Pendahuluan
Pati adalah polisakarida, terdiri dari amilosa dan amilopektin, yang terdapat pada banyak tanaman yang dapat dimakan seperti kentang, gandum, beras, dll. Dalam industri farmasi, pati digunakan sebagai pengikat selama kompresi tablet dan sebagai disintegran segera setelah tablet terpapar kelembaban. Pati juga memainkan peran penting dalam industri makanan di mana ia digunakan sebagai pengental dan penstabil dalam saus dan puding. Serupa dengan penggunaannya dalam industri makanan, pati juga dapat digunakan sebagai perekat yang ramah lingkungan dalam pengolahan kertas dan kayu. Perekat berbasis pati bereaksi terhadap kelembapan dan suhu, yang bermanfaat dalam industri pengemasan. Selain itu, pati yang dimodifikasi digunakan sebagai bahan pengental pada cat, pelapis, dan produk kosmetik. Pengukuran viskositas menggunakan kurva RVA dapat membantu mengoptimalkan sifat aliran untuk aplikasi industri.
Ketika dipanaskan dalam cairan, butiran pati membengkak dan berubah dari keadaan sebagian kristal menjadi sistem seperti gel. Proses ini, yang disebut gelatinisasi, melibatkan perubahan struktur dan sifat aliran pati. Proses ini dapat disimulasikan dengan mempelajari perilaku reologi pati dalam kondisi suhu yang terkendali. Selain itu, kualitas produk dievaluasi melalui parameter reologi yang relevan.
Kondisi Pengukuran dan Tempat Sampel- Khusus untuk Pengujian Pati
Berikut ini, pengaruh gelatinisasi terhadap viskositas geser pati beras diselidiki dengan rheometer rotasi Kinexus. Untuk tujuan ini, geometri yang didedikasikan untuk pati digunakan. Alat ini terdiri dari sebuah cangkir dan dayung pencampur 2 bilah (gambar 1).
Sebuah sampel, yang terdiri dari 3 g pati dalam 25 g air, diselidiki. Kondisi pengukuran dirangkum dalam tabel 1. Program suhu yang dipilih adalah tipikal untuk menguji dan mengevaluasi karakteristik penempelan pati. Kurva viskositas geser yang dihasilkan dikenal sebagai kurva RVA (kurva Rapid Visco-Analyzer).
Tabel 1: Kondisi pengukuran
| Langkah | Suhu [°C] | Laju geser [s-1] | Waktu [s] |
|---|---|---|---|
| Pra-geser | 50 | 200 | 30 |
| 1 | 50 | 54 | 60 |
| 2 | 50 - 95, 6 K/menit | 54 | - |
| 3 | 95 | 54 | 150 |
| 4 | 95 - 50, 6 K/menit | 54 | - |
| 5 | 60 | 54 | 60 |
Hasil Pengukuran
Gambar 2 menunjukkan kurva gelatinisasi pati beras yang diperoleh berdasarkan metode pengujian di atas. Pada awal pengujian, suhu dinaikkan secara bertahap. Sebelum mencapai suhu gelatinisasi, pati tersusun dalam keadaan kristal yang teratur dan tidak dapat menyerap air atau membengkak. Kurva viskositas tidak berubah sama sekali, dan viskositas tetap konstan.
Saat suhu terus meningkat, viskositas mulai meningkat. Pada titik ini, butiran pati mulai menjadi gelatin, kristal mulai terganggu, dan struktur asli yang teratur hilang. Titik yang sesuai dalam kurva suhu, yang disebut suhu tempel, umumnya bergantung pada rasio amilosa terhadap amilopektin.
Selama pemanasan lebih lanjut, viskositas terus meningkat. Pada suhu tertentu, viskositas mencapai puncak maksimum, yang disebut viskositas puncak. Di sini, partikel pati menyerap air dan membengkak, mengembang hingga batas maksimum. Viskositas puncak yang rendah sering kali menunjukkan kemampuan pembengkakan pati yang lemah, sehingga lebih sulit untuk menjadi gelatin atau dimasak.
Setelah viskositas puncak terlampaui, karena Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan air dan pembengkakan pati yang lengkap, pati tidak dapat menyerap air lebih lanjut. Oleh karena itu, dengan bertambahnya waktu, di bawah aksi pengadukan yang kuat, struktur pasta pati terus menerus dihancurkan, menyebabkan rantai molekul putus. Hal ini mengakibatkan penurunan viskositas hingga mencapai nilai minimum tertentu, yang juga dapat disebut viskositas penahan, viskositas palung, atau viskositas pasta panas. Biasanya terjadi pada akhir periode IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal atau awal pendinginan. Kerusakan struktur terkait dengan komposisi pati.
Perbedaan antara viskositas puncak dan viskositas minimum disebut nilai kerusakan, atau nilai disintegrasi, yang dapat digunakan untuk mengevaluasi kerusakan struktur pati secara kuantitatif. Disintegrasi butiran pati bergantung pada rasio amilosa terhadap amilopektin, serta banyak faktor lain seperti perlakuan permukaan butiran pati.
Ketika suhu turun kembali ke suhu awal, viskositas kembali ke tingkat viskositas yang lebih tinggi, yang disebabkan oleh rekristalisasi pati linier selama pendinginan, yang disebut retrogradasi. Viskositas ini disebut viskositas akhir atau viskositas pasta dingin dan dapat digunakan sebagai indikator untuk menilai konsistensi tekstur atau rasa atau tingkat penuaan.
Perbedaan antara viskositas terendah dan viskositas akhir disebut viskositas kemunduran. Hal ini terkait dengan rekombinasi pati linier selama proses pendinginan dan tergantung pada kandungan pati linier, tingkat pembengkakan, dan disintegrasi partikel pati. Semakin rendah nilai retrogradasi, semakin lembut tekstur produk yang terbuat dari pati ini, dan semakin lambat laju penuaan dan pengerasannya.
Kesimpulan
Kurva RVA diukur dengan rotational rheometer Kinexus untuk mengevaluasi karakteristik penempelan dan retrogradasi pati beras. Jenis pengukuran ini sangat mudah dilakukan dengan Kinexus karena perangkat lunak pengukuran dan evaluasi rSpace berisi metode yang didedikasikan khusus untuk pengujian pati.
Interpretasi dan analisis kurva yang dihasilkan digunakan untuk memprediksi dan menyesuaikan kualitas produk. Perangkat lunak ini juga memungkinkan kuantifikasi persepsi manusia yang subjektif. Misalnya, untuk kue yang lembut, viskositas puncak yang lebih tinggi menunjukkan pembengkakan yang kuat, yang membuat produk menjadi lebih lembut dan tidak terlalu kenyal. Penurunan viskositas yang lebih tinggi menunjukkan struktur dengan stabilitas yang lemah di bawah panas dan tegangan geser. Viskositas akhir yang tinggi menunjukkan retrogradasi yang lebih tinggi (pengikatan kembali amilosa), yang dapat berkontribusi pada kue yang lebih kencang dan kenyal.