Kandungan Pati Pada Berbagai Sumber Tanaman

 MlatenMania.com - Pati terdiri dari sejumlah besar unit glukosa dengan ikatan glikosidik. Pati murni berbentuk bubuk tidak berwarna, tanpa bau dan tanpa rasa. Masing-masing tanaman punya jumlah pati yang tidak sama dan tergantung pada jenis tanamannya, umumnya mempunyai amilosa 20-25% dan amilopektin 75-80%. Sumber pati utama adalah sereal (40-90%), akar (30-70%), umbi-umbian (65-85%), kacang-kacangan (25-50%) dan beberapa buah yang belum matang seperti pisang atau mangga, yang mengandung sekitar 70% dari pati berdasarkan berat kering. Jumlah granula pati untuk setiap spesies botani, bervariasi menurut bentuk (bulat, ovoid, atau polihedral), ukuran partikel (0,5-100 m), struktur dan komposisi. Tiap pati memiliki ciri khas yang perlu dipelajari agar dapat digunakan secara tepat sebagai bahan baku. Penggunaan pati sudah semakin banyak dan telah diaplikasikan pada industri sebagai sumber energi terbarukan. Pati yang telah dimodifikasi juga dapat digunakan dengan menghilangkan kekurangan dalam karakteristik aslinya.

Proses memperoleh pati dari tanaman dapat dilakukan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi secara umum adalah proses pemisahan suatu zat dari suatu padatan maupun cairan dengan menggunakan pelarut . Proses ekstraksi dipengaruhi oleh komposisi yang terkadung dalam bahan sehingga mempengaruhi metode ektraksi yang dilakukan. Ekstraksi pati dari kacang-kacangan lebih kompleks dan sulit karena kandungan protein dan lipidnya yang lebih tinggi dan butiran pati yang lebih kecil dibandingkan dengan pati akar dan umbi. Pemilihan metode ekstraksi tergantung pada bahan baku digunakan dan sifat yang diinginkan untuk aplikasi pati.

Pati dari semua tanaman ada yang memiliki karakterisasi serupa dan ada juga berbeda seperti butiran pati bervariasi, struktur, bentuk dan ukuran. Perbedaan ini menunjukkan asal botani dan kondisi pertumbuhannya yang memang berbeda sehingga kemungkinan cara pengambilan pati dan ada dampak yang signifikan pada produk akhir yang dihasilkan. Akibatnya, sebelum memilih pati untuk aplikasi tertentu perlu memahami sifat pati dari berbagai sumber. Artikel ini membahas tentang komposisi pati dari berbagai sumber dan cara pengambilan pati, sementara beberapa diantaranya memang memiliki sifat yang menarik. Informasi tentang pati secara menyeluruh dari berbagai sumber belum dikumpulkan. Selain itu, pendataan sumber pati meningkatkan kemungkinan penggunaan pati lebih tinggi dalam bahan makanan sebagai pengganti produk impor.

Tanaman Sumber Pati

1. Umbi-umbian

Umbi-umbian yang banyak tumbuh di Indonesia seperti ubi kayu, kentang, ubi jalar, pemisahan pati dari akar dan umbi lebih mudah dibandingkan dengan ekstraksi dari butir nadi karena akar dan umbinya mengandung butiran pati yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan oleh proses pengendapan. Prosedur yang terlibat dalam isolasi pati dari akar terdiri dari pemarutan bahan untuk memecah sel-sel dan melepaskan pati, yang diikuti dengan melewatkan serat melalui saringan selanjutnya dekantasi atau sentrifugasi. Umbi mengandung protein dan lemak dengan jumlah yang sangat rendah sehingga ini yang memfasilitasi proses isolasi pati.

2. Ubi kayu (Manihot utilissima)

Ubi kayu merupakan umbi dengan kandungan pati yang cukup tinggi sehingga digunakan untuk industri tapioka dan turunannya. Ubi kayu segar mengandung air 60-70%, karbohidrat 12-33% sementara komponen lain seperti protein, lemak, mineral dan serat dalam jumlah yang kecil. Kadar amilosa dari ubi kayu adalah 20-27%. Retrogradasi pada pati akan terjadi jika semakin tinggi kadar amilosa sehingga viskositas pati akan semakin tinggi dan mudah mengalami retrogradasi. Bentuk granula pati singkong digambarkan lonjong, terpotong, dan membulat, dengan ukuran butiran berkisar antara 2-32 m.

Kualitas dari pati ubi kayu yang dihasilkan dipengaruhi oleh kualitas umbi, penyimpanan umbi saat panen, dan kondisi pengeringan. Rendemen pati ubi kayu dapat mencapai 80% dari berat kering umbi singkong, bahkan lebih tinggi jika menggunakan varietas yang cocok untuk tujuan ini, seperti varietas dengan kandungan bahan kering yang tinggi dan ketebalan kulit yang tipis. Mempertahankan jumlah pati ubi kayu dengan menambahkan larutan 4,5% NaHSO3 (b/v) selama 30 menit dilanjutkan dengan penyaringan. Pengendapan pati dilakukan dengan sentrifugasi dan dikeringkan dengan kelembaban 10-11%. Kemurnian pati singkong yang dihasilkan lebih tinggi yaitu : 98,6% pati. Morfologi pati singkong menunjukkan bentuk poligonal dan sferis berbentuk butiran dengan ukuran kurang dari 50 m. Permukaan granula pati halus tanpa bukti retak karena rendahnya tingkat kerusakan pati selama isolasi.

3. Talas (Colocasia esculenta)

Talas merupakan umbi yang mengandung 13-29% pati sisanya adalah riboflavin, vitamin C dan abu, air, 16% hingga 24% pati dan kurang dari 4% lipid dan protein. Talas memiliki kandungan pati yang jauh lebih tinggi dari tanaman lain sebanding dengan kentang, ubi jalar, singkong dan sebagainya. Pati talas yang tinggi menjadikan sumber pati bagi industri, swelling dan viskositas tinggi. Ukuran jel talas lebih kecil karena ukuran granula patinya juga kecil. Pati talas yang diekstraksi memiliki kemurnian 96,68% (basis kering). Amilosa dalam pati talas (17,12%) hampir mirip dengan pati singkong tetapi kurang dari asli pati kentang (26,45%) dan pati kacang merah (35,6%).

Ekstraksi pati talas dilakukan melalui ekstraksi sederhana menggunakan air, proses wet milling dan proses sentrifugasi. Pati asli (tanpa proses modifikasi) mempunyai kelemahan pada pengolahan pangan karena jarak peak viscositynya sempit, kurang jernih, pasta lemah ketika dipanaskan dan elastis serta menghasilkan gel yang tidak diinginkan saat didinginkan karena terjadinya retrogradasi dan presipitasi pada pati. Sifat fungsional dari pati asli dapat ditingkatkan dengan modifikasi melalui metode fisika, kimia maupun enzimatis.

4. Ubi jalar (Ipomea batatas)

Kadar pati dari ubi jalar adalah 70% dari total berat kering. Bentuk granula pati ubi jalar bisa bulat, poligonal, dan berbentuk oval atau semi-oval dengan diameter berkisar antara 2 hingga 45 m. Isolasi pati dari ubi jalar tergolong mudah namun dipengaruhi oleh senyawa pigmen dan fenolik. Pada isolasi pati dari umbi ubi jalar berwarna ekstraksi menggunakan H2O, 0,2% (b/v), NaOH, 0,2% (b/v), Na2S2O5, dan 0,1% (b/v) NaHSO3.

Larutan alkali digunakan untuk menghilangkan protein pada permukaan dari pati. Dengan menggunakan Na2S2O5. Perlakuan NaHSO3 digunakan untuk meminimalkan pencoklatan sampel selama isolasi pati. Beberapa pigmen larut lemak, seperti karoten, ditemukan pada ubi jalar tidak dapat dihilangkan melalui H2O, NaOH, atau Na2S2O5 dalam isolasi pati. Oleh sebab itu harus menggunakan pelarut lain, termasuk anhidrat, etanol. Selain mengurangi kandungan pigmen, namun dapat dapat meningkatkan kemurnian pati dan meningkatkan warna putih pati. Metode ekstraksi pada ubi jalar bisa menggunakan air saja karena sudah cukup untuk menghilangkan kandungan protein, karena kandungan protein awal ubi jalar yang rendah. Pati ubi jalar yang dihasilkan menunjukkan kandungan protein, lipid, dan kadar abu (kurang dari 1%), yang menunjukkan tingkat kemurnian tinggi dari pati ubi jalar yang diisolasi.

5. Kentang (Solanum tuberosum)

Umbi kentang mengandung protein 13,5, lipid 0,6 dan karbohidrat 81,4 per 100 gram bahan. Dari hasil analisa ini menunjukkan bahwa kentang dapat menjadi sumber pati yang potensial. Komponen utama dalam kentang adalah pati sekitar 15-20%. Pati yang terdapat dalam kentang ada 2 macam dalam bentuk polisakarida yaitu amilosa dan amilopektin. Jumlah amilosa yang terdapat dalam pati kentang adalah 20-30%.

Ukuran granula amilosa pati kentang berkisar dari 5,5-72,2 m. Ekstraksi pati kentang relatif sederhana karena struktur jaringannya, kandungan protein dan lipid yang rendah (nilai di bawah 4%). Ekstraksi pati kentang dilakukan dengan cara penggilingan, dekantasi, sentrifugasi, pencucian berturut-turut pati dengan air suling, dan pengeringan. Khusus pada ekstraksi kentang ketika akan dihaluskan dicelupkan ke dalam larutan (0,35 g natrium metabisulfit/1000 ml air suling) dengan tujuan menekan oksidasi tirosin, dihidroksifenilalanin dan/atau klorogenat asam yang dikatalisis oleh polifenoloksidase serta mencegah pembentukan melanin, yang memiliki warna merah-coklat atau ekstraksi dalam kondisi vakum untuk menghilangkan oksigen. Namun, sistem ini memiliki ketidaknyamanan; bahan sisa proses juga harus tetap tertutup untuk mencegah reaksi pencoklatan. Pada ekstraksi kentang jika menggunakan sentrifuse maka sebaiknya menggunakan kecepatan pada 3000 rpm selama 15 menit menghasilkan rendemen pati terekstraksi tertinggi.

6. Sereal

Sereal adalah dari keluarga rumput-rumputan Poaceae atau Gramineae, dan yang utama adalah barley, jagung, millet, oat, beras, gandum hitam, sorgum dan gandum. Sereal mengandung >50% pati dan zat gizi makro dan mikro lainnya untuk kesehatan dan mengandung nilai nutrisi yang penting. Secara khusus, jelai dan gandum mengandung b-glukan yang mempunyai manfaat bagi kesehatan, sementara millet dan sorgum adalah biji-bijian yang bebas dari gluten.

7. Beras (Oryza sativa)

Sereal jenis jagung, gandum, dan beras merupakan sumber pati yang banyak di dunia. Sereal asli memiliki butiran pati dengan berbagai ukuran mulai dari : 2 sampai 35 mm. Distribusi ukuran bisa normal, bimodal, atau tri modal dan kandungan amilosa biasanya antara 0-70%. Setiap biji-bijian mengandung tiga bagian utama: endosperma (70%), sekam (20%), dan dedak (10%). Metode ekstraksi pati pada serealia dipengaruhi kelarutan protein dan tingkat interaksi protein dengan pati. Protein mempunyai kemampuan untuk keseimbangan antara protein dengan pelarut (hidrofilik) dan protein-protein interaksi (hidrofobik). Protein yang berinteraksi dengan pati terjadi karena adanya elektron tarik-menarik elektrostatik dari muatan yang berlawanan yaitu, antara protein bermuatan negatif molekul dan granula pati bermuatan positif.

Beras merupakan salah satu contoh serealia dengan struktur anatomi mirip dengan gandum; perbedaan pada bentuk butir cukup signifikan. Butir beras mengandung pati 76-90% dan sejumlah kecil protein, lipid, serat, dan abu. Butiran pati beras memiliki bentuk yang tidak teratur bentuk poligonal, dan merupakan ukuran terkecil diantara pati sereal dengan ukuran rata-rata 3-8 m. Pada beras jumlah amilosa dan amilopektin adalah 25% dan 75%, namun ada varietas lain dengan proporsi yang berbeda sehingga akan memberikan karakteristik berbeda juga. Sifat fisik pati dalam pasta dan gel adalah: dipengaruhi oleh kandungan amilosa, struktur rantai, dan ukuran granula pati.

Kandungan amilosa dapat mempengaruhi hasil pati setelah ekstraksi. Umumnya beras yang rendah amilosa akan memberikan hasil ekstrak yang lebih rendah dibandingkan dengan jenis beras lainnya. Hal ini terjadi karena penyerapan air yang lebih tinggi pada butiran beras sehingga membuat sulit untuk memisahkan protein yang menempel pada granula pati. Protein beras dalam endosperma melekat erat pada permukaan butiran pati, dan sulit untuk menghilangkannya. Isolasi protein pada isolasi pati lebih mahal dibandingkan pati lainnya. Selain itu pemurnian butiran pati beras terganggu oleh sedimentasi yang lambat di air, mengakibatkan kerugian selama pemisahan dan pemurnian.

8. Jagung (Zea mays)

Bentuk pati seperti granula kecil dengan ukuran 2 μm – 30 μm dengan bentuk polyhedral dan spherical. Pati jagung yang digunakan untuk bahan penguat (reinforcing agent) pada pembuatan nano kristal pati. Pati jagung sebagai biopolimer multiguna (versatile biopolymer) yang unggul dan dapat diaplikasikan pada industri pangan atau non-pangan, hingga farmasi. Selain itu, pati merupakan polimer yang relatif mudah diperoleh dan dapat diekstraksi dengan biaya terjangkau.

Selain itu, diantara pati sereal terutama jagung dianggap sebagai sumber botani yang utama digunakan pada ekstraksi pati, mewakili 80% dari produksi pati global. Butiran pati dalam endosperm sebagian besar hadir sebagai butiran sederhana. Biji jagung memiliki kandungan protein 8–10%, dengan mayoritas menjadi prolamin, larut dalam larutan alkohol, dan diklasifikasikan d-zein. Pati jagung adalah salah satu produk yang paling banyak digunakan pati di dunia, dan sifat serta aplikasinya bergantung pada metode isolasi pati. Metode umum adalah proses penggilingan basah, dimana jagung direndam dalam larutan asam sulfat (0,2–0,4%, b/v) pada suhu sekitar 50 °C selama 24 jam. Larutan asam sulfat bertindak sebagai agen pereduksi dan memotong ikatan disulfida sehingga akan melemahnya molekul protein, longgar dan tepung jagung mudah dilepaskan. Asam laktat dapat ditambahkan dalam proses ini untuk meningkatkan efek perendaman.

Tantangan utama ekstraksi pati adalah persentase rendemen yang relatif rendah. Hasil ekstraksi pati dari 11 varietas jagung di Indonesia dengan rendemen tertinggi 39.96% (varietas Srikandi putih – 1). Variasi rendemen pati hasil ekstraksi bisa sangat bervariasi, sesuai dengan jenis dan kondisi ekstraksi.

9. Kacang-kacangan

Kacang-kacangan mengandung karbohidrat dalam jumlah yang cukup tinggi 55-65% dari berat kering terdiri dari pati dan polisakarida bukan pati (non starch polysaccharides) berupa serat pangan, serta oligosakarida. Kadar pati total pada legume berkisar 18-49%. Kandungan lain dari kacang-kacangan yaitu mengandung protein tinggi sebesar 20-50% dan kadar lemak rendah sebesar 0,01-0,48%. Salah satu jenis kacang-kacangan yang merupakan sumber pati adalah kacang hijau namun, belum banyak diketahui orang. Berdasarkan hasil penelitian kadar pati kacang hijau varietas wallet 42,11% dengan kadar amilosa yang tinggi yaitu 55,39% (Triwitono et al., 2017). Kacang merah mengandung karbohidrat khususnya pati. Jumlah pati yang terdapat dalam kacang merah adalah 25-45% dari bahan kering.

Demikian artikel mengenai Kandungan Pati Pada Berbagai Sumber Tanaman, mudah-mudahan bermanfaat untuk kita semuanya. Sekian dan terimakasih.