Waktu Gelatinisasi

Gelatinisasi merupakan fenomena pembentukan gel yang diawali dengan pembengkakan granula pati akibat penyerapan air. Bila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula pati akan menyerap air dan mulai bengkak namun terbatas, sekitar 30% dari berat tepung. Proses pemanasan adonan tepung akan menyebabkan granula semakin membengkak karena penyerapan air semakin banyak. Suhu dimana pembengkakan maksimal disebut dengan suhu gelatinisasi. Selanjutnya pengembangan granula pati juga disebabkan masuknya air ke dalam granula dan terperangkap pada susunan molekul-molekul penyusun pati. Mekanisme pengembangan tersebut disebabkan karena molekul–molekul amilosa dan amilopektin secara fisik hanya dipertahankan oleh adanya ikatan hidrogen lemah. Atom hidrogen dari gugus hidroksil akan tertarik pada muatan negatif atom oksigen dari gugus hidroksil yang lain. Bila suhu suspensi naik, maka ikatan hidrogen makin lemah, sedangkan energi kinetik molekul-molekul air meningkat, memperlemah ikatan hidrogen antar molekul air.

Proses gelatinisasi bisa diamati karena akan menyebabkan meningkatnya kejernihan dan meningkatnya viskositas pati terdispersi. Hal ini terjadi karena absorbsi air oleh granula pati. Fenomena gelatinisasi pati diamati dengan menggunakan perubahan pola difraksi sinar-x, menggunakan mikroskop polarisasi cahaya dan dengan metode differential scanning calorimetry. Selama proses gelatinisasi, kristal pati akan mengalami pelelehan yang ditandai dengan menurunnya intensitas diffraksi sinar-x (Zobel et al., 1988), hilangnya sifatbirefringent melalui pengukuran dengan mikroskop polarisasi cahaya (Perubahan yang terjadi pada granula pati selama proses gelatinisasi, yang teramati dengan menggunakan mikroskop scanning electrone (SEM) (http://food.oregonstate.edu/).

Tian et al., (1991) menyatakan bahwa bila pati dipanaskan dalam suhu kritikal dengan adanya air yang berlebih granula akan mengimbibisi air, membengkak dan beberapa pati akan terlarut dalam larutan yang ditandai dengan perubahan suspensi pati yang semula keruh menjadi bening dan tentunya akan berpengaruh terhadap kenaikan viskositas.

Selama pemanasan terjadi peningkatan viskositas yang disebabkan oleh pembengkakan granula pati yang irreversible dalam air. Energi kinetik molekul air lebih kuat daripada daya tarik molekul pati sehingga air dapat masuk ke dalam granula pati. Suhu awal gelatinisasi adalah suhu pada saat pertama kali viskositas mulai naik. Dengan demikian, diperlukan energi yang lebih besar untuk melepas amilosa sehingga suhu awal gelatinisasi yang dicapai akan lebih tinggi. Sehingga untuk hidrolisis pati ubi kayu dengan enzim acid fungal dan glukoamilase tidak memerlukan kecepatan pengadukan yang tinggi karena pada proses ini pati tidak mengalami viskositas yang tinggi. Penggunaan kec.pengadukan yang tinggi dibutuhkahkan pada proses hidrolisis pada tahap gelatinisasi dimanfaatkan untuk proses pelepasan air dari granula. Sehingga pengadukan yang terlalu tinggi pada penelitian ini menyebabkan kerusakan pada terbentuknya glukosa.

Konsentrasi glukosa yang rendah disebabkan panas yang dihasilkan akibat kecepatan pengadukan yang tinggi, sedangkan proses hidrolisis secara keseluruhan bersifat menghasilkan panas juga. Akumulasi panas ini yang akan merusak struktur mikroba yang terdiri dari struktur molekul primer yang ditentukan oleh interaksi non-kovalen yaitu ikatan ion dan ikatan hidrogen, sehingga kemampuan pertumbuhan mikroba akan terganggu dan selanjutnya akan mengurangi kemampuan mikroba untuk berproduksi. (Lesmana, 2006).

Dapat diamati konsentrasi glukosa (g/L) pada pH yang sama dan kecepatan pengadukan yang bervariasi, dimana trend kurva kecepatan pengadukan 150 rpm untuk pH 4 dan pH 4.5 mengalami penurunan drastis menuju kecepatan pengadukan 200 rpm, sedangkan trend kurva pada pH 5 kecepatan pengadukan150 rpm menurun pada kecepatan 175 rpm, setelah itu kecepatan pengadukan 175 rpm kembali menaik pada kecepatan pengadukan 200 rpm.

Kecepatan Pengadukan 150 rpm pada penelitian kali ini merupakan kecepatan pengadukan optimum. Namun untuk kondisi optimum kecepatan pengadukan ini bukanlah sesuatu yang menjadi tolak ukur keberhasilan pada penelitian ini. Hal ini disebabkan pada penelitian hidrolisis pati ubi kayu menggunakan enzim acid fungal dan glukoamilase dimana kondisi operasi hidrolisis pati ini menggunakan tempratur 40 ˚C, sehingga pada hidrolisis ini tidak mengalami tahap gelatinisasi. Tidak seperti proses hidrolisis pati dengan enzim alpa amilase dan glukoamilase, dimana prosesnya mengalami tahap gelatinisasi dengan temperatur tinggi.

Proses gelatinisasi bisa diamati karena akan menyebabkan meningkatnya kejernihan dan meningkatnya viskositas pati terdispersi. Hal ini terjadi karena absorbsi air oleh granula pati.