Info Teknologi » Upaya Modifikasi Pati Ubi Kayu secara Konvensional dan Non-konvensional

Pati ubi kayu mempunyai sifat khusus yang sesuai untuk produk pangan dan non pangan. Pati ubi kayu mempunyai warna gel yang transparan, tidak berasa, serta resisten terhadap pemanasan dan pembekuan. Di samping itu, pati ubi kayu dapat pula digunakan dalam industri makanan bayi, cat, plastik, dan beras sintetik. Pada industri pangan, pati berkadar amilosa tinggi digunakan sebagai pati resisten pada pangan fungsional yang memiliki indeks glisemik rendah dan dapat mencegah kanker kolon. Pati dengan kandungan amilopektin tinggi (amilosa rendah) digunakan pada industri pelapisan kertas dan lem, sebagai bahan untuk memodifikasi viskositas, digunakan dalam eksplorasi minyak dan sebagai komponen campuran dalam pembuatan dinding panel gipsum pada industri konstruksi (Baguma 2004). Pemanfaatan pati ubi kayu sangat tergantung pada sifat fisiko-kimia pati, yang berkaitan dengan proporsi amilopektin dan amilosa. Oleh karena itu, keunggulan ubi kayu tidak hanya ditentukan oleh hasil umbi, namun juga oleh sifat pati yang dihasilkan (Rongsirikul et al. 2010).

Beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan untuk memodifikasi pati ubi kayu diantaranya adalah:

1. Pati Amilosa Rendah Secara konvensional, upaya pembentukan klon ubi kayu dengan kadar amilosa rendah telah dilakukan melalui penyerbukan sendiri (self-pollination). Upaya tersebut menghasilkan klon ubi kayu dengan kadar amilosa sekitar 3,4% (klon AM206-5), sedangkan tetuanya memiliki kadar amilosa 20,7%. Sifat fungsional pati dari klon tersebut juga berbeda dengan tetuanya, yaitu memiliki viskositas tinggi, indeks pembengkakan tinggi, dan solubilitas rendah. Perbedaan hasil pewarnaan dengan iodine menunjukkan umbi (A) dan batang (B) dari ubi kayu normal yang memiliki kadar amilosa tinggi berwarna biru dan klon ubi kayu amilosa rendah berwarna coklat kemerahan (Gambar 1) (Ceballos et al. 2007).


Gambar 1. Perbedaan hasil pewarnaan dengan iodine pada umbi (A) dan batang (B) dari ubi kayu normal (warna biru)
dan ubi kayu amilosa rendah (warna coklat kemerahan). Sumber: Ceballos et al. (2007). Melalui bioteknologi, upaya pembentukan ubi kayu amilosa rendah dilakukan dengan menggunakan transformasi genetik. Pati dari tanaman hasil transformasi genetik memiliki kadar amilosa yang rendah (sekitar 2%), stabil secara genetik dan memiliki warna kecoklatan apabila diberi larutan iodine. Tanaman kontrol memiliki kadar amilosa sekitar 19,2 % dan warna pati berubah menjadi biru apabila diberi perlakuan larutan iodine (Raemakers et al. 2005).


Gambar 2. Penampilan gel pati setelah disimpan dalam freezer selama lima hari, menggunakan sumber pati yang berbeda.
Keterangan: amf = amylose-free. (Sumber: Raemakers et al. 2005). Pati amilosa rendah dari ubi kayu memiliki sifat yang berbeda bila dibandingkan dengan pati amilosa rendah dari jagung dan kentang, serta berbeda pula dengan pati ubi kayu, jagung dan kentang yang mengandung amilosa tinggi. Pati amilosa rendah dari ubi kayu memiliki tingkat kejernihan dan kestabilan yang lebih baik setelah dipanaskan pada suhu 95oC dan disimpan pada suhu rendah 4oC (Gambar 2). Di samping itu, pati amilosa rendah dari ubi kayu juga tetap jernih setelah mendapat perlakuan freez-thaw (pembekuan-pencairan) selama tiga siklus (Raemakers et al. 2005). Zhao et al. (2011) juga berhasil mendapatkan tanaman transgenik ubi kayu dengan cara menurunkan aktivitas enzim GBSSI (Granular Bound Starch Synthase I). Enzim GBSSI adalah enzim yang berperan dalam sintesa amilosa. Kadar amilosa klon ubi kayu transforman yang diperoleh berkurang secara signifikan (5%) dibandingkan dengan tanaman kontrol (sekitar 25%).

2. Pati Amilosa Tinggi Ubi kayu amilosa tinggi ditemukan dengan teknik mutasi menggunakan sinar γ (Gamma) (Ceballos et al. 2008, Rolland-Sabate et al. 2012). Kadar amilosa ubi kayu mutan mencapai 30,1% (Ceballos et al. 2008) dan 30‒31% (Rolland-Sabate et al. 2012). sedangkan pada ubi kayu normal sekitar 19,8% (Ceballos et al. 2008). Mutasi yang terjadi pada tanaman mutan adalah kehilangan gen yang mengkode satu dari isoform isoamylase (isa1 atau isa2). Pati dengan kandungan amilosa tinggi akan cepat membentuk gel setelah pendinginan (Zobel 1988, Thomas dan Atwell 1997, Biliaderis 1998, Taggart 2004 dalam Fen 2007).

3. Merubah Ukuran Granula Pati Melalui teknik mutasi menggunakan radiasi sinar Gamma pada biji juga diperoleh ubi kayu mutan yang memiliki ukuran granula amilosa lebih kecil. Granula amilosa pada ubi kayu mutan memiliki ukuran 5,80 μm ± 0,33 μm, sedangkan ukuran granula pada ubi kayu komersial berkisar antara 13,97 μm ± 0,12 μm hingga 18,73 μm ± 0,10 μm (Ceballos et al. 2008). Ukuran granula pati ubi kayu yang besar menyebabkan pati kurang peka terhadap enzim α-amilase dalam proses hidrolisis, suhu gelatinisasi semakin rendah dan daya pembengkakan semakin tinggi. Modifikasi pati secara genetik melalui kegiatan pemuliaan tanaman akan menekan upaya modifikasi pati secara kimia yang tidak ramah lingkungan. Dengan keunggulan kualitas pati ubi kayu dibandingkan dengan pati dari sumber lain, diharapkan pati ubi kayu akan memiliki daya jual dan daya saing yang lebih tinggi.

KN