Optimasi Proses Modifikasi Fisik Dengan Metode Pra-Gelatinisasi, Ultrasonik, Dan Freeze-Thaw Serta Kombinasinya Terhadap Karakteristik Fisiko-Kimia Pati Ubi Jalar (Ipomoea Batatas (L.) Lam)
| Main Authors: | Ulfa, Grace Maria, Prof. Dr. Ir. Simon Bambang Widjanarko,, M.App.Sc, Dr. Widya Dwi Rukmi Putri,, S.TP., M.P, Kiki Fibrianto,, S.TP., M.Phil., Ph.D |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/id/eprint/196122/1/Grace%20Maria%20Ulfa.pdf http://repository.ub.ac.id/id/eprint/196122/ |
Daftar Isi:
- Indonesia merupakan salah satu penghasil ubi jalar. Namun, pemanfaatan pati ubi jalar masih kurang populer di Indonesia. Ubi jalar mengandung pati mencapai 20% (wb), sehingga penggunaannya perlu dioptimalkan. Saat ini granula pati dianggap berpotensi sebagai bio-adsorben. Kemampuan menyerap yang tinggi pati yang memiliki pori mempunyai banyak keuntungan bagi industri. Pori dapat meningkatkan kemampuan hidrasi dan kelarutan produk. Pori juga dapat melindungi elemen sensitif yang rentan oksidasi maupun suhu tinggi. Produk dengan kapasitas hidrasi yang besar dapat diaplikasikan untuk eksipien tablet dan produk pre-cooked meal. Namun, kapasitas penyerapan granula pati alami jauh lebih rendah dibandingkan adsorben anorganik akibat luas permukaan spesifik dan volume pori yang lebih rendah pada pati alami. Pati ubi jalar dapat dimodifikasi untuk menjadi pati berpori yang memiliki kapasitas penyerapan yang lebih baik. Pada penelitian ini digunakan metode fisik, yaitu pra-gelatinisasi, ultrasonik, dan freeze-thaw. Tujuan penelitian adalah untuk mengevaluasi efek modifikasi pra-gelatinisasi, ultrasonik, freeze-thaw dan kombinasi modifikasi fisik tersebut pada pati ubi jalar untuk meningkatkan nilai fisiko-kimianya. Penelitian ini terdiri atas 4 tahap, yaitu Tahap I: optimasi proses pra-gelatinisasi dengan RSM-CCD 2 faktor, yaitu suhu dan lama reaksi. Hasilnya diperoleh pati pra-gelatinisasi optimum dengan suhu 51,45oC dan lama reaksi 10,12 menit. Respon kapasitas penyerapan air diperoleh 103,84±0,07%, daya kembang 30,61±0,71 g/g, dan kelarutan 10,75±0,03%. Tahap II: optimasi proses ultrasonikasi dengan RSM-CCD 2 faktor, yaitu suhu dan lama reaksi. Hasilnya pati termodifikasi ultrasonik optimum diperoleh dengan proses ultrasonikasi suhu 50,25oC dan lama reaksi 11,44 menit dengan respon kapasitas penyerapan air 96,13±0,08%, daya kembang 33,77±1,17 g/g, dan kelarutan 13,60±0,25%. Tahap III: penentuan jumlah siklus freeze-thaw dengan RAL faktor jumlah siklus. Hasilnya jumlah siklus freeze-thaw yang sesuai untuk modifikasi pati ubi jalar adalah 9 siklus dengan respon kapasitas penyerapan air 94,30±0,06, daya kembang 28,22±0,19 g/g, dan kelarutan 7,84±0,44%. Tahap IV: proses penentuan urutan modifikasi kombinasi antara freeze-thaw dengan pra-gelatinisasi atau ultrasonik menggunakan uji paired t-test. Hasilnya diketahui perlakuan freeze-thaw yang dilakukan terlebih dahulu sebelum pra-gelatinisasi atau pun ultrasonik menghasilkan pati modifikasi dengan karakteristik fisiko-kimia lebih baik dibandingkan perlakuan freeze-thaw yang dilakukan setelahnya. Selanjutnya dilakukan penentuan perlakuan terbaik dengan metode SMART (Simple Multi Attribute Rating Technique). Hasilnya uji SMART menunjukkan pati modifikasi terbaik diperoleh pada perlakuan kombinasi freeze-thaw-ultrasonik. Perlakuan kombinasi freeze-thaw-ultrasonik lebih unggul dalam menghasilkan pati dengan karakteristik fisiko-kimia yang lebih baik dibandingkan kombinasi freeze-thaw-pra-gelatinisasi ataupun modifikasi fisik tunggal pra-gelatinisasi, ultrasonik, dan freeze-thaw. Hasil analisa warna, kadar air, kadar abu,total pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, pH, daya kembang, kelarutan, kapasitas penyerapan minyak dan air, dan kejernihan pasta 1% menunjukkan karakteristik yang secara signifikan berbeda nyata (p>0,05) dengan pati alami. Penurunan sifat birefringence juga diamati dengan mikroskop polarisasi. Peningkatan diameter rata-rata ukuran partikel menjadi 47,09±2,59 μm juga diamati dengan PSA. Analisa mikrostruktur dengan SEM menunjukkan timbulnya pori dan retakan pada granula serta perubahan permukaan granula menjadi lebih kasar. Analisa ikatan antar atom dengan FTIR menunjukkan gugus fungsi dengan pola yang sama pada panjang gelombang 500 – 4000 cm-1. Analisa sifat pasta dengan Brabender Amylograph menunjukkan peningkatan kestabilan pasta pati. Analisa sifat gelatinisasi dengan DSC menunjukkan peningkatan sifat termal pati. Sedangkan analisa dengan XRD menunjukkan perubahan kristalit tidak terjadi pada pati. Kombinasi modifikasi fisik lebih disarankan dibandingkan modifikasi tunggal karena pada perlakuan kombinasi diperoleh sifat fisiko-kimia pati lebih baik dibandingkan modifikasi tunggal. Pati modifikasi yang dihasilkan pada penelitian ini berpotensi digunakan sebagai adsorben maupun untuk produk yang membutuhkan pati dengan kemampuan hidrasi dan kelarutan tinggi seperti eksipien tablet dan precooked meal.