## KARAKTERISASI  TAPIOKA DARI LIMA VARIETAS UBI KAYU (Manihot utilisima Crantz) ASAL LAMPUNG

## Characterization of Tapioca from Five Varieties Manihot utilisima Crantz from Lampung
Elvira Syamsir 1 , Purwiyatno Hariyadi, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan dan Feri Kusnandar
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB dan Southeast Asia Food and Agricultural Science and Techonolgy (SEAFAST) Center IPB Email : elvira_tpg@yahoo.com

## ABSTRACT
The  physicochemical  and  functional  properties  of  starches  (tapioca)  from  five  varieties Manihot  utilisima Crantz (Thailand,  Kasetsar,  Pucuk  Biru,  Faroka  and  Adira-4)  from  Lampung were  evaluated.    All  tapioca  samples  showed  a  typical  A-type  diffraction  pattern,  indicating  that variety  had  no  effect  on  it.  However,  the  starch  crystallinity  was  affected.    Some  parameters  of physicochemical  and  functional  of  tapioca  from  five  varieties  varied  significantly  (p  <  0,05). Analysis  of  correlation  showed  that  amylose,  fat,  ash  as  well  as  crystalinity  and  swelling  power affected  some  of  pasting  and  gel  texture  parameters.    Digestion  of  gelatinized  starch  was  also affected by root varieties.
Key words: physicochemical properties, pasting, texture, crystalinity

## PENDAHULUAN
Produksi ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) di Indonesia pada periode 2004-2010, berkisar  antara 17.54.648  ton sampai 23.908.459 ton.  Sepertiga dari total produksi  tersebut  berasal  dari  Lampung, diikuti  oleh Jawa  Timur,  Jawa  Tengah, Jawa  Barat,  Daerah  Istimewa Yogyakarta dan  Nusa  Tenggara  Timur  (Badan  Pusat Statistik, 2011).
Ketahanan yang tinggi  terhadap kondisi stress lingkungan menyebabkan ubi kayu  banyak  ditanam pada  skala kecil dan dengan sumber daya terbatas (El-Sharkawy, 2004). Di lain sisi, keragaman varietas ubi kayu di Indonesia cukup tinggi. Bank Gen BB-Biogen  Bogor mencatat  sebanyak  600 aksesi  plasma  nutfah,  452  diantaranya  ada dalam  data  base  (BB-Biogen,  2010). Kondisi  ini menyebabkan beragamnya varietas ubi kayu di lapangan.
Tapioka  (pati  ubi  kayu) merupakan industri utama dari    ubi kayu. Proses ekstraksi  yang  relatif  mudah,  sifat patinya yang  unik  dengan  warna  dan  flavor  netral menyebabkan tapioka banyak dimanfaatkan
sebagai ingredien maupun  aditif di  industri pangan. Tapioka  direkomendasikan  untuk memperbaiki  ekspansi  produk  ekstrusi, pengental  pada  produk  yang kondisi prosesnya tidak  ekstrim, bahan  pengisi dalam  produk  makanan  bayi  olahan  dan bahan pengikat pada produk-produk biskuit dan konfeksioneri (Tonukari, 2004).
Aplikasi  pati  dalam  suatu  produk dipengaruhi  oleh  kemampuannya untuk membentuk karakteristik produk akhir yang diinginkan.    Perbedaan  karakteristik  fisiko- kimia seperti bentuk granula, rasio amilosa/ amilopektin, karakteristik  molekuler  pati dan  keberadaan  komponen  lain  merupakan penyebab  perbedaan  sifat  fungsionalitas (Copelan et  al., 2009;  Nwokocha et  al., 2009).
Variasi sifat  fungsional  pati  di dalam  suatu  spesies menyebabkan masalah dalam  pengolahan  karena  inkonsistensi bahan  baku. Karakterisasi  dan studi komparatif  sifat  fisikokimia  dan  fungsional pati  dalam  suatu  varietas  karena  itu  perlu dilakukan  untuk  memprediksi  kesamaan dan  perbedaan  perilakunya pada  tahap aplikasi.
Tujuan  penelitian  ini  adalah untuk mengetahui  karakteristik  fisikokimia  dan fungsional  tapioka  lima  varietas  berbeda (Thailand,  Kasetsar,  Pucuk  Biru,  Faroka dan  Adira-4) sehingga  memperoleh data base karakteristik fisikokimia dan fungsional  tapioka lima varietas  ubi  kayu. Selain  itu,  penelitian  ini  juga  bertujuan untuk  mengetahui pengaruh  perbedaan varietas terhadap parameter yang dianalisis.

## METODA PENELITIAN

## Rancangan Penelitian
Kegiatan penelitian laboratories (pure  experiment)  ini  terdiri  atas  enam kegiatan utama, yaitu : 1) ekstraksi tapioca, 2)  analisis  proksimat, kadar  pati  dan  kadar amilosa,  3) pengamatan  struktur  kristal pati,    4)  karakterisasi  pasting,  5) analisis kapasitas  pembengkakan (swelling  power) dan  solubilitas,  dan 6) karakteristik  gel – analisis  profil  tekstur.    Semua  kegiatan  di atas  dilakukan  di laboratorium  Jurusan TPG, IPB, Bogor.

## Rancangan Percobaan
Lima jenis ubi kayu, yaitu Thailand, Kasetsar,  Pucuk  Biru,  Faroka  dan  Adira-4 diuji  pengaruhnya  terhadap    karakteristik fisikokimia  tapioca. Pengukuran  nilai parameter dilakukan sebanyak tiga ulangan.

## Bahan dan Alat
Bahan  utama  penelitian  ini  adalah tapioka dari  lima  varietas  ubi  kayu. Ubi kayu diperoleh dari Medco Energi Lampung.    Ekstraksi  pati  dilakukan  di industri  kecil  tapioka  Kedung  Halang Bogor. Bahan lainnya adalah  akuades dan bahan kimia untuk keperluan analisis.
Peralatan yang digunakan mencakup peralatan proses untuk produksi tapioka dan peralatan  analisis  termasuk juga instrumen difraksi  sinar-X, texture  analyzer, Rapid Visco Analyzer dan mikroskop polarisasi.

## Metoda Analisis

## Ekstraksi tapioka
Umbi  dikupas,  dicuci  bersih  dan diparut.    Ekstraksi  pati  dilakukan dengan mengepres umbi  yang  telah  diparut. Pengepresan  dilakukan  secara  manual  di dalam  air  mengalir. Ekstrak  pati  secara kontinyu dialirkan ke wadah penampungan. Pengepresan  dilakukan  sampai  air  yang digunakan  tidak  lagi  berwarna  keruh.    Air berisi  ekstrak  pati  didiamkan  di  dalam wadah  penampung  selama  sekitar  tiga  jam (permukaan  endapan  pati  yang  tadinya kesat  berubah  menjadi  licin). Selanjutnya, air dibuang dan endapan dikeringkan dalam oven pengering pada suhu 60 o C.
Analisis  proksimat,  kadar  pati  dan  kadar amilosa
Analisis kadar air dilakukan dengan metode  gravimetri (SNI  01-2891-1992); analisis  protein  dengan  metode  Kjeldahl (AOAC  1998);  analisis  lemak  dengan metode soxhlet (AOAC 1996); analisis abu dengan  metode  gravimetri (AOAC  1996). Kadar pati dianalisis dengan metode Dubois et  al. (1956) sementara  analisis  kadar amilosa ditentukan  secara  spektrofotometri menurut Juliano (1971).

## Pengamatan struktur kristal pati
Diamati dengan difraktometer sinar- X. Radiasi  monokromatik  yang  digunakan adalah  Cu  dengan  panjang  gelombang 1.54060 Ǻ yang dihasilkan dari difraktometer  X-ray  pada  40  kV  dan  30 mA.  Daerah scanning difraksi pada sudut 2 theta adalah  4 – 36 o dengan  step  interval 0.02 o dan kecepatan scan 2 o /menit.
Kristalinitas (%) dinyatakan sebagai persentase rasio dari daerah difraksi puncak dengan daerah difraksi total.

## Analisis kapasitas pembengkakan (swelling power) dan solubilitas
Analisis  dilakukan dengan  metode Wang et  al. (2010).    Suspensi  pati  (2% W/V)  dipanaskan  dalam  penangas  air  suhu
90°C  selama  30  menit,  lalu  disentrifuse pada  kecepatan  1509×g  selama  15  menit. Supernatan  dikeluarkan  dan  sedimen ditimbang.    Alikuot  dari  supernatan dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C sampai diperoleh berat konstan. Kapasitas  pembengkakan  (SP,  g/g  bk) dihitung  sebagai  rasio  berat  sedimen terhadap berat kering pati setelah dikurangi dengan berat supernatan kering. Solubilitas  (S,  %)  dihitung  sebagai persentasi dari  berat  supernatan  kering terhadap berat pati kering.

## Karakterisasi pasting
Dilakukan dengan Rapid  Visco Analyzer (RVA). Suspensi pati (3,5 gram sampel  pati,  kadar  air  14%,  dicampur dengan  25  gram akuades)  diputar  pada wadah  sampel  dengan  kecepatan 160 RPM.  Pada satu menit pertama dilakukan pemanasan  awal  sampai  suhu  mencapai 50 o C. Selanjutnya, suhu pemanasan dinaikkan hingga 95 o C pada  menit  ke  8,5 dan  dijaga  konstan pada  95 o C  selama 5 menit. Lalu,  suhu diturunkan  kembali  ke 50 o C (pada menit ke 21) dan dipertahankan  di  50 o C  selama  2  menit (sampai  menit  ke  23).  Dari  sini  diperoleh viskositas  puncak,  suhu  pasting (suhu awal  naiknya  viskositas),  suhu  viskositas puncak, viskositas panas (viskositas setelah pemanasan 95°C selama 5 menit), viskositas akhir (viskositas setelah pendinginan  di  suhu  50°C  selama  2 menit), viskositas breakdown relatif (rasio antara  selisih  viskositas  puncak  dan viskositas panas dengan viskositas puncak,  dinyatakan  dalam  persen) dan viskositas balik relatif (rasio antara selisih viskositas  akhir  dan  viskositas  panas dengan  viskositas  panas,  dinyatakan dalam  persen).  Viskositas  breakdown sendiri  adalah  selisih  antara  viskositas puncak dengan viskositas panas; sementara  viskositas  balik  adalah  selisih antara  viskositas  akhir  dengan viskositas panas.

## Karakteristik gel – analisis profil tekstur
Dilakukan dengan texture analyzer menurut  Mishra  dan  Rai  (2006) yang dimodifikasi.  Gel disiapkan dari suspensi pati (rasio  pati  dan  air  =  10  :  50)  yang dipanaskan dalam penangas air suhu 85 ± 1 o C  selama  15  menit dengan  pengadukan kontinyu.    Pasta  lalu  dituang  kedalam wadah  sampel, didinginkan  di suhu  ruang dan  disimpan  di  refrigerator  selama  16 jam. Pengujian  dengan texture  analyzer dilakukan menggunakan load  cell 25  kg. Texture analyzer diprogram untuk menekan  gel  silinder  (diameter = 3 cm, tinggi =  1,5 cm)  yang  berdiri  bebas sampai  80%  dari  tinggi  awalnya.    Kurva deformasi diperoleh dari dua kali penekanan  dengan  plat  kompresi  ukuran 75  mm. Setting  alat  yang  digunakan: kecepatan  pretest,  test  dan  post-test berturut-turut  5,0,  2,5  dan  10,0  mm.s -1 ; trigger  type:  auto  5,0  mm,  treshold  5g, waktu 17,5 s dan data acquisition rate 250 pps.  Karakteristik  yang  dianalisis  adalah kekerasan (hardness), kelengketan (adhesiveness), kepaduan (cohesiveness) dan elastisitas (springiness).
Daya  cerna  pati  tergelatinisasi. Analisis  dilakukan  dengan modifikasi metode  Anderson et  al. (2002)  secara spektroskopi  yang  mencakup  tahapan pembuatan  kurva  standar  maltosa  dan analisis  sampel.    Pengukuran  daya  cerna dila kukan  menggunakan  enzim  α  amilase dan waktu inkubasi 30 menit.  Absorbansi diukur  dengan  UV-Vis  spektrofotometer pada  panjang  gelombang  520  nm.    Daya cerna pati (%) dihitung sebagai persentase rasio antara maltosa dalam sampel dengan maltosa dalam pati murni.

## Analisis data
Analisis  ragam  dilakukan  untuk mengetahui pengaruh  varietas  ubi  kayu terhadap  sifat  fisikokimia  tapioka.  Bagi beberapa  parameter  dilakukan  analisis korelasi untuk melihat kekuatan hubungan antara  beberapa  parameter  fisikokimia
tersebut. Kedua  analisis  dilakukan menggunakan software SPSS 17,00

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Komposisi Kimia
Data  komposisi  kimia  tapioka ditampilkan  pada Tabel  1.    Varietas Thailand  memiliki  komposisi  kimia  yang relatif  berbeda  dari  empat  varietas lainnya.    Beberapa  faktor  yang  dapat menyebabkan perbedaan adalah perbedaan  varietas,  lingkungan  tempat
tumbuh  (tanah,  iklim),  umur  panen  dan penanganan  pasca  panen  (Sriroth et  al., 1999; Abera dan Rakshit, 2003; Moorthy, 2002;  Zaidul et  al., 2007;  Wang et  al., 2009).
Komponen  minor  (abu,  lemak, protein)  terdapat  dalam  jumlah  relatif rendah.    Kandungan  komponen  minor tapioka  lebih  rendah  dibandingkan  pati serealia,  seperti  jagung  (Mishra  dan  Rai, 2006).  Kandungan komponen minor yang rendah lebih disukai karena keberadaannya  bisa  mengganggu  sifat- sifat pasting (Copelan et al., 2009).
Tabel  1.  Komposisi kimia  tapioka  dari  lima  varietas.    Data  dinyatakan  dalam  g/100  g  bk, kecuali untuk kadar air (dinyatakan dalam g/100 g bb).
Komponen Thailand Kasetsar Pucuk biru Faroka Adira 4 Air 14,22 d ± 0,02 12,24 a ± 0,01 15,69 e ± 0,01 13,18 b ± 0,09 13,63 c ± 0,07 Abu 0,19 d ± 0,00 0,12 a ± 0,00 0,15 c ± 0,00 0,14 b ± 0,00 0,11 a ± 0,00 Lemak 0,76 d ± 0,00 0,33 a ± 0,00 0,53 b ± 0,01 0,51 b ± 0,00 0,56 c ± 0,01 Protein 0,13 c ± 0,00 0,15 d ± 0,00 0,10 a ± 0,00 0,10 b ± 0,00 0,10 ab ± 0,00 Pati 83,55 a ± 0,16 82,62 a ± 1,32 80,16 a ± 1,09 79,78 a ± 1,23 81,19 a ± 1,77 Amilosa 33,13 c ± 0,16 31,81 b ± 0,04 30,88 a ± 0,25 30,92 a ± 0,12 31,13 a ± 0,12 Amilopektin 50,42 a ± 0,51 50,80 a ± 1,28 49,28 a ± 0,85 48,85 a ± 1,35 50,06 a ± 1,66 *Pada baris yang sama, nilai yang diikuti oleh huruf berbeda menunjukkan hasil berbeda nyata (α<0,05)

## Pola Difraksi Sinar X
Pati umbi-umbian umumnya menunjukkan  kristal  tipe  B.    Tapioka, walaupun  merupakan  pati  umbi,  telah dilaporkan  menunjukkan  kristal  tipe  A,  B dan  C  (Moorthy,  2002).    Penelitian Atichokudomchai et  al. (2000)  pada maizena  menunjukkan,  pergeseran  tipe kristalinitas  bisa  terjadi  dengan  perubahan kadar  amilosa  pati.    Pati  dengan  amilosa rendah cenderung memiliki lapisan semikristalit yang lebih teratur dan membentuk kristal tipe A.
Tapioka  yang  diamati  memiliki kristal  tipe  A  dengan  empat  puncak  utama pada  sudut difraksi  2 Ɵ  15,06 -15,2;  17,1- 17,2; 17,8-18,1 dan 23,18-23,2 (Gambar 1). Intensitas  difraksi  yang  cukup  kuat  ada pada sudut difraksi 2 Ɵ 4,9 – 5,0 dan 5,2 Å. Kristalinitas  tipe  A  pada  tapioka  juga dilaporkan  oleh  Franco et  al. (2002), Gunaratne  dan  Hoover  (2002)  serta Charoenkul et al. (2011).
Kristalinitas  tapioka  berkisar  antara
25,96 – 27,60%  dengan  kristalinitas tertinggi  ditunjukkan  oleh  tapioka  Adira (Tabel  2).    Tapioka  Thailand  yang kandungan amilosanya lebih tinggi, memiliki
kristalinitas
terendah. Peningkatan  derajat  kristalinitas  dengan menurunnya kadar amilosa telah dilaporkan pada  tapioka  (Atichokudomchai et  al., 2000),  maizena  (Cheetham dan Tao,  1998) dan pati beras (Zavareze et al., 2010). Dari analisis  korelasi,  walau  tidak  signifikan terlihat  adanya  kecenderungan  penurunan kristalinitas  dengan  naiknya  kadar  amilosa (r  = - 0,73,  α  =  0,08). Keberadaan komponen  minor  diduga  mengganggu pembentukan  struktur  heliks.    Dijumpai korelasi  negatif  antara  kristalinitas  dan kadar  abu (r  = - 0,95,  α  = 0,006),  serta kecenderungan penurunan kristalinitas dengan  meningkatnya  kadar  lemak (r  = - 0,73, α = 0,08) .
Gambar 1. Pola difraksi sinar X tapioka dari lima varietas ubi kayu
Tabel 2. Kristalinitas dan intensitas puncak utama tapioka dari lima varietas ubi kayu
Tipe kristal Kristalinitas (%) Jarak, A (Intensitas, CPS*) Thailand A 25,96 5,9 (64) 5,2 (108) 4,9 (104) 3,8 (90) Kasetsar A 27,35 5,8 (65) 5,2 (106) 5,0 (107) 3,8 (90) Pucuk biru A 27,18 5,8 (70) 5,2 (106) 4,9 (109) 3,8 (91) Faroka A 26,76 5,8 (67) 5,2 (103) 5,0 (113) 3,8 (92) Adira 4 A 27,60 5,8 (70) 5,2 (107) 4,9 (113) 3,8 (91) *CPS = Counts per second Kapasitas Pembengkakan (Swelling

## Power, SP) dan Solubilitas
Pemanasan  di  dalam  air  berlebih menyebabkan  melemahnya  ikatan  dalam granula,  sehingga  air  masuk    dan  terjadi pembengkakan  granula  sementara  amilosa yang  memiliki  berat  molekul  (BM)  rendah akan  larut  ke  dalam  air.    Perbedaan  dari karakteristik SP dan solubilitas mengindikasikan  adanya  perbedaan  gaya pengikatan  dari  granula  pati  (Nwokocha et al., 2009).    Interaksi  yang  kuat  akan mengurangi  jumlah  gugus  OH  bebas  yang tersedia  untuk  hidrasi,  dan  mengurangi masuknya  air  ke  dalam  interior  granula sehingga  menurunkan  SP  dan  solubilitas (Chung et al., 2010).  Menurut Singh et al.
(2003),  intensitas  SP  dan  solubilitas  pati tergantung  pada  suhu,  perbedaan  kadar amilosa  dan  lemak,  keberadaan  fosfat, kristalinitas, interaksi antara daerah amorfous dan kristalin pati yang dipengaruhi oleh rasio amilosa dan amilopektin  dan  karakteristik  molekuler pati.
Kapasitas  pembengkakan  (SP) dan solubilitas granula  tapioka  dari  lima varietas  ubi  kayu pada pemanasan  di  suhu 90°C  selama  30  menit  ditampilkan  pada Tabel  3. Tapioka  Thailand  memiliki  SP yang  secara  signifikan  lebih  tinggi  dari tapioka  lainnya, mengindikasikan bahwa pengaturan  intra  granularnya  tidak  sebaik varietas  yang  lain.    Penyebabnya  diduga
karena kristalinitas tapioka Thailand yang lebih  rendah.    Daerah  amorfous  yang lebih tinggi menyebabkan air lebih mudah masuk ke dalam granula dan meningkatkan  pembengkakan  pati.  Selain kristalinitas,
struktur
amilopektin terutama  proporsi  dari  rantai  cabang amilopektin  dengan  derajat  polimerisasi (DP) ≥  37  juga  berpengaruh  pada
kemampuan pembengkakan pati. Peningkatan  amilopektin  dengan DP ≥  37 berkontribusi  pada  pembentukan  struktur kristalin yang kuat karena akan membentuk  doubel  heliks.    Peningkatan kekuatan  struktur  kristalin  tersebut  akan menghambat pembengkakan granula (Chung 2010).
Tabel 3. Kapasitas pembengkakan dan solubiltas tapioka dari lima varietas ubi kayu
Tapioka Kapasitas pembengkakan (g/g bk) Solubilitas (%) Thailand 15,01 ± 0,024 c 10,90 ± 0,703 b Kasetsar 10,35 ± 0,667 a 5,30 ± 0,870 a Pucuk biru 10,12 ± 0,446 a 4,89 ± 0,360 a Faroka 10,92 ± 0,328 a 6,03 ± 0,119 a Adira 4 13,03 ± 0,275 b 13,15 ± 0,914 b
Ket: huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata (α <0,05)
Pada  pati  sereal  (gandum  dan barley),  peningkatan  kandungan  amilosa dan lemak menyebabkan penurunan SP dan solubilitas.  Penurunan  SP  disebabkan  oleh adanya  kompleks  amilosa-lemak  yang memperkuat  integritas  struktur  granula (Tester  dan  Morrison,  1990  dikutip  oleh Charles et  al., 2005).  Tetapi,  penelitian Charles et al. (2005) menunjukkan peningkatan  SP  dan  solubilitas  tapioka dengan meningkatnya kadar amilosa. Peningkatan  solubilitas  secara  non  linier dengan  meningkatnya  kadar  amilosa,  juga dilaporkan  pada  pati  kacang  hijau  (Abdel- Rahman et al., 2008).
Tapioka  dengan amilosa  yang  lebih tinggi  (Thailand)  menunjukkan  SP  dan solubilitas yang relatif lebih tinggi. Kurangnya  pembentukan  kompleks  lemak- amilosa  karena  kadar  lemak  yang  rendah menyebabkan  peningkatan  amilosa  akan meningkatkan SP dan solubilitas (Charles et al., 2005).    Pada  empat  tapioka  yang  lain, kadar  amilosa  dan  kristalinitas  relatif  sama sehingga perbedan SP dan solubilitas dari 4 varietas  tersebut  diduga  karena  perbedaan panjang  rantai  amilosa  dan  amilopektin. Pati  dengan  panjang  rantai  yang  lebih pendek dilaporkan  lebih  mudah  larut selama  pemanasan  sehingga  meningkatkan nilai solubilitas.
Analisis korelasi menunjukkan korelasi positif antara lemak dan SP (r =0,84 α = 0,036) juga antara SP dan solubilitas (r = 0,85  α  =  0,035).  Diduga  keberadaan  lemak dalam  jumlah  yang  kecil  di  dalam  granula tapioka  walaupun  membentuk  kompleks dengan amilosa, tetapi ikatannya relatif lemah dan  peningkatannya  justru  menurunkan kristalinitas (meningkatkan daerah amorfous) sehingga  granula  lebih  mudah  diganggu. Peningkatan SP selanjutnya akan mempermudah  amilosa  untuk  lisis  sehingga akan  terjadi  peningkatan  solubilitas  dengan naiknya SP.

## Karakteristik Pasting
Gelatinisasi  adalah  fase  transisi granula pati dari bentuk teratur ke bentuk tidak  beraturan,  selama  pemanasan  dalam air  berlebih.  Proses  transisi  melibatkan hilangnya  kristalinitas  dan  birefringence serta  hidrasi  pati  (Hermansson  dan Svegmark, 1996). Pasting adalah fenomena  yang  mengikuti  gelatinisasi (Xie et  al., 2006),  menunjukkan  perilaku viskositas  yang  terjadi  selama  proses pemanasan dan pendinginan pada pengadukan  terkontrol  (Singh et  al., 2003). Profil pasta merupakan salah satu cara untuk memprediksi  sifat  fungsional pati  dan  pengembangan  aplikasinya di

## Karakteristik Tapioka
dalam  produk secara  optimal (Chen, 2003).
Amilograf  pasting  tapioka dapat dilihat  pada Gambar  2.    Tapioka memiliki karakteristik pasting tipe A yang dicirikan  dengan  viskositas  puncak  yang tinggi  dan  diikuti  dengan  pengenceran
yang  cepat  selama  pemanasan.  Pati dengan  karakteristik pasting tipe  A cenderung    tidak  tahan  proses  pemanasan dan pengadukan, sehingga kurang aplikatif  untuk  diterapkan pada  produk yang  diolah  menggunakan  panas  dan pengadukan.
Gambar 2. Amilograf pasting tapioka dari 5 varietas ubi kayu
Perbedaan
cukup menyolok ditunjukkan  oleh  tapioka  Thailand  yang memiliki  viskositas  breakdown  relatif (VBD-R) yang  lebih  rendah,  viskositas akhir  lebih  tinggi,  viskositas  balik  relatif (VB-R) lebih rendah dan suhu pasting lebih
rendah  dari  empat  varietas  lainnya (Tabel 4). Hal  ini mengindikasikan  bahwa  tapioka Thailand  lebih  stabil  selama  pemanasan, memiliki  sifat  pengentalan  yang  lebih  baik dengan kecenderungan  retrogradasi  dan pembentukan gel yang lebih rendah.

## Tabel 4. Karakteristik pasting tapioka dari lima varietas ubi kayu menggunakan RVA
V. Puncak (Cp) V. Panas (Cp) V. Akhir (Cp) VBD-R (%) VB-R (%) T pasting (°C) T puncak (°C) Thailand 6335,0 ± 25,46 b 2161 ± 67,88 b 2978,5 ± 143,54 b 65,9 ± 0,99 a 37,8 ± 2,31 a 67,3 ± 0,00 a 79.2 ± 0,00 ab Kasetsar 6244,0 ± 171,12 b 1568 ± 36,77 a 2623,5 ± 31,82 a 74,9 ± 0,14 c 67,3 ± 1,90 b 71,1 ± 0,28 b 79.4 ± 0,25 b P. biru 6115,5 ± 53,03 ab 1683 ± 25,46 a 2683,0 ± 8,49 a 72,5 ± 0,64 b 59,4 ± 2,91 b 70,5 ± 0,04 b 78.6 ± 0,30 ab Faroka 6744,0 ± 0,00 c 1676 ± 0,00 a 2778,0 ± 0,00 ab 75,1 ± 0,00 c 65,8 ± 0,00 b 70,5 ± 0,00 b 78.4 ± 0,00 a Adira 4 5895,5 ± 17,68 a 1595 ± 22,63 a 2603,5 ± 7,78 a 72,9 ± 0,35 bc 63,3 ± 2,80 b 71,1 ± 0,28 b 79.0 ± 0,30 ab Keterangan: VBD-R = viskositas balik relatif; VB-R = viskositas balik relatif.
huruf berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (α <0,05)
Suhu pasting terkait  dengan imbibisi  air dan  pembengkakan  granula.    Pati  Thailand dengan  tingkat  kristalinitas  yang  lebih rendah  serta  kadar  abu,  lemak  dan  amilosa yang  lebih  tinggi  memiliki  suhu  pasting terendah.    Suhu  pasting  berkorelasi  positif dengan  tingkat  kristalinitas  pati  dan berkorelasi negatif  dengan  kadar  abu,
lemak  dan  amilosa  (Tabel  5).      Menurut Singh et al. (2003), daerah amorfous karena memiliki ikatan hidrogen yang relatif lemah menjadi daerah pertama yang ditembus  air. Pati  dengan  kristalinitas  rendah  (daerah amorfous  lebih  tinggi)  akan  lebih  mudah mengalami pasting. Peningkatan komponen abu  diduga  meningkatkan  muatan  ionik
sejenis yang saling tolak-menolak, meningkatkan  jarak  antar  polimer  pati  dan mempermudah  masuknya  air  sehingga pasting  berlangsung  pada  suhu  yang  lebih rendah.    Sementara  itu,  peningkatan  lemak dalam jumlah yang kecil maupun
peningkatan  jumlah  amilosa  tetapi  tidak berupa  kompleks  amilosa-lemak  juga  akan menurunkan kristalinitas.
Akibatnya, peningkatan  lemak  dan  amilosa  di  dalam tapioka  akan  menyebabkan  turunnya  suhu pasting.
Tabel 5. Nilai korelasi pearson parameter kimia dan pasting (N= 5)
K. Abu K. Lemak K. Amilosa Kristalinitas SP Visk. puncak Pearson Corr. 0,351 0,005 0,051 -0,548 -0,140 Sig. (1-tailed) 0,281 0,497 0,468 0,170 0,411 VBD-R Pearson Corr. -0,850 * -0,885 * -0,817 * 0,760 -0,843 * Sig. (1-tailed) 0,034 0,023 0,046 0,068 0,036 VB-R Pearson Corr. -0,911 * -0,885 * -0,823 * 0,838 * -0,808 * Sig. (1-tailed) 0,016 0,023 0,043 0,038 0,049 Suhu pasting Pearson Corr. -0,952 ** -0,844 * -0,846 * 0,940 ** -0,770 Sig. (1-tailed) 0,006 0,036 0,035 0,009 0,064
Keterangan: VBD-R = viskositas balik relatif; VB-R = viskositas balik relatif.
Suhu  puncak  pasting  merupakan suhu  saat viskositas  pasta  maksimum tercapai  (Batey,  2007).    Kelima  tapioka memiliki  suhu  puncak  yang  relatif  mirip dan  dipengaruhi  oleh  kadar  amilopektin dan  protein  pati.  Struktur  kristalin amilopektin  susah  dipenetrasi  oleh  air, menyebabkan terjadinya peningkatan suhu  puncak  dengan  naiknya  kadar amilopektin.  Keberadaan  protein  yang mengembang  selama  pemanasan  dan berkontribusi pada peningkatan viskositas dapat  menyebabkan  suhu  puncak  menjadi lebih tinggi dari yang seharusnya. Analisis  korelasi  menunjukkan  bahwa suhu  puncak  pasting  berkorelasi  positif dengan  kadar  amilopektin  (r  =  1,00  α  = 0,00) dan protein (r = 0,82 α = 0,045).
Viskositas puncak tertinggi ditunjukkan  oleh  tapioka  faroka,  terendah oleh  tapioka  adira  4  sementara  tiga tapioka lainnya memiliki viskositas puncak yang mirip.
Nilai ini merefleksikan  kemampuan  granula  untuk mengikat air dan mempertahankan pembengkakan selama pemanasan. Viskositas  puncak  terjadi  ketika jumlah pati  yang  membengkak  seimbang  dengan jumlah  pati  yang  rusak  (lisis). Tidak ditemukan  korelasi  antara  viskositas puncak  dengan  beberapa  parameter  kimia
pati  (Tabel  5).    Beberapa  faktor  yang mempengaruhi  adalah  kadar  dan  rasio amilosa/amilopektin, berat molekul, konformasi molekuler dan derajat polimerisasi  amilosa  dan  amilopektin serta  jumlah  percabangan  amilopektin maupun  keberadaan  komponen  minor, juga ukuran granula (Mélo et al., 2003).
Nilai  VBD-R  merupakan  indikator kerentanan  granula  terhadap  pemanasan, sementara VB-R mengindikasikan potensi pembentukan  gel  dan  kecenderungan retrogradasi.    Tapioka  Thailand  lebih tahan terhadap proses pemanasan dibandingkan  dengan  empat  tapioka  yang lain,  ditunjukkan  oleh  VBD-R  yang  lebih rendah.    Selain  itu,  VB-R  tapioka Thailand  secara  signifikan  juga  lebih rendah dari tapioka lainnya, mengindikasikan  bahwa  gel  dari  tapioka Thailand  memiliki  kekerasan  yang  lebih rendah.    Nilai  VB-R  mengindikasikan potensi pembentukan gel dan kecenderungan retrogradasi.  Pati  dengan kecenderungan retrogradasi rendah mengindikasikan kemampuan untuk mempertahankan
tekstur selama
penyimpanan  (Tran et  al., 2001  disitasi oleh Copeland et al., 2009). Peningkatan viskositas balik selama pendinginan mengindikasikan  kecenderungan  berbagai
komponen  di  dalam  pasta  panas  (granula yang  membengkak  dalam  bentuk  utuh atau  fragmen,  dispersi  koloid  ataupun molekul-molekul
terlarut) untuk berhubungan atau mengalami retrogradasi (Adebowale et al., 2009).
Dari  analisis  korelasi  (Tabel  5) didapatkan  bahwa  VBD-R  dan  VB-R berkorelasi negatif dengan SP,  komponen minor  (abu,  lemak)  dan  amilosa.    VB-R juga  berkorelasi  positif  dengan  tingkat kristalinitas.    Menurut  Hermansson  dan Svegmark  (1996),  granula  dengan  SP yang tinggi akan mengikat sebagian besar air  bebas  dan menghambat  interaksi  antar amilosa, dan/atau menghambat lisis amilosa  keluar  dari  granula  sehingga viskositas  dapat  dipertahankan  selama pemanasan  (VBD-R  rendah).    Pada  saat pendinginan, karena amilosa yang tersedia untuk  proses  retrogradasi  menjadi  lebih sedikit  maka  kecenderungan  retrogradasi menjadi  lebih  rendah  (VB-R  rendah). Keberadaan  komponen  minor,  amilosa
dan  kondisi  kristalinitas  pati  terkait dengan  peningkatan  pengikatan  air yang diduga  berpengaruh  terhadap  peningkatan SP dan atau ukuran granula.

## Karakteristik Tekstur
Analisis profil tekstur (TPA) menunjukkan  bahwa  gel  tapioka  lima varietas  memiliki  perbedaan  karakteristik kekerasan  dan  kelengketan  sementara karakteristik  kepaduan  dan  elastisitas relatif  mirip  (Tabel  6).  Varietas  Thailand memiliki  nilai  kekerasan  dan  kelengketan yang rendah, sementara
Faroka
menunjukkan nilai kekerasan dan kelengketan yang tinggi.  Menurut Mishra dan  Rai  (2006),  variasi  dari  tekstur  gel dapat disebabkan oleh perbedaan karakteristik  pati,  serta  keberadaan  dari komponen  minor  termasuk  diantaranya lemak,  protein,  dan  sebagainya  sehingga dihasilkan  gel  dengan  sifat-sifat  yang bervariasi.
Tabel 6. Nilai analisis tekstur tapioka dari lima varietas ubi kayu
Kekerasan (g) Kepaduan Kelengketan (g.s) Elastisitas Thailand 162,48 ± 2,86 a 0,66 ± 0,00 a 19,66 ± 11,53 a 0,97 ± 0,01 a Kasetsar 227,74 ± 24,69 ab 0,68 ± 0,00 a 66,73 ± 15,48 b 0,89 ± 0,04 a Pucuk biru 226,20 ± 3,53 ab 0,66 ± 0,02 a 42,42 ± 1,36 ab 0,94 ± 0,00 a Faroka 254,15 ± 35,96 b 0,69 ± 0,00 a 65,97 ± 8,86 b 0,91 ± 0,03 a Adira 4 196,43 ± 9,87 ab 0,67 ± 0,00 a 51,57 ± 2,95 ab 0,91 ± 0,01 a
*huruf berbeda pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata
Kekerasan  gel  pati  terkait  dengan proses retrogradasi pati yang terjadi selama proses pendinginan dan penyimpanan pasca pemanasan  (gelatinisasi).    Pasta  pati  bisa dianggap  sebagai  sistim  dua  fase  dimana granula  yang membengkak merupakan fase terdispersi  dan  amilosa  yang  lisis  sebagai fase pendispersi. Jika jumlah fase pendispersi  tinggi,  maka  proses  agregasi selama pendinginan akan menghasilkan gel yang  kuat  (Hermansson  dan  Svegmark, 1996).    Pada  proses  agregasi,  molekul amilosa  bebas  membentuk  ikatan  hidrogen tidak  saja  dengan  sesama  amilosa  tetapi juga dengan percabangan amilopektin yang
menjulur  dari  granula  yang  membengkak, sehingga  amilopektin  juga  berperan  dalam pembentukan  kekerasan  gel  walaupun dengan  intensitas  kekuatan yang  lebih rendah (Collado dan Corke, 1999).
Menurut Collado dan Corke (1999), peningkatan  lisis  amilosa  (solubilitas)  dan penurunan  SP  pati  akan  menyebabkan peningkatan kekerasan gel yang dihasilkan. Berbeda dari penjelasan tersebut, penelitian ini  menunjukkan  bahwa  tapioka dengan tingkat  kekerasan  gel  yang  tinggi  memiliki SP rendah dan solubilitas rendah.  Menurut Hermansson dan Svegmark (1996), granula dengan  SP  yang  tinggi  akan  mengikat
sebagian  besar  air  bebas  dan  menghambat interaksi antar amilosa, dan/atau menghambat  lisis  amilosa  keluar  dari granula.    Hal  ini  menjelaskan  mengapa solubilitas  yang  tinggi  tidak  diikuti  oleh peningkatan  kekerasan  gel.    Selain  itu, keberadaan komponen lain seperti polisakarida  non  pati,  protein,  dan  lemak bisa  menurunkan  kekerasan  gel  karena secara  fisik  menghambat  pembentukan ikatan hidrogen antar amilosa atau berinteraksi dengan molekul-molekul amilosa  sehingga  mereduksi  interaksi amilosa-amilosa (Charoenkul et al., 2011).

## Daya Cerna Pati Gelatinisasi
Daya  cerna pati  adalah  tingkat kemudahan hidrolisis pati  oleh  enzim
pemecah  pati  menjadi  unit-unit  yang  lebih sederhana dan dihitung  sebagai  persentase relatif terhadap pati murni yang diasumsikan dapat dicerna secara sempurna dalam saluran pencernaan.  Menurut Tian et al. (1996)  di  dalam  Moorthy  (2002), tapioka  mentah  memiliki  resistensi  yang tinggi terhadap aktivitas α amilase. Pemasakan  (gelatinisasi)  akan  merubah struktur  granula  dan  meningkatkan  daya cerna pati.
Penilaian  daya  cerna  pati  dari  lima jenis tapioka yang telah dilakukan mengindikasikan  tingginya  daya  cerna invitro tapioka gelatinisasi. Nilai daya cerna tapioka  gelatinisasi  berkisar  antara  81,99% (Kasetsar) sampai 92,32% (Adira 4) seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Daya cerna tapioka dari lima varietas ubi kayu
Perbedaan  daya  cerna  tapioka Kasetsar  dan  Adira  4  dari  tiga  tapioka yang  lain  menunjukkan  bahwa  varietas bisa  menyebabkan  perbedaan  daya  cerna tapioka.  Dalam  tinjauannya,  Moorthy (2002)  menyebutkan  bahwa  daya  cerna pati  masak  tidak  dipengaruhi  oleh  kadar amilosa  dan  kandungan  amilosa  terlarut. Berbeda  dengan  pati  mentah,  dimana kristalit  bentuk  A  lebih  rentan  terhadap aktivitas  α  amilase,  pada  pati  masak  pola difraksi  sinar  X nya  menjadi  sama, sehingga  tidak  ditemukan  lagi  pengaruh
perbedaan  kristalit  pati  terhadap  daya cerna pati masak.

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  tapioka  dari  lima  varietas  ubi  kayu (Thailand,  Kasetsar,  Pucuk  Biru,  Faroka dan  Adira-4) memiliki  pola  kristalinitas yang  sama  (tipe  A)  tetapi  dengan kristalinitas  yang  berbeda.    Perbedaan varietas  juga  menyebabkan  perbedaan karakteristik fisikokimia tapioka dan berpengaruh  pada  sifat  fungsionalnya.

## Karakteristik Tapioka
Beberapa parameter pasting dan tekstur gel tapioka dipengaruhi oleh perbedaan kristalinitas,  kadar  amilosa,  lemak  dan  abu serta  perbedaan  kapasitas  pembengkakan. Tapioka dari lima varietas ubi kayu ini juga menunjukkan  perbedaan  daya  cerna  pati tergelatinisasinya.  Hasil ini dapat dijadikan dasar untuk  menyatakan  bahwa  perbedaan varietas  ubi  kayu  akan  menghasilkan tapioka  dengan  karakteristik  fisiko-kimia, fungsional  dan  daya  cerna  yang  berbeda. Diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  untuk mengetahui bagaimana pengaruhnya terhadap  proses  dan  produk  akhir  sehingga dihasilkan suatu rekomendasi untuk pemanfaatan tapioka secara tepat.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdel-Rahman  ESA,  El-Fishawy  FA,  El- Geddawy MA, Kurz T, El-Rify MN (2008).    Isolation  and  physico- chemical  characterization  of  mung bean starches. International Journal  of  Food  Engineering 4(1): Art.1 Abera S, Rakshit SK (2003).  Comparison of  physicochemical  and  functional properties of cassava starch extracted  from  fresh  root  and  dry chips. Starch/Stärke 55:287 – 296 Atichokudomchai N, Shobsngob S, Varavinita S (2000).  Morphological properties  of  acid-modified  tapioca starch. Starch/Stärke 52:283 – 289
Anderson  AK, Guraya  HS,  James  C,
Salvaggio  L (2002).    Digestibility and  Pasting  Properties  of  Rice Starch Heat-Moisture Treated at the Melting Temperature (Tm). Starch/Stärke 54: 401 – 409
Badan Pusat Statistik (2011).  Data statistik tanaman  pangan – ubi  kayu.
http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php ?eng=0 [10 Juli 2011]
Batey  IL (2007).    Interpretation  of  RVA curves.    Di  dalam  The  RVA Handbook.    Crosbie  GB  dan  Ross AS.  AACC International
BB-Biogen (2010).  Buku Katalog Plasma Nutfah  Tanaman  Pangan  2010. Balai Besar Litbang Biogen.  Bogor.
Charles AL, Chang YH, Ko WC, Sriroth K, Huang  TC (2005).    Influence  of amylopectin  structure  and  amylose content  on  the  gelling  properties  of five cultivars of cassava starches.  J Agric Food Chem 53(7):2717 – 25.
Charoenkul N, Uttapap D, Pathipanawat W,
Takeda Y (2011).  Physicochemical characteristics of starches and flours from cassava varieties having different cooked root textures. LWT - Food  Science  and  Technology 44:1774 – 1781
Cheetham NWH, Tao L (1998).  Variation in  crystalline  type  with  amylose content in maize starch granules: an X-ray  powder  diffraction  study. Carbohydrate Polymers 36:277 – 284
Chen  Z (2003).    Physicochemical Properties  of  Sweet  Potato  Starches and  Their  Application  in  Noodle Products. Ph.D. Thesis Wageningen University.
Chung  H-J,  Liu  Q, Hoover  R
(2010).
Effect of single and dual hydrothermal  treatments  on  the crystalline
structure, thermal
properties,  and  nutritional  fractions of  pea,  lentil,  and  navy  bean starches. Food Research International 43:501 – 508
Copeland L, Blazek J, Salman H, Tang MC
(2009).    Form  and  functionality  of starch. Food Hydrocolloids 23:1527-1534
El-Sharkawy  M.A (2004).    Cassava biology  and  physiology. Plant Molecular Biology 56:481-501. Franco  CML,  Cabral RAF,  Tavares DQ (2002). Structural and physicochemical  characteristics  of lintnerized  native  and  sour  cassava starches. Starch/Stärke 54:469-475.
Gunaratne A, Hoover R (2002).  Effect of
heat – moisture  treatment  on  the structure and physicochemical
properties of tuber and root starches.
Carbohydrate Polymers 49(4): 425-
437
Hermansson  A-M,  Svegmark  K (1996).
Developments  in  the  understanding of  starch  functionality – review. Trends in Food Science & Technology 7:345 – 353
Hibi  Y,  Hikone (1998).    Roles  of  water soluble and water insoluble carbohydrates  in  the  gelatinization and  retrogradation  of  rice  starch.
Starch/Stärke 50:474-478.
Hoover  R (2001).    Composition, molecular structure, and physicochemical properties of tuyber  and  root  starches:  a  review. Carbohydrate Polymers 45:253 – 267
Huang M, Kennedy JF, Li B, Xiao Xu, Xie BJ (2007).    Characters  of  rice
starch  gel  modiWed  by  gellan, carrageenan,  and  glucomannan:  A texture  proWle  analysis  study. Carbohydrate  Polymers  69:  411 – 418
Juliano BO (1971).  A simplified assay for milled rice amylose. Cereal Science

## Today 16:334-338
Mélo  EA,  Stamford  TLM,  Silva  MPC, Krieger  N,  Stamford  NP (2003).
Functional  properties  of  yam  bean
(Pachyrhizus  erosus)  starch - short communication. Bioresource
Technology 89:103 – 106
Mishra S, Rai T (2006).  Morphology and functional properties of corn, potato and tapioca starches. Food hydrocolloids 20(5): 557-566
Moorthy SN (2002). Physicochemical and functional properties  of tropical tuber starches: a review. Starch/Stärke 54:559 – 592 Nwokocha  LM, Aviara  NA,  Senan  C, Williams PA (2009). A comparative study of some
properties  of  cassava  (Manihot esculenta,  Crantz)  and  cocoyam
(Colocasia esculenta, Linn) starches. Carbohydrate  Polymers 76:362 – 367
Rosenthal  AJ (1999).    Relation  between instrumental  and  sensory  measures of  food  texture. Di  dalam Food Texture - Measurement and Perception.    Rosenthal  AJ  (ed).    A Chapman  and  Hall  Food  Science
Book
Singh  N,  Singh  J,  Kaur  L,  Sodhi  NS,  Gill BS (2003).  Morphological, thermal and rheological properties of starches  from  different  botanical sources - review. Food  Chemistry 81:21 9 – 231
Sriroth K, Santisopasri V, Petchalanuwat C, Kurotjanawong  K,  Piyachomkwan K,  Oates  CG (1999).    Cassava starch  granule  structure – function properties:  influence  of  time  and conditions  at  harvest  on  four cultivars of cassava starch.
Carbohydrate Polymers 38:161 – 170
Tonukari  NJ (2004).    Cassava  and  the future of starch. Electronic Journal
of  Biotechnology. Vol.  7  No.  1,
Issue of April 15, 2004
Xie F,  Liu H, Chen P,  Xue T, Chen L, Yu
L, Corrigan P (2006).    Starch
gelatinization  under  shearless  and shear  conditions. International Journal of Food Engineering 2(5):Art.6 Zaidul  ISM,  Yamauchi  H,  Takigawa  S, Matsuura-Endo  C,  Suzuki  T,  Noda T (2007).  Correlation  between the compositional and pasting properties of various potato starches. Food Chemistry 105:164 – 172
Zhou Z, Robards K, Helliwell S, Blanchard C (2007).  Effect of the addition of fatty acids on rice starch properties. Food Research International 40:209 – 214