PATI
Pati terdapat berlimpah di alam, terlebih lagi selulosa sebagai komponen organik alami. . Pati tersimpan dalam sel penyimpanan dengan dikelilingi oleh protein dan komponen lainnya. Pati tersedia dalam bentuk yang berlainan, semikristalin yang disebut dengan granula pati. Ukuran, bentuk dan struktur granula pati sangat bervariasi pada komoditi pertanian. Diameter granula pati berkisar antara 1µm hingga 200µm. Bentuk granulanya bervariasi dari ellips/lonjong hingga kotak. Pati merupakan bahan perekat yang menjaga kesatuan makanan yang tidak mengandung gluten. Prosedur mengekstrak dan dalam menghasilkan pati dari tanaman hasil panen berbeda tergantung dari jenis pati yang ada di dalamnya.
Pati murni berwarna putih, padat, dapat dicerna dengan baik oleh enzim amilase, dan mengandung sedikit protein dan lemak yang merupakan bagian dari granula. Kebanyakan tanaman menyimpan energi dalam bentuk pati, yang tersusun atas amilosa dan amilopektin.
-Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa-glikosidik. -Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya -Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. -Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus sedang amilopektin mempunyai cabang.
Amilosa merupakan polimer linear yang terdiri dari D-glukopiranosa yang berikatan alfa-1-4. Amilosa biasanya membentuk struktur rantai lurus, tapi biasanya tersedia dalam bentuk helix, yang membentuk kompleks dengan asam lemak bebas, mono dan digliserida, alkohol linear dan iodin. Sedangkan amilopektin merupakan polimer bercabang yang ukurannya lebih besar daripada amilosa, mempunyai cabang ikatan alfa-1-6 selain ikatan glukosa mayoritas alfa-1-4. Pasta amilopektin secara signifikan lebih lengket daripada pasta yang mengandung amilosa.
Formasi dan integritas struktur dari kompleks amilosa-lemak dipengaruhi oleh suhu, pH, campuran dari polimer amilosa dengan molekul lain(tamu) dan struktur dari asam lemak atau gliserida. Adanya komplek mempengaruhi properties dari pati. Amilosa mono dan digliserida mempengaruhi suhu gelatinisasi pati, tektur, dan viskositas dan membatasi retrogradasi.
Perbandingan antara amilosa dan amilopektin akan memberikan efek pati secara fungsional dalam penggunaannya pada makanan. Contohnya dalam pemasakan dan kualitas makan dari tepung beras. Tepung beras yang terdiri dari 99% amilopektin sangat cocok untuk membuat biscuit dengan tekstur yang ringan dan lembut. Sedangkan tepung beras dengan rasio amilosa yang lebih tinggi, akan menghasilkan produk biscuit dengan tekstur yang lebih kokoh dan lebih renyah, serta cocok digunakan dalam pembuatan mie.
Granula pati adalah komponen utama yang tidak dapat pecah dalam air dingin, dan ketika ditambahkan ke air pada suhu ruang, hanya sedikit terjadi pemecahan sampai dilakukan pemanasan. Struktur granula pati yang terdiri dari kristal (kristalit, micelles, area yang terorganisir) dan bukan kristal (tidak berbentuk, bukan kristal, fase gel). Area yang tidak terbentuk dari granula pati adalah akibat adanya air yang masuk dan enzim serta aktivitas asam. Kristal merupakan perubahan sejumlah besar rantai glukosa yang mengalami pengikatan hidrogen untuk membentuk area yang sulit bagi air dan enzim untuk menembus. Granula pati asli tidak dapat larut dalam air dingin, tetapi mengembang secara reversible ketika diletakkan dalam air dingin.
Salah satu sifat pati adalah tidak larutalam air dingin, karena molekulnya berantai
lurus atau bercabang tidak berpasangan, sehingga membentuk jaringan yang mempersatukan
granula pati. Selain itu, kesulitan dalam penggunaan pati adalah selain pemasakannya
memakan waktu yang cukup lama, pasta yangterbentuk juga cukup keras. Selain itu
terjadinya proses retrogradasi dan sineresis pada pati alami sering tidak dikehendaki.
Retrogradasi merupakan proses kristalisasi kembali dan pembentukan matrik pati yang telah mengalami gelatinisasi akibat pengaruh suhu.
Untuk mengatasi haltersebut, maka perlu dilakukan modifikasi pati sehingga diperoleh sifat-sifat yang cocok untuk aplikasi tertentu. Modifikasi pati merupakan salah satu upaya untuk mengubah sifat kimia dan atau fisik dari pati alami. Modifikasi pati dapat dilakukan dengan cara pemotongan struktur molekul, penyusunan kembali struktur molekul, oksidasi atau dengan cara melakukan substitusi gugus kimia pada molekul pati. Terdapat beberapa metode modifikasi antaralain modifikasi kimia, fisika maupun dengan hidrolisis
Granula Pati Berbagai Macam Jenis Komoditi
1. Pati Jagung
Dalam upaya pengembangan produk pertanian diperlukan informasi tentang karakteristik bahan baku, meliputi sifat fisik, kimia, fisiko-kimia, dan gizi. Berdasarkan karakteristik bahan baku dapat disusun kriteria mutu dari produk yang akan dihasilkan maupun teknik dan proses pembuatannya.
Jagung mengandung pati 54,1-71,7%, sedangkan kandungan gulanya 2,6-12,0%. Karbohidrat pada jagung sebagian besar merupakan komponen pati, sedangkan komponen lainnya adalah pentosan, serat kasar, dekstrin, sukrosa, dan gula pereduksi.
Bentuk dan ukuran granula pati jagung dipengaruhi oleh sifat biokimia dari khloroplas atau amyloplasnya. Sifat birefringence adalah sifat granula pati yang dapat merefleksi cahaya terpolarisasi sehingga di bawah mikroskop polarisasi membentuk bidang berwarna biru dan kuning.
Granula pati jagung agak lebih besar (sekitar15 µm),berbentuk bulat ke arah poligonal. Pati jagung mempunyai ukuran granula yang cukup besar dan tidak homogen yaitu 1-7μm untuk yang kecil dan 15-20 μm untuk yang besar. Granula besar berbentuk oval polyhedral dengan diameter 6-30 μm. Granula pati yang lebih kecil akan memperlihatkan ketahanan yang lebih kecil terhadap perlakuan panas dan air dibanding granula yang besar. Pengamatan dengan DSC pada berbagai ukuran granula memperlihatkan nilai entalpi dan kisaran suhu gelatinisasi yang lebih rendah dari ukuran granula yang lebih besar
Amilosa dan Amilopektin Pati dibandingkan sumber pati lain, jagung mempunyai beragam jenis pati, yaitu dengan rasio kadar amilosa dan amilopektinnya mulai dari amilopektin rendah sampai tinggi. Jagung dapat digolongkan menjadi empat jenis berdasarkan sifat patinya, yaitu jenis normal mengandung 74- 76% amilopektin dan 24-26% amilosa, jenis waxy mengandung 99% amilopektin, jenis amilo maize mengandung 20% amilopektin atau 40-70% amilosa, dan jagung manis mengandung sejumlah sukrosa di samping pati.Jagung normal mengandung 15,3-25,1% amilosa, jagung jenis waxy hampir tidak beramilosa, jagung amilomize mengandung 42,6-67,8% amilosa, jagung manis mengandung 22,8% amilosa
Suhu awal gelatinisasi adalah suhu pada saat pertama kali viskositas mulai naik. Suhu gelatinisasi merupakan fenomena sifat fisik pati yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran molekul amilosa, amilopektin, dan keadaan media pemanasan. Kadar lemak atau protein yang tinggi mampu membentuk kompleks dengan amilosa, sehingga membentuk endapan yang tidak larut dan menghambat pengeluaran amilosa dari granula. Dengan demikian, diperlukan energi yang lebih besar untuk melepas amilosa sehingga suhu awal gelatinisasi yang dicapai akan lebih tinggi.
Suhu optimal gelatinisasi pati jagung adalah 62–70oC dan tapioka 80oC, dengan waktu yang dibutuhkan berturut-turut 30 dan21 menit. Sifat ini berkaitan dengan energi dan biaya yang dibutuhkan dalam proses produksi. Pati akan terhidrolisis bilatelah melewati suhu gelatinisasi. Kadar amilopektin yang tinggi (99%) akan meningkatkan suhu awal (70,8oC), maupun suhu puncak gelatinisasi, yang diikuti oleh peningkatan energi (Harborne, 1987).
2. Pati Singkong
Granula pati singkong berukuran lebih besar (sekitar 20 µm),berbentuk agak polygonal bulat&pada salah satu bagian ujunnya berbentuk kerucut. Pati kentang akan tergelatinisasi pada suhu 52-640C (Winarno, 2002). Rasio kadar amilosa dan amilopektin pada pati ini adalah 17% : 83%.
3. Pati Kentang
Pati kentang berbentuk oval dan sangat besar, berukuran rata-rata 30-50 µm. Pati kentang akan tergelatinisasi pada suhu 58-660C. Rasio kadar amilosa dan amilopektin pada pati ini adalah 1:3.
Umbi kentang mengandung zat pati ( amilosa, amilopektin ), protein, lemak,kalsium, fosfar, besi, belerang, vitamin A, B, C. cara pembuatan pati kentang tidak jauh berbeda dengan pembuatan tepung kentang. Pada prosesnya terdapattahap pengeringan karena kadar air kentang tinggi. Proses ekstraksi pati kentang menghasilkan rendemen sebesar3.61%.
Berdasarkan data tersebut dapat terlihat bahwa pati kentang yang dihasilkanmerupakan yang paling rendah rendemennya. Hal ini menunjukkan bahwa kentang memiliki kadar air yang sangat tinggi dibandingkan singkong dan ubijalar
4. Pati Gandum
Granula pati gandum cenderung berkelompok dengan berbagai ukuran.Ukuran normalnya adalah18 µm, granula yang lebih besar berukuran rata-rata 24 µm dan granula yang lebih kecil berukuran 7-8 µm, secara umum berkisar 2-35 µm.Bentuk granula pati gandum adalah bulat (lonjong) cenderung berbentuk ellips. Rasio kadar amilosa dan amilopektinnya adalah 1:3. Dengan kadar amilosa sebesar 25% dan kadar amilopektin sebesar 75%. Suhu gelatinisasi nya pada suhu 52-640C
5. Pati Pisang
Pada buah pisang segar kandungan pati sekitar 20%-25% dengan proporsi amilosa 20,5% dan amilopektin 75,5% . Pada proses pematangan buah sebagian besar pati terhidrolisi hingga tinggal 1%-2% saat buah matang sempurna. Suhu glatinisasi pati pisang lebih tinggi dari pada umbi-umbian lainnya, hal ini diduga dikarenakan adanya ikatan kuat pada granula patinya. Pati buah pisang mengalami gelatinisasi pada suhu 55-650C. Granula pati nya berbentu ellips
6. Pati Porang
Porang atau iles-iles atau gaceng yang dalam bahasa latinnya disebut Amorphopallus oncophillus, tanaman yang biasa tumbuh liar di Indonesia. Di hutan, kebun-kebun, lereng-lereng gunung di atas tanah pada ketinggian 1 sampai 700 meter di atas permukaan laut. Tanaman ini hidup di bawah tegakan pohon lain seperti di bawah rumpun bambu, di bawah jati, atau di bawah mahoni.
Umbi porang mempunyai ukuran granula pati sebesar 20 – 30 µm. Ukuran granula pati kecil dapat memperlambat proses gelatinisasi karena semakin lebar luas permukaan sehingga daya jangkauan air untuk masuk pada granula semakin tinggi sebaliknya dengan ukuran granula pati besar maka reaksi gelatinisasi lebih cepat. Dengan ukuran granula 20 – 30 µm, granula pati dari porang mempunyai suhu gelatinisasi 60 - 65º C.
Tepung porang adalah serat murni larut air, tanpa kanji dan gula, tidak mengandung kalori, dan bebas gelatin. Tepung porang merupakan serat larutan yang memiliki tingkat kekentalan paling tinggi secara alamiah.. Tepung porang merupakan serat soluble yang paling kental yang ada di alam, yang memiliki kekuatan pengental 10x lebih besar daripada kanji tepung jagung. Tepung porang mengentalkan dengan kelembutan satin dan penampakan luar yang mengkilap. Tepung ini tidak menambahkan rasa pada rasa asli makanan
7. Pati Beras
Granula pati beras memiliki ukuran yang kecil (3-8 µm), berbentuk polygonal & cenderung terjadi agregasi atau bergumpal-gumpal. Komposisi kimia beras berbeda-beda tergantung pada varietas dan cara pengolahannya. Selain sebagai sumber energi dan protein, beras juga mengandung berbagai unsur mineral dan vitamin (lihat tabel). Sebagian besar karbohidrat beras adalah pati (85-90 persen), sebagian kecil pentosan, selulosa, hemiselulosa dan gula. Dengan demikian sifat fisikokimia beras terutama ditentukan oleh sifat fisikokimia patinya.
Pati beras adalah pati yang diperoleh dari biji Oryza sativa L (familia Poaceae). Pati beras memiliki serbuk sangat halus dan putih. Pati beras praktis tidak larut dalam air dingin dan dalam etanol dan bila diamati dengan mikroskopik tampak butir bersegi banyak ukuran 2µm-5µm, tunggal atau majemuk, bentuk bulat telur ukuran 10µm-20µm. Pada pati beras hilus di tengah tidak terlihat jelas dan tidak ada lamela konsentris. Pati beras bila diamati dibawah cahaya terpolarisasi, tampak bentuk silang berwarna hitam, memotong pada hilus (Anonymousa,1995).
Granula pati beras berbentuk polihedral atau pentagonal dodekahedron. Temperatur optimum gelatinisasi dari pati besarnya sangat bervariasi tergantung pada varietas padinya. Pati beras mengandung amilosa 40-80% (Whistler et al, 1984)
8. Pati sagu
Pati sagu merupakan hasil ekstraksi empulur pohon sagu (Metroxylon sp) yang sudah tua (berumur 8-16) tahun. Komponen terbesar yang terkandung dalam sagu adalah pati. Pati sagu tersusun atas dua fraksi penting yaitu amilosa yang merupakan fraksi linier dan amilopektin yang merupakan fraksi cabang. Kandungan amilopektin pati sagu adalah 73%± 3 (Ahmad and Williams, 1998). Pati sagu memiliki karakteristik seperti yang dijelaskan Ahmad and Williams (1998) yaitu berbentuk elips memiliki ukuran granula rata-rata 30 µm (20-60 µm) , kadar amilosa 27%± 3 dan kadar amilopektin 73%, suhu gelatinisasi pati rata-rata 700C (60-720C), entalpy gelatinisasi 15-17 J/g, dan termasuk tipe C pada pola X-ray difraction.
Pati sagu yang telah mengalami modifikasi akan mengalami beberapa perubahan sifat dibandingkan pati alaminya. Suryani, Haryadi, dan Santosa (1999) melaporkan bahwa modifikasi pati sagu secara ikatan silang menyebabkan peningkatan suhu awal gelatinisasi, penurunan viskositas pada suhu 950C, peningkatan rasio stabilitas pasta, rasio retrogradasi dan total retrogradasi 2,3. Modifikasi Pati digunakan secara luas dalam industri pangan. Penggunaan pati alami (native) menyebabkan beberapa permasalahan yang berhubungan dengan retrogradasi, sineresis, kestabilan rendah, dan ketahanan pasta yang rendah terhadap pH dan perubahan suhu. Hal tersebut menjadi alasan dilakukan modifikasi pati secara fisik, kimia, dan enzimatik atau kombinasi dari cara-cara tersebut (Fortuna, Juszczak, and Palansinski, 2001).
DAFTAR PUSTAKA
Anonymousa, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta, 108, 449
Beckles, Diane. 2010. http://www.plantsciences.ucdavis.edu/beckles/starch.html. diakses pada tanggal 7 Maret 2011
Harborne, J.B. 1987. Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. Bandung: ITB.
Whistler, R., Bemiller, J.N., Paschall, E., 1984, Starch: Chemistry and Technology, 2 nd , Academic Press Inc, London: 88, 516, 524
Winarno, F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia
Tidak ada komentar:
Posting Komentar