Granula Pati

 

  1. PENDAHULUAN

Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Pati disusun oleh unit D-glukopiranosa. Pati terdir dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi yang tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa memiliki struktrur lurus yang dominan dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa, sedangkan amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan α-(1,6)-D-glukosa (Winarno 2008).

Amilosa memiliki struktur lurus  dengan ikatan (1,4)-D-glikosidik, lebih mudah larut dalam air karena banyak mengandung gugus hidroksil. Kumpulan amilosa dalam air sulit membentuk gel sehingga kurang kental dibandingkan amilopektin serta lebih mudah membentuk senyawa komplek dengan asam lemak dan molekul organik. Derajat Polimerisasi dari amilosa berkisar antara 500-6000 unit glukosa.

Amilopektin  memiliki ikatan a (1,4) dan a (1,6) dengan struktur yang bercabang, memiliki sifat mudah mengembang dan membentuk koloid dalam air. DP amilopektin berkisar antara 105 sampai 3×106 unit glukosa. DP amilosa dan amilopektin ini dipengaruhi oleh jenis-jenis pati. Selain amilosa dan amilopektin, di dalam pati juga ditemukan komponen lain dalam jumlah yang sedikit, yaitu lipid (sekitar 1%), protein, fosfor dan mineral-mineral. Bagian lipid ada yang berikatan dengan amilosa dan ada yang bebas.

Sifat pati dan parameter proses saling berinteraksi dalam proses produksi dan hal tersebut menentukan komposisi produk akhir yang selanjutnya akan menentukan kespesifikan arah dan nilai pemanfaatannya. Sifat fungsional pati yang penting adalahkemampuan mengentalkan dan membentuk gel  (Swinkels 1985 dalam Honestin 2007).

 

 

 

Table 1. Gambar sifat fisik dan kimia berbagai jenis pati

 

Jenis Pati

Bentuk Granula

Ukuran Granula (μm)

Kandungan (rasio)

Suhu gelatinisasi (0C)

amilosa

amilopektin

Arrowroot Oval

10.05±0.32

19

81

72.7-75.9

Oats

27

73

56-62

Sorghum  

21-34

66-79

69-75

Gandum Elips

2-35

25

75

52-85

Sagu Elips agak terpotong

20-60

27-23

73

Ubi Jalar Poligonal

16-25

18

82

88.5

Kentang Bundar

15-100

24

76

58-65

Pati jagung Polygonal

5-25

26

74

62-80

Sumber : Belitz dan Grosch (1999)

 

Pati dalam tanaman mempunyai bentuk granula (butir) yang berbeda-beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk, ukuran, letak hilum yang unik, dan juga dengan sifat birefringent-nya. Distribusi ukuran granula pati berpengaruh terhadap kekuatan pembengkakan pati. Ukuran granula pati yang kecil, maka kekuatan pembengkakannya juga kecil. Bila pati mentah dimasukkan dalam air dingin, granula patinya akan menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air yang terserap dan pembengkakannya terbatas. Air yang terserap tersebut hanya dapat mencapai kadar 30%. Peningkatan volume granula pati yang terjadi di dalam air yang terjadi di dalam air pada suhu antara 550-650C merupakan pembengkakan yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan itu granula pati masih dapat kembali pada kondisi semula. Namun granula pati dapat pula dibuat membengkak secara luar biasa, tetapi bersifat tidak dapat kembali pada kondisi semula. Hal inilah yang disebut dengan gelatinisasi, suhu pada saat granula pati pecah tersebutlah yang dikenal dengan istilah suhu gelatinisasiyang hanya dapat dilakukan dengan penambahan air panas.

Pati Garut                                                      Pati Kentang

Pati Ubi                      Pati Jagung                          Pati Gandum

Gambar 2. Granula pati dari beberapa komoditi

PATI

Pada struktur granula pati, amilosa dan amilopektin tersusun dalam suatu cincin-cincin. Jumlah cincin dalam suatu granula kurang lebih berjumlah 16, dimana sebagian berbentuk lapisan amorf dan sebagian berbentuk lapisan semikristal.

Amilosa dan amilopektin di dalam granula pati dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Apabila granula pati dipanaskan di dalam air, maka energy panas akan menyebabkan ikatan hidrogen terputus, dan air masuk ke dalam granula pati. Air yang masuk selanjutnya membentuk ikatan hidrogen dengan amilosa dan amilopektin. Meresapnya air ke dalam granula menyebabkan terjadinya pembengkakan granula pati. Ukuran granula akan meningkat sampai batas tertentu sebelum akhirnya granula pati tersebut pecah. Pecahnya granula menyebabkan bagian amilosa dan amilopektin berdifusi keluar. Proses masuknya air ke dalam pati yang menyebabkan granula mengembang dan akhirnya pecah. Karena jumlah gugugs hidroksil dalam molekul pati sangat besar, maka kemampuan menyerap air sangatlah besar pula. Terjadi peningkatan viskositas disebabkan air yang dulunya berada di luar granula dan bebas bergerak sebelum suspense dipanaskan, kini sudah berada dalam butir-butir pati dan tidak dapat bergerak bebas lagi.

Pati yang telah mengalami gelatinisasi dapat dikeringkan, tetapi molekul-molekul tersebut tidak dapat kembali lagi ke sifat-sifatnya sebelum gelatinisasi. Bahan yang telah kering tersebut masih mampu menyerap air kembali dalam jumlah besar. Sifat inilah yang digunakan agar instant rice dan instant pudding dapat menyerap air dengan mudah, yaitu dengan menggunakan pati yang telah mengalami gelatinisasi.

Suhu gelatinisasi tergantung juga pada konsentrasi pati. Makin kental larutan, suhu tersebut makin lambat tercapai, sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah, bahkan kadang-kadang turun. Konsentrasi terbaik untuk membuat larutan gel adalah konsentrasi 20%, makin tinggi konsentrasinya gel yang terbentuk makin kurang kental dan setelah beberapa saat viskositasnya akan turun.

Tiap jenis pati memiliki suhu gelatinisasi yang berbeda-beda antara lain: jagung 620-700C, beras 680-780C, gandum 54,50-640C, kentang 580-660C, dan tapioca 520-640C. suhu gelatinisasi dapat pula ditentukan dengan polarizer microscope. Granula pati mempunyai sifat merefleksikan cahaya terpolarisasi sehingga dibawah mikroskop terlihat kristal hitam-putih. Sifat inilah yang disebut sifat birefringent. Pada waktu granula pati mulai pecah, sifat birefringent ini akan menghilang. Kisaran suhu yang menyebabkan 90% butir pati dalam air panas membengkak sedemikian rupa sehingga tidak lagi kembali ke bentuk normalnya disebut birefringent end point temperature (BEPT). Ketika hal-hal tersebut terjadi, terjadi pula peningkatan viskositas. Pemanasan pati dalam air menyebabkan pula pemutusan ikatan hydrogen antara rantai polimer satu sehingga melemahkan granula.

Hal-hal yang terjadi ketika proses gelatinisasi adalah:

  1. Rusaknya keteraturan molekul
  2. Tergantung dari kadar air dan suhu
  3. Bersifat irreversible
  4. Pada awal gelatinisasi terjadi pembesaran ukuran granula (disebabkan oleh granula mengembung)
  5. Akibat terjadinya gelatinisasi terjadi peningkatan kekentalan larutan atau suspensi
  6. Dipengaruhi oleh kondisi pengolahan (misalnya pH dan total padatan)
  7. Dipengaruhi oleh jenis granula (tergantung jenis tanaman) serta kadar amilosa dan amilopektin dari jenis pati tersebut, seperti pada pati waxy corn yang seluruhnya hampir terdiri dari amilopektin (99%) dimana mempunyai viskositas yang tinggi jika dibandingkan dengan pati dent corn yang hanya mengandung amilosa sekitar 25% sehingga memiliki viskositas yang sangat rendah.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: