People Innovation Excellence

Cross-Linking, Tekhnik Modifikasi Pati dengan Berbagai Aplikasi

Pati merupakan karbohidrat dengan berat molekul tinggi yang terdapat pada tanaman dan mampu mensuplay 70 hingga 80 % kalori yang dibutuhkan manusia dari bahan pangan yang dikonsumsi. Namun, selain sebagai sumber kalori utama, pati juga mempunyai sejumlah kegunaan pada makanan, seperti : sebagai bahan pengikat, pembentuk lapisan, penstabil, pembentuk tekstur, pengental, dll (Winarno, 2004). Secara komersil pati dapat diperoleh dari biji-bijian, terutama dari jagung, gandum, dan berbagai jenis beras. Selain itu, pati dapat juga diperoleh dari batang dan akar seperti kentang, ubi jalar, singkong, sagu, dan talas.
Setiap jenis pati memiliki karakteristik dan sifat fungsional yang berbeda. Sifat fungsional pati yang terbatas menyebabkan terbatasnya pula aplikasi pati tersebut untuk produk pangan. Adapun yang menghambat pengaplikasian pati alami dalam proses pengolahan pangan (Kusnandar, 2010), diantaranya adalah : pati alami tidak tahan pada pemanasan suhu tinggi, pati alami menghasilkan suspensi pati dengan viskositas dan kemampuan membentuk gel yang tidak seragam (konsisten), pati tidak tahan pada kondisi asam, pati tidak tahan pengadukan, kelarutan pati yang terbatas di dalam air, serta gel pati mudah mengalami sineresis. Dilain pihak, industri pengguna pati menginginkan pati yang mempunyai kekentalan yang stabil baik pada suhu tinggi maupun rendah, mempunyai ketahanan yang baik terhadap perlakuan mekanis, dan daya pengentalannya tahan pada kondisi asam dan suhu tinggi. Sifat-sifat penting yang diinginkan dari pati termodifikasi (yang tidak dimiliki oleh pati alam) diantaranya adalah: kecerahannya lebih tinggi (pati lebih putih), retrogradasi yang rendah, kekentalannya lebih rendah, gel yang terbentuk lebih jernih, tekstur gel yang dibentuk lebih lembek, kekuatan regang yang rendah, granula pati lebih mudah pecah, waktu dan suhu gelatinisasi yang lebih tinggi, serta waktu dan suhu granula pati untuk pecah lebih rendah.
Peningkatan sifat fungsional dan karakteristik pati dapat dilakukan dengan metode modifikasi pati sehingga pati yang dimodifikasi tersebut mempunyai sifat-sifat yang diinginkan dan dapat memperluas penggunaannya dalam proses pengolahan pangan. Modifikasi Pati dimaksudkan untuk merubah struktur molekul dari pati tersebut dengan cara merubah gugus hidroksilnya lewat suatu reaksi kimia (esterifikasi, sterifikasi atau oksidasi) atau dengan menggangu struktur asalnya (Fleche, 1985). Modifikasi pati dapat dilakukan secara kimia, fisik, maupun enzimatik. Secara fisik, modifikasi pati dapat dilakukan dengan cara gelatinisasi, heat moisture treatment, dan annealing. Sedangkan modifikasi pati secara kimia dapat dilakukan dengan penambahan asam, oksidasi, cross linking, dan starch esthers.
Modifikasi ikatan silang (cross-linking) merupakan salah satu metode yang dapat dilakukan untuk memodifikasi pati. Reaksi cross linking dikembangkan oleh Maxwell yang bertujuan untuk menghambat pengembangan pati agar viskositas pengembangan pati stabil. Prinsip dari metode ini yaitu mengganti gugus OH- dengan gugus fungsi yang lain, seperti gugus eter, gugus ester, atau gugus fosfat.
Pati cross-linking diperoleh dengan cara perlakuan kimia yaitu dengan penambahan “cross-linking agent” dalam suspensi pati pada suhu tertentu dan pH yang sesuai agar dapat menyebabkan terbentuknya ikatan-ikatan (jembatan) baru antar molekul di dalam pati itu sendiri atau diantara molekul pati yang satu dengan molekul pati yang lain sehingga didapatkan jaringan makro molekul yang kaku. Dengan sejumlah “cross-linking agent”, viskositas tertinggi dicapai pada temperatur pembentukan yang normal dan viskositas ini relatif stabil selama konversi pati. Cara ini akan merubah sifat rheologi dari pati dan sifat resistensinya terhadap asam.
Keuntungan dari penggunaan metode cross-linking ini adalah dapat menghasilkan pati dengan swelling power yang kecil dimana hal ini akan memperkuat granula pati dan menjadikan pati lebih tahan terhadap medium asam dan panas sehingga tidak mudah pecah pada saat pemanasan. Selain itu, metode cross-linking dapat meningkatkan tekstur, viskositas, paste clarity, gel strength, dan adhesiveness pati. Disisi lain, metode ini memiliki kekurangan yaitu menjadikan solubility, sediment volume, gel elasticity, dan freeze-thaw stability pati menurun (Raina, dkk, 2006).
“Cross-linking agent” yang telah banyak digunakan untuk modifikasi pati antara lain monosodium fosfat (MSP), sodium trimetafosfat (STMP), sodium tripolifosfat (STPP), epiklorohidrin, trimeta fosfat, dan phosphorous oxychloride (POCl3) (Mao Gui-Jie, 2006). Senyawa ini sering digunakan untuk pembuatan makanan dan juga industri pati. Pati yang dihasilkan umumnya kental dalam bentuk larutannya dibandingkan dengan pati alami. “Cross-linking agent” lain dipakai dalam industri adalah aldehid, di-aldehid, vynil sulfon, di-epoksida, 1, 3, 5, tri-khloro, 1, 3, 5, tri-akril-5-triazin, n,n-metil etilen bis-akrilamid, bis-hidroksi metil etilen urea, dan lain-lain. Beberapa resin formaldehida urea juga dipakai untuk “cross-linking agent” untuk beberapa aplikasi. Selain itu, beberapa resin formaldehida urea juga digunakan sebagai “cross linking agent” untuk beberapa aplikasi. Berikut adalah contoh reaksi cross-linking dengan menggunakan reagen monosodium fosfat.

gambar 1

Gambar 1. Reaksi Cross-linking Pati

Keuntungan dari penggunaan metode cross linking adalah dapat menghasilkan pati dengan swelling power yang kecil dimana hal ini akan memperkuat granula pati dan menjadikan pati lebih tahan terhadap medium asam dan panas sehingga tidak mudah pecah pada saat pemanasan. Selain itu, metode cross-linking dapat meningkatkan tekstur, viskositas, pengental ??? paste clarity, pasting properties, gel strength, dan adhesiveness pati. Disisi lain, metode ini memiliki kekurangan yaitu menjadikan solubility, sediment volume, gel elasticity, dan freeze-thaw stability pati menurun (Raina, dkk, 2006).
Aplikasi pemanfaatan pati termodifikasi cross linking pada bidang pangan antara lain sebagai “pei filing” pengalengan sop, “gravy” saus, untuk pembuatan makanan bayi, salad dressing, dan lain-lain. Sedangkan di bidang non pangan sangat beraneka ragam termasuk di dalamnya member sifat kedap air pada kotak kardus, “sizing” tekstil dan kertas.
Referensi

Chaplin, M. 2006. Starch. www.lsbu.ac.uk/starch.htm.

Fleche, G. 1985. Chemical modifikation and degradation of starch. Di dalam G.M.A. Van Beynum dan J.A. Roels, ed. Starch conversion technology. Applied Science Publ., London.

Koswara, S. 2009. Teknologi Modifikasi Pati. EbookPangan.com.

Kusnandar, Feri, 2010. Teknologi Modifikasi Pati dan Aplikasinya di Industri Pangan. http://itp.fateta.ipb.ac.id/

Mao Gui-Jie, W. P. M. X.-S. Z. X. Z. T,. 2006. Crosslinking of corn starch with sodium trimetaphosphate in solid state by microwave irradiation: Journal of Applied Polymer Science, v. 102, p. 5854-5860.

Parker, R. 2003. Introduction to Food Science. Delmar. United States of America.

Raina, C., Singh, S., Bawa, A., and Saxena, D., 2006, Some characteristics of acetylated, crosslinked and dual modified Indian rice starches: European Food Research and Technology, v. 223, p. 561-570.

Winarno, F. G., 2004. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

(Wiwit Amrinola, S.T.P., M.Si.)


Published at :
Leave Your Footprint

    Periksa Browser Anda

    Check Your Browser

    Situs ini tidak lagi mendukung penggunaan browser dengan teknologi tertinggal.

    Apabila Anda melihat pesan ini, berarti Anda masih menggunakan browser Internet Explorer seri 8 / 7 / 6 / ...

    Sebagai informasi, browser yang anda gunakan ini tidaklah aman dan tidak dapat menampilkan teknologi CSS terakhir yang dapat membuat sebuah situs tampil lebih baik. Bahkan Microsoft sebagai pembuatnya, telah merekomendasikan agar menggunakan browser yang lebih modern.

    Untuk tampilan yang lebih baik, gunakan salah satu browser berikut. Download dan Install, seluruhnya gratis untuk digunakan.

    We're Moving Forward.

    This Site Is No Longer Supporting Out-of Date Browser.

    If you are viewing this message, it means that you are currently using Internet Explorer 8 / 7 / 6 / below to access this site. FYI, it is unsafe and unable to render the latest CSS improvements. Even Microsoft, its creator, wants you to install more modern browser.

    Best viewed with one of these browser instead. It is totally free.

    1. Google Chrome
    2. Mozilla Firefox
    3. Opera
    4. Internet Explorer 9
    Close