiko kimia

tepung Umbi dan Tepung Pati Dari

Umbi Ganyong, Suweg, Ubi kelapa

dan Gembili. J.Pascapanen 1(1) 2004:

29-37 Sopade and Gidley. 2009. A Rapid In-vitro

Digestibility Assay Based on

Glucometry for Investigating Kinetics

of Starch Digestion University of

Queensland: Australia

Universitas Pakuan, Bogor

12

Sunarti, TC., Mangunwidjaja, Djunadi.,

Richana, Nur. 2013. Potensi Dan

Aplikasi Pati Termodifikasi Sebagai

Bahan Matriks Enkapulasi Senyawa

Bioaktif Herbal. Balai Besar

Penelitian dan Pengembangan

Pascapanen Pertanian: Bogor.

Winarti,C., Sunarti,TC., Mangunwidjaja and

Richana,N . 2014. Preparation of

Arrowroot Starch nanoparticles by

Butanol-Complex Precipitation, and

its Application as Bioactive

Encapsulation Matrix International

Food Research Journal, 21(6):2207-

2213

Winarti,C., Sunarti ,T.C and Richana, N.

2013.Produksi dan aplikasi

nanopartikel. Buletin Teknologi Pasca

Panen Pertanian, 7 (2) : 112

Zaidul, I.S.M., Absar. N., Kim. S.J.,

Suzuku. H., Noda. T. 2007. DSC

study of mixtures of wheat flour and

potato,sweet potato, cassava, and yam

starches. Journal of Food Engineering

86 : 68–73