REVIEW JURNAL - TUGAS METODE PENELITIAN PENGARUH LAMA HIDROLISIS ASAM TERHADAP KARAKTERISTIK FISIKO-KIMIA PATI GARUT

EFFECT OF ACID HYDROLYSIS DURATION ON THE PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF  ARROWROOT STARCH

Ø  Penulis Jurnal: Christina Winarti1), Nur Richana1),  Djumali Mangunwidjaja2), Titi Candra Sunarti2)

Ø  Reviewer :   Nurzahra Hasanah Babara

    35415243 – 3 ID 06

    Teknik Industri - Universitas Gunadarma

      Formulasi Masalah:

Berdasarkan uraian diatas dapat dirumuskan masalah dalam penelitian ini adalah ingin mengetahui pengaruh hidrolisis asam secara lambat terhadap karakteristik pati yang termodifkasi terutama morfologi permukaan dan sifat fungsionalnya sebagai bahan matriks. Perlakuan yang dicobakan lama hidrolisis yaitu 2, 4, 6, 24, 72, dan 120 jam menggunakan HCl 2,2 N pada suhu 35C. Parameter yang diamati meliputi Derajat Polimerisasi (DP), tingkat hidrolisis, kadar amilosa, morfologi, kristalinitas, kelarutan dan swelling power, kemampuan menyerap air (water absorption capacity/WAC) dan minyak (oil absorption capacity/OAC) dan daya cerna pati.

      Proses hidrolisis asam terjadi dalam dua tahap penyerangan pada granula pati, yaitu tahap penyerangan secara cepat pada bagian amorf dan tahap penyerangan yang lebih lambat pada bagian kristalin pada fraksi amilopektin (Wurzburg, 1989; Jayakody dan Hoover, 2002). Hidrolisis asam tidak mengubah bentuk granula tetapi menyebabkan penurunan kemampuan mengembang (swelling) dan viskositas serta viskositas puncak, selain itu meningkatkan kestabilan pasta pati selama proses gelatinisasi (Ferrini et al., 2008).

      Hipotesis Penelitian

Bahan dan Alat Bahan baku yang digunakan adalah pati dari umbi garut umur 11 bulan dari varietas Creole yang berasal dari daerah sekitar Bogor. Bahan kimia yang digunakan untuk modifikasi pati antara lain HCl, etanol, NaOH,  dan bahan kimia untuk analisis  

Metodologi Karakterisasi Bahan Baku Bahan baku umbi garut diekstrak untuk menghasilkan pati garut dengan teknik ekstraksi basah. Umbi garut yang sudah dicuci bersih dihancurkan/disawut, ditambahkan air dan disaring kemudian diendapkan. Endapan pati dikumpulkan dan dikeringkan dengan oven.  Rendemen yang dihasilkan sekitar 11,5%. Selanjutnya pati garut dianalisis proksimat meliputi kadar air (925.10 AOAC, 1998); kadar abu (923.03 AOAC, 1998); kadar lemak (SNI 01-2891-1992); kadar protein (960.52 AOAC, 1998); kadar karbohidrat (by difference). Dianalisis juga kadar amilosa (Perez dan Juliano, 1978) serta sifat birefringence dengan mikroskop polarisasi. 

Pembuatan Pati Lintnerisasi Pati Lintnerisasi dibuat berdasarkan rekomendasi Faridah et al. (2011) serta Jayakody dan Hoover (2002) yang dimodifikasi dengan rasio lebih tinggi karena konsistensinya yang cukup kental. Pati (200 g) dibuat suspensi dalam larutan HCl konsentrasi 2,2 N dengan nisbah 1:2. Suspensi pati diinkubasikan pada suhu 35ºC selama 2, 4, 6, 24, 72 dan 120 jam dengan menggunakan waterbath goyang. Suspensi pati garut yang telah mengalami perlakuan hidrolisis asam pada jam yang telah ditentukan kemudian dicuci dengan menggunakan NaOH 1 M sampai netral (pH 6,0), dilanjutkan pencucian dengan etanol dan disaring dengan kertas saring. Endapan pati terhidrolisis kemudian dikeringkan dengan oven bersuhu 50ºC selama 24 jam hingga mencapai kadar air sekitar 10%. Setelah kering pati digiling dengan disc mill dan disaring kemudian diayak dan disimpan dalam freezer sampai digunakan.  Parameter yang diamati meliputi: rendemen, sifat fisiko-kimia:

Derajat Polimerisasi (DP) dihitung dengan membagi kadar total gula (Dubois et al., 1956)  dengan gula pereduksi (Takeda et al., 1993), kadar amilosa (Perez dan Juliano, 1978);  dan tingkat hidrolisis dihitung dengan membagi kadar total gula pada lama lintnerisasi tertentu terhadap kadar total gula pati garut alami, morfologi permukaan granula (SEM), pola gelatinisasi dengan Rapid Visco Analyzer (RVA), dan kristalinitas (XRD); serta analisis sifat fungsional: swelling power dan kelarutan (Leach et al., 1959);  WAC dan OAC (Das et al., 2010) serta daya cerna pati secara in-vitro menggunakan pancreatin amylase (Spence dan Jane, 1999).

      Rancangan Penelitian

Rancangan Penelitian Percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor dengan perlakuan lama hidrolisis (2, 4, 6, 24, 72 dan 120 jam) masing-masing diulang 3 kali.

Parameter yang diamati meliputi Derajat Polimerisasi (DP), tingkat hidrolisis, kadar amilosa, morfologi, kristalinitas, kelarutan dan swelling power, kemampuan menyerap air (water absorption capacity/WAC) dan minyak (oil absorption capacity/OAC) dan daya cerna pati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen dan DP semakin menurun sementara tingkat hidrolisis meningkat dengan semakin lamanya lintnerisasi, kadar amilosa menurun sementara daya cernanya mula-mula menurun kemudian meningkat. Granula pati mengalami kerusakan walaupun bentuknya masih relatif tidak berubah demikian juga nilai kristalinitas relatif meningkat walaupun pola kristal tetap tipe A, dan tidak memberikan sifat pasting selama gelatinisasi. Kelarutan dan WAC serta OAC meningkat sedangkan swelling power (SP) menurun, sementara OAC lebih tinggi dari WAC.

      Metode Pengumpulan Data

·         Karakteristik Bahan Baku

Bahan baku pati garut yang digunakan dalam penelitian mengandung komponen karbohidrat dalam porsi besar (87,94%) dan komponen minor (protein dan lemak yang rendah, masing-masing 0,12 dan 0,46%, seperti umumnya pati dari umbi-umbian. Pati garut mengandung amilosa dalam jumlah yang tinggi (35,68%). Hasil ini berbeda dengan yang dilaporkan Faridah et al. (2011) dimana kadar amilosa hanya 24,64%. Sedangkan menurut Richana et al. (2000) kadar amilosa pati garut 29,03-31,34%.  Hal itu disebabkan perbedaan umur panen.  

·         Karakteristik Pati Lintnerisasi

Proses lintnerisasi menyebabkan pemutusan pada struktur amorf amilopektin dan amilosa yang dapat menyebabkan kehilangan komponen pati.

·         Kadar Amilosa

Kadar amilosa cenderung menurun dengan makin lamanya proses hidrolisis asam.

·         Morfologi

Ukuran granula dan sifat birefringence pati dilakukan dengan mikroskop polarisasi. Ukuran granula pati garut berkisar antara 22,7 – 45,7 µm. Hasil yang sama  ukuran granula pati garut bervariasi yaitu antara 5-50 m (Moorthy, 2002) dan 20-42,2 (Srichuwong et al., 2005b). Ukuran granula hasil penelitian masih dalam rentang ukuran granula hasil penelitian lainnya.

·         Profil Gelatinisasi (RVA)

Hasil pengukuran RVA menunjukkan bahwa viskositas puncak dan viskositas setback (viskositas akhir) pati garut alami cukup tinggi dibanding pati jagung sebagai pembanding yaitu 1600 dan 1500 BTU dibanding 500 dan 400 BTU (Gambar 4). Hal itu menunjukkan bahwa kemampuan retrogradasi pati garut lebih tinggi dibanding pati jagung. Sementara pati lintnerisasi baik 2 jam maupun 24 jam ternyata tidak memberikan perubahan viskositas (garis lurus). Hasil ini menunjukkan bahwa pati lintnerisasi mempunyai viskositas yang rendah sehingga berpotensi sebagai bahan matriks enkapsulasi.

·         Pola Kristalinitas Pati dengan XRD

Pati garut alami mempunyai kristalinitas tipe A (Srichuwong et al., 2005; Faridah et al., 2011; John et al., 2002). Tipe ini mempunyai karakteristik puncak 2 teta berada pada 15C,17C, 18C dan 23 C.  Perlakuan hidrolisis asam tidak merubah pola kristalinitasnya (Gambar 5), tetapi merubah kristalinitasnya. Kristalinitas pati alami hasil penelitian sebesar 19,39%.  

      Populasi dan Sampel

Populasi dan sampel yang digunakan untuk pati garut ini adalah umbi garut (Maranta arundinacea) yang memiliki banyak kegunaan, yang akan dibandingkan dengan pati beras, jagung dan kentang.

      Skala Pengukuran dan Instrumen Penelitian

Instrument penelitian adalah semua alat yang digunakan untuk mengumpulkan atau memeriksa secara sistematis serta objektif dengan tujuan memecahkan suatu persoalan atau menguji suatu hipotesis.

Pada penelitian ini dengan adanya perbedaan-perbedaan karakteristik pati garut terhidrolisis asam yang dilaporkan oleh beberapa peneliti di atas maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh lama hidrolisis yang berbeda terhadap karakteristik fisiko-kimia dan fungsional pati garut yang dihasilkan. Maka dari itu penelitian ini dilakukan pemeriksaan menggunakan, Derajat Polimerisasi (DP), tingkat hidrolisis, kadar amilosa, morfologi, kristalinitas, kelarutan dan swelling power, kemampuan menyerap air (water absorption capacity/WAC) dan minyak (oil absorption capacity/OAC) dan daya cerna pati.

      Metode Pengolahan Data

Metode yang digunakan dalam jurnal ini adalah XRD alat yang digunakan untuk menentykan struktur atom dan molekul sebuah Kristal dengan cara mendifraksikan seberkas sinar-X ke segala arah. Jurnal ini juga menggunakan alat RVA yang digunakan untuk menganalisa sifat amilografi pati yang dilengkapi dengan system pemanas dan pendingin yang akan mempengaruhi sifat amilografi pati.

Jurnal: http://jurnal.ipb.ac.id/.index.php/jurnaltin/.article/download/.9124/7174

Link ppt : https://drive.google.com/open?id=1MTi6yp-ZXxStjDk7B7JmYN_igzLAxdNw