Laporan Praktikum Gelatinisasi Pati

Laporan Praktikum Karbohidrat, Gelatinisasi Pati Oleh : Florentina Yunita Ratri  NIM : A1M011029 ABSTRAK  Bahan pangan sumber karbohidrat seperti umbi-umbian, serealia, dan biji bijian tentunya mengandung pati. Bahan pangan tersebut dapat diolah menjadi tepung. Pati dalam tepung jika ditambahkan dengan air dapat mengalami gelatinisasi. Tepung yang diuji dalam praktikum ini adalah tepung pati jagung, tepung tapioka, dan pati ganyong. Praktikum gelatinisasi pati ini bertujuan untuk mengetahui suhu gelatinisasi pati dari berbagai macam sampel tepung. Pengujian dilakukan dengan meneteskan akuades ke dalam beker gelas yang masing-masing  berisi tepung pati jagung, tepung tapioka, dan pati ganyong, sampai terbentuk  pasta kental. Setelah itu, campuran tepung dan akuades ditambahkan 50 mililiter air masing-masing dengan suhu 60 oC, 70oC, 80oC, dan 90 oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70 oC, 50oC, dan 30 oC. Campuran tersebut diambil sebanyak 10 mililiter dengan menggunakan pipet dan dikeluarkan, serta dihitung waktu  penetesan campuran tepung, akuades dan air pada suhu tertentu tersebut. Hasil  pengamatan menunjukkan bahwa pada tepung pati jagung dengan perlakuan  penambahan air dengan suhu 60 oC, 70oC, dan 80 oC, waktu penetesan menurun, sementara perlakuaan penambahan air dengan suhu 90 oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70 oC, 50 oC dan 30 oC, waktu penetesan menurun pada suhu 50 oC. Pada tepung tapioka dengan perlakuan penambahan air dengan suhu 60 oC, 70oC, dan 80oC, waktu penetesan meningkat pada suhu 70 oC, sementara perlakuaan  penambahan air dengan suhu 90oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70 oC, 50oC dan 30 oC, waktu penetesan menurun. Pada pati ganyong dengan perlakuan  penambahan air dengan suhu 60oC, 70oC, dan 80 oC, waktu penetesan menurun  pada suhu 70oC, sementara perlakuaan penambahan air dengan suhu 90 oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70 oC, 50oC dan 30 oC, waktu penetesan menurun  pada suhu 50oC. Kata kunci: pati, gelatinisasi, tepung pati jagung, ja gung, tepung tapioka, pati ganyong. PENDAHULUAN

Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan atau metabolisme. Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa yang terdapat dalam darah, sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintesis dalam hati dan digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber energi. Jadi ada bermacam-macam senyawa yang termasuk dalam golongan karbohidrat, antara lain amilum atau pati, selulosa, glikogen, gula atau sukrosa, dan glukosa (Poedjiadji, 1994).

Pati merupakan sumber kalori yang sangat penting, karena sebagian karbohidrat dalam makanan terdapat dalam bentuk ini. Pati terutama banyak terdapat dalam umbi-umbian seperti ubi jalar, ketela pohon, dan kentang dan pada  biji-bijian seperti beras, gandum, dan bulgur. Pada Pa da tumbuhan, fungsi pati hampir sama dengan fungsi glikogen dalam hati yang merupakan suatu bentuk cadangan glukosa untuk digunakan pada saatnya diperlukan. Pati dibentuk dari rantai glukosa melalui ikatan glikosida. Senyawa seperti ini hanya menghasilkan glukosa pada hidrolisis, oleh karena itu disebut glukan. Pati alam ti dak larut dalam air dingin, membentuk warna biru dengan larutan iodium, jika pati dipanaskan dalam air, maka butir-butir tersbut akan menyerap menyerap air, membengkak, membengkak, pecah dan  pati akan menyebar. Pada akhirnya pati akan membentuk me mbentuk gel yang bersifat bersifa t kental. Sifat kekentalan ini dapat digunakan untuk mengatur tekstur bahan pangan, sedangkan sifat gelnya dapat diubah oleh gula atau asam. Ini merupakan salah satu perubahan-perubahan yang terjadi pada waktu pengolahan pangan yang mengandungnya,

sehingga

memungkinkan

enzim-enzim

pencernaan

menghidrolisisnya lebih mudah dibandingkan bila pati masih mentah (Sultanry dan Kaseger, 1985). Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang berbeda-beda. Dengan mikroskop jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk, ukuran, dan letak hilum yang unik. Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula patinya akan menyerap air dan membengkak. Peningkatan volume granula pati yang terjadi di dalam air pada suhu 55 oC  –  65oC merupakan  pembengkakan yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali ke kondisi semula. Pengembangan granula pati pada mulanya  bersifat dapat kembali, tetapi

jika pemanasan mencapai suhu tertentu,

 pengembangan granula pati menjadi bersifat tidak dapat kembali dan akan terjadi  perubahan struktur granula. Suhu pada saat granula pati mebengkak meben gkak dengan cepat dan mengalami perubahan yang bersifat tidak dapat kembali disebut suhu gelatinisasi pati. (Nining, 2012). Menurut Shamekh (2002), gelatinisasi adalah proses transisi fisik bersifat endotermis yang merusak keteraturan molekuler granula dan melibatkan proses

 pembengkakan granula, pelelehan Kristal, hilangnya birefringence dan birefringence dan pelarutan  pati. Secara sensori, proses gelatinisasi bisa diamati karena akan menyebabkan meningkatnya viskositas pati terdispersi. Hal ini terjadi karena absorbsi air oleh granula pati. Fenomena gelatinisasi pati diamati dengan menggunakan perubahan  pola difraksi sinar-x, menggunakan mikroskop polarisasi cahaya dan dengan metode differential scanning calorimetry. calorimetry. Selama proses gelatinisasi, Kristal pati akan mengalami pelelehan yang ditandai dengan menurunnya intensitas difraksi sinar-x, hilangnya sifat birefringent   melalui pengukuran dengan mikroskop  polarisasi cahaya dan menurunnya refleksi sinar melalui pengukuran dengan differential scanning calorimetry (Syamsir, calorimetry (Syamsir, 2009). Praktikum gelatinisasi pati ini bertujuan untuk mengetahui suhu gelatinisasi  pati dari berbagai macam sampel tepung, seperti tepung tapioka, tepung pati  jagung (Maizena), dan pati ganyong. ganyong.

METODE PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

Alat : beker gelas 100 mililiter, timbangan, termometer, pipet 10 mililiter,  stopwatch,  stopwatch, pengaduk

Bahan : tepung jagung (merk Maizena), tepung tapioka, tepung ganyong, akuades, air suhu 60 oC, 70oC, 80oC, dan 90 oC yang dibiarkan turun suhunya hingga 70 oC, 50oC, dan 30 oC.

B. Prosedur Pelaksanaan

Tepung jagung (merk Maizena), tepung tapioka, dan tepung ganyong ditimbang sebanyak 5 gram. Masing-masing tepung dimasukkan ke dalam  beker gelas 100 mililiter, kemudian ditambahkan tetes demi tetes akuades sambil diaduk sampai terbentuk pasta kental. Selanjutnya untuk setiap jenis tepung ditambahkan 50 mililiter air dengan suhu berbeda, yaitu 60 oC, 70oC,

80oC, dan 90 oC yang dibiarkan turun suhunya hingga 70 oC, 50oC, dan 30 oC. Setelah tercampur, ambil campuran tepung dan air tersebut dengan pipet sebanyak 10 mililiter, kemudian keluarkan dari pipet dan hitung waktu pada saat pengeluarannya. Khusus untuk tepung yang dicampurkan dengan air  bersuhu 90oC, setelah air dimasukan ke dalam beker gelas dibiarkan sekitar 5-8 menit hingga suhunya turun menjadi 70 oC, kemudian diambil sebanyak 10 mililiter menggunakan pipet dan dikeluarkan. Setelah itu campuran tepung dan air suhu 70 oC dibiarkan hingga suhunya turun menjadi 50 oC dan dilakukan hal yang sama. Begitu pula pada campuran tepung dan air dengan suhu 30 oC.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengamatan

Tabel Pengamatan Gelatinisasi Pati 60oC

70oC

80oC

Ganyong

16,33

14,64

Tapioka

15,10

Maizena

25,16

90oC 70oC

50oC

30oC

16,6

15,7

15,6

16,1

18,76

11,27

11,26

247

325

22,28

13,40

12,61

12,55

13,69

*) angka dalam tabel merupakan waktu penetesan (detik) yang diperlukan untuk mengeluarkan 10 mililiter campuran tepung dan air dari pipet

Kurva Gelatinisasi Pati

Kurva Maizena

Kurva Tapioka

Kurva Ganyong

Pembahasan

Menurut Winarno (1984), gelatinisasi adalah peristiwa perkembangan granula pati sehingga granula pati tersebut tidak dapat kembali pada kondisi semula. Pada pati terdapat fraksi terlarut yang disebut amilosa dan ada pula fraksi

yang tidak terlarut disebut dengan amilopektin. Perbandingan amilosa dan amilopektin akan mempengaruhi sifat kelarutan dan derajat gelatinisasi pati. Semakin

kecil

amilopektinnya,

kandungan maka

amilosa

pati

atau

cenderung

semakin

menyerap

tinggi lebih

kandungan banyak

air

(Tjokroadikusoemo, 1986). Pati dengan kandungan amilopektin yang tinggi akan membentuk gel yang tidak kaku, sedangkan pati dengan kandungan amilopektin rendah akan membentuk gel yang kaku (Matz, 1984). Mekanisme gelatinisasi pati secara ringkas dan skematis diuraikan oleh Harper (1981) sebagai berikut: 1. Tahap pertama. Granula pati masih dalam keadaaan normal, belum berinteraksi dengan apapun. Ketika granula mulai berinteraksi dengan molekul disertai dengan peningkatan suhu suspensi terjadilah pemutusan sebagian besar ikatan intermolekular pada kristal amilosa, akibatnya granula akan mengembang. 2. Tahap kedua. Molekul-molekul amilosa mulai berdifusi keluar granula akibat meningkatnya aplikasi panas dan air yang berlebihan yang menyebabkan granula mengembang lebih lanjut. 3. Tahap ketiga. Proses gelatinisasi berlanjut hingga seluruh mol amilosa  berdifusi keluar. Hingga tinggal molekul amilopektin yang berada di dalam granula. Keadaan ini pun tidak bertahan lama karena dinding granula akan segera pecah sehingga akhirnya terbentuk matriks 3 dimensi yang tersusun oleh molekul-molekul amilosa dan amilopektin.

Pada praktikum gelatinisasi pati ini, tepung yang digunakan adalah tepung  pati jagung (Maizena), tepung tapioka dan pati ganyong. Masing-masing tepung yang digunakan sebanyak 5 gram. Pemberian air dengan suhu 60 oC, 70oC, 80oC, dan 90 oC yang dibiarkan turun suhunya hingga 70 oC, 50oC, dan 30 oC pada tepung yang mengandung granula pati bertujuan untuk mengetahui besarnya pembengkakan granula pati dan  juga untuk mengetahui suhu gelatinisasi dari masing-masing pati. Penambahan

 panas akan menyebabkan granula pati mengalami peningkatan volume menjadi lebih besar. Penambahan air pada pati akan membentuk suatu sistem dispersi pati dengan air, karena pati mengandung amilosa dan amilopektin yang mempunyai gugus hidroksil yang reduktif. Gugus hidroksil akan bereaksi dengan hidrogen dari air. Dalam keadaan dingin viskositas sistem dispersi pati air hanya berbeda sedikit dengan viskositas air, karena ikatan patinya masih cukup kuat sehingga air  belum masuk ke dalam granula pati. Setelah dipanaskan ikatan hidrogen antara amilosa dan amilopektin mulai melemah sehingga air semakin mudah masuk ke dalam susunan amilosa dan amilopektin dan terjadi pembengkakan granula. Apabila pemanasan dilanjutkan dalam jangka waktu tertentu kemudian dilakukan  pendinginan maka perubahan viskositas pati akan membentuk profil yang  berbeda-beda tergantung pada jenis pati. Perlakuan penetesan pati dari pipet untuk masing-masing tepung dengan campuran air pada suhu tertentu bertujuan untuk mengukur viskositas masingmasing pati dari tepung pati pat i jagung, tepung tapioka, dan pati ganyong. Dari tabel dan kurva hasil pengamatan dapat terlihat perbedaan waktu  penetesan masing-masing tepung dengan suhu yang berbeda pula. Pati ganyong dengan pencampuran air pada suhu 70 oC, waktu penetesannya tercatat 14,64 detik, sementara pencampuran dengan air pada suhu 80 oC, waktu penetesannya 16,6 detik. Terjadi kenaikan waktu penetesan. Sementara, untuk tepung pati jagung (Maizena) dengan pencampuran air  pada suhu 70oC, waktu penetesannya tercatat 22,28 detik, dan pencampuran dengan air pada suhu 80 oC, waktu penetesannya 13,40 detik. Terjadi penurunan waktu penetesan dan berbanding terbalik dengan waktu penetesan pati ganyong  pada suhu yang sama. Viskositas dan suspensi pati ganyong lebih tinggi tiga kali daripada pati  jagung dan menunjukkan tidak adanya penurunan (Budiyati, 2010). Akan tetapi, dari teori yang telah disebutkan tidak sama dengan hasil yang didapatkan pada  praktikum kali ini.

Secara umum pati ganyong termasuk pati yang memiliki kandungan amilosa  beesar (25-30%) (Muchtadi et al , 1987). Pada dasarnya amilosa akan lebih  berperan saat proses gelatinisasi dan lebih menentukan karakter dari pasta pati. Suhu gelatinisasi pati ganyong berkisar antara 71-72 oC (Thitipraphunkul, 2003). Sedangkan, menurut Fennema (1996), suhu gelatinisasi pati jagung adalah 6280oC, dan kandungan amilosanya sekitar 25%. Kandungan amilosa yang tinggi menyebabkan pati lebih banyak menyerap air, sehingga pembengkakan granula pati terjadi pada suhu yang lebih rendah. Dari hasil pengamatan, lamanya waktu penetesan akan menentukan viskositas. Semakin lama waktu penetesannya, maka viskositasnya semakin tinggi (semakin kental). Selama pemanasan, viskositas meningkat, selanjutnya menurun setelah melewati suhu gelatinisasi. Berdasarkan teori yang telah disebutkan sebelumnya, disebutkan bahwa suhu gelatinisasi pati jagung adalah 62-80 oC, dan untuk pati ganyong berkisar anatar 71-72oC. Maka, suhu gelatinisasi pati jagung ja gung berdasarkan teori lebih rendah daripada suhu gelatinisasi pati ganyong. Adanya perbedaan suhu gelatinisasi ini dapat disebabkan karena perbedaan ukuran dan sebaran granula dari masingmasing pati serta kandungan amilosanya. Hasil pengamatan yang dibandingkan antara pati ganyong dan pati jagung  pada suhu 70oC dan 80 oC menyatakan bahwa waktu penetesan pati ganyong mengalami kenaikan, sementara pati jagung mengalami penurunan. Hal tersebut menandakan bahwa viskositas pati ganyong pada suhu 80 oC lebih tinggi dari pati  jagung pada suhu yang sama. Sebelumnya telah disebutkan bahwa viskositas akan menurun setelah melewati suhu gelatinisasi. Pati jagung yang mengalami  penurunan waktu penetesan penete san menandakan bahwa pati telah mengalami gelatinisasi  pada suhu sekitar 70oC. pati ganyong yang mengalami kenaikan waktu pentesan dari suhu 70 oC ke 80oC menandakan viskositas juga meningkat dan belum mengalami gelatinisasi pati, karena granula pati masih mengembang. Pati ganyong dan tepung pati jagung (Maizena) sama-sama mengalami kenaikan waktu penetesan saat pencampuran dengan air pada suhu 90 oC yang dibiarkan turun hingga 50 oC dan 30oC. Pati ganyong, pada suhu 50 oC waktu

 penetesannya 15,6 detik, sementara pada suhu 30oC, waktu penetesannya 16,1 detik. Tepung pati jagung (Maizena), pada suhu 50 oC waktu penetesannya 12,55 detik, sementara pada suhu 30 oC, waktu penetesannya 13,69 detik. Pati yang telah dicampurkan dengan air bersuhu 90oC dibiarkan dingin hingga suhunya mencapai 70oC, 50oC dan 30oC. Pada suhu 90oC, diperkirakan  bahwa pati telah melewati suhu gelatinisasinya. Sesuai dengan teori yang telah disebutkan sebelumnya, suhu gelatinisasi pati ganyong dan pati jagung dibawah 90oC. Campuran pati yang dibiarkan dingin dan turun suhunya akan kembali mengalami kenaikan viskositas. Dari hasil pengamatan terlihat bahwa pati jagung maupun pati ganyong mengalami peningkatan waktu penetesan dari suhu 50oC ke 30oC. Dengan meningkatnya waktu penetesan, maka viskositas j uga meningkat. Pati jagung dan pati ganyong pada suhu 50oC memiliki waktu penetesan  paling rendah setelah pencampuran dengan air pada suhu 90oC. Kedua jenis j enis pati tersebut dapat dikatakan mengalami breakdown viscosity. viscosity.  Breakdown viscosity adalah penurunan viskositas yang terjadi dari viskositas maksimum menuju viskositas terendah ketika suhu dipanaskan pada suhu ±90oC (Utami, 2009). Nilai breakdown viscosity yang viscosity yang rendah menunjukkan tingkat kehancuran granula yang cukup tinggi. Pada viskositas terendah ini granula akan hancur sempurna dan komponen amilosa dan amilopektin terpisah.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari hasil pengujian penambahan air dengan suhu 60oC, 70oC, 80oC, dan 90oC  pada tepung pati jagung (Maizena), tepung tapioka dan pati ganyong, dapat disimpulkan: 1. Suhu gelatinisasi dari tiap pati berbeda, dapat tergantung dari kadar amilosa yang terkandung di dalamnya, perbedaan ukuran maupun sebaran granula pati tersebut. 2. Suhu gelatinisasi untuk pati jagung sekitar 70 oC yang ditandai dengan menurunnya waktu penetesan pada suhu 70 oC dan suhu 80 oC. Sementara suhu gelatinisasi untuk pati ganyong sekitar 80 oC yang ditandai dengan meningkatnya waktu penetesan pada suhu 70 oC dan suhu 80 oC. Suhu gelatinisasi untuk tepung tapioka (pati singkong) sekitar 70 oC yang ditandai dengan menurunnya waktu penetesan pada suhu 70 oC dan suhu 80oC.

Saran

1. Pelaksanaan praktikum sebaiknya dilakukan di awal semester agar  pembuatan laporan tidak terlalu dekat waktunya dengan dengan ujian utama. 2. Bahan maupun alat yang akan digunakan dalam praktikum dipersiapkan terlebih dahulu agar saat pelaksanaan praktikum tidak terlalu lama.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyati, Rina. 2010.

“

Formulasi Tepung Komposit Berbasis Pati Ganyong

(Canna edulis  edulis   Kerr.) Termodifikasi Heat Moisture Treatment dan Tepung Kacang Tunggak (Vigna unguiculata) pada Pembuatan Mi Kering ”, Skripsi, Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Fennema, Owen R. 1996. Food 1996.  Food Chemistry. Chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc. Greenwood, C. T. 1979. Observation on The Structure of The Starch Granule. Di dalam J. M. V. Blanshard dan J. R. Mitchel (eds). Polisacharides in food. Butter Worth London. Harper, J.M. 1981. Extrusion 1981. Extrusion of Food Food Vol II . Florida: CRC Press Inc. Boca Raton.

Matz, S.A. 1984. Food 1984.  Food Texture. Texture. New York: The AVI Publ. Co.  Nining.

2012.

 Proses

Gelatinisasi. Gelatinisasi.

http://teknopakan.blogspot.com/2012/04/proses-gelatinisasi.html.   http://teknopakan.blogspot.com/2012/04/proses-gelatinisasi.html.

Diakses

 pada tanggal 28 Desember 2012. Poedjiadji, A. 1994. Dasar-dasar 1994.  Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Biokimia. Jakarta: UI-Press. Shamekh, SS. 2002.  Effects of Lipids, Heating and Enyzmatic Treatment on Starches. Starches. Finland: Technical Research Center of Finland. Sultanry dan Kaseger. 1985.  Kimia Pangan. Pangan. Makassar: Badan Kerjasama Perguruan Tinggi Negeri Bagian Timur. Syamsir,

Elvira.

2009.  Perubahan

Granula

Pati

Selama

Gelatinisasi. Gelatinisasi .

http://ilmupangan.blogspot.com/2009/09/perubahan-granula-patiselama_5717.html. Diakses selama_5717.html. Diakses pada tanggal 28 Desember 2012. Tjokroadikoesoemo, P. S. 1986.  HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya.  Lainnya.  Jakarta: PT. Gramedia. Utami, Putri Yudi. 2009. “Peningkatan Mutu Pati Ganyong (Canna (Canna edulis Ker) Melalui Perbaikan Proses Produksi”, Skripsi, Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Winarno, F.G. 1984. Kimia 1984.  Kimia Pangan. Pangan. Jakarta: PT. Gramedia.

LAMPIRAN

Tepung tapioka

Pati jagung (Maizena)

Pati ganyong