## PENGARUH PROSES HEAT-MOISTURE TREATMENT (HMT) TERHADAP KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA PATI
[Effect of Heat-Moisture Treatment (HMT) Process on Physicochemical Characteristics of Starch]
Elvira Syamsir*, Purwiyatno Hariyadi, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan dan Feri Kusnandar Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor
Diterima 13 Desember 2010 / Disetujui 15 Februari 2012

## SUMMARY
Heat-Moisture  Treatment  (HMT)  is  a  hydrothermal  treatment  that  modifies  the  physicochemical  properties  of  starch.  Without  destroying  it’s granular structure. This treatment involves treatment of starch granules at low moisture levels (<35% moisture w/w) for a certain period of time at temperatures  above  glass  transition  temperature  (Tg)  but  below  the  gelatinization  temperatures.  In  this  review,  impact  of  starch  conditions (sources, composition) as well as HMT conditions (moisture content, time period and temperature) on the morphological, crystalline, gelatinisation and pasting characteristics of starch will be discussed.
Key words : Heat-Moisture Treatment, starch, physicochemical

## PENDAHULUAN
1
Pati  merupakan  komponen  utama  di  dalam  banyak tanaman, terutama  serealia dan umbi-umbian. Bentuk, ukuran, struktur  dan  komposisi  kimia  pati  sangat  bervariasi  dan  di- pengaruhi  oleh  asal  pati.  Aplikasi  pati  dalam  pangan  selain sebagai  komponen  nutrisi,  juga  menjadi  penentu  karakteristik produk.  Dalam  bentuk  alaminya,  satu  jenis  pati  tidak  bisa diaplikasikan  untuk  semua  tipe  pengolahan.  Penyebab  keter- batasan  aplikasi  pati  di  industri  antara  lain  adalah  hilangnya viskositas pada  kondisi pH rendah, suhu tinggi atau perlakuan mekanis;  tekstur  yang  ‘panjang’  dan  terjadinya  retrogradasi yang  menyebabkan  sineresis.  Proses  modifikasi  yang  meng- ubah  struktur  dan  mempengaruhi  ikatan  hidrogen  secara terkontrol, dilakukan untuk memperbaiki karakteristik fisiko-kimia pati  agar  sesuai  untuk  suatu  aplikasi  spesifik.  Perubahan ditingkat  molekuler  ini  tidak  atau  hanya  sedikit  mengubah bentuk granula sehingga asal botani pati modifikasi masih bisa diidentifikasi  secara  mikroskopis.  Modifikasi  bisa  dilakukan secara  kimia,  biokimia  dan  fisika.  Yang  banyak  digunakan secara  komersial  saat  ini  adalah  teknik  modifikasi  kimia (Taggart, 2004).
Modifikasi  pati  menggunakan heat-moisture  treatment (HMT)  telah  dilaporkan  meningkatkan  ketahanannya  terhadap panas,  perlakuan  mekanis  dan  pH  asam  (Taggart,  2004) dengan  meningkatkan  suhu  gelatinisasi  dan  menurunkan kapasitas pembengkakan granula (Jacobs dan Delcour, 1998). Pada teknik ini, pati dengan kadar air terbatas (kurang dari 35% air,  w/w)  dipanaskan  pada  kondisi  di  atas  suhu  transisi  gelas tetapi  masih  dibawah  suhu  gelatinisasinya  selama  periode waktu  tertentu.  HMT  menyebabkan  perubahan  konformasi molekul  pati  dan  menghasilkan  struktur  kristalin  yang  lebih resisten  terhadap  proses  gelatinisasi  (Jacobs  dan  Delcour,
* Korespondensi penulis : E-mail : elvira_tpg@yahoo.com
1998; Collado dan Corke, 1999; Stute, 1992; Singh et al. , 2005; Vermeylen et  al. ,  2006;  dan  Pukkahuta  dan  Varavinit,  2007). Karakteristik  fisiko-kimia  dan  fungsional  pati  HMT  sangat beragam  dan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  seperti  jenis (sumber)  pati  (Gunaratne  dan  Hoover,  2002;  Lim et  al. ,  2001; Lorenz  dan  Kulp,  1982),  kadar  amilosa  (Collado  dan  Corke, 1999;  Hoover  dan  Manuel,  1996)  dan  tipe  kristalisasi  pati (Gunaratne  dan  Hoover,  2002).  Karakteristik  pati  HMT  juga dipengaruhi  oleh  kondisi  proses  seperti  suhu  (Adebowale  dan Lawal, 2003; Vermeylen et al ., 2006; Pukkahuta dan Varavinit, 2007),  kadar  air  (Vermeylen et  al .,  2006;  Adebowale et  al ., 2005),  pH  (Collado  dan  Corke,  1999)  dan  lama  waktu  proses (Collado dan Corke, 1999).
Ketertarikan  terhadap  produk  pangan  natural  yang  bebas aditif  kimia  membuat  metode  modifikasi  secara  fisik  seperti dengan  proses heat  moisture  treatment (HMT)  perlu  dikaji dengan lebih baik. Dalam review ini akan dibahas pengaruh dari proses HMT terhadap perubahan bentuk granula, struktur kristal pati, karakteristik gelatinisasi dan pasting pati.

## Granula pati
Pati  adalah  polisakarida  homoglikan  yang  dikemas  dalam bentuk  granula  dan  disusun  oleh  monomer  α-D-glukopiranosil yang  berikatan  melalui  ikatan  glikosidik  α-1,4  dan/atau  α-1,6 dengan penghilangan air. Granula pati memiliki beragam bentuk (bulat,  oval, lenticular ,  poligonal)  dan  ukuran  (diameter  2–100 μm)  yang  sifatnya  spesifik  species.  Umumnya,  granula  pati serealia lebih kecil dari pati umbi-umbian dan kacang-kacangan (Liu, 2005). Amilosa dan amilopektin adalah polisakarida utama penyusun pati.
Amilosa  membentuk  struktur  heliks  (Shivus et  al .,  2005) sementara rantai cabang amilopektin membentuk struktur rantai heliks  ganda  dan  membentuk  klaster  (Roder et  al .,  2005). Sekitar  80-90%  dari  suatu  klaster  amilopektin  dibentuk  oleh rantai  amilopektin  tipe  A  yaitu  rantai  pendek  yang  tidak membentuk  cabang  dengan  DP  6  –  15  (Sajilata et  al. ,  2006).
Reflection Angle (2θ)
Helical Amylose Complexes Tuber and Seed Tuber Cereal 10 20 30 V C B A
Proporsi  amilosa  dan  amilopektin  pati  bervariasi,  umumnya sekitar  25:75  (BeMiller  dan  Whistler,  1996).  Granula  mungkin mengandung  komponen  minor  seperti  protein,  lemak, komponen  anorganik  dan  polisakarida  non  pati  dalam  jumlah bervariasi (Murphy, 2001).
Pengamatan  granula  dengan  mikroskop  cahaya  polarisasi memperlihatkan persilangan birefringence yang tampak sebagai perpotongan  dua  pita  (persilangan  Maltese),  mengindikasikan pengaturan  amilosa–amilopektin  secara  radial  membentuk karakter  semi  kristalin.  Struktur  granula  tergantung  pada interaksi amilosa dan amilopektin melalui ikatan hidrogen inter- molekuler. Interaksi yang kuat, banyak dan teratur membentuk daerah kristalin dan jika sebaliknya akan menghasilkan daerah amorfis (Liu, 2005). Birefringence sendiri terbentuk karena per- bedaan pola refraksi cahaya dari daerah kristalit dan amorf (Liu, 2005; Czukor et al. , 2001).
Bagian  kristalin  dibentuk  oleh  rantai  cabang  amilopektin berukuran  pendek  yang  tersusun  dalam  bentuk  klaster  dan amilosa,  sementara  bagian  amorfis  dibentuk  oleh  titik  per- cabangan (ikatan α-1,6) amilopektin, amilopektin rantai panjang dan amilosa (Czukor et al. , 2001; Liu, 2005; Roder et al. , 2005) seperti  pada  Gambar  1.  Kristalinitas  disebabkan  oleh  amilo- pektin heliks ganda dan bukan amilosa. Sebagian besar amilosa ada  dibagian  amorfis  dalam  bentuk  bebas  atau  terikat  dengan lemak  (Jacobs  dan  Delcour,  1998).  Molekul  amilopektin  ter- susun  secara  radial  dalam  granula  pati.  Meningkatnya  jari-jari granula  menyebabkan  jumlah  cabang  yang  dibutuhkan  untuk memenuhi  ruang  granula  juga  meningkat.  Akibatnya,  terjadi pembentukan  daerah  konsentris  dengan  struktur  amorfis  dan kristalin yang berselang-seling.
Gambar  1.  Pembentukan  struktur  heliks  ganda  amilopektin, pengaturannya  dalam  bentuk  klastering  serta  daerah kristal dan amorfis pada pati (www.Isbu.ac.uk)
Kristalit  granula  pati  yang  diamati  dengan  difraksi  sinar  X menunjukkan tiga tipe kristal yaitu tipe A, B dan C. Rantai heliks
ganda  dari  kristal  A  dan  B  tersusun  secara  heksagonal,  tetapi susunan  dari  tipe  A  lebih  padat  dari  tipe  B.  Struktur  tipe  C merupakan kombinasi tipe A dan B (Sajilata et al ., 2006; Wang et  al .,  1998).  Pola  difraksi  sinar  X  granula  pati  dapat  berubah oleh  perlakuan  panas/  air.  Tipe  V  ditemukan  pada  pati  ter- gelatinisasi,  karena  pembentukan  kompleks  amilosa-lipid (Gambar 2). Kristalinitas relatif tipe A (31,0-37,1%) lebih besar dari  tipe  B  (27,2-29,8%)  dan  C  (27,8%)  (Srichuwong et  al ., 2005).
Gambar 2. Pola difraksi sinar X kristalit pati (Liu, 2005)

## Gelatinisasi dan pasting
Gelatinisasi adalah proses transisi fisik  bersifat endotermis yang  merusak  keteraturan  molekuler  granula  dan  melibatkan proses  pembengkakan  granula,  pelelehan  kristal,  hilangnya birefringence dan  pelarutan  pati  (Shamekh,  2002).  Analisis dengan differential  scanning  calorimetry (DSC)  merupakan prosedur  umum  yang  digunakan  untuk  mengevaluasi gelatinisasi  pati  dan  memberi  informasi  mengenai  suhu  awal (T o ),  suhu  puncak  (T p ),  suhu  akhir  - conclusion (T c ),  rentang suhu (T r ) dan entalpi pelelehan proses (Lim et al ., 2001). Entalpi (∆H)  gelatinisasi  menggambarkan  hilangnya  keteraturan molekuler  granula  (Shamekh,  2002;  Wang et  al .,  1997;  dan Zobel et  al .,  1988).  Puncak  endotermik  kurva  DSC  me- refleksikan  hilangnya  ikatan  heliks  ganda  pada  amilopektin. Peningkatan  suhu  dan  energi  yang  dibutuhkan,  merefleksikan struktur kristalin yang semakin kuat atau keteraturan molekuler yang  semakin  tinggi  (Cooke  dan  Gidley,  1992  disitasi  oleh Srichuwong et  al .,  2005).  Karakteristik  suhu  dan  entalpi gelatinisasi pati sangat beragam, dan beberapa faktor penyebab keragaman  tersebut  adalah  rasio  amilosa-amilopektin,  per- bedaan  jumlah  rantai  panjang  amilopektin,  distribusi  rantai pendek  amilopektin,  keberadaan  komponen  minor  (terutama lemak dan ester fosfat), serta bentuk dan ukuran granula.
Pasting adalah fenomena yang mengikuti gelatinisasi (Xie et al .,  2006).  Profil  pasta  bisa  digunakan  sebagai  indikator  untuk memprediksi  sifat  fungsional  pati  dan  potensi  aplikasinya sebagai ingredient /aditif  pangan.  Perbedaan  karakteristik granula  dapat  menghasilkan  keragaman  pada  karakteristik pasting . (Chen, 2003).
B A C D A chains B chains C chain Reducing end Amorphous regions Crystaline regions
6 Glucose units α-       1 6 branchpoints Hilium 6 µm
Karakteristik  pasting  diamati  dengan rapid  visco  analyzer (RVA)  dan/atau brabender  amylograph (BA)  (Collado  dan Corke, 1999; Collado et al ., 2001; Pukkahuta et al. , 2008), yaitu viskometer  yang  dilengkapi  dengan  sistim  pemanas  dan pendingin untuk mengukur resistensi sampel pada pengadukan terkontrol.  Informasi  yang  diperoleh  antara  lain  suhu  awal pasting,  waktu  dan  viskositas  puncak,  viskositas  akhir, viskositas jatuh ( breakdown viscosity- BDV) dan viskositas balik ( setback viscosity- SBV). Waktu  dan viskositas puncak menjadi indikasi  daya  ikat  air  pati  dan  kecenderungan  disintegrasinya; BDV  mengindikasikan  ketahanan  terhadap  pemanasan;  SBV mengindikasikan  potensi  retrogradasi  dan  sineresis,  dan viskositas akhir mengindikasikan kemampuan membentuk gel.
Menurut  Chen  (2003),  pola  viskositas  pasta  pati  bisa dikelompokkan  menjadi  empat  tipe:  A  (puncak  pasta  tinggi diikuti  dengan  pengenceran  cepat  selama  pemanasan);  B (puncak pasta lebih rendah dan pengenceran yang tidak terlalu besar  selama  pemanasan);  C  (tidak  menunjukkan  adanya puncak  tetapi  lebih  pada  pembentukan  viskositas  yang  sangat tinggi  dan  tetap  konstan  atau  meningkat  selama  pemanasan); dan D (konsentrasinya perlu dinaikkan dua–tiga kali lipat untuk menghasilkan viskositas pasta panas seperti tipe C).

## Modifikasi pati dengan heat moisture treatment
Perlakuan hidrotermal, termasuk Heat Moisture Treatment – HMT,  merupakan  teknik  modifikasi  pati  secara  fisik.  HMT dilakukan  dengan  memanaskan  pati  pada  kadar  air  terbatas (kurang dari 35% air, w/w) pada suhu di atas suhu transisi gelas tetapi  masih  dibawah  suhu  gelatinisasinya  selama  waktu tertentu. Kondisi HMT dari beberapa jenis pati ditampilkan pada Tabel  1.  Pada  beberapa  penelitian,  suhu  HMT  dipilih  tanpa memperhatikan  suhu  gelatinisasi  pati  pada  kadar  air  yang digunakan.  Akibatnya,  hasil  HMT  mungkin  dipengaruhi  oleh gelatinisasi parsial (Eerlingen et al ., 1996 di dalam Jacobs dan Delcour, 1998; Abraham, 1993).
Menurut  Ratnayake  dan  Jackson  (2006),  energi  yang diserap  granula  selama  pemanasan  pada  suhu  yang  lebih rendah dari suhu gelatinisasinya tidak hanya membuka lipatan heliks  ganda  amilopektin  tapi  juga  memfasilitasi  pengaturan atau pembentukan ikatan-ikatan baru antar molekul. Modifikasi berlangsung saat fase amorfis pati berada pada kondisi rubbery yang  bersifat  fluida,  dimana  mobilitas  titik  percabangan amilopektin  meningkat  dan  mengakibatkan  peningkatan interaksi di bagian kristalit (Jacobs dan Delcour, 1998).
Tabel 1.   Kondisi HMT pada penelitian dari berbagai jenis pati* (Sumber: Jacobs dan Delcour, 1998)
Pati Suhu (°C) Waktu Kadar air (%) Referensi Garut dan barley 100 16 jam 18-27 Lorenz dan Kulp, 1982 Tapioka 100 16 jam 18-27 Lorenz dan Kulp, 1982 110 3-16 jam 18-24 Abraham, 1993 100 10 jam 30 Gunaratne dan Hoover, 2002 Maizena (amilosa normal, waxy dan tinggi) 95-110 16 jam 18-27 Sair, 1967 120 30/180 mnt 25 Fukui dan Nikuni, 1969 125 5/20 mnt 14 Kawabata et al ., 1994 100 4 jam 25 Schierbaum dan Kettlitz, 1994 100 16 jam 18-27 Franco et al ., 1995 100 16 jam 30 Hoover dan Manuel, 1996 Lentil dan oat 100 16 jam 10-30 Hoover dan Vasanthan, 1994; Hoover et al ., 1994 Pea 100 16 jam 30 Hoover et al ., 1993 Kentang 95-110 16 jam 18-27 Sair, 1967 100 16 jam 18-27 Lorenz dan Kulp, 1981; Kulp dan Lorenz, 1981; Donovan et al ., 1983 80-120 15-60 mnt 5-27 Kuge dan Kitamura, 1985 110/120 140/240mnt 20 Stute, 1992 100 16 jam 10-30 Hoover dan Vasanthan, 1994; Hoover et al ., 1994 110 30 mnt 16.5 Kawabata et al ., 1994 84-105 16 jam 20-35 Eerlingen et al ., 1996 Beras 120 30/180 mnt 25 Fukui dan Nikuni, 1969 Rye 100 4 jam 22/25 Radosta et al ., 1992; Schierbaum dan Kettlitz, 1994 Triticale 100 16 jam 18-27 Lorenz dan Kulp, 1982 Gdanum 120 30/180 mnt 25 Fukui dan Nikuni, 1969 100 16 jam 18-27 Lorenz dan Kulp, 1981; Kulp dan Lorenz, 1981 100 16 jam 10-30 Hoover dan Vasanthan, 1994; Hoover et al ., 1994 100 4 jam 25 Schierbaum dan Kettlitz, 1994 Yam 100 16 jam 10-30 Hoover dan Vasanthan,1994

## Pengaruh HMT pada morfologi granula
HMT  menyebabkan  pengaruh  berbeda  terhadap  morfologi granula.  Pengamatan  dengan scanning  electron  microscopy (SEM)  menunjukkan  bahwa  HMT  tidak  mengubah  morfologi eksternal granula tapioka, pati jagung (normal dan waxy ), millet ( Eleusine  coracana ),  yam  ( Dioscorea  hispida Dennst), finger new cocoyam ( Xanthosoma sagittifolium ), wortel Peru, ubi jalar, jahe, mucuna  bean ( Mucuna  pruriens ),  berbagai  pati  polong- polongan  ( legume ),  sagu,  taro  ( Alocassia  indica ), true  yam ( Dioscorea  alata ),  gandum,  oat,  lentil  dan  kentang  (Abraham, 1993; Franco et al ., 1995; Lawal, 2005; Adebowale a et al ., 2005; Adebowale  dan  Lawal,  2003;  Hoover  dan  Manuel a ,  1996; Pukkahuta  dan  Varavinit,  2007;  Hoover  dan  Vasanthan,  1994; Gunaratne  dan  Hoover,  2002;  Vieira  dan  Sarmento,  2008). Perubahan permukaan granula dilaporkan pada pati jagung dan kentang  (Pukkahuta et  al .,  2008;  Pukkahuta et  al .,  2007  dan Kawabata et  al .,  1994)  serta  sebagian  kecil  pati  ubi  jalar  dan jahe  (Vieira  dan  Sarmento,  2008).  Hal  ini  disebabkan  oleh perbedaan  intensitas  panas  HMT.  Akan  tetapi,  sebagian penelitian menyebutkan HMT tidak mengubah morfologi granula (Abraham,  1993;  Adebowale  dan  Lawal,  2003;  Singh et  al ., 2005;  Pukkahuta et  al .,  2008;  Pranoto et  al .,  2009),  sebagian yang  lain  menyebutkan,  HMT  menyebabkan  pembentukan rongga  dan  kaburnya  persilangan  polarisasi  dibagian  tengah granula  (Pukkahuta et  al .,  2007;  Vermeylen et  al .,  2006; Pukkahuta dan Varavinit, 2007; Herawati, 2009; Syamsir et al ., 2011). Pembentukan rongga di bagian tengah mengindikasikan struktur jaringan pusat relatif lemah (Gambar 3).
Granula pati awal
Granula pati setelah HMT
Gambar 3.   Bentuk mikroskopis granula tapioka (Syamsir et al., 2011)
Kadar  air  pati,  suhu  dan  waktu  HMT  mempengaruhi morfologi pati HMT. Pada kadar air tetap, peningkatan intensitas panas  (suhu  dan  waktu  proses)  menyebabkan  peningkatan ukuran rongga (Pukkahuta et al ., 2007). Pada waktu tetap dan kadar air ≥ 23%, peningkatan suhu proses akan memperbesar rongga  pada  pati  kentang  HMT  (Vermeylen et  al .,  2006). Penelitian  Syamsir et  al. (2011,  data  belum  dipublikasi)  me- nunjukkan  bahwa  proses  HMT  tapioka  berkadar  air  20%  pada suhu  120°C  selama  4  jam  akan  menyebabkan  perubahan bentuk  granula  tapioka.  Perubahan  bentuk  tidak  terjadi  jika proses  pemanasan  dilakukan  pada  suhu  atau  kadar  air  yang lebih rendah.

## Pengaruh HMT terhadap kristalinitas pati
HMT mengubah kristal tipe B dan C menjadi tipe A seperti dilaporkan pada pati kentang dan yam (Stute, 1992; Kawabata et al ., 1994; Gunaratne dan Hoover, 2002) tapi tidak mengubah kristal tipe A seperti dilaporkan pada pati jagung, ubi jalar, beras dan  tapioka  (Kawabata et  al .,  1994;  Pukkahuta et  al .,  2008; Franco et  al .,  1995;  Collado  dan  Cork,  1999;  Gunaratne  dan Hoover, 2002; Khunae et al ., 2007). Untuk berubah, kristal tipe C membutuhkan kondisi proses yang lebih ekstrim dari tipe B.
Pengaturan  ulang  rantai  heliks  ganda  karena  HMT  bisa meningkatkan keteraturan (intensitas difraksi sinar X naik) atau menurunkan  keteraturan  daerah  kristalin  (intensitas  difraksi sinar  X  turun)  seperti  dilaporkan  pada  pati  jagung.  Perbedaan dipengaruhi  oleh  kadar  air  proses  (Franco et  al .,  1995). Penurunan kristalinitas relatif pati HMT dilaporkan pada kentang (Vermeylen et  al .,  2006),  tapioka  dan  yam  (Gunaratne  dan Hoover, 2002).
Interaksi  kadar  amilosa  pati  beras  dan  kadar  air  proses mempengaruhi  kristalinitas  pati  HMT  secara  berbeda.  Pada amilosa  rendah  sampai  sedang,  peningkatan  kadar  air  proses menurunkan  kristalinitas  relatif.  Pada  amilosa  tinggi,  pem- bentukan kristal V (kompleks amilosa-lemak) meningkat dengan naiknya  kadar  air.  Pembentukan  kompleks  ini  menggantikan hilangnya daerah kristalin pati alami, dan menjelaskan mengapa rasio  kristalinitas  pada  pati  beras  beramilosa  tinggi  tidak berubah (Khunae et al ., 2007).
Pengaruh  suhu  dan  kadar  air  HMT  pada  kristalinitas  pati kentang  telah  dilaporkan  (Vermeylen et  al .,  2006).  Perubahan kristal  tipe  B  menjadi  A  meningkat  dengan  naiknya  suhu  dan mencapai  maksimal  pada  130°C.  Kristalinitas  total  dan  jumlah amilopektin  dengan  DP<6  meningkat  pada  suhu  >120°C. Kondisi berbeda: penurunan kristalinitas total  tanpa perubahan pola  distribusi  DP  amilopektin  terjadi  pada  suhu  ≤120°C. Pemecahan ikatan kovalen dan terbukanya ikatan heliks ganda amilopektin pada 130°C menyebabkan amilopektin lebih mudah bergerak dan menyusun diri membentuk kristal yang lebih besar atau lebih rapat. Total kristalinitas (A+B) sendiri tidak tergantung pada  kadar  air  dan  berkorelasi  secara  kuadratik  dengan  suhu proses;  kristalinitas  terendah  terjadi  pada  suhu  110°C. Peningkatan  suhu  memicu  peningkatan  pembentukan  kristal tipe A dan penurunan kristal B.
Teknik pengeringan pasca HMT bisa mempengaruhi entalpi dan  jumlah  kristal  A  pati  kentang  HMT  walaupun  tidak  mem- pengaruhi T p dan (T c -T o ) gelatinisasi. Pengeringan cepat meng- hasilkan  kristal  A  berukuran  kecil  sementara  pengeringan
lambat memungkinkan pertumbuhan kristal A  sehingga ukuran dan jumlahnya meningkat (Vermeylen et al ., 2006).

## Pengaruh HMT terhadap karakteristik gelatinisasi
Analisis  DSC  memperlihatkan  bahwa  HMT  mengubah karakteristik  termal  pati.  Pati  gandum,  kentang,  tapioka,  beras dan  ubi  jalar  dilaporkan  mengalami  peningkatan  suhu gelatinisasi (T o , T p dan T c ) dan perubahan rentang gelatinisasi (T c -T o ) (Donovan et al., 1983 disitasi oleh Takaya et al., 2000; Stute,  1992;  Abraham,  1993;  Hormdok  dan  Noomhorm,  2007; Collado  dan  Cork,  1999;  Khunae et  al., 2007).  Peningkatan suhu  gelatinisasi  berbanding  lurus  dengan  kadar  air  proses. Interaksi amilosa (amorfis) dengan amilopektin (kristalin) selama HMT  mereduksi  mobilitas  rantai  amilopektin  sehingga  suhu gelatinisasi meningkat (Hoover dan Vasanthan, 1994). Pening- katan  juga  disebabkan  oleh  perubahan  tipe  kristal  dari  B menjadi A (Stute, 1992).
Pengaruh kadar air HMT pada rentang suhu gelatinisasi (T c - T o ) menunjukkan pola berbeda pada pati jagung dengan kadar amilosa  berbeda.  Pada  amilosa  rendah,  rentang  suhu  lebih sempit  dari  pati  awal;  mengindikasikan  naiknya  homogenitas kristalit.  Pelebaran  rentang  suhu  terjadi  pada  amilosa  normal- tinggi;  nilainya  meningkat  dengan  naiknya  kadar  amilosa  dan kadar  air  (Hoover  dan  Manuel,  1996 a );  mengindikasikan  ke- heterogenan  kristalit  akibat  pengaturan  kembali  rantai  pendek amilopektin  dan  pembentukan  kompleks  amilosa-lemak.  Pada amilosa tinggi, pelebaran rentang suhu berkorelasi linier dengan peningkatan kadar air (Khunae et al., 2007).
HMT  menyebabkan  pengaruh  berbeda  pada  entalpi gelatinisasi.  Walau  meningkatkan  entalpi  gelatinisasi  pati  ubi jalar (Collado dan Cork, 1999) tetapi HMT dilaporkan menurun- kan entalpi gelatinisasi pati gandum, kentang, tapioka dan beras (Donovan et  al., 1983  disitasi  oleh  Takaya et  al., 2000;  Stute, 1992;  Abraham,  1993;  Hormdok  dan  Noomhorm,  2007).  Pada semua  kadar  amilosa,  entalpi  gelatinisasi  pati  beras  menurun dengan  naiknya  kadar  air  HMT  (Khunae et  al., 2007),  meng- indikasikan hilangnya sebagian daerah kristalin sehingga jumlah rantai  heliks  ganda  yang  meleleh  saat  gelatinisasi  menjadi berkurang (Hoover dan Manuel, 1996 b ; Pukkahuta et al., 2008) atau  perpindahan  sebagian  komponen  kristalin  ke  daerah amorfis sehingga daerah kristalin lebih mudah meleleh (Lim et al., 2001 disitasi oleh Khunae et al., 2007).
Pengaruh  suhu  dan  kadar  air  HMT  terhadap  karakteristik gelatinisasi  pati  kentang  dilaporkan  oleh  Vermeylen et  al. (2006).  T p dan  rentang  suhu  gelatinisasi  meningkat  sebagai fungsi dari suhu dan kadar air. Pengaruh kadar air terhadap T p berkurang dengan naiknya kadar air, sementara pengaruh suhu terhadap peningkatan T p semakin besar dengan naiknya suhu. Peningkatan rentang suhu gelatinisasi lebih besar pada kondisi kadar air dan suhu tinggi. HMT menurunkan entalpi gelatinisasi. Peningkatan  kadar  air  memperbesar  penurunan  entalpi  pada suhu proses yang lebih tinggi.

## Pengaruh HMT terhadap karakteristik pasting
HMT  menyebabkan  peningkatan  suhu pasting ,  penurunan BDV  dengan  SBV  naik  atau  turun  pada  pati  kentang,  jagung, barley , red  millet,  triticale,  arrowroot ,  tapioka,  beras,  ubi  jalar dan sagu (Stute, 1992; Pukkahuta et al., 2008; Lorenz dan Kulp,
1983  didalam  Takaya et  al., 2000;  Hormdok  dan  Noomhorm, 2007;  Franco et  al., 1995;  Singh et  al., 2005;  Pranoto et  al., 2009;  Herawati,  2009).  Peningkatan  atau  penurunan  SBV tergantung  pada  intensitas  proses;  intensitas  rendah  meng- hasilkan SBV yang tinggi dan sebaliknya (Stute, 1992). Menurut Hoover et al. (1993) dalam Pukkahuta et al. (2008), penurunan viskositas  puncak,  BDV  dan  viskositas  diduga  karena meningkatnya  keteraturan  matriks  kristalin  dan  pembentukan kompleks  amilosa-lemak  yang  menurunkan  kapasitas  pem- bengkakan  granula  dan  memperbaiki  stabilitas  pasta  selama pemanasan.
Perbedaan  kadar  amilosa  dilaporkan  menyebabkan  per- bedaan  karakteristik  pasting  pati  HMT  yang  dihasilkan.  Pada pati  ubi  jalar  dengan  kandungan  amilosa  berbeda,  perlakuan HMT (oven) pada 110°C dan kadar air 25% selama 4-16 jam, pati  dengan  kandungan  amilosa  yang  lebih  rendah  menunjuk- kan  penurunan  viskositas  yang  lebih  besar  dan  nilai  setback yang lebih rendah (Collado dan Cork, 1999).
Kadar  amilosa  dilaporkan  juga  mempengaruhi  peranan  air dalam  proses  modifikasi  HMT.  Menurut  Franco et  al. (1995), peningkatan kadar air HMT memperbaiki stabilitas panas pasta pati jagung normal tapi tidak signifikan untuk pasta pati jagung waxy.  Hal  ini  sesuai  dengan  Hoover  dan  Manuel  (1996)  yang menemukan  bahwa  pati  jagung waxy tidak  dipengaruhi  oleh proses.
Pengaruh  parameter  proses  (waktu,  suhu  dan  kadar  air) pada  karakteristik  pasting  pati  HMT  telah  dilaporkan.  Menurut Pukkahuta et  al. (2008),  suhu  pasting  pati  jagung  HMT  tidak berkorelasi  linier  dengan  waktu  HMT  (0  -  60  menit,  autoklaf, kadar air 20%, 120°C) sementara viskositas puncak, BDV dan viskositas akhir menunjukkan korelasi linier.

## KESIMPULAN
HMT menyebabkan perubahan karakteristik fisiko-kimia pati. Intensitas perubahan dipengaruhi oleh kondisi proses (kadar air, suhu dan waktu) dan kondisi pati (jenis, kadar amilosa dan profil amilopektin).  Oleh  karena  itu,  interaksi  antara  kondisi  proses dan kondisi suatu jenis pati penting dipahami untuk menghasil- kan pati HMT dengan karateristik yang konsisten.

## DAFTAR PUSTAKA
Abraham  TE.  1993.  Stabilization  of  paste  viscosity  of  cassava starch  by  heat  moisture  treatment.  Starch/Stärke  45:  131- 135.
Adebowale KO, Lawal OS. 2003. Microstructure,
physicochemical properties and retrogradation behaviour of Mucuna  bean  ( Mucuna  pruriens )  starch  on  heat  moisture treatments. Food Hydrocoll 17: 265-272.
Adebowale  KO,  Afolabi  TA,  Olu-Owolabi  BI.  2005 a . Hydrothermal treatments of finger millet ( Eleusine coracana ) starch. Food Hydrocoll 19: 974-983 .
Adebowale  KO,  Olu-Owolabi  BI,  Olayinka  OO,  Lawal  OS. 2005 b .  Effect  of  heat  moisture  treatment  and  anneling  on
physicochemical properties of red sorgum starch. African J. of Biotech 4: 928-933.
BeMiller, Whistler RL. 1996. Carbohydrates. Didalam Fennema OR. (Ed). Food Chemistry (3 rd ed.). Marcel Dekker, Inc.
Chen  Z.  2003.  Physicochemical  Properties  of  Sweet  Potato Starches  and  Their  Application  in  Noodle  Products.  PhD. Thesis Wageningen University, The Netherlands.
Collado LS, Corke H. 1999. Heat-moisture treatment effects on sweetpotato  starches  differing  in  amylose  content.  Food Chem 65: 339-346. American Chem Society.
Collado LS, Mabesa LB, Oates CG, Corke H. 2001. Bihon-type noodles from heat-moisture treated sweet potato starch.  J. Food Sci 66: 604-609.
Czukor  B,  Bogracheva  T,  Cserhalmi  Z,  Czukor  B,  Fornal  J, Schuster-Gajzago  I,  Kovacs  ET,  Lewandowicz  G,  Soral- Smietana  M.  2001.  Processing.  Didalam  Hedley  CL.  (Ed). Carbohydrates  in  Grain  Legume  Seeds:  Improving Nutritional  Quality  and  Agronomic  Characteristics.  CABI Publishing. Wallingford.
Franco CML, Ciacco CF, Tavares DQ. 1995. Effect of the heat- moisture  treatment  on  the  enzymatic  susceptibility  of  corn starch granules. Starch/Stärke 47: 223-228.
Gunaratne  A,  Hoover  R.  2002.  Effect  of  heat–moisture treatment  on  the  structure  and  physicochemical  properties of tuber and root starches. Carbohydr Polym 49: 425-437.
Herawati  D.  2009.  Modifikasi  Pati  Sagu  Dengan  Teknik  Heat Moisture  Treatment  (HMT)  dan  Aplikasinya  Dalam Memperbaiki Kualitas  Bihun.  Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Hoover  R,  Manuel H.  1996 a .  Effect  of  heat-moisture  treatment on the structure and physicochemical properties of legume starches. Food Res Int 29: 731-750.
Hoover R, Vasanthan T. 1994. Effect of heat-moisture treatment on  the  structure  and  physicochemical  properties  of  cereal, legume and tuber starches. Carbohydr Res 252: 33-53.
Hoover  R,  Manuel  H.  1996 b .  The  Effect  of  Heat–Moisture Treatment on the structure and physicochemical properties of  normal  maize,  waxy  maize,  dull  waxy  maize  and amylomaize V starches. J of Cereal Sci 23: 153-162.
Hormdok  R,  Noomhorm  A.  2007.  Hydro-thermal  treatments  of rice  starch  for  improvement  of  rice  noodle  quality.  LWT  - Food Sci and Tech 40: 1723-1731.
Jacobs  H,  Delcour  JA.  1998.  Hydrothermal  modifications  of granular  starch,  with  retention  of  the  granular  structure:  a review. J of Agr and Food Chem 46: 2895–2905.
Kawabata  A,  Takase  N,  Miyoshi  E,  Tokyo,  Sawayama  S, Kimura T, Saitama, Kudo K. 1994. Microscopic observation and  x-ray  diffractiometry  of  heat/moisture-treated  starch granules. Starch/Stärke 46: 463-469.
Khunae  P,  Tran  T,  Sirivongpaisal  P.  2007.  Effect  of  heat- moisture  treatment  on  structural  and  thermal  properties  of rice starches differing in amylose content. Starch/Stärke 59: 593-599.
Lawal  OS.  2005.  Studies  on  the  hydrothermal  modifications  of new cocoyam (Xanthosoma sagittifolium) starch. Int J of Bio Macromol 37: 268-277.
Lim  ST,  Chang  EH,  Chung  HJ.  2001.  Thermal  transition characteristics  of  heat–moisture  treated  corn  and  potato starches. Carbohydr Polym 46: 107-115.
Liu  Q.  2005.  Understanding  starches  and  their  role  in  foods. Didalam:  Food  Carbohydrates:  Chemistry,  Physical Properties and Applications. Taylor & Francis Group.
Lorenz K, Kulp K. 1982. Cereal and root starch modification by heat-moisture  treatment.  I.  Physico-chemical  properties. Starch/Stärke 34: 50-54.
Murphy P. 2001. Starch. Didalam: Phillips GO dan Williams PA (Ed).  Handbook  of  Hydrocolloids.  CRC  Press.  Woodhead Publishing Limited. Cambridge.
Pranoto  Y,  Haryadi,  Rakshit  SK.  2009.  Karakterisasi  pati  ubi jalar  varietas  tipikal  Indonesia  dan  modifikasi  sifat reologisnya  dengan  heat-moisture  treatment  (HMT)  untuk pembuatan  mie.  Laporan  Akhir  Hasil  Penelitian  Hibah Pekerti  (Tahun  Kedua).  Fakultas  Teknologi  Pertanian. Universitas Gajah Mada.
Pukkahuta  C,  Varavinit  S.  2007.  Structural  transformation  of sago  starch  by  heat-moisture  and  osmotic-pressure treatment. Starch-stärke 59: 624-631.
Pukkahuta C, Suwannawat B, Shobsngob S, Varavinit S. 2008. Comparative  study  of  pasting  and  thermal  transition characteristic of osmotic pressure and heat-moisture treated corn starch. Carbohydr Polym 72: 527–536.
Pukkahuta C, Shobsngob S, Varavinit S. 2007. Effect of osmotic pressure on starch: new method of physical modification of starch. Starch/Stärke 58: 78-90.
Ratnayake WS, Jackson DS. 2006. Gelatinization and solubility of corn starch during heating in excess water: new insights. J Agric Food Chem 54: 3712-3716.
Roder N, Ellis PR, Butterworth PJ. 2005. Starch molecular and nutritional properties: a review. Adv in Mol Med 1: 5–14.
Sajilata MG, Singhal RS, Kulkarni PR. 2006. Resistant starch – a review. CRFSFS. 5. 2006 .
Shamekh  SS.  2002.  Effects  of  lipids,  heating  and  enzymatic treatment  on  starches.  Technical  Research  Center  of Finland.
Shivus B, Uhlen AK, Harstad OM. 2005. Effect of starch granule structure,  associated  components  and  processing  on nutritive value of cereal starch: A review. Anim Feed Sci and Tech 122: 303-320.
Singh S, Raina CS, Bawa AS, Saxena DC. 2005. Effect of heat- moisture  treatment  and  acid  modification  on  rheological, textural, and differential scanning calorimetry characteristics of sweetpotato starch. J of Food Sci 70: E373 – E 378.
Srichuwong  S,  Sunarti  TC,  Mishima  T,  Isno  N,  Hisamatsu  M. 2005.  Straches  from  different  botanical  sources  I: contribution  of  amylopectin  fine  structure  to  thermal properties  and  enzyme  digestibility.  Carbohydr  Polym  60: 529–538.
Stute  R.  1992.  Hydrothermal  modification  of  starches:  The difference  between  annealing  and  heat/moisture-treatment. Starch/Stärke 44: 205-214.
Syamsir E, Hariyadi P, Fardiaz D, Andarwulan N, Kusnandar F. 2011.  Pengaruh heat-moisture  treatment (HMT)  pada karakteristik  fisikokimia  tapioka  lima  varietas  ubi  kayu berasal  dari  daerah  Lampung.  Paper  disampaikan  pada Seminar  Nasional  PATPI  2011  di  Manado,  15–18 September 2011.
Taggart  P.  2004.  Starch  as  an  ingredient:  manufacture  and applications.  Didalam:  Eliasson  A-C  (Ed).  Starch  In  Food: Structure,  Function  and  Applications  (1 st ed).  Woodhead Publishing Limited. Cambridge.
Takaya  T,  Sano  C,  Nishinari  K.  2000.  Thermal  studies  on  the gelatinisation  and  retrogradation  of  heat-moisture  treated starch. Carbohydr Polym 41: 97-100.
Wang TL, Bogracheva TY, Hedley CL. 1998. Starch: as simple as A, B, C? (Review article). J of Exp Bot 49: 481–502.
Wattanachant  S,  Muhammad  K,  Hasyim  DM,  Rahman  RA.
2003. Effect of Ikatan silang reagent and hydroxypropilation
levels on dual-modified sago starch properties. Food Chem 80: 463-471.
Vermeylen  R,  Goderis  B,  Delcour  JA.  2006.  An  x-ray  study  of hydrothermally treated potato  starch. Carbohydr  Polym 64: 364-375.
Vieira  FC,  Sarmento  SBS.  2008.  Heat-moisture  treatment  and enzymatic digestibility of peruvian carrot, sweet potato and ginger starches. Starch/Stärke 60: 223-232.
www.Isbu.ac.uk. Starch. [10 Mei 2008].
Xie F, Liu H, Chen P, Xue T, Chen L, Yu L, Corrigan P. 2006.
Starch gelatinization under shearless and shear conditions. Int. J of Food Eng 2: Art. 6.
Zobel HF, Young SN, Rocca LA. 1988. Starch gelatinization: an x-ray diffraction study. Cereal Chem 65: 443-446.
Zobel HF. 1988. Molecules to granules: a comprehensive starch review. Starch/Stärke 40: 44-50.
Zondag  MD.  2003.  Effect  of  microwave  heat  moisture  and annealing  treatments  on  buckwheat  starch  characteristics. Research Paper. University of Wisconsin. Stout.