Hasil Penelitian
Terakreditasi Dikti: 80/DIKTI/Kep/2012
SINTESIS PATI JAGUNG TERFOSFORILASI MELALUI TEKNIK GELOMBANG MIKRO

## [Microwave-Assisted Synthesis of Phosphorylated Corn Starch]

## Atep Dian Supardan*, Suminar Setiati Achmadi dan Tun Tedja Irawadi
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Bogor
Diterima 28 Maret 2013 / Disetujui 24 Februari 2014

## ABSTRACT
Phosphorylated starch is a type of modified starches which is mostly imported. Commonly, starch to be modified must contain more than 25% of amylose. This study aimed to synthesize phosphorylated starch and evaluate its potency as a heavy metal adsorbent. Corn starch was subjected to phosphorylation through microwave-assisted reaction with a mixture of sodium dihydrogen orthophosphate and disodium hydrogen phosphate. The experiment was designed to optimize the pH, microwave radiation power, and phosphorylation time. The results showed that the maximum phosphate subtitution degree was obtained at pH of 6, microwave radiation of 500 W, and a reaction time of 10 minutes. The degree of subtitution ranged from 0.567 to 0.787. The physicochemical properties of the product i.e. swelling capacity, solubility, water binding capacity, and paste clarity were significantly different than that of the unmodified corn starch. The infrared spectrum showed a high peak absorption at the wavelength of 1651 cm -1 ,  indicating  hydrogen  bond  formation  of  phosphoric  group-water-  phosphoric  group.  In  the  fingerprint  area,  there  were  two  new  absorption peaks  at  1200  and  990  cm -1 ,  which  were  assigned  for  the  P=O  and  C-O-P  vibrations,  respectively.  The  phosphorylated  corn  starch  adsorbed methylene blue up to 73.3% and mercury up to 73.6%, suggesting the prospect of the microwave-assisted synthetic phosphorylated corn starch as an effective adsorbent for heavy metals.
Keywords: corn starch phosphorylation, heavy metal adsorption, microwave-assisted reaction, physicochemical properties

## ABSTRAK
Pati terfosforilasi merupakan salah satu pati modifikasi yang banyak diimpor. Sumber pati yang dapat dimodifikasi harus memiliki kandungan amilosa  lebih  dari  25%.  Penelitian  bertujuan  menyintesis  pati  terfosforilasi  dan  mengevaluasi  potensinya  sebagai  adsorben  logam  berat.  Pati jagung  difosforilasi  dengan  menggunakan  campuran  NaH 2 PO 4 -Na 2 HPO 4 dan  bantuan  teknik  gelombang  mikro  serta  mengoptimasi  kondisi  pH, daya gelombang mikro dan waktu reaksi fosforilasi. Derajat subtitusi fosfat didapat pada kisaran 0.567–0.787, dengan kondisi optimum pada pH 6 menggunakan  daya  500  W  selama  10  menit.  Pati  jagung  terfosforilasi  memiliki  ciri  fisikokimia  seperti  daya  mengembang,  kelarutan,  kapasitas absorpsi air dan kejernihan yang sangat berbeda dengan pati jagung tanpa  fosforilasi. Spektrum inframerah menunjukkan peningkatan serapan pada 1651 cm -1 , yang merujuk pada pembentukan ikatan hidrogen secara intramolekuler antara air dan gugus fosfat. Pada daerah sidik jari, terlihat puncak serapan sekitar 1200 dan 990 cm -1 yang menunjukkan regangan P=O dan C-O-P. Pati jagung terfosforilasi dapat menyerap biru metilena sampai  73.3%  dan  merkuri  sampai  73.6%,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  sintesi  pati  jagung  terfosforilasi  dengan  teknik  gelombang  mikro  efektif sebagai adsorben logam berat.
Kata kunci: adsorben logam berat, pati jagung terfosforilasi, pencirian fisikokimia, teknik gelombang mikro

## PENDAHULUAN
1
Pati  merupakan  salah  satu  polimer  alami  yang  melimpah. Sifat mekanik pati  yang rapuh dan gugus hidrofiliknya menjadi masalah tersendiri dalam penggunaan pati. Sifat fisik dan kimia pati  dapat  diperbaiki  dengan  memodifikasi  pati  secara  kimia. Pati dimodifikasi dengan mengubah gugus fungsi secara intra- dan  intermolekul  pada  molekul  pati,  melalui  reaksi  esterifikasi menggunakan  reagen  fosforilasi  (Aziz et  al .  2004).  Pati  ter- fosforilasi mempunyai sifat fisikokimia yang lebih baik dari pati alami  sehingga  dapat  digunakan  secara  luas  dalam  industri makanan  dan  minuman  sebagai  pengental,  penstabil,  peng- emulsi, koagulan, dan adsorben (Abbas et al . 2010; Zhang et al . 2006).  Pati  yang  digunakan  sebagai  pati  terfosforilasi  adalah pati  dengan  kadar  amilosa  tinggi.  Jagung  merupakan  serealia
*Penulis Korespondensi: E-mail: adsnadsn@gmail.com
yang  memiliki  kandungan  amilosa  sebesar  27%  (O’Brien  dan Wang,  2009).  Funami et  al. (2008)  telah  meneliti  kemampuan pati jagung dalam menjerap ion logam. Pati jagung yang telah difosforilasi oleh POCl 3 dapat digunakan untuk menjerap logam berat (Kim dan Lim, 1999). Selanjutnya, Guo et al . (2006) telah menyintesis  pati  jagung  terfosforilasi-karbamat  yang  dapat digunakan untuk menjerap logam tembaga.
Reaksi  fosforilasi  pati  biasanya  dilakukan  pada  suhu  140- 160°C  selama  3  jam  (Passauer et  al .  2010)  sehingga  dapat menyebabkan  reaksi  samping.  Teknik  gelombang  mikro  dapat digunakan dalam sintesis pati terfosforilasi  pada kondisi reaksi kering  menggantikan  metode  konvensional  yang  memerlukan pelarut,  suhu  tinggi,  dan  waktu  reaksi  yang  lama  (Jyothi et  al . 2008).  Gelombang  mikro  dapat  digunakan  untuk  menyintesis pati  terfosforilasi  dengan  cepat,  tidak  memerlukan  pelarut, meningkatkan  rendemen,  dan  tidak  mengubah  struktur  pati yang dimodifikasi (Lewandowicz, 2000). Gelombang mikro telah digunakan  untuk  membuat  pati  asetat  dengan  waktu
Hasil Penelitian
pemanasan  hanya  4  7  menit  (Shogren  dan  Biswas,  2006). Rivero et  al .  (2009)  telah  memodifikasi  tapioka  dengan  oktenil suksinat  anhidrida  dalam  gelombang  mikro  selama  7  menit menghasilkan derajat subtitusi sebesar 0.045. Maneesriraj et al . (1998) telah melakukan sintesis pati terfosforilasi dengan men- campurkan pati singkong dengan natrium heksametafosfat lalu dipanaskan  dalam  gelombang  mikro,  tetapi  derajat  subtitusi fosfat  (DSP)  yang  dihasilkan  masih  rendah,  berkisar  0.0037- 0.0068.  Teknik  gelombang  mikro  dapat  meningkatkan  nilai derajat  subtitusi  sampai  2.93  dalam  pembuatan  pati  asetat (Diop et al . 2011). Hingga saat ini, belum ada kajian mengenai sintesis  dan  pencirian  pati  jagung  terfosforilasi  (PJT)  dengan teknik  gelombang  mikro.  Penelitian  ini  bertujuan  menyintesis PJT  dengan  teknik  gelombang  mikro  untuk  mendapatkan  nilai DSP  tinggi  yaitu  >0.12  (Passauer et  al .  2010),  serta  meng- evaluasi perubahan ciri fisikokimia.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan
Bahan yang digunakan  ialah pati jagung yang berasal dari Maizenaku  yang  dapat  diperoleh  dengan  mudah  di supermarket.
Fosforilasi  pati  jagung  (Jyothi et  al. 2008  dengan modifikasi)
Sebanyak 10 g pati jagung (PJ) dimasukkan ke dalam gelas piala dan ditambah 5 mL larutan HCl (Merck) (pH 4, 5, dan 6). Selanjutnya, campuran ditambah Na 2 HPO 4 (Merck) - NaH 2 PO 4 (Merck)  dan  diaduk  sampai  homogen.  Campuran  kemudian dimasukkan  ke  dalam  oven  Microwave  (Sharp  MW71C)  (daya 500  dan  800  W)  selama  3,  5,  7,  dan  10  menit.  Campuran kemudian didinginkan dan disimpan dalam plastik kedap udara. Modifikasi  metode  dilakukan  pada  kisaran  daya  gelombang mikro dan sintesis dilakukan sebanyak 2 ulangan.

## Penentuan  DSP  (Igura  dan  Okazaki,  2010  dengan modifikasi)
Sebanyak  2  mg  PJT  dicampurkan  dengan  160  mg  KBr (Merck),  kemudian  dibuat  pelet  tipis.  Spektrum  PJT  direkam menggunakan spektrofotometer inframerah  (Tensor 37 Bruker) pada  rentang  bilangan  gelombang  4000-400  cm -1 .  Modifikasi metode dilakukan pada penggunaan bilangan gelombang untuk penentuan nilai DSP yang dihitung berdasarkan nisbah serapan relatif regangan C-O-P menggunakan persamaan:
Derajat subtitusi fosfat (DSP) [ cm- cm- ]
[ cm- cm- ]

## Pencirian fisikokimia
Pencirian fisikokimia dilakukan pada PJT yang memiliki nilai DSP optimum sebanyak tiga kali ulangan meliputi kadar air, nilai pH,  dan  daya  mengembang  yang  dilakukan  berdasarkan metode Wanrosli et al. (2011). Selain itu dilakukan uji kelarutan, kejernihan, dan kapasitas absorpsi air yang dilakukan berdasar-
kan metode Stahl et al. (2007), kepadatan total yang dilakukan berdasarkan  metode  Houssou  dan  Ayernor  (2002),  evaluasi PJT sebagai adsorben Biru Metilena  yang dilakukan berdasar- kan  metode  Ozmen et  al .  (2008)  dan  evaluasi  PJT  sebagai adsorben  Hg(II)  (Merck)  yang  dilakukan  berdasarkan  metode Amitava (2010).

## Analisis statistik
Data  penentuan  nilai  DSP  optimum  diolah  dengan  metode respons  permukaan  pada  taraf  nyata  5.00%  menggunakan bantuan program Minitab 14.0.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kenampakan dan tekstur PJT
Pati jagung yang digunakan berupa serbuk putih halus, di- campurkan  dengan  HCl  dan  NaH 2 PO 4 -Na 2 HPO 4 membentuk pasta, tetapi setelah dikenai gelombang mikro berubah menjadi kering.  Hal  ini  mengindikasikan  telah  terjadi  reaksi  taut  silang fosfat  pada  kondisi  basah  (Fang et  al .  2008)  dan  reaksi fosforilasi pada kondisi kering (Deetae et al . 2008). Panas yang timbul  akibat  gelombang  mikro  membuat  air  yang  terdapat dalam  campuran  baik  yang  ditambahkan  maupun  hasil esterifikasi  menguap  sehingga  PJT  membentuk  granul  kecil yang kasar (Gambar 1). Jika PJT digerus menghasilkan serbuk yang  lebih  padat  dibandingkan  PJ.  Gelombang  mikro  me- ningkatkan pergerakan getaran air yang dapat menghancurkan susunan kristal lamelar amilopektin dan memecahkan granul PJ menjadi  lebih  rapat  sebagaimana  dilaporkan  oleh  Palav  dan Seetharaman (2007).
Gambar 1. Pati jagung (kiri) dan PJT (kanan)

## DSP PJT
Berdasarkan  hasil  perhitungan  menggunakan  serapan relatif  C-O-P  spektrum  inframerah  diperoleh  nilai  DSP maksimum  0.787  pada  kondisi  pH  6,  daya  gelombang  mikro 500 W selama 10 menit. Hal ini menunjukkan bahwa DSP yang dihasilkan tinggi karena menurut Stahl et al. (2007) DSP tinggi melebihi 0.12. Nilai ini lebih tinggi daripada yang telah dilakukan Jyothi et  al .  (2008)  yang  menghasilkan  DSP  0.017-0.084. Na 2 HPO 4 -NaH 2 PO 4 menunjukkan  sumber  reagen  fosfat  yang lebih  baik  dibandingkan  dengan  natrium  heksametafosfat (Maneesriraj et  al .  1998),  POCl 3 (Yoneya et  al .  2003), epiklorohidrin (Ackar et al. 2010), trinatrium tripolifosfat (TNTPP) (Błaszczak et  al. 2010),  dan  trinatrium  trimetafosfat  (TNTMP) (Sang et  al. 2010).  Campuran  Na 2 HPO 4 -NaH 2 PO 4 juga  dapat
Hasil Penelitian
Terakreditasi Dikti: 80/DIKTI/Kep/2012
menghasilkan  DSP  tinggi  pada  suasana  asam  maupun  basa (Stahl et  al. 2007)  dan  dapat  membantu  menyebarkan gelombang  mikro  dalam  proses  fosforilasi  PJ  sehingga tumbukan lebih kuat (Ryynanen, 1995).
Pengaruh daya, waktu dan pH pada reaksi fosforilasi Pada  daya  500  W  dihasilkan  DSP  maksimum  karena gelombang  mikro  yang  diberikan  dapat  menguapkan  air  tanpa merusak  hasil  esterifikasi  (Luo et  al .  2009).  Peningkatan  daya menjadi 800 W menyebabkan penurunan DSP PJT dibanding- kan daya 500  W. Pemberian daya gelombang mikro lebih dari 800  W  dapat  menghanguskan  PJT  dan  memutuskan  ikatan ester fosfat yang terbentuk. Teknik gelombang mikro digunakan untuk memberikan energi maksimum melalui tumbukan (Deetae et al . 2008), menguapkan air yang dihasilkan, dan menghindari kemungkinan  hidrolisis  ikatan  ester  yang  terbentuk  dan menjadikan  gugus  fosfat  sehingga  menjadi  lebih  reaktif  ter- hadap pati dibandingkan pemanasan konvensional.
Nilai  DSP  maksimum  dicapai  pada  saat  pH  campuran  6. Adapun  pH  campuran  4  dan  5  dapat  menghidrolisis  ikatan glikosida.  Meskipun  pH  4  dan  5  tidak  berpengaruh  langsung terhadap  DSP,  pemberian  gelombang  mikro  dapat  me- ningkatkan getaran asam untuk bertumbukan, memotong ikatan hidrogen dan memudahkan ion fosfat bereaksi dengan gugus – OH pati bebas (Shogren, 2003). Pada pH campuran 6 protonasi fosfat untuk reaksi fosforilasi lebih mudah terjadi dibandingkan dengan reaksi hidrolisis ikatan glikosida. Hal ini senada dengan temuan Błaszczak et al . (2010), yang menyatakan bahwa reaksi fosforilasi dapat menghasilkan DSP maksimum pada kisaran pH 6-6.5.
Fosforilasi PJ dengan bantuan gelombang mikro memerlu- kan waktu 10 menit. Hal ini lebih cepat daripada yang dilakukan oleh  Błaszczak et  al .  (2011)  yaitu  2  jam  untuk  fosforilasi  pati pada  kondisi  basa  dan  45  menit  jika  dilakukan  pada  kondisi asam.  Bahkan  Sang et  al. (2007)  memerlukan  waktu  3  jam untuk fosforilasi pati pada pH 11.5 dan suhu 45°C. Waktu reaksi lebih  dari  10  menit  menunjukkan  penurunan  nilai  DSP.  Hal  ini disebabkan  setelah  10  menit  campuran  mendapatkan  energi gelombang  mikro  yang  berlebihan  yang  dapat  memutuskan ikatan  ester  fosfat  yang  terbentuk  dan  menghanguskan campuran (Luo et al . 2009).
Berdasarkan  metode  permukaan  respons,  faktor  pH,  daya gelombang  mikro  dan  waktu  mempengaruhi  keragaman  nilai DSP fosforilasi PJ sebesar 72.6%. Ketiga faktor tersebut mem- punyai  pengaruh  yang  berbeda  terhadap  DSP,  semakin  kecil nilai p maka semakin kuat pengaruhnya. Daya gelombang mikro ( p =0.004) memiliki pengaruh yang lebih kuat terhadap DSP PJT dibandingkan pH ( p =0.014) dan waktu reaksi ( p =0.038). Hal ini membuktikan bahwa teknik gelombang mikro sangat membantu proses  fosforilasi  dibandingkan  dengan  pH  campuran  dan lamanya waktu reaksi. Ketiga faktor tersebut dapat berinteraksi secara  sinergis  maupun  antagonis  dalam  mempengaruhi  nilai DSP.  DSP  secara  kuat  dipengaruhi  oleh  interaksi  daya gelombang  mikro-waktu  ( p =0.005)  dibandingkan  interaksi  pH- daya  ( p =0.006)  dan  pH-waktu  ( p =0.358)  (Gambar  2).  Hal  ini sejalan  dengan  nilai  DSP  maksimum  yang  dihasilkan  oleh pengaruh  interaksi  daya-waktu  yaitu  ±0.725  sedangkan interaksi  pH-daya  memiliki  nilai  DSP  PJT  yang  lebih  kecil
±0.030  dibandingkan  dengan  DSP  PJT  akibat  pengaruh interaksi  sinergis  pH-waktu  yaitu  sebesar  0.720.  Model permukaan  respon  sintesis  PJT  dengan  bantuan  gelombang mikro  dapat  dituliskan  sebagai  berikut  DSP =  [(0.152432)  + (0.069564  pH)  +  (0.000585  daya)  +  (0.027477  waktu)  – (0.000103  pH  daya)  +  (0.001926  pH  waktu)  –  (0.000033 daya  waktu)].  Jika  model  ini  diuji  pada  kondisi  maksimum sintesis  PJT,  yaitu  pH  6,  daya  500  W  dan  waktu  10  menit menghasilkan  DSP  sebesar  0.778  lebih  kecil  dibandingkan dengan DSP optimum penelitian PJT yaitu 0.787.
Gambar 2.  Kontur dan grafik (A) interaksi pH-daya terhadap nilai DSP,
(B) interaksi pH-waktu terhadap nilai DSP dan (C) interaksi daya-waktu terhadap nilai DSP
Fosforilasi  PJ  lebih  mudah  terjadi  pada  fraksi  amilosa dibandingkan amilopektin. Teknik gelombang mikro menjadikan fosforilasi dapat terjadi pada keduanya karena selain membantu mereaksikan  ion  fosfat  dengan  gugus  hidroksil  pati  melalui tumbukan,  gelombang  mikro  juga  dapat  memotong  struktur amilopektin  dan  menjadikannya  lebih  mudah  bereaksi  dengan ion  fosfat  (Palav  dan  Seetharaman,  2007).  Dengan  demikian, fosforilasi  pati  dapat  diperkirakan  melalui  panjangnya  rantai amilopektin  (Blennow et  al .  2000).  Pati  memiliki  gugus  –OH
800 750 700
650
600 550 500 4.0  4.5  5.0  5.5  6.0 pH Da ya 0.68-0.69 0.66-0.67 0.64-0.65 DSP < 0.63 0.63-0.64 0.65-0.66 0.67-0.68 > 0.69 pH Daya DS P 0.70 0.68 0.66 0.64 4 5 6  500 600 700 800 A B pH Waktu DS P 0.72 0.68 0.64 0.60 4 5 6 4 6 8 10 C 3 10 9 8 7 6 5 4 4.0 4.5  5.0  5.5  6.0 pH W akt u 800 10 9 8 6 5
4 3 500 550 650 700 750 Daya W akt u  7 600 0.70-0.72 0.66-0.68 0.62-0.64 DSP < 0.60 0.60-0.62 0.64-0.66 0.68-0.70 > 0.72 0.675-0.700 0.625-0.650
DSP < 0.600 0.600-0.625 0.650-0.675 0.700-0.725 > 0.725 800 Daya Waktu DS P 0.75 0.70 0.65 0.60 500  600 700 4 6 8 10
Hasil Penelitian
bebas  dengan  posisi  ekuatorial  pada  C2,  C3,  dan  C6 (Leszczyñski,  2004).  Posisi  gugus  –OH  pada  C3  dan  C6 memiliki  kemungkinan  untuk  bereaksi  dengan  ion  fosfat  lebih tinggi karena kedudukannya yang terbuka, namun jika  struktur tiga dimensi amilosa dipertimbangkan, maka reaksi dengan ion fosfat  lebih  mudah  terjadi  terhadap  gugus  –OH  pada  C3  yang mengarah  ke  luar  dibandingkan  dengan  gugus  –OH  pada  C6 yang  mengarah  ke  dalam  di  sepanjang  sumbu  rantai  terpilin (helix) amilosa (Blennow et al . 2000).

## Spektrum inframerah PJT
Spektrum  inframerah  PJT  menunjukkan  peningkatan puncak serapan dibandingkan spektrum inframerah PJ (Gambar 3), yaitu pada bilangan gelombang 3409 cm -1 (regangan O-H), 2933  cm -1 (regangan  C-H),  dan  1158  cm -1 (regangan  C-O). Gambar  3  tidak  memperlihatkan  peningkatan  serapan  yang signifikan pada 2360 cm -1 yang menunjukkan taut silang fosfat pada pati (Wanrosli et al . 2011). Serapan pada 1651 cm -1 me- nunjukkan pembentukan ikatan hidrogen secara intra-molekuler antara  air  dan  gugus  fosfat  pada  PJT  (Liu et  al .  2012).  Pada daerah  sidik  jari  spektrum  inframerah  PJT,  puncak  serapan berada  di  sekitar  bilangan  gelombang  1325  (regangan  C-H), 1200 (P=O), dan 990 cm -1 (C-O-P) merujuk pada ikatan fosfat pada  pati  monoester  fosfat  (Zhang  dan  Wang,  2009).  Hal  ini diperkuat  oleh  penelitian  Passauer et  al .  (2010)  pada  pati terfosforilasi  TNTPP-TNTMP  yang  memiliki  puncak  serapan yang sama.
Gambar 3. Spektrum inframerah PJT (A) dan PJ (B)

## Kadar air PJT
PJT  memiliki  kandungan  air  12.7%  lebih  besar  dibanding- kan dengan PJ, yaitu 7.7%. Peningkatan air pada PJT disebab- kan  adanya  penambahan  HCl.  Jika  PJ  ditambah  dengan  HCl tanpa  diberikan  gelombang  mikro,  maka  kandungan  airnya mencapai 33.5%. Hal ini menunjukkan bahwa gelombang mikro dapat menguapkan air (Palav dan Seetharaman,  2006) dan ikut mengendalikan  ketersediaan  air  selama  proses  reaksi fosforilasi,  sehingga  fosforilasi  PJ  dalam  suasana  asam  dapat terjadi dalam waktu lebih singkat (Deetae et al . 2008).

## Nilai pH PJT
PJT mempunyai pH 6.33. Nilai ini lebih rendah daripada pH PJ,  yaitu  6.67.  Penurunan  nilai  pH  PJT  dikarenakan  pe- nambahan HCl. Pada kondisi ini, ion fosfat mengalami protonasi dan  bereaksi  dengan  cepat  dengan  gugus  –OH  pati.  Ber- dasarkan  hasil  tersebut,  untuk  mendapatkan  DSP  tinggi  maka
fosforilasi  PJ  perlu  dilakukan  pada  kondisi  pH  netral.  Hal  ini berbeda sekali dengan hasil penelitian sebelumnya yang dilaku- kan pada kondisi basa (Stahl et al . 2007). Fosforilasi pati dalam kondisi basa dapat menyebabkan warna pati menjadi kekuning- kuningan (Manoi dan Rizvi, 2010) dan muatan negatif  dari ion fosfat bertolakan dengan gugus –OH pada pati, sehingga dapat menurunkan DSP (Lim dan Seib, 1993).

## Daya mengembang dan kapasitas absorpsi air PJT
Daya  mengembang  PJT  sebesar  35.4%  lebih  kecil  di- bandingkan dengan PJ, yaitu 67.3%. Campuran air, asam, PJ, dan fosfat menyerap gelombang mikro dan memposisikan diri. Perubahan orientasi ini menyebabkan tumbukan, menimbulkan panas, dan merusak ikatan hidrogen (Palav dan Seetharaman, 2006).  Granula  PJT  hancur  dan  menjadi  lebih  rapat  sehingga proses  penyerapan  air  menjadi  lebih  sulit  (Palav  dan Seetharaman, 2007). Hal ini mengakibatkan kapasitas absorpsi PJT  sebesar  430.00  mg/g  lebih  kecil  daripada  kapasitas absorpsi  PJ,  yaitu  673.33  mg/g.  Hasil  ini  jelas  berbeda  jika sintesis  dilakukan  pada  kondisi  basah  dan  pH  basa.  NaOH dapat  merusak  dan  menghidrolisis  bagian  amorf  dari  granula pati  sehingga  granula  pati  menjadi  terstabilkan  oleh  ikatan hidrogen  yang  terbentuk,  yang  menyebabkan  pertambahan daya mengembang granul pati (Karim et al . 2008).

## Kepadatan total dan kelarutan PJT
Kepadatan total PJT lebih tinggi (0.747 g/mL) dibandingkan kepadatan  total  PJ  (0.506  g/mL).  Gelombang  mikro  dapat menembus sampai tingkat molekuler PJ sehingga tumbukan air, ion  fosfat  dan  PJ  dapat  menyebabkan  hancurnya  sisi  amorf granul pati. Gugus fosfat dalam PJT mengakibatkan tertariknya struktur tiga dimensi pati sehingga granula menjadi lebih padat daripada  granula  PJ  sebagai  kondisi  awal  (Palav  dan Seetharaman, 2007). Hal ini menjadikan PJT lebih mudah larut dalam air dibandingkan PJ. Kelarutan PJT lebih besar (1.32%) dibandingkan dengan kelarutan PJ asalnya (0.07%). Peningkat- an  nilai  kelarutan  PJT  disebabkan  oleh  gugus  fosfat  mampu berikatan  hidrogen  secara  intramolekuler  dengan  molekul  air, sehingga  kelarutan  PJT  meningkat  sejalan  dengan  hasil penelitian Sang et al . (2010).

## Kejernihan PJT
Larutan  PJT  memiliki  kejernihan  yang  lebih  tinggi  di- bandingkan  dengan  PJ  (Gambar  4).  Kejernihan  larutan  PJT meningkat  tajam  pada  hari  pertama,  yaitu  dari  5.9%  menjadi 70.8%  sedangkan  peningkatannya  pada  hari  berikutnya  tidak terlalu signifikan akibat dari kesetimbangan gaya tolak-menolak antar  molekul  PJT  telah  tercapai.  Hal  tersebut  jelas  berbeda dari  kejernihan  larutan  PJ  yang  hanya  mencapai  17.9%. Peningkatan kejernihan PJT disebabkan oleh gugus fosfat pada PJT  yang  memposisikan  diri  dalam  struktur  tiga  dimesi  PJT sehingga  antar  rantai  amilosa  maupun  amilopektin  menjadi lebih teratur (Stahl et al. 2007). Gugus fosfat yang terikat antar rantai  pati  mereduksi  interaksi  kelarutan  amilosa  di  dalam  air (Lim dan Seib, 1993) sehingga fosfat yang terikat menstabilkan struktur  tiga  dimensi  PJT  (Anwar et  al .  2006)  dan  menaikkan kejernihan (Landerito dan Wang, 2005). Oleh sebab itu, larutan
Ab so rb an 0.0 0.5 1.0. 1.5 A B 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Bilangan Gelombang (1/cm)
Hasil Penelitian
Terakreditasi Dikti: 80/DIKTI/Kep/2012
PJT sampai jam ke-27 masih mengalami peningkatan turbiditas sampai kesetimbangan tercapai (Singh et al . 2004).
Gambar 4.  Hubungan  persentase  transmitansi  dan  waktu  terhadap kejernihan PJT dan PJ
PJT sebagai adsorben biru metilena dan [Hg 2+ ] PJT  dapat  menyerap  biru  metilena  sampai  73.3%  lebih tinggi 47.3% dibandingkan dengan PJ asalnya. Hal ini lebih baik jika dibandingkan  dengan penelitian yang  dilakukan oleh Fang et al. (2008), pati terfosforilasinya hanya mampu menyerap biru metilena sebesar 70.3%. PJT memiliki gugus fosfat yang dapat digunakan  sebagai  adsorben  logam  berat  ataupun  zat  warna (Delval et al . 2005). Hal ini dibuktikan dengan kemampuan PJT dalam menyerap logam [Hg 2+ ] sebesar 73.6% dan nilai ini lebih tinggi 35.3% dibandingkan dengan PJ. Pada penelitian ini PJT dihasilkan  dari  proses  fosforilasi  PJ  melalui  radiasi  dengan gelombang  mikro  selama  10  menit,  yang  membuktikan  bahwa gelombang mikro efektif dalam pembuatan adsorben (Foo dan Hameed, 2012).

## KESIMPULAN
PJT  yang  dihasilkan  melalui  reaksi  fosforilasi  PJ  dengan bantuan gelombang mikro pada kondisi pH 6, daya gelombang mikro  500  W  selama  10  menit  memiliki  DSP  0.787.  Hasil pencirian  fisikokimia  meliputi  daya  mengembang,  kelarutan, kapasitas absorpsi air, dan kejernihan menunjukkan perbedaan ciri  PJT  yang  nyata  dari  ciri  PJ  sebagai  bahan  baku  PJT tersebut.  Berdasarkan  kapasitas  penyerapan  biru  metilena sebesar 73.3% dan merkuri sebesar  73.6% yang dimilikii  PJT, maka  teknik  gelombang  mikro  dinilai  efektif  untuk  digunakan dalam menyintesis PJT sebagai adsorben logam berat dan zat warna.

## DAFTAR PUSTAKA
Abbas KA, Khalil SK, Hussin ASM. 2010. Modified starches and their usages in selected food products: a review study. J Agr Sci 2: 90-100. DOI: 10.5539/jas.v2n2p90. ckar  D,  Babic´  J,  Šubaric´  D,  Kopjar  M,  Milicevic  B.      . Isolation  of  starch  from  two  wheat  varieties  and  their modification  with  epichlorohydrin.  Carbohyd  Polym  81:  76- 82. DOI: 10.1016/j.carbpol.2010.01.058.
Amitava  S. 2010.  Exploitation of Avtivated Carbon Material for the  Sorption  of  Mercury.  [Dissertation].  Chennai. Department  of  chemistry.  Indian  Institute  of  Tecnology Madras.
Anwar  E,  Yusmarlina  D,  Rahmat  H,  Kosasih.  2006. Phosphorylation  of  pregelatinized  maranta  starch  ( Maranta arundinaceae L.)  as  theophyllin  tablet  matrix  controlled release. Majalah Farmasi Indonesia 17: 37-44.
Aziz A, Daik R, Daud NIN, Yamin BM. 2004. Hydroxypropylation and acetylation of sago starch. Malays J Chem 6: 48-54.
Błaszczak W, Bidzin´ka E, Dyrek K, Fornal J, Michale M, Wenda E.  2011.  Effect  of  phosphorylation  and  pretreatment  with high  hydrostatic  pressure  on  radical  processes  in  maize starches  with  different  amylose  contents.  Carbohyd  Polym 85: 86-96. DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.01.055.
Błaszczak W, Bidzinska E, Dyrek K, Fornal J, Wenda E.     . EPR study of the influence of high hydrostatic pressure on the  formation  of  radicals  in  phosphorylated  potato  starch. Carbohyd  Polym  82:  1256-1263.  DOI:  10.1016/j.carbpol. 2010.07.006.
Blennow  A,  Engelsen  SB,  Munck  L,  Moller  BL.  2000.  Starch molecular  structure  and  phosphorylation  investigated  by  a combined  chromatographic  and  chemometric  approach. Carbohyd  Polym  41:  163-174.  DOI:  10.1016/S0144-8617 (99)00082-X.
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.
Delval  F,  Crini  G,  Bertini  S,  Filiatre  C,  Torri  G.  2005.
Preparation,  characterization  and  sorption  properties  of crosslinked starch-based exchangers. Carbohyd Polym 60: 67-75. DOI: 10.1016/j.carbpol.2004.11.025.
Diop  CIK,  Li  HL,  Xie  BJ,  Shi  J.  2011.  Effects  of  acetic acid/acetic anhydride ratios on the properties of corn starch acetates.  Food  Chem  126:  1662-1669.  DOI:  10.1016/ j.foodchem. 2010.12.050.
Fang Y, Wang LJ, Li D, Li BZ, Bhandari B, Chen XD, Mao ZH. 2008.  Preparation  of  crosslinked  starch  microspheres  and their drug loading and releasing properties. Carbohyd Polym 74: 379-384. DOI: 10.1016/j.carbpol.2008.03.005.
Foo KY, Hameed BH. 2012. Microwave-assisted regeneration of activated carbon. Bioresource Technol 119: 234–240. DOI: 10.1016/j.biortech.2012.05.061.
Funami T, Noda S, Hiroe M, Asai I, Ikeda S, Nishinari K. 2008. Functions  of  iota-carrageenan  on  the  gelatinization  and retrogradation  behaviors  of  corn  starch  in  the  presence  or absence of various salts. Food Hydrocolloid 22: 1273-1282. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2007.09.008.
Guo L, Zhang SF, Ju BZ, Yang JZ. 2006. Study on adsorption of Cu(II)  by  water-insoluble  starch  phosphate  carbamate. Carbohyd Polym 63: 487-492. DOI: 10.1016/j.carbpol.2005. 10.006.
Houssou P, Ayernor GS. 2002. Appropriate processing and food functional  properties  of  maize  flour.  Afr  J  Sci  Technol  3: 126-131.

## 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % T Waktu (Hari) PJT PJ
Hasil Penelitian
Terakreditasi Dikti: 80/DIKTI/Kep/2012
Igura M, Okazaki M. 2010. Cadmium sorption characteristics of phosphorylated  sago  starch-extraction  residue.  J  Hazard Mater 178: 686-692. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.01.142. Jyothi AN, Sajeev MS, Moorthy SN, Sreekumar J, Rajasekharan KN. 2008. Microwave-assisted synthesis of cassava starch phosphates and their characterization. J Root Crops 34: 34- 42.
Karim AA, Nadiha MZ, Chen FK, Phuah YP, Chui YM, Fazilah A.  2008.  Pasting  and  retrogradation  properties  of  alkali- treated sago ( Metroxylon sagu )  starch. Food Hydrocolloids 22: 1044-1053. DOI: 10.1016/ j.foodhyd.2007.05.011.
Kim BS, Lim ST. 1999. Removal of heavy metal ions from water by cross-linked carboxymethyl corn starch. Carbohyd Polym 39: 217-223. DOI: 10.1016/S0144-8617(99)00011-9.
Landerito  NA,  Wang  YJ.  2005.  Preparation  and  properties  of starch phosphates using waxy, common, and high-amylose corn  starches.  II  reactive  extrucsion  method.  Cereal Chem 82: 271-276. DOI: 10.1094/CC-82-0271.
Leszczyñski W. 2004.  Resistant  starch-classification, structure, production. Pol J Food Nutr Sci 13: 37-50.
Lewandowicz G, Fornal J, Walkowski A, Maczynski M, Urbaniak G,  Szyman´ska  G.  2000.  Starch  esters  obtained  by microwave  radiation-structure  and  functionality.  Ind  Crop Prod 11: 249-257. DOI: 10.1016/S0926-6690(99)00065-5. Lim  S,  Seib  PA.  1993.  Preparation  and  pasting  properties  of wheatand  corn  starch  phosphates.  Cereal  Chem  70:  137- 144.
Liu J, Chen J, Dong N, Ming J, Zhao G. 2012. Determination of degree  of  substitution  of  carboxymethyl  starch  by  Fourier transform  mid-infrared  spectroscopy  coupled  with  partial least  squares.  Food  Chem  132: 2224-2230.  DOI:  10.1016/ j.foodchem.2011.12.072.
Luo  FL,  Huang  Q,  Fu  X,  Zhang  LX,  Yu  SJ.  2009.  Preparation and  characterisation  of  crosslinked  waxy  potato  starch. Food Chem 115: 563-568. DOI: 10.1016/j.foodchem. 2008. 12.052.
Maneesriraj  M,  Phetkoa  S,  Narkrugsa  W.  1998.  Starch phosphate production by microwave technique. Kasetsart J Nat Sci 32: 234-241.
Manoi K, Rizvi  SSH. 2010. Physico-chemical characteristics of phosphorylated  cross-linked  starch  produced  by  reactive supercritical  fluid  extrusion.  Carbohyd  Polym  81:  687-694. DOI: 10.1016/j.carbpol.2010.03.042.
O’Brien S,  Wang YJ.     . Effects of shear and pH on starch phosphates  prepared  by  reactive  extrusion  as  a  sustained release agent. Carbohyd Polym 77: 464-471. DOI: 10.1016/ j.carbpol.2009.01.014.
Ozmen EY, Sezgin M, Yilmaz A, Yilmaz M. 2008. Synthesis of  -cyclodextrin  and  starch  based  polymers  for  sorption  of azo dyes from aqueous solutions. Bioresource Technol 99: 526-531. DOI: 10.1016/j.biortech.2007.01.023.
Palav  T,  Seetharaman  K.  2006.  Mechanism  of  starch gelatinization  and  polymer  leaching  during  microwave heating.  Carbohyd  Polym  65:  364-370.  DOI:  10.1016/ j.carbpol.2006.01.024.
Palav T, Seetharaman K. 2007. Impact of microwave heating on the  physico-chemical  properties  of  a  starch–water  model system.  Carbohyd  Polym  67:  596-604.  DOI:  10.1016/j. carbpol.2006.07.006.
Passauer  L,  Bender  H,  Fischer  S.  2010.  Synthesis  and characterisation  of  starch  phosphate.  Carbohyd  Polym  82: 809-814. DOI: 10.1016/j.carbpol.2010.05.050.
Rivero  IE,  Balsamo  V,  Müller  AJ.  2009.  Gelombang  mikro- assisted  modification  of  starch  for  compatibilizing  LLDPE/ starch blends. Carbohyd Polym 75: 343–350. DOI: 10.1016/ j.carbpol.2008.08.012.
Ryynanen  S.  1995.  The  electromagnetic  properties  of  food materials:  a  review  of  the  basic  principles.  Food  Eng 26: 409-429. DOI: 10.1016/0260-8774(94)00063-F.
Sang  Y,  Prakash  O,  Seib  PA.  2007.  Characterization  of phosphorylated cross-linked resistant starch by 31 P nuclear magnetic  resonance  ( 31 P  NMR)  spectroscopy.  Carbohyd Polym 67: 201–212. DOI: 10.1016/j.carbpol.2006.05.009. Sang Y, Seib PA, Herrera AI, Prakash O, Shi YC. 2010. Effects of  alkaline  treatment  on  the  structure  of  phosphorylated wheat starch and its digestibility. Food Chem 118: 323-327. DOI: 10.1016/j.foodchem.2009.04.121.
Shogren RL, Biswas A. 2006. Preparation of water-soluble and water-swellable  starch  acetates  using  microwave  heating. Carbohyd  Polym  64:  16-21.  DOI:  10.1016/j.carbpol.2005. 10.018.
Shogren  RL.  2003.  Rapid  preparation  of  starch  esters  by  high temperature/pressure  reaction.  Carbohyd  Polym  52:  319– 326. DOI: 10.1016/S0144-8617(02)00305-3.
Singh  N,  Sandhu  KS,  Kaur  M.  2004.  Characterization  of starches  separated  from  Indian  chickpea  ( Cicer  arietinum L.)  cultivars.  Food  Eng  63:  441–449.  DOI:  10.1016/j. jfoodeng.2003.09.003.
Stahl  JA,  Lobato  LP,  Bochi  VC,  Kubota  EH,  Gutkoski  LC, Emanuelli  T.  2007.  Physico-chemical  properties  of  Pinhao ( Araucaria  angustifolia ,  Bert  O.  Ktze)  starch  phosphate. LWT-Food  Sci  Technol  40:  1206-1214.  DOI:  10.1016/ j.lwt.2006.07.015.
Wanrosli  WD,  Rohaizu  R,  Ghazali  A.  2011.  Synthesis  and characterization of cellulose phosphate from oil palm empty fruit bunches microcrystalline cellulose. Carbohyd Polym 84: 262-267. DOI: 10.1016/j.carbpol.2010.11.032.
Yoneya  T,  Ishibashi  K,  Hironaka  K,  Yamamoto  K.  2003.
Influence of cross-linked potato starch treated with POCl 3 on DSC,  rheological  properties  and  granule  size.  Carbohyd Polym 53: 447-457. DOI: 10.1016/S0144-8617(03)00143-7. Zhang  J,  Li  A,  Wang  A.  2006.  Study  on  superabsorbent composite.  VI.  Preparation,  characterization  and  swelling behaviors  of  starch  phosphate-graft-acrylamide/attapulgite superabsorbent  composite.  Carbohyd  Polym  65:  150-158. DOI: 10.1016/j.carbpol.2005.12.035.
Zhang  J,  Wang  ZW.  2009.  Optimization  of  reaction  conditions for resistant Canna edulis Ker starch phosphorylation and its structural  characterization.  Ind  Crops  Prod  30:  105-113. DOI: 10.1016/j.indcrop.2009.02.006.