Perubahan Struktur Pati Garut (Marantha Arundinacea L.) Sebagai Akibat Kombinasi Perlakuan Hidrolisis Asam, Debranching, Siklus Autoclaving-Cooling, Dan Heat Moisture Treatment (Hmt)

Abstract

Pati garut (Marantha arundinacea L.) diketahui memiliki karakteristik yang sesuai sebagai bahan baku pati resisten tipe III (RS3). Penelitian terdahulu menunjukkan bahwa pati garut yang dimodifikasi dengan menggunakan kombinasi hidrolisis asam-debranching-autoclaving-cooling menghasilkan rendemen pati resisten yang tinggi (39.39%), namun masih lebih rendah bila dibandingkan dengan pati resisten komersial (Novelose 330) (42.68%). Kombinasi perlakuan tersebut juga menyebabkan terjadinya perubahan struktur pada pati yang dapat diasosiasikan dengan sifat resistensi pati. Pada penelitian ini, kombinasi modifikasi pada penelitian terdahulu dikombinasikan kembali dengan teknik HMT pada suhu 121 oC dan kadar air 20%. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perubahan struktur pada pati garut akibat kombinasi modifikasi hidrolisis asam-debranchingautoclaving- cooling-HMT, yang belum dipelajari pada penelitian lainnya, khususnya terkait dengan sifat resistensi pati. Pada penelitian ini, perubahan struktur pati dipelajari dengan menggunakan teknik GFC, FTIR, DSC, XRD, dan SEM. Pemisahan dengan GFC menunjukkan bahwa modifikasi yang diberikan menyebabkan perubahan profil distribusi molekul pati, yaitu terjadi penurunan fraksi amilopektin dan peningkatan fraksi amilosa. Amilosa berperan dalam retrogradasi yang menjadi salah satu mekanisme pembentukan pati resisten. Analisis dengan FTIR menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan secara umum meningkatkan daerah amorf dan menurunkan daerah kristalin. Terbukanya struktur double helix dari molekul amilopektin serta degradasi amilopektin lebih lanjut merupakan fenomena yang dapat menyebabkan terjadinya penurunan daerah kristalin. Dugaan tersebut diperkuat dengan hasil analisis dengan GFC yang menunjukkan adanya penurunan fraksi amilopektin. Analisis dengan DSC menunjukkan terjadinya peningkatan suhu gelatinisasi (To, Tp, dan Tc), dengan persentase kenaikan suhu berkisar antara 2.62-17.10%, dan penurunan entalpi gelatinisasi (ΔH) pada pati garut termodifikasi dibandingkan pati alaminya. Nilai ΔH pada pati termodifikasi berkisar antara 7.11-11.20 J/g, sementara pati alaminya memiliki nilai ΔH sebesar 12.52 J/g. Peningkatan suhu gelatinisasi pati juga merupakan indikasi adanya peningkatan interaksi amilosa-amilosa, amilosaamilopektin, dan/atau amilopektin-amilopektin serta pembentukan kristal pati yang lebih sempurna. Peningkatan interaksi amilosa-amilosa, amilosa-amilopektin, dan/atau amilopektin-amilopektin tersebut diketahui sebagai salah satu mekanisme pembentukan pati resisten. Sementara itu, penurunan nilai ΔH yang teramati dengan DSC menunjukkan adanya disosiasi double helix dari molekul amilopektin. Hal ini konsisten dengan hasil analisis dengan GFC yang menunjukkan adanya degradasi amilopektin, serta konsisten pula dengan hasil analisis dengan FTIR yang menunjukkan peningkatan daerah amorf. Analisis dengan XRD menunjukkan perubahan tipe kristalin dari tipe A pada pati garut alami menjadi tipe B pada seluruh kombinasi perlakuan, kecuali pada pati yang dihidrolisis asam. Perubahan tipe kristalin dari tipe A menjadi tipe B mengindikasikan terjadinya rekristalisasi pati. Pengamatan dengan SEM menunjukkan bahwa perlakuan tunggal HMT tidak menyebabkan perubahan morfologi granula pati. Akan tetapi, ketika dikombinasikan dengan hidrolisis asam, debranching, dan autoclaving-cooling, HMT memicu terbentuknya struktur kristalit yang rapat. Hal ini mengkonfirmasi dugaan bahwa HMT berperan dalam penyempurnaan kristal pati yang merupakan salah satu mekanisme pembentukan pati resisten.