Laporan Praktikum Karbohidrat, Gelatinisasi Pati

Oleh : Florentina Yunita RatriNIM : A1M011029

ABSTRAKBahan 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 60oC, 70oC, 80oC, dan 90oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70oC, 50oC, dan 30oC. 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 60oC, 70oC, dan 80oC, waktu penetesan menurun, sementara perlakuaan penambahan air dengan suhu 90oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70oC, 50oC dan 30oC, waktu penetesan menurun pada suhu 50oC. Pada tepung tapioka dengan perlakuan penambahan air dengan suhu 60oC, 70oC, dan 80oC, waktu penetesan meningkat pada suhu 70oC, sementara perlakuaan penambahan air dengan suhu 90oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70oC, 50oC dan 30oC, waktu penetesan menurun. Pada pati ganyong dengan perlakuan penambahan air dengan suhu 60oC, 70oC, dan 80oC, waktu penetesan menurun pada suhu 70oC, sementara perlakuaan penambahan air dengan suhu 90oC yang dibiarkan suhunya turun hingga 70oC, 50oC dan 30oC, waktu penetesan menurun pada suhu 50oC.Kata kunci: pati, gelatinisasi, tepung pati jagung, 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 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 tidak larut dalam

air dingin, membentuk warna biru dengan larutan iodium, jika pati dipanaskan

dalam air, maka butir-butir tersbut akan menyerap air, membengkak, pecah dan

pati akan menyebar. Pada akhirnya pati akan membentuk gel yang bersifat 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 55oC – 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 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 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. 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, 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.

METODE PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

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

stopwatch, pengaduk

Bahan : tepung jagung (merk Maizena), tepung tapioka, tepung ganyong,

akuades, air suhu 60oC, 70oC, 80oC, dan 90oC yang dibiarkan turun suhunya

hingga 70oC, 50oC, dan 30oC.

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 60oC, 70oC,

80oC, dan 90oC yang dibiarkan turun suhunya hingga 70oC, 50oC, dan 30oC.

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 70oC, kemudian diambil sebanyak 10

mililiter menggunakan pipet dan dikeluarkan. Setelah itu campuran tepung dan

air suhu 70oC dibiarkan hingga suhunya turun menjadi 50oC dan dilakukan hal

yang sama. Begitu pula pada campuran tepung dan air dengan suhu 30oC.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan

Tabel Pengamatan Gelatinisasi Pati

60oC 70oC 80oC90oC

70oC 50oC 30oC

Ganyon

g16,33 14,64 16,6 15,7 15,6 16,1

Tapioka 15,10 18,76 11,27 11,26 247 325

Maizena 25,16 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 Tapioka

Kurva Maizena

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 kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan

amilopektinnya, maka pati cenderung menyerap lebih 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 60oC, 70oC, 80oC, dan 90oC yang dibiarkan

turun suhunya hingga 70oC, 50oC, dan 30oC 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 masing-

masing pati dari tepung pati 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 70oC, waktu penetesannya tercatat 14,64

detik, sementara pencampuran dengan air pada suhu 80oC, 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 80oC, 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 71-72oC (Thitipraphunkul, 2003).

Sedangkan, menurut Fennema (1996), suhu gelatinisasi pati jagung adalah 62-

80oC, 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 62-80oC, dan untuk pati ganyong berkisar

anatar 71-72oC. Maka, suhu gelatinisasi pati jagung berdasarkan teori lebih rendah

daripada suhu gelatinisasi pati ganyong. Adanya perbedaan suhu gelatinisasi ini

dapat disebabkan karena perbedaan ukuran dan sebaran granula dari masing-

masing pati serta kandungan amilosanya.

Hasil pengamatan yang dibandingkan antara pati ganyong dan pati jagung

pada suhu 70oC dan 80oC menyatakan bahwa waktu penetesan pati ganyong

mengalami kenaikan, sementara pati jagung mengalami penurunan. Hal tersebut

menandakan bahwa viskositas pati ganyong pada suhu 80oC 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 menandakan bahwa pati telah mengalami gelatinisasi

pada suhu sekitar 70oC. pati ganyong yang mengalami kenaikan waktu pentesan

dari suhu 70oC 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 90oC yang

dibiarkan turun hingga 50oC dan 30oC. Pati ganyong, pada suhu 50oC waktu

penetesannya 15,6 detik, sementara pada suhu 30oC, waktu penetesannya 16,1

detik. Tepung pati jagung (Maizena), pada suhu 50oC waktu penetesannya 12,55

detik, sementara pada suhu 30oC, 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 juga meningkat.

Pati jagung dan pati ganyong pada suhu 50oC memiliki waktu penetesan

paling rendah setelah pencampuran dengan air pada suhu 90oC. Kedua jenis pati

tersebut dapat dikatakan mengalami breakdown 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 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 70oC yang ditandai dengan

menurunnya waktu penetesan pada suhu 70oC dan suhu 80oC. Sementara

suhu gelatinisasi untuk pati ganyong sekitar 80oC yang ditandai dengan

meningkatnya waktu penetesan pada suhu 70oC dan suhu 80oC. Suhu

gelatinisasi untuk tepung tapioka (pati singkong) sekitar 70oC yang

ditandai dengan menurunnya waktu penetesan pada suhu 70oC dan suhu

80oC.

Saran

1. Pelaksanaan praktikum sebaiknya dilakukan di awal semester agar

pembuatan laporan tidak terlalu dekat waktunya 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 Kerr.) Termodifikasi Heat Moisture Treatment dan Tepung

Kacang Tunggak (Vigna unguiculata) pada Pembuatan Mi Kering”, Skripsi,

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.

Fennema, Owen R. 1996. Food 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 of Food Vol II. Florida: CRC Press Inc.

Boca Raton.

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

Nining. 2012. Proses Gelatinisasi.

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

pada tanggal 28 Desember 2012.

Poedjiadji, A. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI-Press.

Shamekh, SS. 2002. Effects of Lipids, Heating and Enyzmatic Treatment on

Starches. Finland: Technical Research Center of Finland.

Sultanry dan Kaseger. 1985. Kimia Pangan. Makassar: Badan Kerjasama

Perguruan Tinggi Negeri Bagian Timur.

Syamsir, Elvira. 2009. Perubahan Granula Pati Selama Gelatinisasi.

http://ilmupangan.blogspot.com/2009/09/perubahan-granula-pati-

selama_5717.html . Diakses pada tanggal 28 Desember 2012.

Tjokroadikoesoemo, P. S. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Jakarta: PT.

Gramedia.

Utami, Putri Yudi. 2009. “Peningkatan Mutu Pati Ganyong (Canna edulis Ker) Melalui

Perbaikan Proses Produksi”, Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian Institut

Pertanian Bogor.

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

LAMPIRAN

Tepung tapioka

Pati jagung (Maizena)

Pati ganyong