Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian

## SIFAT FUNGSIONAL PATI GARUT HASIL MODIFIKASI HIDROKSIPROPILASI DAN TAUT SILANG

## [Functional Properties of Hydroxypropylated and Crosslinked Arrowroot Starch]
Rijanti Rahaju Maulani 1) *, Dedi Fardiaz 2) , Feri Kusnandar 2) dan Titi Candra Sunarti 3)
1) Program Studi Rekayasa Pertanian, Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa No. 10, Bandung, Indonesia
2) Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor, Indonesia
3) Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor, Indonesia
Diterima 25 September 2012 / Disetujui 29 Juli 2013

## ABSTRACT
Dual-modified arrowroot starch using hydroxypropylation and cross-linking methods was carried out to overcome the deficiency in of native arrowroot starches for food processing application. The modification applied the combination concentration of propylene oxide (8, 10, and 12%) and ratio of sodium trimetaphosphate  (STMP):sodium tripolyphosphate (STPP) (1%:4%, 2%:5%, and 3%:6%). The resulting dual-modified arrowroot starches had lower gelatinization temperature (68.45–70.00ºC) than that of native arrowroot starch (72.85ºC). The modified arrowroot starches also had  a  higher  peak  viscosity  (>5500  cp)  than  that  of  native  arrowroot  starch  (4209  cP). Breakdown  and  setback  viscosity  of  modified  arrowroot starch was higher values than the native. At acidic pH, the viscosity decreased at different levels of temperature changes as compared to that of normal pH. Modified starch made with 8% propylene oxide and ratio of STMP: STPP 2%:5% and 3%:6%; as well as that made with 10% propylene oxide  and  1%  STMP:4%  STPP  had  the  lowest  syneresis  tendency.  Decrease  in  the  paste  clarity  occured  with  increasing  concentration  of STMP:STPP. The sedimentation volume of the modified starch was higher (29.17-35.83%) than  that of native starch (28.08%), except for those made with 1% STMP: 4% STPP at concentration of propylene oxide 8% and 12%. The gel strength increased (61.77-78.97 gf) at 8% propylene oxide, but decreased (66.50-47.77 gf) at higher concentrations.
Keywords: arrowroot starch, cross-link, dual modification, hydroxypropylation

## ABSTRAK
Modifikasi  pati  garut  melalui  reaksi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang  dilakukan  untuk  memperbaiki  kelemahan  yang  dimiliki  oleh  pati  alami sehingga menjadi luas aplikasinya dalam industri pangan. Pati garut dimodifikasi menggunakan kombinasi konsentrasi propilena oksida (8, 10, dan 12%)  dan  campuran  STMP:STPP  dengan  nisbah  konsentrasi  1%:4%;  2%:5%;  dan  3%:6%,  sehingga  terdapat  sembilan  kombinasi  perlakuan. Perlakuan modifikasi menyebabkan terjadinya perubahan sifat fungsional pada pati garut.  Suhu gelatinisasi pati hasil modifikasi  berkisar antara 68.45–70.00ºC, lebih rendah dibandingkan pati alaminya (72.85ºC). Viskositas puncak pati alami lebih rendah (4209 cP) dibandingkan dengan pati yang dimodifikasi (>5500 cP). Viskositas breakdown dan setback pati hasil modifikasi mengalami peningkatan dibandingkan pati alaminya. Pada pH 3.5 terjadi penurunan viskositas pada berbagai tingkat perubahan suhu dibandingkan pada pH normal. Modifikasi pati garut dengan kombinasi konsentrasi  propilena  oksida  8%  dan  campuran  STMP:STPP  dengan  nisbah  2%:5%  dan  3%:6%;  serta  kombinasi  propilena  oksida  10%  dan campuran  STMP  1%:STPP  4%  memperlihatkan  kecenderungan  terjadinya  sineresis  lebih  rendah.  Terdapat  kecenderungan  penurunan  nilai kejernihan pasta dengan semakin meningkatnya konsentrasi STMP:STPP. Volume sedimentasi pati modifikasi pada kisaran 29.17–5.83% lebih tinggi dibandingkan dengan pati alaminya (28.08%) kecuali pada perlakuan konsentrasi STMP 1%:STPP 4% pada konsentrasi propilena oksida 8% dan  12%.  Kekuatan  gel  meningkat  (61.77–78.97  gf)  pada  konsentrasi  propilena  oksida  8%  tetapi  menurun  (66.50-47.77  gf)  pada  konsentrasi propilena oksida yang semakin tinggi.
Kata kunci : hidroksipropilasi, modifikasi ganda, pati garut, taut-silang

## PENDAHULUAN
1
Pati memiliki banyak kegunaan sebagai bahan baku industri pangan,  tetapi  pati  alami  memiliki  keterbatasan  yang  dapat
Paper  ini  telah  diikutsertakaan  pada IAB  Women  in  Science  International Symposium, Hotel Concorde, Malaysia, May 9, 2012 dalam bentuk Poster dan Extended Abstract *Korespondensi Penulis: E-mail : yanti_rm@yahoo.com; Telp.: 081321221421
menurunkan  daya  gunanya  terutama  pada  industri  pangan. Keragaman industri pangan modern dan variasi produk pangan yang sangat tinggi membutuhkan bahan baku pati yang toleran secara luas dalam berbagai teknik pengolahan sejak persiapan, penyimpanan, sampai distribusinya. Beberapa kelemahan yang dimiliki  oleh  pati  alami,  di  antaranya  adalah:  rentan  terhadap kondisi  pengolahan  (pengadukan,  kondisi  asam,  dan  suhu tinggi),  viskositas  yang  tidak  stabil,  memiliki  kelarutan  yang rendah,  dan  kecenderungan  yang  tinggi  untuk  mengalami
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
retrogradasi (Singh et al. 2007; BeMiller, 2011). Fakta tersebut mendorong  para  peneliti  untuk  melakukan  modifikasi  terhadap pati yang merupakan ingredien fungsional yang penting dalam industri pangan. Pati yang dimodifikasi akan berubah komposisi dan  sifat  fisikokimianya  (Das et  al. 2010),  sehingga  akan  ber- pengaruh  terhadap  sifat  fungsionalnya.  Perubahan  sifat-sifat fungsional tersebut antara lain memperbaiki kelarutan dalam air dingin  dan  sifat  gelatinisasi,  menurunkan  tingkat  retrogradasi dan  sineresis,  pembentukan  gel,  pembentukan  film,  dan kestabilan terhadap kondisi asam.
Hidroksipropilasi  dan  taut  silang  adalah  dua  metode  yang banyak  digunakan  untuk  memodifikasi  pati.  Hidroksipropilasi pati dapat meningkatkan stabilitas beku-cair ( freeze-thaw ), me- nurunkan  suhu  gelatinisasi,  meningkatkan  kejernihan  pasta, lebih  stabil  pada  penyimpanan  suhu  dingin  (Pal et  al. 2002; Miyazaki et  al. 2006),  dan  meningkatkan swelling  power (Lee dan  Yoo,  2011).  Pati  taut  silang  dapat  mempertahankan viskositas  pasta  (Wurzburg,  1989)  dan  dapat  memperbaiki ketahanan  pati  terhadap  sejumlah  panas  pada  waktu  yang lama, kestabilan pada kondisi asam, dan lebih tahan terhadap gesekan mekanis (Liu et al. 1997).
Modifikasi  ganda  pada  pati  garut  melalui  reaksi hidroksipropilasi  dan  taut  silang  akan  menghasilkan  pati  yang memiliki  sifat  lebih  baik.  Pati  hasil  modifikasi  ganda  akan mengembang  tetapi  granula  pati  tetap  utuh  (Miyazaki et  al. 2006). Kombinasi reaksi hidroksipropilasi dan taut silang sudah banyak  dilakukan  pada  pati  jagung,  tapioka,  gandum, waxy corn , waxy barley , beras, dan sagu (Wattanachant et al. 2002; Singh et  al. 2007),  dengan  tujuan  untuk  meningkatkan kestabilan  dalam  asam,  panas,  dan  degradasi  mekanik,  serta untuk  menunda  retrogradasi  selama  penyimpanan.  Gunaratne dan  Corke  (2007)  menyatakan  bahwa  modifikasi  ganda  pada pati yang berasal dari umbi akar dan umbi batang memperlihat- kan beberapa perubahan sifat fungsional yang lebih baik  yaitu meningkatkan  stabilitas  terhadap  proses  pengadukan  pada suhu  yang  tinggi  dan  ketahanan  terhadap  hidrolisis  enzimatis. Dalam  penelitian  ini  akan  diketahui  perubahan  sifat  fungsional pati  garut  yang  dimodifikasi  dengan  metode  kombinasi hidroksipropilasi  dan  taut  silang  sehingga  dapat  dilakukan  uji coba  lebih  lanjut  untuk  diaplikasikan  sebagai  bahan  baku pangan yang tahan terhadap berbagai kondisi pengolahan.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan
Bahan  utama  adalah  pati  dari  umbi  garut  kultivar Creole (umur  panen  10  bulan)  yang  diperoleh  dari  Balai  Penelitian Tanaman Rempah dan Aromatik (BALITRO) Manoko, Lembang, Bandung  Barat.  Bahan-bahan  lain  adalah  sodium  trimeta- phosphate  (STMP),  sodium  tripolyphosphate  (STPP),  dan propilena  oksida  (PO)  yang  diperoleh  dari  Sigma-Aldrich Chemical  Company,  serta  bahan-bahan  kimia  pro  analitik lainnya yang diperlukan untuk analisis.

## Modifikasi kombinasi hidroksipropilasi dan taut silang
Proses  modifikasi  menggunakan  metode  yang  telah dikembangkan oleh  Wattanachant et al . (2003) dan  Aziz et al.
(2004)  dengan  perbedaan  konsentrasi  pereaksi  yang  diguna- kan. Pati garut (100 g bk) dilarutkan pada larutan natrium sulfat 10%  hingga  diperoleh  suspensi  40%  (b/v).  Sambil  diaduk  pH ditingkatkan  menjadi  10.5  dengan  menambahkan  NaOH  5%. Propilena  oksida  ditambahkan  dengan  konsentrasi  8,  10,  dan 12% (v/b). Suspensi diaduk 30 menit pada suhu kamar (25ºC), selanjutnya  suspensi  ditempatkan  pada shake  incubator (suhu 40ºC;  200  rpm)  selama  24  jam.  Setelah  itu  ditambahkan campuran STMP dan STPP dengan perbandingan konsentrasi 1%:4%;  2%:5%;  dan  3%:6%  (b/b).  Suspensi  diaduk  kembali selama 30 menit pada suhu kamar dan kemudian pH diturunkan menjadi  5.5.  Suspensi  ditempatkan  kembali  pada shake incubator (suhu  40ºC;  200  rpm)  selama  24  jam.  Dilakukan sentrifugasi  (2000  x g :15  menit),  selanjutnya  endapan  dicuci dengan air destilata sebanyak 5 kali. Endapan dikeringkan pada suhu  40ºC  sampai  kadar  air  10-12%,  dihaluskan,  dan  disaring dengan ayakan 100 mesh .

## Karakteristik amilografi
Pengukuran  karakteristik  amilografi  dilakukan  dengan metode  yang  telah  dikembangkan  oleh  Deetae et  al .  (2008) dengan menggunakan Rapid Visco Analyzer (RVA). Parameter yang  diamati  adalah  suhu  maksimum  gelatinisasi,  viskositas puncak, holding  strength ,  viskositas  akhir,  viskositas break- down , dan viskositas setback .

## Stabilitas terhadap asam
Pengukuran stabilitas terhadap asam dilakukan mengguna- kan  metode  yang  dikembangkan  oleh  Wattanachant et  al. (2002), yaitu membandingkan pola amilografi larutan pati hasil modifikasi  pada  kondisi  pH  3.5  dan  pH  6.5.  Larutan  pati  diuji menggunakan RVA dengan prosedur standar. Larutan pati hasil modifikasi memiliki pH pada kisaran 7.15-8.15, untuk mengatur pH hingga mencapai pH 6.5 dan pH 3.5 dilakukan penambahan larutan asam asetat 30% menggunakan pH meter.

## Stabilitas beku-cair ( freeze-thaw)
Stabilitas  beku  cair  diukur  dengan  mengkombinasikan metode yang telah dikembangkan oleh Deetae et al. (2008) dan Lee dan Yoo (2011). Suspensi pati (5 g dalam 100 g air desti- lata) dipanaskan pada suhu 95ºC dengan pengadukan selama 30  menit.  Pasta  yang  terbentuk  didinginkan  hingga  mencapai suhu  kamar  kemudian  ditimbang  15  g  dan  dimasukkan  ke dalam  tabung  sentrifugasi  yang  sudah  diketahui  bobotnya. Pasta dibekukan pada suhu -18ºC selama 24 jam. Pasta beku dicairkan pada water bath suhu 30ºC selama 1.5 jam, selanjut- nya  disentrifugasi  (2800  x g :15  menit).  Cairan  didekantasi  dan residunya ditimbang. Persentase sineresis dihitung berdasarkan rasio antara bobot cairan dekantasi dengan total bobot sampel awal  dikalikan  100%.  Siklus  pengukuran  stabilitas  beku-cair dilakukan sampai 4 kali.

## Kejernihan pasta
Pengukuran  kejernihan  pasta  menggunakan  metode  yang dikembangkan  oleh  Kerr  dan  Cleveland  (1959) dalam Wattanachant et al. (2002). Larutan pati 1% dipanaskan dalam waterbath dengan  suhu  95ºC  selama  30  menit  sambil  diaduk, selanjutnya  didinginkan  sampai  mencapai  suhu  25ºC  selama
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 5 10 15 20 25 Su hu (º C)
Vis ko sit as (c P) Waktu (menit) Propilena Oksida 8% Pati Alami STMP1%:STPP4% STMP2%:STPP5% STMP3%:STPP6% 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 5 10 15 20 25 Su hu (º C) Vis ko sit as (c P) Waktu (menit) Propilena Oksida 12% Pati alami STMP1%:STPP4% STMP2%:STPP5% STMP3%:STPP6% 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 5 10 15 20 25 Su hu (º C)
Vis ko sit as (c P) Waktu (menit) Propilena Oksida 10% Pati Alami STMP1%:STPP4% STMP2%:STPP5%
STMP3%:STPP6%
satu  jam.  Kejernihan  pasta  diukur  menggunakan  spektro- fotometer dengan besaran persen transmitansi (%T) pada 650 nm dan air destilata digunakan sebagai blanko.

## Volume sedimentasi
Pengukuran  volume  sedimentasi  menggunakan  metode yang dikembangkan oleh Tessler (1978) dalam Wattanachant et al. (2002).  Sebanyak  1  g  pati  dilarutkan  ke  dalam  95  ml  air destilata,  selanjutnya  pH  suspensi  diatur  menjadi  7.0  mengg- unakan  NaOH  5%  atau  HCl  5%  dan  dipanaskan  dalam water bath selama 15 menit sambil diaduk. Air destilata ditambahkan lagi  untuk  mencapai  bobot  larutan  100  g.  Campuran  diaduk menggunakan stirrer kemudian  dimasukkan  ke  dalam  silinder berukuran  100  ml.  Silinder  ditutup  dengan  alumunium  foil  dan disimpan selama 24 jam pada suhu kamar. Volume sedimentasi diukur  dari  endapan  yang  mengandung  granula  yang  mem- bengkak.
Kekuatan gel ( gel strength )
Pengukuran  kekuatan  gel  dilakukan  dengan  menggunakan alat Stable  Micro  System ( TAXT-2  Texture  Analyser ). Pembuatan  gel  dilakukan  menggunakan  metode  yang  telah dikembangkan  oleh  Lee  dan  Yoo  (2011).  Gel  dibuat  dengan melarutkan  10  g  pati  pada  100  g  air  destilata,  kemudian  di- panaskan selama 30 menit pada suhu 95ºC. Pasta yang masih panas  dimasukkan  ke  dalam  silinder  plastik  (diameter  3.5  cm, tinggi  4.0  cm),  ditutup  dengan  alumunium  foil  dan  disimpan selama 1 jam pada suhu kamar dan selama 24 jam pada suhu 4ºC.  Gel  ditekan  menggunakan  silinder  berdiameter  10  mm dengan kecepatan 1.0 mm/det pada jarak 10 mm. Kekuatan gel adalah nilai maksimum selama penekanan ( gram force /gf).

## Analisis statistik
Perlakuan  terdiri  dari  sembilan  kombinasi  perlakuan  yang merupakan kombinasi konsentrasi propilena oksida dan garam fosfat yang diulang tiga kali. Masing-masing perlakuan dianalisis keragamannya  menggunakan  analisis  varians  (α=0.05)  dan  uji beda dengan Uji Jarak Berganda Duncan (α=0.05) mengguna- kan program SPSS 16.0 for Windows.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik amilografi
Profil  amilografi  pati  garut  hasil  modifikasi  digambarkan melalui kurva dengan menggunakan alat RVA seperti disajikan pada  Gambar  1,  sedangkan  karakteristiknya  disajikan  pada Tabel  1.  Pati  garut  alami  memiliki  profil  gelatinisasi  pati  tipe  B berdasarkan penggolongan tipe gelatinisasi menurut Scoch dan Maywald  (1968)  dikutip  oleh  Collado et  al. (2001).  Tipe  B memiliki kemampuan pengembangan sedang yang ditunjukkan dengan  lebih  rendahnya  viskositas  puncak  dibandingkan dengan viskositas akhir. Viskositas mengalami penurunan yang tidak  terlalu  tajam  selama  pemanasan.  Setelah  dilakukan modifikasi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang,  profil  amilografi mengalami  perubahan  terutama  viskositas  yang  semakin meningkat,  dan  menurunnya  suhu  gelatinisasi  dibandingkan dengan pati garut alami.
Gambar 1. Profil amilografi pati garut hasil modifikasi hidroksipropilasi dan  taut  silang  menggunakan  RVA  pada  berbagai kombinasi  konsentrasi  propilena  oksida  dan  campuran STMP:STPP. A). Propilena oksida 8%, B) Propilena oksida 10%, C) Propilena oksida 12%
A
B
C
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
Gambar  1  memperlihatkan  bahwa  pada  setiap  level konsentrasi  propilena  oksida  terdapat  kenaikan  viskositas  pati garut  dibandingkan  dengan  pati  alaminya.  Terdapat  ke- cenderungan semakin tinggi konsentrasi campuran STMP:STPP  viskositasnya  semakin  meningkat.  Pada  level konsentrasi  propilena  oksida  12%,  ketika  suhu  pemanasan diturunkan sampai 50ºC, viskositas pasta mengalami kenaikan sampai  level  yang  tidak  dapat  terbaca  oleh  alat  RVA  (>8000 cP). Hal tersebut menggambarkan tingkat kekentalan pati yang cukup tinggi setelah dilakukan proses modifikasi. Deetae et al . (2008)  melaporkan  bahwa  kombinasi  modifikasi  antara  taut silang dan fosforilasi menyebabkan peningkatan viskositas yang disebabkan  karena  reaksi  taut  silang  dapat  mempertahankan granula  dari  kerusakan  karena  tingginya  penyerapan  air  dan reaksi fosforilasi akan memperlambat kerusakan tersebut.
Tabel  1  menjelaskan  bahwa  pada  pH  6.5,  suhu  yang dibutuhkan untuk mencapai gelatinisasi dari pati hasil modifikasi lebih  rendah  dibandingkan  dengan  pati  alaminya.  Pati  alami membutuhkan  suhu  72.85ºC  untuk  mencapai  gelatinisasi, sedangkan pati hasil modifikasi membutuhkan suhu gelatinisasi yang  lebih  rendah  (<  69ºC).  Hasil  penelitian  Hung  dan  Morita (2005)  melaporkan  bahwa  pati  gandum  yang  telah  mengalami hidroksipropilasi kemudian taut silang memiliki suhu gelatinisasi yang  lebih  rendah.  Tingkat  yang  semakin  tinggi  dari  substitusi hidroksipropil  ditunjukkan  dengan  rendahnya  suhu  gelatinisasi (Miyazaki et al . 2006). Viskositas puncak pati garut alami pada pH  6.5  mencapai  4029  cP.  Nilai  tersebut  lebih  rendah dibandingkan  dengan  viskositas  pati  yang  dimodifikasi  (>5500 cP). Proses modifikasi ganda terhadap pati akan menghasilkan pasta  pati  dengan  puncak  viskositas  yang  tinggi  dan  stabilitas terhadap panas dan pengadukan yang lebih baik dibandingkan pati  alaminya.  Hasil  penelitian  dari  Deetae et  al .  (2008) menyatakan  bahwa  modifikasi  taut  silang  pati  beras  dengan kombinasi  1%  STMP  dan  4%  STPP  meningkatkan  viskositas puncak yang meningkat secara dramatis dibandingkan dengan pati  asalnya.  Kestabilan  pasta  pati  selama  pengolahan  baik pada suhu tinggi maupun suhu rendah ditunjukkan dengan nilai
viskositas breakdown dan setback -nya. Viskositas setback pati garut  relatif  tinggi,  yang  menunjukkan  kecenderungan  untuk lebih  mudah  mengalami  retrogradasi.  Semakin  tinggi  nilai setback menunjukkan  semakin  tinggi  kecenderungan  untuk membentuk  gel  selama  pendinginan.  Nilai  viskositas setback untuk pati hasil modifikasi memiliki nilai yang lebih tinggi (2353- 2783 cP) dibandingkan dengan pati alaminya (2308 cP). Hal ini menunjukkan bahwa pati hasil modifikasi memiliki kecenderung- an  mengalami  retrogradasi,  terutama  untuk  pati  yang  di- modifikasi dengan propilena oksida 12%.

## Stabilitas terhadap asam
Stabilitas  pati  garut  terhadap  asam  diukur  dengan  mem- bandingkan karakteristik amilografi pati hasil modifikasi pada pH asam (3.5) dan pH 6.5. Hasil pengukurannya dapat dilihat pada Tabel 1, dan gambaran profil kurva RVA disajikan pada Gambar 2.  Pada  pH  asam,  umumnya  seluruh  pati  yang  diuji  memiliki suhu gelatinisasi yang lebih rendah dibandingkan pada pH 6.5. Suhu gelatinisasi yang paling rendah ditunjukkan oleh pati yang dimodifikasi  dengan  konsentrasi  propilena  oksida  10%  (< 68.0ºC).  Hal  tersebut  disebabkan  karena  lemahnya  ikatan hidrogen akibat terjadinya hidrolisis asam, sehingga menyebab- kan  pasta  mengembang  dengan  lebih  cepat,  sehingga  suhu untuk mencapai gelatinisasi lebih rendah. Hal senada diungkap- kan oleh Wattanachant et al . (2002).
Gambar 2 memperlihatkan terjadinya penurunan viskositas puncak  pasta  pati  pada  berbagai  tingkat  perubahan  suhu dengan adanya perlakuan asam (pH 3.5) dibandingkan dengan karakteristiknya pada pH 6.5, yang ditunjukkan oleh kurva yang lebih  rendah  meskipun  polanya  relatif  mirip.  Viskositas breakdown dan viskositas setback pati hasil modifikasi pada pH 3.5 mengalami sedikit penurunan dibandingkan dengan pH 6.5, kecuali  pada  perlakuan  dengan  propilena  oksida  10%  yang mengalami  peningkatan  viskositas breakdown .  Menurut Wattanachant et  al .  (2002)  perlakuan  asam  akan  menurunkan viskositas pasta dan konsistensi pati hasil modifikasi.
Tabel 1.  Karakteristik amilografi pati garut hasil modifikasi hidroksipropilasi dan taut silang pada berbagai kombinasi konsentrasi menggunakan Rapid Visco Analyzer (RVA) pada pH 3.5 dan pH 6.5
Perlakuan Suhu Gelatinisasi (ºC) Viskositas Puncak (cP) Viskositas Akhir 95ºC (cP) Breakdown (cP) Viskositas Akhir (cP) Setback (cP) 3.5 6.5 3.5 6.5 3.5 6.5 3.5 6.5 3.5 6.5 3.5 6.5 Pati garut alami 72.85 70.00 4209 5357 3106 3203 1103 2154 5414 5121 2308 1918 PO 8%; STMP 1%:STPP 4% 68.85 68.80 6203 5330 4489 3454 1714 1876 6930 5799 2441 2345 PO 8%; STMP 2%:STPP 5% 68.85 68.85 6534 5689 4522 3779 2012 1919 6919 5879 2397 2100 PO 8%; STMP 3%:STPP 6% 68.85 68.45 7066 6400 4931 4390 2135 2010 7284 6326 2353 1936 PO 10%; STMP 1%:STPP 4% 69.60 67.30 5564 6581 4344 4186 1220 2395 6832 5895 2488 1709 PO 10%; STMP 2%:STPP 5% 70.00 66.90 5722 6916 4636 4641 1086 2275 7261 5959 2625 1318 PO 10%; STMP 3%:STPP 6% 69.20 67.65 6071 6786 4246 4670 1825 2116 6930 6657 2684 1987 PO 12%; STMP 1%:STPP 4% 68.45 68.40 7089 6396 5024 4572 2065 1824 7807 6783 2783 2211 PO 12%; STMP 2%:STPP 5% 68.75 68.40 7324 6673 5584 4652 1740 2021 8182 7526 2598 2874 PO 12%; STMP 3%:STPP 6% 68.00 68.00 7636 7215 5671 5562 1965 1653 8165 8207 2494 2645
Keterangan: cP = centipoise; PO = propilena oksida; STMP = sodium tri meta phosphate ; STPP = sodium tri poly phosphate
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C )
Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 8% ; STMP 1% : STPP 4% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 8% ; STMP 2% : STPP 5% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 8% ; STMP 3% : STPP 6% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C)
Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 10% ; STMP 1% : STPP 4% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 10% ; STMP 2% : STPP 5% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 10% ; STMP 3% : STPP 6% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 12% ; STMP 1% : STPP 4% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C ) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 12% ; STMP 2% : STPP 5% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) PO 12% ; STMP 3% : STPP 6% pH 3.5 pH 6.5 0 20 40 60 80 100 120 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 10 20 30 Su hu (º C) Vi sk os ita s (c P) Waktu (menit) Pati Alami pH 6.5 pH 3.5
Gambar 2.  Ketahanan  terhadap  asam  dari  pati  garut  hasil  modifikasi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang  pada  berbagai  kombinasi  konsentrasi propilena oksida dan STMP:STPP menggunakan RVA
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
0 20 40 60 80 0 1 2 3 4 % S in er es is Siklus beku-cair
PO 8%; STMP 1%:STPP 4%
PO 8%; STMP 2%:STPP 5% PO 8%; STMP 3%:STPP 6% PO 10%; STMP 1%:STPP 4% PO 10%; STMP 2%:STPP 5% PO 10%; STMP 3%:STPP 6% PO 12%; STMP 1%:STPP 4% PO 12%; STMP 2%:STPP 5%
PO 12%; STMP 3%:STPP 6% Pati garut alami
Pati  garut  yang  dimodifikasi  dengan  propilena  oksida  10% pada  berbagai  level  konsentrasi  STMP:STPP,  mengalami perbedaan  pola  kurva  dimana  pada  pH  3.5  viskositas  puncak tercapai  lebih  tinggi  tetapi  selanjutnya  mengalami  penurunan cukup  tajam  (viskositas breakdown tinggi).  Pada  saat  suhu diturunkan viskositas meningkat kembali dengan nilai viskositas setback yang lebih rendah dibandingkan dengan pH 6.5 (Tabel 1).  Perbedaan  yang  terjadi  pada  perlakuan  konsentrasi propilena  oksida  10%  disebabkan  karena  perlakuan  tersebut memiliki  nilai  derajat  substitusi  (DS)  dan  derajat  taut  silang (DTS)  yang  lebih  rendah  (DS=0.01-0.02;  DTS=32.71-43.4%) dibandingkan  dengan  perlakuan  konsentrasi  propilena  oksida 8%  dan  12%  yang  memiliki  nilai  DS  >0.02  dan  nilai  DTS >47.36% (Maulani et al . 2013).
Keberadaan gugus hidroksipropil dan jembatan fosfat dapat menurunkan  viskositas breakdown dengan  semakin  tingginya nilai derajat substitusi, derajat hidroksipropilasi, dan derajat taut silang,  tetapi  dapat  meningkatkan  viskositas setback nya. Artinya, semakin tinggi nilai derajat substitusi, derajat hidroksi- propilasi,  dan  derajat  taut  silang  pati  garut  pada  penelitian  ini menyebabkan  pati  hasil  modifikasi  menjadi  lebih  tahan  dalam pengolahan  suhu  tinggi  pada  kondisi  pangan  asam,  tetapi memiliki  kecenderungan  mengalami  retrogradasi.  Hal  tersebut menunjukkan  bahwa  proses  modifikasi  hidroksipropilasi  dan taut  silang  pada  pati  memberikan  struktur  yang  cukup  stabil terhadap  pasta  meskipun  di  dalam  kondisi  keasaman  yang rendah, sehingga lebih tahan terhadap proses hidrolisis asam. Hal  ini  diduga  karena  keberadaan  gugus  hidroksipropil  dan jembatan  fosfat  di  dalam  granula  pati  dapat  lebih  memper- tahankan  struktur  granula  dari  kerusakan  akibat  adanya hidrolisis asam.
Stabilitas beku-cair ( freeze-thaw )
Analisis  kecenderungan  pati  untuk  mengalami  retrogradasi dapat dilakukan dengan pengukuran stabilitas beku-cair (Chen, 2003).  Stabilitas  beku-cair  pati  dapat  dilihat  dari  proses sineresis  yang  terjadi  pada  saat  dilakukan  siklus  beku-cair berulang.  Sineresis  menunjukkan  adanya  peningkatan  ikatan hidrogen  intermolekuler  antara  amilosa  dengan  amilosa, amilosa  dengan  amilopektin,  serta  amilopektin  dengan  amilo- pektin. Pola kurva sineresis pati garut hasil modifikasi disajikan pada Gambar 3.
Tingkat  pemisahan  air  dari  pasta  (%  sineresis)  pada beberapa jenis pati semakin meningkat seiring dengan semakin bertambahnya siklus beku-cair. Pati yang memiliki peningkatan % sineresis yang lebih stabil setelah siklus kedua digambarkan sebagai  pati  yang  memiliki  kestabilan  beku-cair  yang  baik (Varavinit et  al. 2002).  Dari  hasil  penelitian  ini  terlihat  bahwa modifikasi  pati  garut  dengan  kombinasi  konsentrasi  propilena oksida  8%  dengan  campuran  STMP:STPP  nisbah  2%:5%  dan 3%:6%; dan propilena oksida 10% dengan STMP 1%:STPP 4% memperlihatkan  kestabilan  beku-cair  yang  paling  baik,  karena pada akhir siklus yang keempat hanya mengalami % sineresis < 50%.  Nilai  sineresis  yang  rendah  dapat  digunakan  sebagai indikator  bahwa  pati  tersebut  relatif  stabil  pada  suhu  rendah (Damat et  al. 2007).  Rendahnya  nilai  %  sineresis  pada perlakuan tersebut  sejalan dengan nilai viskositas setback- nya yang rendah yang diperlihatkan pada Tabel 1.
Gambar 3. Profil  sineresis  pati  garut  hasil  modifikasi  hidroksipropilasi dan  taut  silang  pada  berbagai  kombinasi  konsentrasi propilena oksida dan STMP:STPP

## Kejernihan pasta
Data  kejernihan  pasta  pati  hasil  modifikasi  dibandingkan dengan  pati  alaminya  disajikan  pada  Tabel  2.  Dari  tabel tersebut  terlihat  adanya  penurunan  nilai  kejernihan  pasta (%T 650 ) pati hasil modifikasi dibandingkan dengan pati alaminya. Terdapat  kecenderungan  penurunan  nilai  kejernihan  pasta dengan  semakin  meningkatnya  konsentrasi  STMP/STPP. Wattanachant et  al. (2003)  menyebutkan  bahwa  kejernihan pasta  pati  sagu  secara  signifikan  menurun  setelah  diberi perlakuan  modifikasi  ganda  taut  silang  dan  hidroksipropilasi. Terjadinya  penurunan  kejernihan  pasta  tersebut  karena kecenderungan terjadinya retrogradasi (Singh et al. 2007).
Tabel 2.  Kejernihan pasta, volume sedimentasi, dan kekuatan gel pati garut  hasil  modifikasi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang  pada berbagai kombinasi konsentrasi
Perlakuan Kejernihan Pasta (%T 650 ) Volume Sedimentasi (%) Kekuatan Gel (gf) Pati garut alami 27.80 ± 0.80 f 28.08 ± 0.52 c 57.67±1.50 c PO 8%; STMP 1%:STPP 4% 20.30 ± 0.27 e 24.50 ± 0.50 b 61.77±2.95 d PO 8%; STMP 2%:STPP 5% 15.60 ± 0.10 c 31.83 ± 0.29 e 74.70±3.05 f PO 8%; STMP 3%:STPP 6% 14.53 ± 0.31a b 35.83 ± 0.29 g 78.97±1.10 g PO 10%; STMP 1%:STPP 4% 16.23 ± 0.47 d 32.50 ± 0.50 e 66.50±2.75 e PO 10%; STMP 2%:STPP 5% 16.47 ± 0.06 d 34.50 ± 0.50 f 56.97±0.96 c PO 10%; STMP 3%:STPP 6% 14.07 ± 0.25 a 35.17 ± 0.29 fg 63.83±1.26 de PO 12%; STMP 1%:STPP 4% 15.43 ± 0.06 c 20.33 ± 0.29 a 62.57±1.45 d PO 12%; STMP 2%:STPP 5% 14.77 ± 0.06 b 29.17 ± 0.76 d 51.00±0.46 b PO 12%; STMP 3%:STPP 6% 14.33 ± 0.15 ab 29.33 ± 0.29 d 47.77±0.31 a
Keterangan:  Angka  yang  diikuti  oleh  huruf  yang  sama,  berbeda  tidak  nyata menurut  hasil  Uji  Jarak  Berganda  Duncan  pada  taraf  nyata  5%.  PO  = propilena oksida; STMP = sodium tri meta phosphate ; STPP = sodium tri poly phosphate
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian

## Volume sedimentasi
Tabel  2  menjelaskan  bahwa  volume  sedimentasi  pati  hasil modifikasi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang  memberikan  nilai yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  pati  alaminya  kecuali pada  perlakuan  konsentrasi  STMP  1%:STPP  4%  pada konsentrasi propilena oksida 8% dan 12%. Keadaan ini berbeda dengan  yang  terjadi  pada  pati  ubi  jalar  hasil  modifikasi  ganda dengan asetilasi (Das et al. 2010) dan pada pati beras (Raina et al. 2006)  yang  mengalami  penurunan  volume  sedimentasi dibandingkan dengan pati asalnya. Hal ini diduga terjadi karena adanya  ikatan  taut  silang  dalam  struktur  granula  pati  akan mempunyai  kemampuan  untuk  memerangkap  air  yang  lebih banyak  sehingga  volume  endapan  menjadi  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  pati  alaminya.  Dari  data  terlihat  adanya kecenderungan  volume  sedimentasi  yang  lebih  meningkat seiring  dengan  semakin  tingginya  konsentrasi  garam  fosfat sebagai agen taut silang.

## Kekuatan gel
Kekuatan gel pati hasil modifikasi hidroksipropilasi dan taut silang  meningkat  (61.77–78.97  gf)  pada  konsentrasi  propilena oksida  8%  tetapi  mengalami  penurunan  (66.50-47.77  gf)  pada konsentrasi  propilena  oksida  yang  semakin  tinggi  (Tabel  2). Berdasarkan  hasil  penelitian  Gunaratne  dan  Corke  (2007), reaksi  hidroksipropilasi  pada  konsentrasi  tinggi  dapat  menu- runkan  kekuatan  gel,  karena  aksi  dari  gugus  hidroksipropil dapat  melonggarkan  struktur  granula  pati  sehingga  mudah pecah,  mengurangi  kekompakan  partikel  pati  yang  mengem- bang di dalam matrik gel sehingga mendorong kekuatan gel dari pati menjadi semakin lemah.

## KESIMPULAN
Perlakuan  modifikasi  hidroksipropilasi  dan  taut  silang menyebabkan  terjadinya  perubahan  sifat  fungsional  pada  pati garut.  Suhu  gelatinisasi  pati  hasil  modifikasi  pada  kisaran 68.45–70.00ºC, nilainya lebih rendah dibandingkan dengan pati alaminya  (72.85ºC).  Viskositas  puncak  pati  garut  yang dimodifikasi  (>5500  cP)  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  pati alaminya  (4209  cP).  Viskositas breakdown dan setback pati hasil  modifikasi  mengalami  peningkatan  dibandingkan  pati alaminya.  Pada  pH  3.5  terjadi  penurunan  viskositas  pada berbagai  tingkat  perubahan  suhu  dibandingkan  pada  pH normal.  Modifikasi  pati  garut  dengan  kombinasi  konsentrasi propilena oksida 8% dan campuran STMP:STPP dengan nisbah 2%:5%  dan  3%:6%;  dan  propilena  oksida  10%  dan  campuran STMP 1%:STPP 4% memperlihatkan kestabilan beku-cair yang lebih baik. Terdapat kecenderungan penurunan nilai kejernihan pasta dengan semakin meningkatnya konsentrasi STMP/STPP. Volume  sedimentasi  pati  hasil  modifikasi  pada  kisaran  29.17– 35.83%  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  pati  alaminya (28.08%)  kecuali  pada  perlakuan  konsentrasi  STMP  1%:STPP 4% pada konsentrasi propilena oksida 8% dan 12%. Kekuatan gel  meningkat  (61.77–78.97  gf)  pada  konsentrasi  propilena oksida  8%  tetapi  mengalami  penurunan  (66.50-47.77  gf)  pada konsentrasi propilena oksida yang semakin tinggi.
Pati garut yang dimodifikasi menggunakan propilena oksida pada konsentrasi 8% dan 10% dengan konsentrasi garam fosfat STMP:STPP nisbah 1%:3%, 2%:5%, dan 3%:6% menunjukkan perubahan  sifat  fungsional  dengan  kestabilan  yang  lebih  baik dibandingkan  dengan  konsentrasi  propilena  oksida  12%, sehingga  dapat  dikembangkan  lebih  lanjut  untuk  diujicobakan sebagai  bahan  baku  pangan  yang  tahan  terhadap  kondisi pengolahan (suhu tinggi, asam, dan pengadukan).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada  LPPM  ITB  atas bantuan dana penelitian melalui  Program Riset ITB Jatinangor Tahun  2011,  berdasarkan  Surat  Perjanjian  Pelaksanaan  Riset No: 001/I1.B02.4/PN/2011, tanggal 02 Mei 2011.

## DAFTAR PUSTAKA
Aziz  A,  Daik  R,  Ghani  MA,  Daud  NIN,  Yamin  BM.  2004. Hydroxypropylation and acetylation of sago starch. Malays J Chem 6: 048-054.
BeMiller JN. 2011. Pasting, paste, and gel properties of starch– hydrocolloid  combinations,  Carbohyd  Polym  86:  386-423. DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.05.064.
Chen  Z.  2003.  Physicochemical  Properties  of  Sweet  Potato Starches and Their Application in Noodle Products [Thesis]. The Netherland Wageningen University.
Collado LS, Mabesa LB, Oates CG, Corke H. 2001. Bihon-type of noodles from heat-moisture treated sweet potato starch. J Food  Sci 66:  604-609. DOI:  10.1111/j.1365-2621.2001. tb04608.x.
Damat  H,  Marsono  Y,  Nurcahyanto  M.  2007.  Efektivitas  lama reaksi sintesis pati garut butirat. J Agritek 15: 1009-1013.
Das AB, Singh G, Singh S, Riar CS. 2010. Effect of acetylation and dual modification on physico-chemical, rheological and morphological  characteristics  of  sweet  potato  ( Ipomoea batatas )  starch.  Carbohyd  Polym  80:  725–732. DOI: 10.1016/j.carbpol.2009.12.018.
Deetae  P,  Shobsngob  S,  Varanyanond  W,  Chinachoti  P, Naivikul  O,  Varavinit  S.  2008.  Preparation,  pasting properties  and  freeze–thaw  stability  of  dual  modified crosslink-phosphorylated  rice  starch.  Carbohyd  Polym  73: 351–358. DOI: 10.1016/j.carbpol.2007.12.004.
Gunaratne  A,  Corke  H.  2007.  Functional  properties  of hydroxypropylated,  cross-linked,  and  hydroxypropylated cross-linked tuber and root starches. Cereal Chem 84: 30- 37. DOI: 10.1094/CCHEM-84-1-0030.
Hung  PV,  Morita  N.  2005.  Physicochemical  properties  of hydroxypropylated  and  cross-linked  starches  from  A-type and  B-type  wheat  starch  granules.  Carbohyd  Polym  59: 239-246. DOI: 10.1016/j.carbpol.2004.09.016.
Lee HL, Yoo B. 2011. Effect of hydroxypropylation on physical and  rheological  properties  of  sweet  potato  starch.  LWT–
Versi Online: http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtip DOI: 10.6066/jtip.2013.24.1.60 Hasil Penelitian
Food  Sci  Technol  44:  765-770. DOI:  10.1016/j.lwt.2010. 09.012.
Liu  H,  Ramsden  L,  Corke  H.  1997.  Physical  properties  and enzymatic  digestibility  of  acetylated ae,  wx ,  and  normal maize  starches.  Carbohyd  Polym  34:  283-289. DOI: 10.1016/S0144-8617(97)00130-6.
Maulani  RR,  Fardiaz  D,  Kusnandar  F,  Sunarti  TC.    2013. Characterization  of  chemical  and  physical  properties  of hydroxypropylated  and  cross-linked  arrowroot  ( Marantha arundinacea ) starch. ( In Press, Accepted Manuscript ). J Eng Technol  Sci  45B  (3):  1-15.  DOI:  10.5614/j.eng.technol.sci. xxxx.xx.x.x.
Miyazaki  M,  Hung  PV,  Maeda  T,  Morita  N.  2006.  Recent advances  in  application  of  modified  starches  for breadmaking.  Trend  Food  Sci  Tech  17:  591-599. DOI: 10.1016/j.tifs.2006.05.002.
Pal  J,  Singhal  RS,  Kulkarni  PR.  2002.  Physicochemical properties  of  hydroxypropyl  derivative  from  corn  and amaranth  starch.  Carbohyd  Polym  48:  49-53. DOI: 10.1016/S0144-8617(01)00209-0.
Raina  CS,  Singh  S,  Bawa  AS,  Saxena  DC.  2006.  Some characteristics of acetylated, cross-linked and dual modified
Indian rice starches. Eur Food Res Technol 223: 561–570. DOI: 10.1007/s00217-005-0239-z.
Singh  J,  Kaur  L,  McCarthy  OJ.  2007.  Factors  influencing  the physicochemical,  morphological,  thermal  and  rheological properties  of  some  chemically  modified  starches  for  food applications  –  A  review.  Food  Hydrocoll  21:  1-22. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2006.02.006.
Varavinit  S,  Shobsngob  S,  Varanyanond  V,  Chinachoti  P, Naivikul O. 2002. Freezing and thawing conditions affect the gel stability of different varieties of rice flour. Starch-Starke. 54:  31–36. DOI: 10.1002/1521-379X(200201)54:1<31::AID- STAR31>3.0.CO;2-E.
Wattanachant  S,  Muhammad  K,  Hashim  DM,  Rahman  RA.
2003. Effect of crosslinking reagents and hydroxypropilation levels on dual-modified sago starch properties. Food Chem 80: 463-471. DOI: 10.1016/S0308 - 8146 ( 02 ) 00314-X.
Wattanachant  S,  Muhammad  SKS,  Hashim  DM,  Rahman  RA.
2002.  Characterisation  of  hydroxypropylated  crosslinked sago starch as compared to commercial modified starches. Songklanakarin J Sci Technol 24: 439-450.
Wurzburg  OB.  1989.  Modified  Starches:  Properties  and  Uses,
4 th printing, CRC Press, Boca Raton, FL., p.273.