i

Studi Kinetika Hidrolisis AsamAmilosa dan Amilopektin Pada Tepung Mocaf

Terasetilasi

Kinetic Study of Acid Hydrolysis of Amylose andAmylopectin From Acetylated Mocaf

Flour

Oleh:

Nurlyana Puspitasari

652013016

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika guna

memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

2017

ii

iii

iv

v

vi

1

Studi Kinetika Hidrolisis AsamAmilosa dan Amilopektin Pada Tepung Mocaf

Terasetilasi

Kinetic Study of Acid Hydrolysis of Amylose andAmylopectin From Acetylated Mocaf

Flour

Nurlyana Puspitasari*, Yohanes Martono ** , Cucun Alep Riyanto**

*Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

**Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga

Jl. Diponegoro No.52-60 Salatiga 50711 Jawa Tengah – Indonesia

652013016@student.uksw.edu

ABSTRACT

Acetylation is one of starch modification method that can increase the quality of

the flour properties. The quality of the flour is influenced by the amylose and

amylopectin content. The acid hydrolysis process of the starch can change the amylose

and amylopectin content. The aim of this study was to determine the reaction kinetics of

amylase and amylopectin on acetylated mocaf. Hydrolysis process was carried out

using 0.1 M HCl with 5% and 10% acetylation concentration at 27˚C, 30˚C, 40˚C, and

50˚C. The amylose and amylopectin content were determined using UV-VIS

spectrophotometry method. Reaction order and rate constant were determined using

linear regression method. The energy activation of acetylated mocaf was determined

using Arrhenius equation.

The results showed that the kinetics of the hydrolysis acetylated mocaf follow

pseudo zero order reaction. The highest reaction rate constant was achieved at 40˚C.

The energy activation for amylose of 5%mocaf acetylation was +12,87755 kJ.mol-1

.K-1

and +21,67543 kJ.mol-1

.K-1

for 10%, while energy activation of amylopectin from 5%

and 10% acetylated mocaf were +34,32352 dan +14,42036 kJ.mol-1

.K-1

respectively.

Key words: kinetics, acid hydrolysis, amylose, amylopectin, MOCAF

2

PENDAHULUAN

Pangan merupakan kebutuhan dasar yang paling penting bagi manusia untuk

mempertahankan hidup.Persoalan pangan di Indonesia sekarang ini dihadapkan pada

ketergantungan terhadap satu jenis tanaman pangan. Hal ini akan berdampak pada

produk pangan dengan harga yang relatif kurang terjangkau sehingga akan mengancam

ketahanan pangan nasional (Husodo, 2004).

Salah satu upaya untuk meningkatkan ketahanan dan kemandirian pangan yaitu

melalui diversifikasi pangan. Diversifikasi pangan yaitu proses pengembangan produk

pangan yang tidak bergantung pada satu jenis bahan saja, tetapi memanfaatkan berbagai

macam bahan pangan secara optimal dan berkesinambungan (Suryana, 2009).

Diversifikasi pangan berbasis tepung lebih mudah diterima masyarakat Indonesia

karena tepung terigu dapat diolah menjadi bahan baku yang telah banyak digunakan

dalam pembuatan roti, mie, kue, dan sebagainya. Salah satu sumber karbohidrat lokal

yang dapat dimanfaatkan sebagai cadangan pangan untuk substitusi terigu dalam rangka

mendukung ketahanan pangan nasional adalah ubi kayu atau singkong (Martono, 2016).

Mocaf sebagai produk unggulan hasil olahan ubi kayu diarahkan menjadi

alternatifsumber pangan karbohidrat untuk mendampingi dan apabila dimungkinkan

untuk mengganti konsumsi beras dan terigu.Penggunaan tepung mocaf sebagai bahan

dasar pembuatan produk makanan tertentu seperti mie dan roti masih memiliki

kekurangan yaitu pada daya kembang dan elastisitas tepung yang rendah sehingga

penggunaan tepung mocaf untuk olahan pangan masih terbatas (Martono, 2016).

Peningkatan sifat fungsional dan karakteristik tepung mocaf dapat dilakukan

dengan metode modifikasi pati dimana tepung mocaf mempunyai sifat – sifat yang

diinginkan dan dapat memperluas penggunaanya dalam proses pengolahan pangan.

Modifikasi pati ini dimaksudkan untuk merubah struktur molekul dari pati tersebut

dengan cara merubah gugus hidroksilnya lewat suatu reaksi kimia (esterifikasi, asetilasi

atau oksidasi) atau dengan mengganggu struktur asalnya (Fleche, 1985).

Pada penelitian Martono (2016) telah dilakukan modifikasi tepung mocaf

terasetilasi dengan konsentrasi asam asetat glasial sebesar 10% (w/w).Penambahan

asam asetat ini mampu meningkatkan elastisitas pada produk mie, namun apabila terlalu

elastis, pati asetat menjadi sukar dicerna dan bersifat seperti plastik (Bello-Perez et al.,

2010).

3

Proses hidrolisis asam terhadap pati membuat adanya perubahan pada kadar

amilosa dan daya cerna (Wurzburg, 1995). Jumlah amilosa meningkat pada tahap awal

proses hidrolisis asam. Proses hidrolisis asam akan memotong rantai amilopektin

sehingga berat molekul (BM) lebih pendek (Wuttisela et al., 2007). Hidrolisis amilosa

yang berkelanjutan diduga dapat memutus ikatan disakarida polimer amilosa dan

menyebabkan monomer glukosa menjadi meningkat (Winarti dkk., 2014).

Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan,penelitian tentang derajat

hidrolisis asam pada tepung mocaf terasetilasi belum pernah dilakukan sehingga

penelitian ini akan mengkaji derajat hidrolisis asam tepung mocaf

terasetilasi.Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Menentukan parameter kinetika reaksi dan energi aktivasi tepung mocaf terasetilasi.

2. Melakukan identifikasi gugus fungsi MOCAF terasetilasi dengan menggunakan

spektrofotometer FTIR

METODE PENELITIAN

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah singkong yang diperoleh dari

Pasar Blauran Salatiga. Air rendaman kedelai (ARK) diperoleh dari Pasar Bringin,

Kabupaten Semarang. Bahan kimia yang diperlukan yaitu TCA (Tricholoroacetic acid),

amilosa, amilopektin, I2, NaOH, HCl, Akuades, dan KI, Semua bahan yang digunakan

berderajat PA (Pro Analysis) diperoleh dari E – Merck, Germany.

Piranti yang digunakan yaitu grinder, ayakan80 mesh, centrifuge (EBA 21

Hettich Zentrifugen), drying cabinet, piranti gelas, neraca analitis dengan ketelitian 0,1

mg (Ohaus, PA214), spektrofotometer FTIR ABB MB 3000 (Clakuadeset Scientific,

Northampton, UK), dan spektrofotometer UV- Vis (Optizen, 2120)

Preparasi Sampel

Sampel singkong dibersihkan dan dikupas kulitnya.Kemudian, sampel singkong

dicuci hingga bersih.Sampel singkong yang telah bersih ditiriskan dan dipotong kecil-

kecil untuk perlakuan selanjutnya.

4

Fermentasi (Martono, 2016)

Sampel singkong yang telah dipotong-potong ditimbangseberat 200,00 g dan

dimasukkan ke dalam wadah. Singkong dalam wadah dituangi air panas dengan suhu

60°C dan direndam selama 5 menit.Setelah selesai perendaman dengan air panas, air

dibuang dan diganti dengan air rendaman kedelai dengan ratio 1:2 (w/v). Singkong

difermentasi selama 12 jam.Setelah waktu fermentasi selesai, singkong dicuci dengan

air bersih.

Uji keasaman Air Rendaman Kedelai (Jannah dkk., 2013)

Sejumlah20 mL air rendaman kedelai ditambah 1 mL indikator PP 0,1 %

dititrasi dengan menggunakan NaOH 0,1 N hingga berwarna merah muda. Perhitungan

kadar asam dilakukan dengan rumus :

Kadar asam = 𝑉1 𝑥𝑁𝑥𝐵

𝑉2 𝑥 1000𝑥 100% (1)

Keterangan:

V1 = Volume NaOH (mL)

V2 = Volume sampel (mL)

N = Normalitas NaOH (0,1 N)

B = Berat molekul asam laktat (90)

Asetilasi Tepung Mocaf (Lawal etal., 2004)

Seberat50,00 g singkong ditambah dengan 125 mL akuades. Derajat pH larutan

diatur menjadi 8 dengan NaOH 1,0 M dan dibiarkan selama 60 menit. Larutan

kemudian ditambah dengan asam asetat glasial dengan konsentrasi yang berbeda yaitu 5

dan 10% (w/w) sedikit demi sedikit dan pH larutan diatur menjadi 8 dengan 1,0 M

NaOH dan dibiarkan selama 60 menit. pH Larutan diatur menjadi 5,5 dengan 1,0 M

HCl lalu singkong dicuci dengan air bersih. Mocaf dikeringkan dalam drying cabinet

pada suhu 40°C selama 24 jam.Singkong ditepungkan hingga halus dan disimpan dalam

wadah tertutup.Tepung yang telah jadi disebut sebagai Mocaf terasetilasi.

Hidrolisis pati dengan asam (Chung et al., 2003 yang dimodifikasi)

Seberat 5,00 g sampel tepung mocaf terasetilasi dihidrolisis munggunakan 50

mL HCl 0,1 M dengan variasi suhu yang berbeda yaitu 50, 60, 70, dan 80°C selama 60,

90, 120, 150, dan 180 menit dengan pengadukan konstan. Suspensi hasil hidrolisis

5

dinetralkan dengan NaOH 1,0 M kemudian disentrifuge (2300 rpm)selama 15 menit

lalu dikeringkan dalam drying cabinet pada 40°C.

Pengukuran kadar amilosa amilopektin (Martono dkk., 2016)

Pembuatan Reagen (Amilosa dan Amilopektin)

Seberat 0,3 g iodin dan 1,2 g KI ditimbang dan dilarutkan kedalam 100 mL

larutan HCl 0,01 M. Kemudian dilakukan pengenceran sebanyak 5 kali.

Pembuatan Kurva Standar Amilosa

Seberat 20,0 mg amilosa ditimbang dan dilarutkan kedalam 5 mL NaOH 1,0 M

dan 5 mL aquades. Kemudian, larutan diambil 1 mL dan ditambahkan 5 mL HCl 1,0 M

lalu digenapi dengan akuades hingga volume menjadi 50 mL. Selanjutnya, larutan

amilosa diambil 5 mL dan ditambahkan dengan 2 mL larutan TCA (Tricholoroacetic

acid) dan 2 mL larutan reagen I2-KI. Setelah itu, larutan diukur dengan

spektrofotometer UV-VIS dengan panjang gelombang 630 nm.

Pembuatan Kurva Standar Amilopektin

Seberat 25,0 mg amilopektin ditimbang dan dilarutkan kedalam 5 mL NaOH 1

M dan 5 mL aquades. Kemudian, diambil 1 mL larutan dan ditambahkan5 mL HCl 1,0

M lalu digenapi dengan akuades hingga volume menjadi 50 mL. Selanjutnya, larutan

amilopektin diambil 5 mL ditambahkan dengan 2 mL larutan TCA (Tricholoroacetic

acid) dan 2 mL larutan reagen I2-KI. Setelah itu, larutan diukur dengan

spektrofotometer UV-VIS dengan panjang gelombang 533 nm.

Pengukuran Sampel Kadar Amilosa

Seberat 20,0 mg sampel ditimbang dan dilarutkan kedalam 5 mL NaOH 1,0 M

dan 5 mL aquades. Kemudian, diambil 1 mL larutan dan ditambahkan 5 mL HCl 1,0 M

lalu digenapi dengan akuades hingga volume menjadi 50 mL. Selanjutnya, larutan

sampel diambil 5 mL ditambahkan dengan 2 mL larutan TCA (Tricholoroacetic acid)

dan 2 mL larutan reagen I2-KI. Setelah itu, larutan diukur dengan spektrofotometer UV-

VIS dengan panjang gelombang 630 nm.

Pengukuran Sampel Kadar Amilopektin

Seberat 20,0 mg sampel ditimbang dan dilarutkan kedalam 5 mL NaOH1,0 M

dan 5 mL aquades. Kemudian, diambil 1 mL larutan dan ditambahkan 5 mL HCl 1,0 M

lalu digenapi dengan aquades hingga volume menjadi 50 mL. Selanjutnya, larutan

6

sampel diambil 5 mL ditambahkan dengan 2 mL larutan TCA (Tricholoroacetic acid)

dan 2 mL larutan reagen I2-KI. Setelah itu, larutan diukur dengan spektrofotometer UV-

VIS dengan panjang gelombang 533 nm.

Kinetika Reaksi

Kinetika kimia mempelajari laju berlangsungnya reaksi kimia dan energi yang

berhubungan dengan proses tersebut, serta mekanisme berlangsungnya reaksi. antara

laju reaksi dengan konsentrasi reaktan dinyatakan dengan hukum laju. Dalam

penurunan hukum laju dikenal istilah orde 'reaksi atau tingkat reaksi, yaitu bilangan

pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi zat dengan laju reaksi. Harga orde

reaksi hanya dapat ditentukan melalui eksperimen, sedangkan tahap penentu laju reaksi

adalah reaksi yang paling lambat (Chang, 2005)

Reaksi orde nol v = k [A]O

Ao - At = k.t (2)

Reaksi orde satu v = k [A]

ln𝐴𝑜

𝐴𝑡 = - k.t (3)

Reaksi orde dua v = k [A]2

1

At=

1

Ao + k.t (4)

Persamaan Arhenius ln k = ─ (𝐸𝑎

𝑅) (

1

𝑇) + ln A (5)

y = b x + a

Keterangan: Ao : konsentrasi saat t = 0 awal sebelum reaksi

At : konsentrasi saat t = t (reaksi berlangsung selama t berlangsung)

k : konstanta laju

T : temperatur (K)

A : faktor frekuensi tumbukan

Ea : energi aktivasi (kJ/mol)

R : konstanta gas (8,314 J/K.mol) (K)

Identifikasi Gugus Fungsi dengan Spektra FTIR (Martono dkk.,2016 yang

dimodifikasi)

Sampel singkong (blanko), mocaf, mocaf terasetilasi dan mocaf terasetilasi hasil

hidrolisis dengan kondisi paling optimal diukurdengan spektrofotometer FTIR.Masing-

masing sampel diletakkan di atasperangkatHorizontal Attenuated Total Reflectance

7

(HATR) pada suhu ruang (25°C).Spektra FTIR dari semua sampel dipindai dengan

spektrofotometer FTIR ABB MB 3000 (Clakuadeset Scientific, Northampton, UK)

yang dilengkapi dengan detektor Deuterated Triglycine Sulphate (DTGS) dan

germanium beam splitter. Spektra FTIR sampel tepung dipindai pada bilangan

gelombang 4000 – 650 cm-1

dengan resolusi 4 cm-1

dan jumlah pindaian sebanyak 32

kali. Semua spektra dikalibrasi dengan udara sebagai blanko.Setiap setelah pemindaian,

FTIR dikalibrasi baru dengan udara sebagai blanko.Semua spektra direkam sebagai

transmitan vs bilangan gelombang (cm-1

) pada setiap titik data.

Analisa Data

Derajat hidrolisis tepung mocaf terasetilasi ditentukan berdasarkan parameter

kinetika perubahan kadar amilosa, amilopektin dan gula pereduksi. Data hasil

percobaan diplotkan dalam kurva orde reaksi 0, 1, dan 2 untuk menentukan orde reaksi.

Nilai energi aktivasi (Ea) ditentukan berdasarkan persamaan Arrhenius.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Uji keasaman dan Fermentasi

Hasil kadar asam laktat yang diperoleh yaitu sebesar 1,90%. Hal ini

menunjukkan bahwa pada Air Rendaman Kedelai (ARK) terkandung bakteri yang

menghasilkan asam laktat yang dapat digunakan untuk fermentasi MOCAF. Selama

proses fermentasi terjadi penghilangan komponen penimbul warna, seperti pigmen

(khususnya pada ketela kuning), dan protein yang dapat menyebabkan warna coklat

ketika pemanasan sehingga warna mocaf yang dihasilkan lebih putih jika dibandingkan

dengan warna tepung singkong biasa (Martono, 2016).

Hidrolisis asam

Hidrolisis dilakukan di bawah suhu gelatinasi 52°C (Winarno, 2002). Hidrolisat

pada tiap-tiap variasi dianalisa kadar amilosa dan amilopektinnya dengan menggunakan

spektrofotometer UV-VIS. Berdasarkan besarnya absorbansi dapat dihitung konsentrasi

amilosa dan amilopektin larutan hasil hidrolisis berdasarkan persamaan garis kurva

baku amilosa dan amilopektin.

Amilosa dan amilopektin pada granula patidihubungkan dengan

ikatanhidrogen.Ikatan hidrogen pada granula pati pecah dan air masuk ke dalamgranula

apabila dipanaskan.Dengan adanya molekul air yang berdifusi ke dalam granula

8

pati,molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan amilosa dan

amilopektin(McWilliams, 2001). Proses pertama yang terjadi adalah melelehnya

bagiankristal dan membentuk suatu jaringan. Semakin tinggi energi panas,

jaringankristal yang meleleh akan menjadi rusak dan melarutkan bagian amilosa

danamilopektin. Kelarutan amilosa pada bagian kristal mengakibatkan bagian

amorfmenjadi rusak tidak stabil (Belitz dan Grosch, 1999). Akibatnya ikatan

hidrogendiantara amilosa dan amilopektin menjadi rusak.Kondisi di atas menyebabkan

molekul air yang terus menerus masuk kedalam granula pati membuat ikatan hidrogen

dengan amilosa maupunamilopektin pada bagian amorf maupun kristal granula pati

menjadimembengkak dan ukuran granula meningkat sampaibatas tertentu (Hustiany,

2006).

Penentuan Parameter Kinetika Reaksi

Kinetika hidrolisis Mocaf terasetilasi ditinjau dari laju reaksi hidrolisis.Orde

reaksi ditentukan secara regresi linear dengan menentukan model reaksi yang paling

memberikan nilai koefisien determinasi regresi (R2) tertinggi dan error terendah.Nilai

konstanta kecepatan reaksi dapat diperoleh dengan linearitas data konsentrasi terhadap

waktu pada setiap variasi temperatur yang digunakan.Nilai konstanta kecepatan reaksi

merupakan slope dari garis tersebut (Bej etal.,2008).Kinetika hidrolisis MOCAF

terasetilasi mengikuti orde reaksi tertentu.Orde reaksi dapat ditentukan secara regresi

linear.Hasil penelitian menunjukkan bahwa hidrolisispada MOCAF terasetilasi

mengikuti orde 0 semu yang ditampilkan pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel.1Perbandingan nilai R2

amilosa terhadap berbagai Orde reaksi

Konsentrasi

asetilasi

suhu R2 orde 0 Rata-rata

error

R2 orde 1 Rata-rata

error

R2 orde

2

Rata-rata

error

5% 27 0,9809 1,28 0,9829 1,82 0,9812 2,33

30 0,9598 0,84 0,9401 2,47 0,9170 4,09

40 0,9796 1,15 0,9781 1,33 0,9725 1,46

50 0,9523 1,59 0,9579 0,69 0,9611 0,32

10% 27 0,8959 5,63 0,8892 5,86 0,8795 5,98

30 0,9507 0,15 0,9418 0,61 0,9324 0,69

40 0,9696 1,75 0,9668 1,90 0,9563 1,70

50 0,9924 4,03 0,9936 4,58 0,9889 4,96

9

Tabel.2 Perbandingan nilai R2 amilopektin terhadap berbagai Orde reaksi

Konsentrasi

asetilasi

suhu R2 orde 0 Rata-rata

error

R2 orde 1 Rata-rata

error

R2 orde 2 Rata-rata

error

5%

27

0,9939

1,43

0,9894

1,93

0,9740

2,18

30 0,9853 0,57 0,9745 0,44 0,9527 0,05

40 0,9527 2,69 0,9366 3,35 0,9174 3,49

50 0,9866 0,70 0,9798 0,97 0,9649 1,27

10%

27

0,9291

1,55

0,9423

0,60

0,9503

0,44

30 0,9660 2,15 0,9736 2,53 0,9726 2,67

40 0,9365 0,81 0,9471 0,12 0,9518 0,59

50 0,9466 0,21 0,9303 1,80 0,909 3,69

Penambahan suhu reaksi meningkatkan kemampuan hidrolisis MOCAF

terasetilasi sehingga laju degradasi amilosa dan amilopektin semakin besar, namun laju

degradasi mulai menurun pada suhu 50˚C karena penambahan derajat asetilasi membuat

konstanta MOCAF terasetilasi 10% lebih kecil dibandingkan mocaf terasetilasi 5%. Hal

ini menunjukkan bahwa laju degradasi berjalan lebih lambat dengan adanya kenaikan

derajat asetilasi. Laju degradasi amilosa amilopektin disajikan pada Tabel 3 dan Tabel

4.

Tabel 3. Nilai konstanta laju degradasi amilosa pada berbagai suhu dan konsentrasi

asetilasi pada orde 0 semu.

Konsentrasi

asetilasi

Konstanta laju reaksi (% b/b .menit-1

)

27˚C

30˚C 40˚C 50˚C

5% 1,5 × 10-3

1,7 × 10-3

1,9 × 10-3

1,8 × 10-3

10% 1,4 × 10-3

1,5 × 10-3

2,0 × 10-3

1,9 × 10-3

Tabel 4. Nilai konstanta laju degradasi amilopektin pada berbagai suhu dan

konsentrasi asetilasi pada orde 0 semu.

Konsentrasi

asetilasi

Konstanta laju reaksi (% b/b.menit-1

)

27˚C

30˚C 40˚C 50˚C

5% 3,8 × 10-3

5,3 × 10-3

7,0 × 10-3

5 × 10-3

10% 3,7 × 10-3

3,9 × 10-3

4,7 × 10-3

3,4 × 10-3

10

y = -4128,4x + 8,2507 R² = 0,8758

y = -1734,3x + 0,1766 R² = 0,9993

-5,7

-5,6

-5,5

-5,4

-5,3

-5,2

-5,1

-5

-4,9

-4,8

0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335

ln k

1/T

ea ap 5%

asetilasi 10%

Linear (ea ap 5%)

Linear (asetilasi 10%)

Penentuan Nilai Energi Aktivasi (Ea)

Energi aktivasi (Ea) merupakan energi yang harus dimiliki oleh molekul

sehingga mampu bereaksi. Penentuan nilai Ea untuk reaksi hidrolisis MOCAF

terasetilasi dilakukan dengan menggunakan persamaan Arrhenius. Persamaan

Arrhenius merupakan persamaan yang dapat digunakan untuk mengkuantitatifkan

hubungan antara suhu reaksi dan Ea dengan konstanta laju reaksi (k). Persamaan

Arrhenius ini dimodifikasi menjadi bentuk persamaan garis lurus (regresi linier)

(Anugrahini dkk., 2013)

Penentuan nilai Ea untuk reaksi hidrolisis MOCAF terasetilasi dilakukan

dengan menggunakan persamaan Arrhenius yang disajikan pada Gambar 4 dan 5.

Gambar 4. Grafik Energi Aktivasi Amilosa MOCAF Terasetilasi

Gambar 5. Grafik Energi Aktivasi Amilopektin MOCAF Terasetilasi

y = -1548,9x - 1,3103 R² = 0,9006

y = -2607,1x + 2,1073 R² = 0,9971

-6,6

-6,55

-6,5

-6,45

-6,4

-6,35

-6,3

-6,25

-6,2

-6,15

0,00315 0,0032 0,00325 0,0033 0,00335

ln k

1/T

asetilasi 5%

asetilasi 10%

Linear (asetilasi 5%)

Linear (asetilasi 10%)

11

Nilai kemiringan (slope) dari persamaan garis lurus (regresi linier) kemudian

digunakan untuk menghitung nilai Ea pada proses hidrolisis MOCAF terasetilasi. Nilai

Ea dihasilkan dari perkalian antara slope dengan konstanta gas (R= 8,314 J.mol-1

.K-1

),

sehingga diperoleh nilai Ea untuk reaksi hidrolisis amilosa dan amilopektin disajikan

pada Tabel 5.

Tabel 5. Nilai energi aktivasi (Ea) reaksi hidrolisis MOCAF terasetilasi

Reaksi hidrolisis mocaf terasetilasi merupakan reaksi ini pemutusan rantai

polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C6H12O6). Pemutusan rantai polimer ini dapat

terjadi melalui beberapa cara misalnya secara enzimatis, kimiawi ataupun kombinasi

keduanya (Muin dan Sari,2014).

Kadar Amilosa dan Amilopektin

Amilosa dan amilopektin berperan dalam menentukan karakteristik fisik, kimia

dan fungsional pati. Amilosa berkontribusi terhadap karakteristik gel karena kehadiran

amilosa berpengaruh terhadap pembentukan gel(Parker, 2003). Pada mol yang sama,

berat molekul pati sesudah modifikasi menjadi lebih besar daripada sebelum modifikasi.

Perubahan berat molekul tersebut dipengaruhi oleh gugus hidroksil (OH-) pada pati

yang telah tersubsitusi oleh gugus asetil. Kadar amilopektin lebih tinggi daripada kadar

amilosa karena selama proses perendaman molekul amilosa akan keluar dari granula

pati dan larut dalam air sehingga membuat kadar amilosa dan amilopektin dalam pati

meningkat (Triyani dkk., 2013).

Profil kinetika reaksi hidrolisis Mocaf terasetilasi 5 % dan 10% orde 0

berdasarkan kandungan amilosa dan amilopektin ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7

secara berurutan.

Konsentrasi asetilasi

Nilai Energi Aktivasi (kJ.mol-1)

amilosa amilopektin

5% 12,87755 34,32352

10% 21,67543 14,42036

12

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 50 100 150 200

kad

ar

am

ilosa

(%

BK

)

waktu (menit)

asetilasi 5%asetilasi 10%

Gambar 6. Peningkatan kadar amilosa hidrolisis Mocaf terasetilasi 5% dan 10%

Gambar 7. Peningkatan kadar amilopektin hidrolisis Mocaf terasetilasi 5% dan 10%

Hasil penelitian menunjukkan kadar amilosa dan amilopektin meningkat sejalan

dengan lamanya waktu hidrolisisdimanaini sejalan dengan penelitian Winarti

dkk.,(2014) pada pati garut.Penambahan waktu hidrolisis mampu meningkatkan kadar

amilosa dan amilopektin yang didapat karena dengan adanya tambahan waktu maka

terjadinya kontak antara reaktan yang mengakibatkan hidrolisis dari reaktan menjadi

produk akan semakin sering terjadi (Mastuti dan Setyawardhani, 2010). Hidrolisis pati

dengan asam akan lebih mudah memutus rantai pada bagian amorf daripada kristalin

karena daerah amorf tersusun lebih renggang sedangkan daerah kristalin lebih rapat.

Bagian amorf yang tersusun atas titik percabangan (ikatan α-D-1,6) dari amilopektin

mudah mengalami hidrolisis oleh asam (Wurzburg, 1989). Terputusnya titik

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

0 50 100 150 200

kad

ar

am

ilop

ekti

n (

%B

K)

waktu (menit)

asetilasi 5%

asetilasi 10%

13

percabangan dari rantai molekul amilopektin (fraksi bercabang) pada daerah amorf

mengakibatkan meningkatnya fraksi linear pati (amilosa) rantai pendek (Faridah dkk.,

2011).

Analisa FT-IR

Spektra FTIR dari tepung MOCAF, MOCAF terasetilasi dan tepung MOCAF

terasetilasi hasil hidrolisis disajikan pada Lampiran Gambar 9, 10, dan 11. Pada ketiga

spektra, terlihat beberapa puncak gugus fungsiyang merupakan karakteristik dari pati,

misalnya saja gugus fungsi O-H (stretchingatau pita uluran) antara 3000-3600 cm-1

, C-

H stretchingantara 2700-3300 cm-1

, O-H(bending atau pita tekukan) antara 1200-1500

cm-1

, C-H bending antara 1300-1500cm-1

, dan C=O, C-Cstretchingantara 800-1300 cm-

1(Muljana et al., 2010; Shogren,2003; Xu et al., 2004).

Adapun bilangan gelombang dan gugus fungsi beserta senyawa pada setiap

sampel tepung berdasarkan hasil pemindaian spektra FTIR dapat dilihat pada Tabel 6

.Tabel 6. Hasil pemindaian spektra IR menunjukan adanya perubahan intensitas peak

dalam setiap perlakuan.

Sampel Bilangan gelombang (cm-1

) Gugus Fungsi

MOCAF 3193,88 O−H

2360,70 C≡N

1631,66 C=O

999,05 C−O−C

MOCAF Terasetilasi 3220,89 O−H

2360,70 C≡N

1631,66 C=O

999,05 C−O−C

Tepung MOCAF

terasetilasi hasil hidrolisis

3290,32

2360,77

1643,23

999,05

O−H

C≡N

C=O

C−O−C

KESIMPULAN

Berdasarkan hasilpenelitian tentang studi kinetika hidrolisis asam amilosa dan

amilopektin tepung MOCAF terasetilasi dapat disimpulkan bahwa:

1. Kinetika reaksi hidrolisis MOCAF terasetilasi mengikuti orde nol semu. Kecepatan

hidrolisis amilosa dan amilopektin akan meningkat seiring dengan peningkatan

suhu reaksi dengan konstanta lajutertinggi pada suhu 40˚C.

2. Energi aktivasi amilosa pada hidrolisis mocaf terasetilasi 5% yaitu sebesar

12,87755 dan 21,67543 kJ.mol-1

.K-1

untuk 10% sementara Ea amilopektin pada

14

hidrolisis mocaf terasetilasi 5% dan 10% berturut-turut adalah 34,32352 dan

14,42036 kJ.mol-1

.K-1

.

3. Pemindaian FTIR (Fourier Transform Infra Red) pada sampel tepung

menunjukkan adanya gugus fungsi dominan yaitu C=O , C-O-C, dan O-H

SARAN

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, untuk penelitian selanjutnya perlu

dilakukan penelitian mengenai daya cerna tepung MOCAF terasetilasi secara enzimatis.

UCAPAN TERIMAKASIH

Kami mengucapkan terimakasih kepada Universitas Kristen Satya Wacana yang

telah membiayai pembelian standar amilosa dan amilopektin.

DAFTAR PUSTAKA

Anugrahini, S.F.A., Ismuyanto, B., Indahyanti, S. 2013. Kinetika Reaksi Hidrolisis Pati

Biji Durian (Durio zibethinus Murr.) Menjadi Glukosa Dengan Variasi

Temperatur Dan Waktu. Kimia Student Journal. 2 (1): 344-351.

Belitz, H. D. and Grosch, W. 1999. Food Chemistry. Second Edition. Berlin: Springer

Verlagg.

Bello-Perez, L.A., Agama-Acevedo, E., Zamudio-Flores, P. B., Mendez-Montealvo, G.,

andRodriguez-Ambriz, S. 2010. Effect of Low and High Acetylation Degree In

The Morphological, Physicochemical And Structural Characteristics Of Barley

Starch. Journal ofFood Science and Technology. 43(9): 1434- 1440.

Bej, B., Basu, R.K., and Ash,S.N. 2008. Kinetic Studies on Acid Catalysed Hydrolysis

of starch. Journal of Scientific & Industrial Reasearch. 67: 295 – 298

Chang, R. 2005 .Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti Jilid1. Jakarta: Erlangga.

Chung, J., Jeong, Y.H., and Lima, T.S. 2003. Effects of Acid Hydrolysis And Defatting

On Crystallinity And Pasting Properties Of Freeze-Thawed High Amylose Corn

Starch. Journal of Carbohydrate Polymers. 54: 449–455.

Faridah, D.N., Fardiaz. D., Andarwulan, N., danSunarti, T.C. 2011. Perubahan Struktur

Pati Garut (Maranta Arundinaceae) sebagai Akibat Modifikasi Hidrolisis

Asam, Pemotongan Titik Percabangan Dan Siklus Pemanasan-Pendinginan.

Jurnal Teknologi Industri Pangan. 21(2): 135-142.

15

Fleche, G. 1985.Chemical Modification and Degradation of Starchin G.M.A. Van

Beynum dan J.A. Roels, ed. Starch conversion technology.London: Applied

Science Pub.

Husodo, S.Y., 2004. Pertanian Mandiri. Jakarta : Penerbar Swadaya.

Hustiany, R. 2006. Modifikasi Asilasi dan Suksinilasi Pati Tapioka Sebagai Bahan

Enkapsulasi Komponen Flavor. DISERTASI. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Jannah, M. A., Legowo, M. A., Pramono, B. Y. 2013. Total Bakteri Asam Laktat, pH,

Keasaman, Citarasa dan Kesukaan Yogurt Drink dengan Penambahan Ekstrak

Buah Belimbing. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 3(2): 7-11

Lawal, O.S., Adebowale, K.O., and Oderinde, R.A. 2004. Functional Properties Of

Amylopectin And Amylose Fractions Isolated From Bambarra Groundnut

(Voandzeia Subterranean) Starch. African Journal of Biotechnology. 3: 399-404.

Martono, Y., Danriani, L.D., dan Hartini., S. 2016. Pengaruh Fermentasi Terhadap

Kandungan Protein Dan Asam Amino Pada Tepung Gaplek Yang Difortifikasi

Tepung Kedelai (Glycine max (L)). Agritech.36: 56-63.

Martono, Y. 2016. Proses Produksi Tepung Mocaf Terasetilasi sebagai Pengganti

Tepung Terigu.Hibah Penelitian Perseorangan/ Kelompok Wajib. Salatiga:

Universitas Kristen Satya Wacana

Mastuti, E. dan Setyawardhani,D.A. 2010. Pengaruh Variasi Temperature dan

Konsentrasi Katalis Pada Kinetika Reaksi Hidrolisis Tepung Kulit Ketela

Pohon. Ekuilibrium. 9(1): 23 – 27.

McWilliams M. 2001. Foods Experimental Perspective Starch. New Jersey:Prentice

Hall.

Muin, R., Lestari, D., dan Sari, T.W. 2014. Pengaruh Konsentrasi Asam Sulfat Dan

Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol Yang Dihasilkan Dari Biji Alpukat

Roosdiana Muin*, Dwi Lestari, Tri Wulan Sari Jurnal Teknik Kimia 4 :20

Muljana, H., Picchioni, F., Heeres, H.J.,and Janssen, L. 2010. Green starchconversions:

Studies on starch acetylation in densified CO2. Carbohydrate Polymers. 82: 653-

662

Parker, R. 2003.Introduction to Food Science. United States of America: Delmar,

Thomson Learning

Shogren, R.L. 2003. Rapid preparation of starch esters by high temperature/pressure

reaction. Carbohydrate Polymers.52: 319-326

.

16

Suryana, A. 2009.Tantangan dan Kebijakan Ketahanan Pangan Dalam Pemberdayaan

Masyarakat Untuk Mencapai Ketahanan Pangan Dan Pemulihan Ekonomi (ed).

Jakarta: Pusat Studi Kebijakan Pangan dan Gizi Agrindo Aneka Consult.

Triyani, P., Ishartani M., danRahadian, A. 2013. Kajian Karakteristik Fisikokimia

Tepung Labu Kuning (Cucurbita Moschata) Termodifikasi Dengan Variasi

Lama Perendaman Dan Konsentrasi Asam Asetat.Jurnal Teknosains Pangan. 1-

10

Winarno, F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi.Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.

Wurzburg, O. B. 1995. Starch, Modified Starch And Dextrin.Proceeding Of Seminar In

Products Of The Corn Refining Industry. 223– 32

Winarti, C., Richana, N., Mangunwidajay, D., dan Sunarti, C.T. 2014. Pengaruh Lama

Hidrolisis Asam Terhadap Karakteristik Fisiko-Kimia Pati. Jurnal Teknologi

Industri Pertanian. 24(3): 218-225

Wuttisela, K., Shobsngob, S., Triampo, W., and Triampo, D. 2007. Amylase and

Amylopectin Simple DeterminationIn Acid Hydrolyzed Tapioca Starch. Journal

of Chemical Society. 53(3): 1665-1667

Xu, Y.X., Miladinov, V., andHanna, M.A. 2004. Synthesis and characterization ofstarch

acetates with high substitution. Cereal Chemistry, 81: 735-740

17

Lampiran

Gambar 9. Spektra FTIR Tepung MOCAF

Gambar 10. Spektra FTIR Tepung MOCAF terasetlasi

18

Gambar 11. Spektra FTIR tepung hasil hidrolisis MOCAF terasetilasi