Physicochemical and Rheological Properties of Sago (MetroxylonSagu) Starch Modified with Lactic Acid Hydrolysis and UV Rotary Drying

https://doi.org/10.22146/ajche.49535

Siswo Sumardiono(1*), Rizki B Rakhmawati(2), Isti Pudjihastuti(3)

(1) Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Diponegoro University, Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275
(2) Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Diponegoro University, Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275
(3) DIII Study Program, School of Vocation, Diponegoro University, Jl. Prof. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275
(*) Corresponding Author

Abstract


Modification of sago starch using acid hydrolysis will change some physicochemical and rheological properties. Sago is easy to grow in tropical areas of coastal areas, many found in eastern Indonesia has a simple ergonomic terms. Ingredients of sago starch is consist of 20-30% amylose and 70-80% amylopectin which make sago starch difficult to dissolve in cold water, easy to gelatinize, high viscosity, hard and not expands in baking process. This study will analyse modified sago using lactic acid hydrolysis method and use UV rotary drying for 20 minutes. The properties of modified sago starch were observed i.e. pH, density, solubility, swelling power, and baking expansion. Time variables hydrolysis is 10; 15; 20; 25; and 30 minutes with a rotation speed of 8 rpm at room temperature. The results showed that the solubility, swelling power and baking expansion was increase. The density results showed that the longer acid hydrolysis time can make the smaller in the density. Solubility and swelling power showed increasing significantly compared to native sago starch. Modification by using UV light changes significantly the properties characteristics of product.

Keywords


Sago Starch, Modification, Rotary Drying, Lactic Acid, Ultraviolet, Properties

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References

  1. Abdorreza,  M.N.,  Robal,   M.,  Cheng, L.H.,    Tajul,    A.Y.,    and    Karim,    A.A. Physicochemical,        Thermal,        and Rheological     Properties     Of     Acid-Hydrolyzed    Sago    (Metroxylonsagu) Starch      [J]. Food      Science      and Technology,  2012.  Vol.  46,  No.  1,  hh. 135-141.
  2. Ambarsari,  I.,  Haryadi.,  and  Cahyanto, M.Nur. Karakteristik    Tepung    Hasil Modifikasi Chip Ubikayu Dengan Asam Laktat  Dan  Hidrogen  Peroksida.  2011. In press.
  3. Atichokudomchaia,   Napaporn.   Sujin, Shobsngobb.,  and  Saiyavit,  Varavinita. Morphological    Properties    of    Acid-Modified Tapioca   Starch.   Weinheim. 2000. hh. 283-289.
  4. Bertolini, A.C., Mestres, C., Colonna, P., and Raffi, J. Free Radical Formation in UV   and   Gamma   Irradiated   Cassava Starch    [J]. Carbohydrate    Polymers, 2000. Vol. 44, hh. 269-271.
  5. Bertolini,  A.  C.,  Mestres,  C.,  Raffi,  J., Bulon,     A.,     and     Lemer,     D.     P. Relationship                            between thermomechanical     properties     and baking   expansion   of   sour   cassava starch  (Polvilho  Azedo)  [J]. Colonna, Journal    of    Agricultural    and    Food Chemistry, 2001. Vol. 49, hh. 675.
  6. Bamforth,  Dr.  Charles.,  W    Barley  and Malt.  Starch  in  Brewing  :  A  General Review  [J]. Master  Brewers  Association of the Americas (MBAA).2003. Vol. 40, No.2, hh. 89 –97.
  7. Chen, Y., Huang, S., Tang, Z., Chen, X., and  Zhang,  Z.  Structural  Changes  Of Cassavastarch Granules Hydrolyzed By A      Mixture      of      Amylase      and Glucoamylase       [J]. Carbohydrate Polymers,  2011.  Vol.  85,  No.  1,  hh. 272–275. (doi:10.1016/j.carbpol.2011.01.047).
  8. Daramola,   B.,   and   Osanyinlusi,   S.A. Investigation     on     modification     of cassava       starch       using       active components       of       ginger       roots (Zingiberofficinale  Roscoe)  [J]. African Journal  of  Biotechnology.  2006.  Vol.  5, No. 10. hh 917 –920.
  9. Demiate,  I.M.,  N.  Duppy,  J.P.  Huvene and      G.      Wosiacki.      Relationship Between  Baking  Behavior  of  Modified Cassava  Starch  and  Starch  Chemical Structure      Determined      By      FTIR Spectroscopy       [J]. Carbohydrate Polymer. 2000. Vol. 42, hh. 149-158.
  10. Elham,  Fouladi.,  and  Abdorreza,  M.N. Effects     Of     Acid-Hydrolysis     and Hydroxypropylation     on     Functional Properties     of     Sago     Starch     [J]. International    Journal    of    Biological Macromolecules,2014.   Vol.   68,   hh. 251-257.
  11. Flach,        Michiel. Sago        palm MetroxylonsaguRottb.International Plant       Genetic Promoting       the conservation  and  use  of  underutilized and neglected crops.13. 1997. Institute of Plant Genetics. Germany.
  12. Govindasamy,   S.,   Oates,   C.G.,   and Wong,     H.A.     Characterization     of Changes  of  Sago  Starch  Components During  Hydrolysis  By  a  Thermostable Alpha-Amylase      [J]. Carbohydrate Polymers, 1992. Vol. 18, No. 2, hh. 89-100.    (doi.org/10.1016/0144-8617(92)90130-I.)
  13. Hee-Young,  A.  Effects  of  Ozonation and   Addition   Of   Amino   Acid   on Properties       of       Rice       Starches. dissertation A  Dissertation  Submitted to    the    Graduate    Faculty    Of    The Louisiana      state      University      and Agricultural  and  Mechanical  College. 2005.
  14. Henry  F.,  L.C.  Costa,  and  Chodur,  C.A. Influence   ofIonizing   Radiation   on Physical   Properties   of   Native   and Chemically    Modified    Starches    [J]. Radiation Physics and Chemistry. 2010. hh.75-82.
  15. Hongsprabhas,   P.,   Israkarn,   K.   and Rattanawattanaprakit,  C.  Architectural Changes  Of  Heated  Mungbean,  Rice and  Cassava  Starch  Granules:  Effects Of      Hydrocolloids      and      Protein Containing Envelope [J]. Carbohydrate Polymers, 2007. Vol. 67. hh. 614-622.
  16. Kainuma  K,  Odat  T,  Cuzuki,  S    Study Of  Starch  Phosphates  Monoester  [J]. Journal Technol, Sco. Starch1967. Vol. 14, hh. 24-28.
  17. Karim,  A.A.,  Nadiha,  M.Z.,  Chen,  F.K., Phuah, Y.P., Chui, Y.M., and Fazilah, A. Pasting and Retrogradation Properties Of              Alkali-Treated              Sago (Metroxylonsagu)    Starch    [J]. Food Hydrocolloids, 2008. Vol. 22, hh. 1044-1053.
  18. Klanarong,         Sriroth.,         Kuakoon, Piyachomwan.,                    Kunruedee, Sangseethong.,      and      Christopher, Oates. Modification  of  Cassava  Starch Paper    of    X    International    Starch Convention, Cracow, Poland, 2002.
  19. Kumalasari,    Kardina    Enny    Dian    ., Legowo,  Anang  Mohamad.,  and  Al-Baarri,     Ahmad     Nimatullah.     Total Bakteri  Asam  Laktat,  Kadar  Laktosa, pH, Keasaman, Kesukaan Drink Yogurt dengan   Penambahan   Ekstrak   Buah Kelengkeng      [J]. Jurnal      Aplikasi Teknologi  Pangan, 2013.Vol.  .2.  No.  4. hh. 165-168.
  20. Lai,  J.C.,  Rahman,  W.A.,  and  Toh,  W.Y.Characterisation  of  Sago  Pith  Waste and Its Composites [J]. Industrial Crops and  Products.  2013.  Vol.  45,  hh.  319-326.
  21. Leach,   H.W.,   Mc   Cowen,   L.D,   and Schoch   T.J.   Structure   of   the   starch granules.   In:   swelling   and   solubility patterns  of  variousstarches  [J]. Cereal Chem. 1959. Vol. 36, hh. 534-544.
  22. Lee,  J.S.,  Kumar,  R.N.,  Rozman,  R.N., and  Azemi,  B.M.N.  Pasting,  Swelling, Solubility  Properties  of  UV  Initiated Starch-Graft-Poly  [J]. Food  Chemistry.2005.Vol. 91. hh. 203-211.
  23. Masschelein,  W.J. Ultra  violet  Light  in Water   and   Wastewater   Sanitatoion.Lewis  Publishers  is  an  Imprint  of  CRC Press LLC. 2002.
  24. Moorthy,     S.N.,     Andersson,     L.A., Eliasson,    A.C.,    Santacruz,    S.,    and Ruales,  J.  Determination  of  Amylose Content  In  Different  Starches  Using Modulated      Differential      Scanning Calorimetry   [J]. Wiley   starch   starke. 2006. Vol. 58, No.5, hh. 290-214.
  25. Muhammad,  H.F.,  Nasser,  T.,Hossein, A., and Abdorreza, M.N. Effects of Κ-Carrageenan         on         Rheological Properties  of  Dually  Modified  Sago Starch:     Towards     Finding     Gelatin Alternative   For   Hard   Capsules   [J]. Carbohydrate   Polymers,   2015.   Vol. 132,   hh.   156-163.   (doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.06.033).
  26. Nakazawa,   Y.,   and   Wang,   Y.J.   Acid Hydrolysis  Of  Native  And  Annealed Starches    and    Branch-Structure    of Their            Naegelidextrins            [J]. Carbohydrate Research, 2003. Vol. 338, No. 24, hh.  2871-2882.
  27. Nwokocha, L. M. A Comparative Study of    Some    Properties    of    Cassava (Manihotesculenta,Crantz)[J]. Carbohydrate   Polymers.   2008.   (doi: 10.1016/j.carbpol.2008.10.034)
  28. Oates, C.G. Towards an Understanding of    Starch    Granule    Structure    and Hydrolysis  [J]. Trends  in  Food  Science & Technology, 1997. Vol. 8, No.11, hh. 375-382.
  29. Omojola,     M.O.,     Manu,     M.,     and Thomas, S.A. Effect  of  Acid Hydrolysis on  The  Physicochemical  Properties  of Cola Starch [J]. African Journal of Pure and  Applied  Chemistry.  2011.  Vol.  5, No. 9, hh. 307-315.
  30. Rukmi,  W.,  and  Siwi,  K  2010. Studi Perubahan    Sifat    Fisik    dan    Kimia Tepung          Ubi          Jalar          Putih (IpoemabatatasVarSukuh) sebagai Efek Modifikas  Menggunakan  Metode  Heat Moisture   Treatment.Teknologi   Hasil Pertanian,       Universitas       Brawijaya Malang.
  31. Shi,  Y.C.,  and  Seib,  P.A.The  structure of   four   waxy   starches   related   to gelatinization  and  retrogradation  [J]. Carbohydrate Research, 1992. Vol. 227, hh. 131-145.
  32. Sumardiono,  Siswo.,  Pudjihastuti,  Isti., Budiyono,    Hartanto,    Hansen.,    and Sophiana,  Intan  Clarissa.  Combination Process    Method    of    Lactic    Acid Hydrolysis   and   Hydrogen   Peroxide Oxidation      for      Cassava      Starch Modification [J]. International Seminar on   Fundamental   and   Application   of Chemical  Engineering (ISFAChE  2016). 2016.      AIP      Conf.      Proc.      (doi: 10.1063/1.4982286).
  33. Sumardiono,  Siswo.,  Pudjihastuti,  Isti., Jos,  Bakti.,  Taufani,  Muhammad.,  and Yahya,  Faad.  Modification  of  Cassava Starch   Using   Combination   Process Lactic    Acid   Hydrolysis   and   Micro Wave   Heating   to   Increase   Coated Peanut      Expansion      Quality      [J]. InternationalSeminar on Fundamental and       Application       of       Chemical Engineering (ISFAChE 2016).2016. AIP Conf. Proc.(doi:10.1063/1.4982285).
  34. Sumardiono,  Siswo  and  Rakhmawati, R.   B.   Physicochemical   Properties   of Sago       Starch       Under       Various Modification Process: An Overview[J]. Advanced  Science  Letters. 2017.  Vol. 23, hh. 5789–5791.
  35. Sumardiono,          Siswo.,          Djaeni, Mohamad.,   Jos,   Bakti.,   Pudjihastuti, Isti.,     and     Abdallatif,     Mohamed. Modification   Chemical   and   Physical Modification  of  Cassava  Starch  Using Lactic  Acid  and  Ethanol  Under  Oven and Solar Drying [J]. Advanced Science Letters. 2017. Vol. 23, hh. 5792–5795.
  36. Syahariza,    Z.A.,    and    Yong,    H.Y. Evaluation of Rheological and Textural Properties   of   Texture-Modified   Rice Porridge   Using   Tapioca   and   Sago Starch   As   Thickener   [J]. Journal   of Food             Measurement             and Characterization.                          2017. (doi.org/10.1007/s11694-017-9538-x)
  37. Thirathumthavorn,           D.,           and Charoenrein,  S.  Thermal  and  Pasting No   Properties   of   Acid-treated   Rice Starches  [J]. Starch.  2005.  Vol.  57,  No. 5,     hh.     217-222.     (DOI:     10.1002/star.200400332.)
  38. Tonukari,  N.J.  Cassava  and  Future  of Starch.Electronic      [J]. Journal     of Biotechnology,2004.Vol. 7, No.1.
  39. Uthumporn,   U.,   Shariffa,   Y.N.,   and Karim,  A.A.  Hydrolysis  of  Native  and Heat-Treated     Starches     at     Sub-Gelatinization     Temperature     Using Granular  Starch  Hydrolyzing  Enzyme [J]. Applied      Biochemistry      and Biotechnology,  2012.  Vol.  166,  No.5, hh. 1167-1182.
  40. Veiga, J.P.S., Valle, T.L., Feltran, J.C. and Bizzo,   W.A.      Characterization   and Productivity  of  Cassava  Waste  and  Its Use    As    an    Energy    Source    [J]. Renewable  Energy,  2016.Vol.  93,  hh. 691-699.
  41. Wang,  W.J.,  Powell,  A.D.,  and  Oates, C.G.  Pattern  of  Enzyme  Hydrolysis  In Raw Sago Starch: Effects of Processing History   [J]. Carbohydrate   Polymers, 1995.   Vol.   26,   No.   2,   hh.   91-97. (doi.org/10.1016/0144-8617(94)00090-G).
  42. Wang, X.,  Wen, F., Zhang, S.,  Shen, R., Jiang,  W.,  and  Liu,  J.  Effect  of  Acid Hydrolysis  on  Morphology,  Structure and Digestion Property of Starch From Cynanchumauriculatumroyle Ex  Wight [J]. International  Journal  of  BiologicalMacromolecules.2017.   Vol.   96,   hh. 807-816.
  43. Wong,     C.W.,     Muhammad,     S.K.S., Dzulkifly,  M.H.,  Saari,  N.,  and  Ghazali, H.M.  Enzymatic  Production  of  Linier Long-Chain     Dextrin     From     Sago (Metroxylon   sagu)   [J]. Starch   Food Chemistry,  2007.  Vol.  100,  hh.  774-780.
  44. Yasir,  A.,  Pinku,  P.,  Kamol,  D.,  Ruhul, A.K.,  Mubarak,  A.K.,  and  Chowdhury, A.M.S.              Fabrication              and Characterization  of  Monomer  Treated Sago   Starch   Film:   Role   of   Gamma Irradiation  [J]. International  Journal  of Plastics  Technology.  2014.  Vol.  18,  No .2, hh. 280-293.
  45. Zhu,     F.     Composition,     Structure, Physicochemical      Properties,      and Modifications  Of  Cassava  Starch  [J]. Carbohydrate Polymers. 2014. In press.



DOI: https://doi.org/10.22146/ajche.49535

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