Pemanfaatan pati alami masih sangat terbatas karena sifat fisik dan kimianya kurang sesuai untuk digunakan secara luas. Oleh karena itu pati akan meningkat nilai ekonimi nya jika dimodifikasi sifat-sifatnya melalui perlakuan fisik, kimia, atau kombinasi keduanya. Modifikasi pati bertujuan mengubah sifat kimia dan atau fisik pati secara alami yaitu dengan cara memotong struktur molekul, menyusun kembali struktur molekul, oksidasi, atau subtitusi gugus kimia pada molekul pati.
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah lewat suatu reaksi kimia (acetylasi, esterifikasi, esterifiksi atau oksidasi) atau dengan mengganggu struktur asalnya. Perlakuan modifikasi secara fisik melibatkan beberapa faktor antara lain yaitu suhu, tekanan, pemotongan, dan kadar air pada pati. Granula pati dapat diubah secara parsial maupun total prinsip modifikasi fisik secara umum adalah dengan pemanasan. Bila dibandingkan dengan modifikasi kimia, modifikasi fisik cenderung lebih aman karena tidak menggunakan berbagai pereaksi kimia.
Metode HMT telah digunakan untuk meningkatkan kualitas bihun yang dibuat dari pati ubi jalar. Metode HMT dilakukan dengan cara memanaskan pati diatas suhu gelatinisasi namun dengan kadar air yang terbatas sehingga pati tidak tergelatinisasi tetapi hanya mengalami perubahan konformasi molekul yang disertai dengan perubahan karakteristiknya. Heat Moisture Treatment (HMT) di definisikan sebagai metode modifikasi pati yang dilakukan secara fisik yang melibatkan perlakuan panas dan pengaturan kadar air.
Beberpa parameter lain seperti morfologi granula, tipe kristalit dan kristalitas, kapasitas pembengkakan, solubilitas dan tekstur dilaporkan dengan hasil berbeda. Energi yang diterima oleh pati selama pemanasan berlangsung kemungkinan dapat melemahkan ikatan hidrogen inter dan intra molekul amilosa dan amilopektin didalam granula pati. Kondisi ini memberikan peluang kepada air untuk mengimbibisi granula pati. Jumlah air yang terbatas menyebabkan pergerakan maupun pembentukan interaksi antara air dan molekul amilosa atau amilopektin juga terbatas sehingga tidak menyebabkan adanya peningkatan kelarutan pati didalam air selama pemanasan berlangsung.
Perubahan sifat fisik yang terjadi pada pati termodifikasi HMT antara lain perubahan profil gelatinisasi Modifikasi pati dilakukan secara fisik, kimia maupun enzimatis. modifikasi secara fisik diantaranya proses pragelatinisasi penyesuaian ukuran partikel dan penyesuaian kelembaban (moisture), ektruksi, praboiling, steam-cooking, iradiasi microwave, pemanggangan, hydrothermal treatment dan autoclaving. Modifikasi kimia dapat dilakukan melalui proses konversi termasuk hidrolisis asam, oksidasi, dekstrinasi, dan konversi asam serta derivatisasi termasuk crosslingking, stabilisasi dan penambahan gugus fungsional tertentu.
Modifikasi secara fisik yaitu heat moisture treatment (HTM) dipilih untuk memperbaiki sifat fungsional tersebut dikarenakan proses yang dilakukan dapat menghasilkan pati yang lebih aman dan alami serta digunakan oven untuk proses pemanasannya.Teknologi modifikasi pati yang aplikasinya yang banyak dilakukan diantaranya adalah modifikasi secara fisik. Modifikasi secara fisik tidak melibatkan pengunaan bahan kimia sehingga pati yang dihasilkan lebih aman dan proses modifikasi relatif lebih mudah.
Pemanasan yang dilakukan pada metode HMT dilakukan pada suhu gelatinisasi pati (80-120 derajat celcius) namun pada kadar air yang terbatas (<35% b/b/) dengan waktu tertentu. Modifikasi HMT dapat merubah karakteristik pati karena selama modifikasi pati terbentuk kristal baru atau terjadi proses rekristalisasi dan penyempurnaan struktur kristalin pada granula pati. Secara umum dilaporkan bahwa HMT menurunkan viskositas puncak, menurunkan viskositas breakdown, meningkatkan suhu pasting, meningkatkan suhu gelatinisasi dan menurunkan kapasistas pembengkakan granula pati.
Dengan kata lain keberadaan air yang terbatas selama pemanasan yang dilakukan pada modifikasi HMT belum mampu membuat pati mengalami gelatinisasi yang ditunjukan dengan masih terjaganya integritas granula pati termodifikasi HMT yang dilihat melalui studi diffraksi sinar x dan studi bentuk granula dengan miskroskop polarisasi cahaya atau SEM (Scanning Electrone Microscope). Imbibisi air selama modifikasi HMT berlangsung menyebabkan adanya pengaturan kembali (rearangement) molekul amilosa dan amilopektin didalam granula pati. Adanya pengaturan kembali ini berimplikasi pada terjadinya perubahan sifat fisik maupun sifat kimia pati.
Perubahan sifat fisik yang terjadi pada pati termodifikasi HMT antara lain perubahan profil gelatinisasi perubahan swelling volume dan perubahan kelarutan .Sementara itu perubahan kimia yang terjadi pada pati termodifikasi HMT antara lain terjadinya peningkatan fraksi pati yang mempunyai berat molekul pendek. HMT menyebabkan perubahan kompormasi meolekul pati dan menghasilkan struktur kristalin yang lebih resisten terhadap proses gelatinisasi.
Proses gelatinisasi selama proses modifikasi HMT tidak terjadi karena air yang digunakan untuk proses modifikasi di batasai (27%) sehingga tidak cukup untuk proses gelatinisasi karena, bahwa proses gelatinisasi dapat terjadi jika sejumlah pati dipanaskan dalam jumlah air yang berlebih sehingga granula pati jagung yang membengkak dan pecah. Pecahnya granula pati jagung diikuti dengan hilangnya sifat birefrigen pati jagung.
Kemampuan sweling volume pati termodifikasi secara HMT terbatas karena pembentukan ikatan hidrogen antara air yang berada diluar granula dengan molekul pati baik amilosa maupun amilopektin menjadi lebih sulit. Metode modifikasi HMT menyebabkan berkurangnya leacing amilosa sehingga kelarutan pati ubi jalar termodifikasi secara HMT menjadi lebih rendah dari kelarutan pati ubi jalara alami. Pati sagu yang dimodifikasi secara HMT mempunyai derajat putih yang lebih rendah bila dibandingkan dengan pati alaminya.
Selanjutnya persentase sinerensis pati termodifikasi HMT lebih rendah bila di bandingkan dengan pati alaminya. Berdasarkan hasil penelitian pati jagung HMT memiliki suhu awal gelatinisasi yang lebih tinggi dari pati alami menurut herawati, melaporkan bahwa pati jagung HMT memiliki swelling volume dan kelarutan yang terbatas. Pati kentang dan uwi termodifikasi HMT mengalami pergeseran tipe kristalisasi dari tipe B menjadi C dimana pati dengan tipe C mempunyai susunan kristal double heliks yang lebih rapat sehingga lebih resisten terhadap perlakuan panas.
Sedangkan menurut studi yang dilakukan menunjukan bahwa teknik HMT dapat menggeser tipe kurva profil gelatinisasi pati sagu dari tipe A menjadi tipe B. Modifikasi HMT yang dilakukan terhadap pati ubi jalar mengalami pegeseran profil gelatinisasi dari tipe A menjadi tipe C.
