Amilum

Amilum
	; Tepung maizena dicampur dengan air untuk membuat saus Rat Na.
Penanda
Nomor CAS	9005-25-8 ;
3DMet	{{{3DMet}}}
Nomor EC
Nomor RTECS	{{{value}}}
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0049789 ;
Sifat
Rumus kimia	(C6H10O5)n
Penampilan	bubuk putih
Densitas	1.5 g/cm3
Titik lebur	decomp.
Kelarutan dalam air	tidak
	Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	verifikasi (apa ini ?)
	Referensi

Pati atau amilum (CAS# 9005-25-8) adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting.

Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi. Penjelasan untuk gejala ini belum pernah bisa tuntas dijelaskan.

Terminologi

Dalam bahasa sehari-hari (bahkan kadang-kadang di khazanah ilmiah), istilah "pati" kerap dicampuradukkan dengan "tepung" serta "kanji". "Pati" (bahasa Inggris starch) adalah penyusun (utama) tepung. Tepung bisa jadi tidak murni hanya mengandung pati, karena ter-/dicampur dengan protein, pengawet, dan sebagainya.

Tepung beras mengandung pati beras, protein, vitamin, dan lain-lain bahan yang terkandung pada butir beras. Orang bisa juga mendapatkan tepung yang merupakan campuran dua atau lebih pati. Kata 'tepung lebih berkaitan dengan komoditas ekonomis. Kerancuan penyebutan pati dengan kanji tampaknya terjadi karena penerjemahan.

Kata 'to starch' dari bahasa Inggris memang berarti 'menganji' ('memberi kanji') dalam bahasa Melayu/Indonesia, karena yang digunakan memang tepung kanji.

Kegunaan

Pati digunakan sebagai bahan yang digunakan untuk memekatkan makanan cair seperti sup dan sebagainya. Dalam industri, pati dipakai sebagai komponen perekat, campuran kertas dan tekstil, dan pada industri kosmetika.

Biasanya kanji dijual dalam bentuk tepung serbuk berwarna putih yang dibuat dari ubi kayu sebelum dicampurkan dengan air hangat untuk digunakan.

Kanji juga digunakan sebagai pengeras pakaian dengan menyemburkan larutan kanji cair ke atas pakaian sebelum disetrika. Kanji juga digunakan sebagai bahan perekat atau lem.

Selain itu, serbuk kanji juga digunakan sebagai penyerap kelembapan, sebagai contoh, serbuk kanji disapukan pada bagian kelangkang bayi untuk mengurangi gatal-gatal. Kanji lebih efektif dibandingkan bedak bayi karena kanji menyerap kelembapan dan menjaga agar pelapis senantiasa kering.

Tes kanji dilakukan untuk mengetes adanya iodin.

Sejarah

Butiran pati dari rimpang Typha (cattails, bullrushes) sebagai tepung telah diidentifikasi dari batu penggilingan di Eropa sejak 30.000 tahun yang lalu. Butiran pati dari sorgum ditemukan pada batu giling di gua-gua di Ngalue, Mozambik yang berasal dari 100.000 tahun yang lalu.

Pasta pati gandum yang diekstraksi murni digunakan di Mesir Kuno, kemungkinan untuk merekatkan papirus. Ekstraksi pati pertama kali dijelaskan dalam Natural History of Pliny the Elder sekitar tahun 77–79 M. Bangsa Romawi juga menggunakannya dalam krim kosmetik, untuk membedaki rambut dan mengentalkan saus. Orang Persia dan India menggunakannya untuk membuat masakan yang mirip dengan gandum gothumai halva. Tepung beras sebagai perawatan permukaan kertas telah digunakan dalam produksi kertas di Tiongkok sejak tahun 700 M. Pada pertengahan abad kedelapan produksi kertas seukuran pati gandum dimulai di dunia Arab. Pati cucian pertama kali dideskripsikan di Inggris pada awal abad ke-15 dan sangat penting untuk membuat kerah ruffed pada abad ke-16.

Struktur Partikel Pati

Di dalam tumbuhan, pati disimpan dalam butiran semi-kristal. Tiap spesies tumbuhan mempunyai ukuran butiran pati yang khas: pati beras relatif kecil (sekitar 2 μm), pati kentang memiliki butiran yang lebih besar (hingga 100 μm) sedangkan gandum dan tapioka berada di antara keduanya. Tidak seperti sumber pati nabati lainnya, pati gandum memiliki distribusi ukuran bimodal, dengan butiran yang lebih kecil dan lebih besar berkisar antara 2 hingga 55 μm.^[1]

Beberapa varietas tanaman budidaya memiliki pati amilopektin murni tanpa amilosa, yang dikenal sebagai pati lilin. Yang paling banyak digunakan adalah jagung lilin, lainnya adalah beras ketan dan tepung kentang lilin. Pati lilin mengalami retrogradasi yang lebih sedikit sehingga menghasilkan pasta yang lebih stabil. Kultivar jagung dengan proporsi pati amilosa yang relatif tinggi, amilomaize, dibudidayakan untuk memanfaatkan kekuatan gelnya dan untuk digunakan sebagai pati resisten (pati yang tahan terhadap pencernaan) dalam produk makanan.

Biosintesis

Tumbuhan mensintesis pati dalam dua jenis jaringan. Tipe pertama adalah jaringan penyimpan, misalnya endosperm serealia, serta akar dan batang penyimpan seperti singkong dan kentang. Jenis kedua adalah jaringan hijau, misalnya daun, tempat banyak spesies tumbuhan mensintesis pati sementara setiap hari. Pada kedua jenis jaringan tersebut, pati disintesis dalam plastida (amiloplas dan kloroplas). Jalur biokimia melibatkan konversi glukosa 1-fosfat menjadi ADP-glukosa menggunakan enzim glukosa-1-fosfat adenylyltransferase. Langkah ini memerlukan energi dalam bentuk ATP. Sejumlah sintase pati yang tersedia dalam plastida kemudian menambahkan ADP-glukosa melalui ikatan α-1,4-glikosidik ke rantai residu glukosa yang berkembang, sehingga melepaskan ADP. ADP-glukosa hampir pasti ditambahkan ke ujung non-pereduksi dari polimer amilosa, sebagaimana UDP-glukosa ditambahkan ke ujung non-pereduksi glikogen selama sintesis glikogen. Rantai glukan kecil selanjutnya menggumpal membentuk inisial butiran pati.

Biosintesis dan perluasan butiran merupakan peristiwa molekuler kompleks yang dapat dibagi lagi menjadi empat langkah utama, yaitu inisiasi butiran, penggabungan butiran kecil, transisi fase, dan ekspansi. Beberapa protein telah dikarakterisasi keterlibatannya dalam setiap proses ini. Misalnya, protein terkait membran kloroplas, MFP1, menentukan lokasi inisiasi granula.^[2] Protein lain bernama PTST2 berikatan dengan rantai glukan kecil dan menggumpal untuk merekrut pati sintase 4 (SS4). Tiga protein lain, yaitu PTST3, SS5, dan MRC, juga diketahui terlibat dalam proses inisiasi granula pati. Selain itu, dua protein bernama ESV dan LESV berperan dalam transisi fase air ke kristal dari rantai glukan. Beberapa sintase pati yang aktif secara katalitik, seperti SS1, SS2, SS3, dan GBSS, sangat penting untuk biosintesis granula pati dan memainkan peran katalitik pada setiap langkah biogenesis dan ekspansi granula.

Selain protein di atas, enzim percabangan pati (BEs) memperkenalkan ikatan α-1,6-glikosidik antara rantai glukosa, menciptakan amilopektin bercabang. Isoamilase enzim debranching pati (DBE) menghilangkan beberapa cabang ini. Ada beberapa isoform dari enzim ini, yang menyebabkan proses sintesis yang sangat kompleks.^[3]

Degradasi

Pati yang disintesis dalam daun tanaman pada siang hari bersifat sementara: berfungsi sebagai sumber energi pada malam hari. Enzim mengkatalisis pelepasan glukosa dari butiran. Rantai pati yang tidak larut dan sangat bercabang memerlukan fosforilasi agar dapat diakses oleh enzim pendegradasi. Enzim glukan, air dikinase (GWD) memasang fosfat pada posisi C-6 glukosa, dekat dengan ikatan percabangan rantai 1,6-alfa. Enzim kedua, fosfoglukan, air dikinase (PWD) memfosforilasi molekul glukosa pada posisi C-3. Setelah fosforilasi kedua, enzim pendegradasi pertama, beta-amilase (BAM) menyerang rantai glukosa pada ujung non-pereduksinya. Maltosa merupakan produk utama yang dikeluarkan. Jika rantai glukosa terdiri dari tiga molekul atau kurang, BAM tidak dapat melepaskan maltosa. Enzim kedua, enzim-1 yang tidak proporsional (DPE1), menggabungkan dua molekul maltotriosa. Dari rantai ini, molekul glukosa dilepaskan. Sekarang, BAM dapat melepaskan molekul maltosa lain dari rantai yang tersisa. Siklus ini berulang sampai pati terdegradasi sepenuhnya. Jika BAM mendekati titik percabangan rantai glukosa yang terfosforilasi, ia tidak dapat lagi melepaskan maltosa. Agar rantai terfosforilasi dapat terdegradasi, diperlukan enzim isoamilase (ISA).^[4]

Produk degradasi pati sebagian besar adalah maltosa dan sejumlah kecil glukosa.^[5] Molekul-molekul ini diekspor dari plastida ke sitosol, maltosa melalui transporter maltosa dan glukosa oleh translocator glukosa plastida (pGlcT). Kedua gula ini digunakan untuk sintesis sukrosa. Sukrosa kemudian dapat digunakan dalam jalur oksidatif pentosa fosfat di mitokondria, untuk menghasilkan ATP di malam hari.^[4]

Industri Pati

Galeri

Struktur amilosa
Struktur amilopektin
Bintik pati yang telah diberi iodin

Pranala luar

(Inggris) European Association of starch manufactures AAF Diarsipkan 2010-06-19 di Wayback Machine.
(Inggris) Starch, by Martin Chaplin
(Inggris) [1]^{[pranala nonaktif permanen]}

^ Starch in Food (dalam bahasa Inggris). 2017-11-25. ISBN 978-0-08-100868-3.
^ Bürgy, Léo; Eicke, Simona; Kopp, Christophe; Jenny, Camilla; Lu, Kuan Jen; Escrig, Stephane; Meibom, Anders; Zeeman, Samuel C. (2021-11-26). "Coalescence and directed anisotropic growth of starch granule initials in subdomains of Arabidopsis thaliana chloroplasts". Nature Communications (dalam bahasa Inggris). 12 (1): 6944. doi:10.1038/s41467-021-27151-5. ISSN 2041-1723.
^ Smith, Alison M. (2001-06-01). "The Biosynthesis of Starch Granules". Biomacromolecules (dalam bahasa Inggris). 2 (2): 335–341. doi:10.1021/bm000133c. ISSN 1525-7797.
^ ^a ^b Smith, Alison M.; Zeeman, Samuel C.; Smith, Steven M. (2005-06-01). "STARCH DEGRADATION". Annual Review of Plant Biology (dalam bahasa Inggris). 56 (1): 73–98. doi:10.1146/annurev.arplant.56.032604.144257. ISSN 1543-5008.
^ Weise, Sean E.; Weber, Andreas P. M.; Sharkey, Thomas D. (2004-01-01). "Maltose is the major form of carbon exported from the chloroplast at night". Planta (dalam bahasa Inggris). 218 (3): 474–482. doi:10.1007/s00425-003-1128-y. ISSN 1432-2048.

[1] Starch in Food (dalam bahasa Inggris). 2017-11-25. ISBN 978-0-08-100868-3.

[2] Bürgy, Léo; Eicke, Simona; Kopp, Christophe; Jenny, Camilla; Lu, Kuan Jen; Escrig, Stephane; Meibom, Anders; Zeeman, Samuel C. (2021-11-26). "Coalescence and directed anisotropic growth of starch granule initials in subdomains of Arabidopsis thaliana chloroplasts". Nature Communications (dalam bahasa Inggris). 12 (1): 6944. doi:10.1038/s41467-021-27151-5. ISSN 2041-1723.

[3] Smith, Alison M. (2001-06-01). "The Biosynthesis of Starch Granules". Biomacromolecules (dalam bahasa Inggris). 2 (2): 335–341. doi:10.1021/bm000133c. ISSN 1525-7797.

[:0-4] Smith, Alison M.; Zeeman, Samuel C.; Smith, Steven M. (2005-06-01). "STARCH DEGRADATION". Annual Review of Plant Biology (dalam bahasa Inggris). 56 (1): 73–98. doi:10.1146/annurev.arplant.56.032604.144257. ISSN 1543-5008.

[5] Weise, Sean E.; Weber, Andreas P. M.; Sharkey, Thomas D. (2004-01-01). "Maltose is the major form of carbon exported from the chloroplast at night". Planta (dalam bahasa Inggris). 218 (3): 474–482. doi:10.1007/s00425-003-1128-y. ISSN 1432-2048.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]