Upload
eliistia-rahayu
View
221
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
amilosa dan amilopektin
Citation preview
TUGAS BIOORGANIK
Diterjemahkan oleh:
Cici Eliestia Rahayu (4311413039)
Miftachul Hidayah (4311413042)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2015
SIFAT FUNGSIONAL DARI FRAKSI AMILOPEKTIN DAN AMILOSA YANG
DIISOLASI DARI PATI KACANG TANAH BAMBARRA (Voandzeia subterranean)
Pati kacang tanah Bambarra difraksinasi menjadi fraksi amilosa dan amilopektin, dan
termodifikasi kimia melalui oksidasi dan asetilasi, yang diaplikasikan pada fraksi amilosa.
Hasil persentase amilosa dan amilopektin masing-masing adalah 75% dan 11%. Analisis
proksimat menunjukkan bahwa persentase protein, abu, serat kasar, dan lemak kasar di
bawah 1%. Penambahan kapasitas dan kelarutan semua sampel meningkat dengan
meningkatnya suhu. Air dan kapasitas penyerapan minyak menyatakan bahwa kecenderungan
hidrofobik lebih besar daripada potensi hidrofilik. Gel membentuk kapasitas yang tinggi
dengan meningkatnya konsentrasi sampel dan konsentrasi gelasi setidaknya sangat minim
dalam fraksi amilopektin. Suhu awal amilosa berkurang dari 70oC ke 60oC dan 65oC karena
oksidasi dan asetilasi.
Kata kunci: kacang tanah Bambarra, amilosa, amilopektin, modifikasi.
PENGANTAR
Modifikasi kimia seperti oksidasi dan asetilasi diterapkan pada biopolimer untuk
menghindari beberapa sifat yang tidak diinginkan pada polimer tersebut. Selain itu,
modifikasi telah digunakan untuk mempengaruhi sifat tertentu dalam polimer, dan ini
bergantung pada penggunaan akhir dari polimer di berbagai industri. Dalam penelitian
sebelumnya, beberapa modifikasi seperti itu telah diterapkan pada selulosa dan pati
(Kuakpetoon dan Wang, 2001; Atichokudomchai dkk, 2001, Forssel et al, 1995..).
Oksidasi pati memerlukan pengenalan karbonil dan karboksil pada glukosa dalam unit
matriks polimer. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa perubahan tersebut
membawa perbaikan dalam putih pati, dan dibatasi retrogradation atau "pengaturan"
(Kuakpetoon dan Wang, 2001., Adebowale et al., 2002). Asetilasi biopolimer diperoleh
dengan esterifikasi pati asli dengan anhidrida asetat dan pati yang dimodifikasi secara umum
menunjukkan kemurnian perekatan, stabilitas, peningkatan resistensi yang lebih baik untuk
retrogradation, dan peningkatan stabilitas (Adebowale dan Lawal 2003b).
Sebelumnya, kami telah menekankan pada kebutuhan pemanfaatan potensi kacang-
kacangan kurang dimanfaatkan sebagai sumber dari pati dan protein konsentrat (Adebowale
et al., 2002, Adebowale dan Lawal, 2003a).
Pati asli terdiri dari amilosa (sebuah α-1,4 polimer) dan amilopektin (polimer
bercabang) yang terdiri dari α-1 linear singkat, 4 rantai polimer yang terikat satu sama lain
oleh α-1, 6. Kedua komponen membentuk struktur semicrystalline dalam granula pati, yang
terdiri dari kristal lamellae dan lamellae amorf (Oates, 1997). Pati dari asal yang berbeda
memiliki derajat kristalinitas yang berbeda (berkisar sekitar 15-45%) (Zobel, 1988).
Seperti dalam reaksi kimia, modifikasi ini bergantung pada faktor lingkungan dalam
sistem reaksi, seperti pH, waktu reaksi, katalis dan konsentrasi (Whistler dan Daniel, 1990).
Penelitian ini dirancang untuk menyelidiki sifat fisikokimia fraksi pati asli dan dimodifikasi
secara kimia dari kacang tanah Bambarra, dengan tujuan untuk memberikan informasi
tentang pemanfaatannya secara efektif, terutama di industri makanan.
BAHAN DAN METODE
Bahan
Biji kacang tanah Bambarra yang diperoleh dari pasar Bodija, Ibadan. Biji disaring untuk
menghilangkan kotoran. Air ditambahkan ke sampel dan dibiarkan semalam. Biji dikeringkan
pada 30 ± 2oC kemudian digiling menjadi bubuk halus. Pati disimpan dalam kantong plastik
sebelum digunakan. Semua bahan kimia yang digunakan dalam percobaan adalah dari kelas
analitis, isolasi pati Metode Sathe dkk. (1981) yang dimodifikasi oleh Adebowale et al.
(2002), digunakan untuk isolasi pati. Pengadukan sesekali diberikan selama ekstraksi.
Fraksinasi amilosa dan amilopektin
Fraksinasi amilosa dan amilopektin dilakukan dengan mengikuti prosedur umum
(Song and Jane, 2000). Ini terdiri dari pemanasan dan pengadukan dispersi pati (0,8%, w/v
dalam air) di pada temperatur 100oC sampai pati menjadi gelatin. Pati disaring untuk
menghilangkan residu tidak larut, dan pH disesuaikan menjadi 6,3 dengan buffer fosfat.
Diaduk dalam baskom yang berisi air mendidih selama 2 jam untuk memecah molekul pati.
Setelah itu, n-butil alkohol ditambahkan (20%, v/v), dan larutan diaduk pada 100oC selama 1
jam, dilanjut dengan pendinginan sampai pada temperatur kamar selama 24-36 jam. Kristal
kompleks amilosa butil alkohol dibentuk dan diendapkan selama pendinginan, dan
dipisahkan dengan penyaringan. Amilopektin yang tersisa di supernatan dengan
menambahkan metil alkohol berlebih.
Asetilasi amilosa
Asetilasi amilosa dilakukan dengan menggunakan metode Wurzburg (1964). Amilosa
asli (100 g) ditambahkan 500 ml air suling dan diaduk menggunakan pengaduk magnetik
selama 30 menit. PH diatur ke pH 8,0 menggunakan 0,5 M Na0H. 10.2 g anhidrida asetat
ditambahkan perlahan-lahan ke dalam campuran sambil mempertahankan pH pada kisaran
8,0-8,5. PH akhirnya disesuaikan menjadi 4,5 dengan 0,5 M HCl. Amilosa disaring, dan
residu yang diperoleh dicuci empat kali dengan air suling dan dikeringkan selama 48 jam
pada 30 ± 200C.
Oksidasi amilosa
Oksidasi amilosa dilakukan menurut metode Sathe dan salunkhe (1981). Amilosa asli
(100 g) dicampur dengan 500 ml air suling dan pH campuran menjadi 9,5 dengan 0,3 M
Na0H. 10 g NaOCl ditambahkan tetes demi tetes selama 2 jam dengan pengadukan konstan
sementara pH tetap dipertahankan pada pH sekitar 9,0-9,5. Reaksi didinginkan dalam
campuran es dan NaCl. Reaksi dibiarkan terus selama 5 jam setelah semua NaOCl telah
ditambahkan. PH menjadi 7.0 dengan 0,3 M HCl dan disaring menggunakan kertas saring
Whatman No 4. Amilosa yang diperoleh dicuci empat kali dengan air suling dan dikeringkan
pada 30 ± 2°C selama 48 jam.
Tingkat modifikasi
Derajat substitusi (DS) dari pati asetat yang merupakan mol asetil substituen per mol
unit D-glukopiranosa ditentukan sesuai dengan metode yang dijelaskan oleh Würzburg,
(1964). Metode Parovuori dkk. (1995) digunakan untuk penentuan isi karboksil. 5 g sampel
pati dioksidasi dengan dibuat bubur ke dalam 25 ml 0,1 M HCl, dan diaduk selama 40 menit.
Bubur disaring melalui media kaca dan residu dicuci dengan air suling sampai bebas dari
klorida, (ditentukan dengan uji perak nitrat). Klorida terdapat di 300 ml air suling. Dispersi
dipanaskan dengan uap dan diaduk terus menerus sampai pati menjadi gelatin. Sampel panas
dititrasi dengan 0,1 M NaOH dengan fenolftalein sampai pada titik akhir titrasi. Untuk
mengukur keasaman karena sumber-sumber lain (terutama asam lemak kompleks dengan
amilase), 5 g pati yang tak teroksidasi dititrasi untuk menyediakan nilai kosong. Metode
hydroxylamine dijelaskan oleh smith (1967) digunakan untuk penentuan kadar karbonil. 2 g
pati dioksidasi menggunakan 100 ml air suling dan suspensi gelatin, dengan pemanasan
dalam air mendidih dan kemudian didinginkan sampai 40oC. PH diatur menjadi 3,2, dan 15
ml reagen hidroklorida ditambahkan (reagen hidroksilamin dibuat dengan melarutkan 25 g
reagen hydroxylamine hidroklorida dalam air dan menambahkan 100 ml 0,5 M NaOH, dibuat
untuk 500 ml dengan air suling). Sampel ditutup dengan aluminium foil dan ditempatkan
dalam bak air pada suhu 40oC. Setelah 4 jam, kelebihan hidroksilamin ditentukan dengan
titrasi menggunakan campuran reaksi pada pH 3,2 dengan asam klorida 0,1 M.
Pengaruh suhu pada kelarutan dan pembengkakan
1.0 g sampel yang ditimbang secara akurat dan kuantitatif dipindahkan ke dalam
tabung reaksi yang kering dan ditimbang (W1). Pati kemudian dikocok dengan 50 cm3 air
suling menggunakan blender. Resultan bubur dipanaskan pada suhu 60°C, 70°C, 80°C dan
90°C masing-masing selama 30 menit dalam bak air. Campuran didinginkan sampai suhu
kamar dan disentrifugasi (500 putaran per menit, selama 15 menit). Aliquot (5 ml) dari
supernatan dikeringkan sampai beratnya konstan pada 110°C. Residu yang diperoleh setelah
pengeringan supernatan mewakili jumlah pati terlarut dalam air. Kelarutan dihitung sebagai g
per 100 g sampel secara berat kering. Residu yang diperoleh dari percobaan di atas (setelah
sentrifugasi) dengan air itu dipindahkan ke tabung reaksi kering yang bersih, dan dicatat
sebagai W2. Pembengkakan pati = (W2 - W1) berat sampel
Kapasitas penyerapan minyak dan air
Kapasitas minyak dan penyerapan air ditentukan dengan metode BEUCHAT (1977).
10 ml air suling atau minyak (Executive Chef Oil, Lever Brothers (Nigeria) Plc, Lagos,
Nigeria) ditambahkan ke 1 g sampel, dan dicampur secara menyeluruh dengan mixer
Variwhirl (Model A901, salver Kimia. Chicago, IL, USA ) selama 30 s dan didiamkan
selama 30 menit. Kemudian volume supernatan tercatat. Massa minyak atau air diserap
dinyatakan sebagai gg-1 pati secara berat kering.
Properti gelasi
Studi gelasi diselidiki, menggunakan metode Coffman dan Garcia (1977). Sampel
pati (0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, dan 0,6 g) yang dikombinasikan dengan 5 ml bagian air suling
dalam tabung reaksi dan dicampur menggunakan mixer Variwhirl (Model A901, salver
Kimia. Chicago, IL, USA) selama 5 menit. Tabung reaksi kemudian dipanaskan selama 30
menit pada 800°C dalam bak air, diikuti dengan pendinginan cepat di bawah air keran dingin.
Tabung uji lanjut didinginkan dan diadakan di 40°C selama 2 jam.
sifat paste
Brabender studi viscographic sampel pati diselidiki menggunakan 80 gl-1 dispersi
pati. Sebuah viscoamylograph Brabender (Tipe VA-V, Brabender GmbH, Duisburg, Jerman)
dilengkapi dengan sensitivitas cartridge 700 ug. Bubur dipanaskan dari 300°C ke 950°C, dan
disimpan pada suhu ini selama 30 menit, sebelum pendinginan untuk 500°C. Sebuah
kecepatan rotasi konstan 75 putaran per menit dipertahankan dan pemanasan atau tingkat
pendinginan adalah 1.50°C min-1 selama proses berlangsung.
Analisis statistik
Analisis dilakukan dalam rangkap tiga. Analisis varians dilakukan untuk menghitung
perbedaan yang signifikan dalam pengobatan sarana, dan LSD (P <0,05) digunakan untuk
sarana terpisah (SAS, 1988).
HASIL DAN DISKUSI
Hasil analisis proksimat dari amilopektin dan fraksi amilase dimodifikasi secara kimia
dari pati kacang tanah Bambarra disajikan pada Tabel 1. Persentase hasil amilosa, dihitung
atas dasar pati asli kering 75%, sedangkan amilopektin adalah 11%. Pati terdiri dari dua
fraksi, fraksi amilosa, yang merupakan sebagian besar bagian yang merupakan fraksi amorf
dan amilopektin, yang merupakan fraksi kristal. Dalam hal ini, hasil yang diperoleh di sini
menunjukkan bahwa pati kacang tanah Bambarra terdiri dari pecahan sebagian besar amorf,
dan ini akhirnya mempengaruhi parameter fisika kimia. Nilai-nilai setuju dengan studi
sebelumnya pada komposisi kimia dari beberapa pati kacang-kacangan (Hoover dan Manuel,
1996a). Hasil dari asetat amilosa dan teroksidasi amilosa 84% dan 74% masing-masing,
berdasarkan amilosa asli. Hasil yang lebih rendah di dioksidasi derivatif mungkin dikaitkan
dengan degradatif oksidasi ikatan glikosidik di amilosa, suatu perkembangan yang mungkin
menyebabkan hilangnya massa. Dalam semua sampel, nilai yang diperoleh untuk protein
persentase, abu, serat kasar dan lemak kasar berada di bawah 1%. Hasil ini menetapkan
tingkat tinggi kemurnian fraksi pati. Tidak ada perubahan ditandai diamati pada kadar air
sampel. Juga oksidasi dan asetilasi tidak mengubah kadar air amilosa asli, mungkin karena
mereka disimpan di bawah kondisi yang sama atau tingkat modifikasi itu tidak cukup tinggi
untuk menyebabkan perubahan signifikan dalam kadar air dari sampel dibandingkan dengan
amilosa asli.
Pengaruh suhu pada pembengkakan kekuasaan dan kelarutan
Pengaruh suhu dimodifikasi secara kimia fraksi pati kacang tanah Bambarra disajikan
pada Gambar 1 dan 2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembengkakan kapasitas dan
kelarutan semua sampel meningkat dengan kelarutan dalam semua kasus yang diamati pada
90°C. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu ditingkatkan penetrasi air ke dalam
butiran sampel. Hal ini juga masuk akal bahwa peningkatan suhu melemahkan intragranular
mengikat kekuatan dari kedua derivatif amilosa asli dan dimodifikasi, sehingga memfasilitasi
pembengkakan kurang dibatasi dan ditingkatkan pencucian partikel granular yang
menyebabkan peningkatan kelarutan. Namun, terbatas bengkak di fraksi amilopektin dapat
dikaitkan dengan sifat kristalnya. Susunan kristal dicegah mudah penetrasi air sehingga
membatasi baik kapasitas pembengkakan dan kelarutan.
Kapasitas air dan penyerapan minyak
Kapasitas air dan penyerapan minyak dari sampel disajikan pada Gambar 3. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa kecenderungan hidrofobik lebih besar dari sifat hidrofilik
dalam semua sampel. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa kapasitas penyerapan air
sangat minim di amilopektin asli, di mana nilai setidaknya 5,5 ml / 10 g sampel tercatat. Air
dan penyerapan minyak kapasitas maksimal yang diamati pada amilosa asli. Karena sifat
amorf dari amilosa, minyak dan air yang diserap lebih cepat dibandingkan dengan
amilopektin kristal. Asetat amilase memiliki minyak dan penyerapan air kapasitas lebih baik
daripada teroksidasi amilosa. Sebelumnya, Sathe dan salunkhe (1981) dan Hoover dan
Vasanthan (1994) telah melaporkan peningkatan kapasitas air dan penyerapan minyak berikut
asetilasi.
Sifat gelasi
Tabel 2 menyajikan sifat gelasi dari amilopektin, asli dan fraksi amilosa dimodifikasi
secara kimia dari pati kacang tanah Bambarra. Menggunakan konsentrasi gelasi setidaknya
(LGC) sebagai indeks dari gelasi, hasil yang diperoleh dalam penelitian ini menunjukkan
bahwa LGC terendah diamati pada amilopektin dan amilosa tertinggi di teroksidasi. Hal ini
juga dicatat bahwa amilopektin membentuk gel pada konsentrasi yang sangat rendah dari 2%.
Kekuatan gel dari amilopektin disebabkan kekakuan yang disediakan oleh alam kristalnya.
Daerah kristal ini, baik di dalam butiran bengkak dan dalam larutan berair antara butiran,
meningkatkan kekuatan dan kekakuan pati gel. Dalam semua sampel diselidikii. Hal ini
menunjukkan bahwa interaksi ditingkatkan apabila konsentrasi meningkat. Mungkin,
pengenalan karbonil dan karboksil kelompok disebabkan tolakan antarmolekul yang terbatas
interaksi molekul amilosa teroksidasi, yang menyebabkan penurunan sifat gelasi.
Brabender studi amylographic
Karakteristik Amylographic dari amilopektin, fraksi amilosa asli dan dimodifikasi
secara kimia dari pati kacang tanah Bambarra disajikan pada Tabel 3. suhu paste awal dari
amilosa asli berkurang dari 70°C ke 60°C dan 65°C berikut oksidasi dan asetilasi masing-
masing. Di antara sampel, suhu leleh tertinggi diamati pada amilopektin asli. Nilai untuk
viskositas puncak selama pemanasan (Pv); pasta panas viskositas (di 95°C) (Hv); viskositas
setelah 30 menit memegang pada 95°C (HV30); Cv: viskositas pasta dingin (di 50°C),
mengatur kembali dan kerusakan yang maksimal di amilosa asli. Memasak pati fraksi bubur
dengan menangguhkan dalam air dan meningkatkan suhu secara bertahap meningkatkan
viskositas maksimum, yang dikenal sebagai viskositas puncak. Viskositas tetes sebagai
pemanasan terus dan akhirnya meningkat lagi pada pendinginan. Perubahan dimensi granul
dan struktur selama proses memasak disertai dengan perubahan yang signifikan dalam
viskositas dan sifat reologi lainnya. Informasi yang diperoleh dari karakteristik paste penting
ketika mempertimbangkan mereka sebagai komponen produk makanan. Suhu amilopektin
lebih tinggi karena yang bersifat kristalin tinggi yang menolak gelatinisasi dibandingkan
dengan amilosa amorf. Penurunan nilai paste dingin asetat dan teroksidasi amilosa
menginformasikan bahwa kelompok substituen baru telah diperkenalkan ke dalam derivatif
dimodifikasi. Kelompok substituen membatasi kecenderungan molekul untuk mengatur
kembali setelah pendinginan, sehingga memfasilitasi nilai kemunduran lebih rendah untuk
modifikasi derivatif.