Pati ubijalar dapat digunakan untuk produksi alkohol, etanol atau sekarang lebih populer dengan bioetanol. Solusi untuk mengurangi impor bahan bakar
minyak adalah meningkatkan penggunaan sumber energi terbarukan, diantaranya adalah bahan bakar hayati yaitu bioetanol. Seperti halnya ubi kayu, ubi jalar juga
dapat dimanfaatkan untuk produk bioetanol. Pembuatan pati ubi jalar merupakan salah satu jenis bahan yang akan
digunakan dalam pembuatan sirup glukosa ubi jalar. Sirup glukosa ubi jalar dibuat dari beberapa variasi ubi jalar yaitu dari umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar,
pati kering ubi jalar dan tepung ubi jalar.
4.3 Pembuatan Sirup Glukosa
Produksi etanol alkohol dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula
glukosa larut air. Oleh karena itu, dilakukan pembuatan sirup glukosa dari variasi bentuk bahan baku ubi jalar yang akan digunakan sebagai substrat
fermentasi dalam pembuatan bioetanol. Pembuatan sirup glukosa dilakukan dengan metode enzimatis. Enzim yang
digunakan adalah enzim α-amilase dan enzim amiloglikosidase AMG.
Penggunaan kedua enzim ini dimaksudkan untuk mengubah komponen pati yang merupakan polisakarida menjadi glukosa serta gula-gula sederhana lainnya yang
merupakan monosakarida. Proses pembuatan sirup glukosa ini dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap
likuifikasi dan tahap sakarifikasi. Tahap pertama adalah tahap likuifikasi yang terjadi pada suhu 90
o
C dengan pengadukan selama 1 jam. Pada tahap ini, digunakan enzim
α-amilase. Enzim α-amilase termasuk enzim pemecah pati dari dalam molekul, bekerja menghidrolisis dengan cepat ikatan ikatan
α-1,4 glikosidik pati kental yang telah mengalami gelatinisasi. Pada proses likuifikiasi
ini, enzim α-amilase akan menghidrolisis ikatan α-1,4 glikosidik amilosa dan
menghasilkan dekstrin. Aktivitas α-amilase pada amilopektin akan menghasilkan
oligosakarida dengan jumlah monomer dua sampai enam Suhartono 1989. Tahap kedua pembuatan sirup glukosa adalah tahap sakarifikasi yang
berlangsung selama 60 jam pada suhu 60
o
C. Proses sakarifikasi merupakan proses hidrolisis dekstrin menjadi gula. Enzim yang digunakan pada tahap ini adalah
amiloglukosidase AMG. Enzim amiloglukosidase berfungsi untuk mengkatalisis reaksi hidrolisis pada ikatan
α-1,4 glikosidik dan α-1,6 glikosidik dari pati non- pereduksi, pati oligosakarida untuk membentuk
β-D-glukosa Sauer et al. 2000. Aktivitas enzim ini akan menurun secara drastis bila sampai pada ikatan glukosida
α-1,6 Budiyanto et al. 2006. Sirup glukosa ubi jalar yang dihasilkan pada penelitian ini disajikan pada Gambar 07.
Gambar 07. Sirup glukosa ubi jalar Pada tahap pembuatan sirup glukosa ubi jalar digunakan bentuk bahan baku
yang bervariasi dari ubi jalar. Pembuatan sirup glukosa dibuat dari umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar, pati kering ubi jalar dan tepung ubi jalar. Variasi bentuk
bahan baku yang dilakukan pada pembuatan sirup glukosa dimaksudkan untuk menentukan bentuk bahan baku yang terbaik digunakan dalam pembuatan sirup
glukosa dari ubi jalar dengan melihat efisiensi korversi ubi jalar menjadi sirup glukosa. Efisiensi proses pembuatan sirup glukosa dari beberapa variasi bahan
baku ubi jalar disajikan pada Tabel 7. Perlakuan pati kering ubi jalar pada pembuatan sirup glukosa menghasilkan
nilai total gula yang tinggi yaitu sebesar 235.675±1.110 gL dan terendah pada perlakuan dengan umbi parut ubi jalar yaitu sebesar 174.705±0.926 gL Tabel 7.
Hal ini menunjukkan bahwa pada proses likuifikasi dan sakarifikasi enzim penghidrolisis pati dalam hal ini enzim
α-amylase dan enzim amiloglukosidase memecah pati menjadi glukosa secara sempurna. Proses hidrolisis secara
enzimatik meliputi proses likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap ini pati dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan gula kompleks. Pada tahap
likuifikasi dilakukan penambahan enzim α-amilase untuk memotong ikatan α-1,4
glikosida pati menjadi dekstrin. Likuifikasi merupakan proses pencairan pati yang telah mengalami gelatinisasi. Adanya proses gelatinisasi menyebabkan ikatan-
ikatan antar molekul pati lebih lemah sehingga kerja enzim menjadi lebih mudah.
Tabel 7. Konversi bentuk bahan baku ubi jalar menjadi sirup glukosa ubi jalar Rata-Rata
Perlakuan Berat bahan Volume
akhir Total Gula Berat Gula
Efesiensi bahan
bk g Sirup L
gL Akhir g
a 2161 2.775±
0.018 174.705±
0.936 484.815±
5.783 22.434 ±
0.268 b 2161
2.861± 0.034
206.175± 0.559
589.857± 5.399
27.296 ± 0.249
c 1000 2.682±
0.049 235.675±
1.110 632.068±
2.022 63.207 ±
0.202 d 1000
2.119± 0.002
193.060± 0.933
408.999± 2.388
40.899 ± 0.293
Keterangan : a : umbi parut ubi jalar
b : pati basah ubi jalar c : pati kering ubi jalar
d : tepung ubi jalar
Richana 2009b menyatakan bahwa enzim α-amilase merupakan enzim
yang aktif dalam proses likuifikasi. Cara kerja α-amilase melalui dua tahap,
pertama degradasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak. Degradasi ini terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas
dengan cepat. Kedua pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir secara tidak acak dan relatif lambat. Keduanya merupakan kerja enzim
α-amilase pada molekul amilosa saja. Kerja
α-amilase pada molekul amilopektin akan menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai jenis limit dekstrin, yaitu
oligosakarida yang terdiri dari empat atau lebih residu gula yang mengandung ikatan
α-1,6. Ditambahkan oleh Musanif 2007, pada proses sakarifikasi yaitu hidrolisis pati amilosa dan amilopektin menjadi glukosa. Enzim
amiloglukosidase merupakan enzim yang berperan dalam proses sakarifikasi. Enzim ini menghidrolisis ikatan 1,4
α- glikosida dari pati dan oligosakarida menjadi unit-unit glukosa. Kecepatan hidrolisis tergantung pada panjang rantai
molekul. Misalnya maltodekstrosa dan oligosakarida dengan bobot molekul lebih tinggi akan dihidrolisis lebih cepat dari maltosa. Amiloglukosidase juga dapat
menghidrolisis ikatan 1,6 glikosida.
Pada perlakuan umbi parut ubi jalar nilai total gula yang diperoleh lebih rendah dibandingkan dengan ketiga perlakuan lainnya. Hal ini dapat disebabkan
oleh pengaruh dari bahan baku yang digunakan yaitu umbi parut ubi jalar dimana pada saat proses hidrolisis komponen pati yang terdapat dalam umbi parut ubi
jalar tidak dapat dipecah menjadi unit-unit glukosa secara sempurna oleh enzim karena terdapat komponen-komponen lain selain pati yang terdapat pada umbi
parut ubi jalar yang dapat menghambat kinerja enzim dalam menghidrolisis pati menjadi glukosa. Enzim bekerja secara spesifik yang artinya bahwa setiap jenis
enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Enzim
α- amilase dan amiloglukosidase hanya dapat digunakan pada proses perombakan
pati menjadi glukosa. Efisiensi tertinggi pada konversi ubi jalar menjadi sirup glukosa diperoleh
pada perlakuan ketiga yaitu pati kering ubi jalar dikonversi menjadi sirup glukosa dengan nilai efisiensi sebesar 63.207±0.202 dan terendah pada perlakuan umbi
parut ubi jalar dikonversi menjadi sirup glukosa dengan nilai efisiensi 22.434 ± 0.268. Hal ini menunjukkan bahwa pada proses likuifikasi dan sakarifikasi
enzim bekerja dengan efisien dalam mengkonversi pati kering ubi jalar menjadi sirup glukosa. Sedangkan pada umbi parut ubi jalar memiliki nilai efisiensi yang
rendah disebabkan oleh pada umbi parut ubi jalar masih terdapat kandungan serat yang tinggi sehingga enzim
α-amilase dan amiloglukisidase tidak dapat memecah komponen pati menjadi glukosa secara sempurna sehingga dimungkinkan masih
terdapat pati yang tidak terkonversi dan terikut dengan ampas. Pada perlakuan tepung menjadi sirup glukosa diperoleh nilai efisiensi yang
rendah dibandingkan dengan pati kering ubi jalar. Hal ini disebabkan oleh kandungan bahan lainnya seperti serat, protein, lemak, yang tidak dapat
dimanfaatkan dengan baik oleh enzim dalam memecah komponen tepung menjadi sirup glukosa. Dengan adanya partikel pati yang tidak larut yang terbentuk selama
proses dapat menghambat proses dalam penyaringan sirup glukosa sehingga hasil yang diperoleh kurang efisien.
Nilai efisiensi konversi ubi jalar menjadi sirup glukosa pada Tabel 7 menunjukkan bahwa bahan umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar dan tepung
ubi jalar juga memiliki potensi yang besar untuk dijadikan bahan baku pembuatan sirup glukosa ubi jalar selain bahan baku pati ubi jalar yang umumnya digunakan
dalam pembuatan sirup glukosa. Dari segi proses kerja, pembuatan sirup glukosa ubi jalar dari umbi parut ubi jalar dan pati basah ubi jalar lebih mudah dan lebih
singkat karena tidak memerlukan proses pengeringan untuk mendapatkan pati kering ataupun tepung ubi jalar.
4.4 Kultivasi Fed Batch Terekayasa
