Ekstraksi dan Presipitasi Inulin

Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 7 Adapun karakteristik fisiko-kimia dari chicory inulin dapat dilihat pada tabel dibawah ini Franck, 2002. Tabel 1. Karakteristik fisiko-kimia chicory inulin No Keterangan Inulin Standar High-Performance Inulin 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Struktur kimia Rata-rata derajat polimerisasi Kadar bahan kering Kandungan inulin pH 10 bb Kadar logam ppm b.k Penampakan Rasa Kemanisan vs sukrosa =100 Kelarutan dalam air 25 o C gL Viskositas dalam air 5 pada suhu 10 o C mPa.s Fungsi pada makanan GFn 2 ≤n≤60 12 ≥ 95 92 5-7 0,2 Bubuk putih Netral 10 120 1,6 Substitusi lemak GFn 10 ≤n≤60 25 ≥ 95 ≥ 99,5 5-7 0,2 Bubuk putih Netral - 25 2,4 Substitusi lemak Sumber : Franck 2002

B. Ekstraksi dan Presipitasi Inulin

Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pada ekstraksi padat cair, satu atau beberapa komponen yang dapat larut dipisahkan dari bahan padat dengan bantuan pelarut. Dalam ekstraksi, suhu sering kali memegang peranan penting. Semakin tinggi Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 8 suhu, semakin kecil viskositas fasa cair dan semakin besar kelarutan ekstrak dalam pelarut Bernasconi dkk, 1995. Menurut Suyitno, dkk 1989, ekstraksi dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi umumnya dengan menggunakan pelarut. Prinsip ekstraksi dengan pelarut berdasarkan kelarutan komponen terhadap komponen lain dalam campuran. Pada ekstraksi tersebut terjadi pemisahan antara komponen yang mempunyai kelarutan lebih kecil dalam pelarut yang digunakan. Produk utama dalam proses ekstraksi adalah ekstraknya, yaitu pelarut dengan komponen yang larut. Prinsip kerja ekstraksi yaitu mengambil salah satu komponen dari partikel padat atau cair dengan jalan menembahkan zat pelarut tertentu yang dapat melarutkan komposisi tersebut Geankoplis, 1997. Menurut Ranggana 1975, faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses ekstraksi adalah : 1. Jenis pelarut yang digunakan Pemilihan pelarut berdasarkan : selektivitas, kelarutan, kemampuan tidak saling bercampur, kerapatan, reaktifitas, titik didih dan harganya murah Bernasconi dkk, 1995. 2. Perbandingan pelarut Dengan bertambahnya pelarut, akan bertambah kontinyu pula laju penguapan pelarut, hal ini menyebabkan proses singgungan antara pelarut dengan contoh sempurna, sehingga hasil yang diperoleh lebih banyak. Tetapi penggunaan pelarut yang berlebihan kurang efisien. Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 9 3. Waktu ekstraksi Semakin lama waktu ekstraksi, maka semakin sempurna terjadinya singgungan antara pelarut dengan bahan ekstraksi sehingga diperoleh hasil ekstraksi yang semakin banyak. 4. Suhu pelarut Kelarutan suatu solut yang diekstraksi akan bertambah dengan bertambah tingginya suhu. Namun demikian di pihak lain harus diperhatikan apakah suhu tinggi tidak merusak proses. Suhu ekstraksi yang melebihi titik didih pelarut mengakibatkan menurunnya volume pelarut sehingga proses menjadi kurang efisien. 5. Ukuran partikel butiran Semakin kecil ukuran butiran, semakin luas singgungan antara bahan ekstraksi dengan pelarut, sehingga hasil ekstraksi yang diperoleh semakin banyak. Proses ekstraksi mula-mula terjadi penggumpalan ekstrak dalam pelarut, terjadi kontak antara bahan dengan pelarut, sehingga pada bidang antar muka bahan ekstraksi terjadi pengendapan massa dengan cara difusi. Bahan ekstraksi yang telah tercampur menyebabkan pelarut menembus kapiler-kapiler dalam bahan padat dapat melarutkan ekstrak. Larutan ekstrak dengan konsentrasi yang tinggi terbentuk di bagian dalam bahan ekstraksi. Dengan cara difusi akan terjadi kesetimbangan konsentrasi antara larutan di dalam dengan larutan di luar bahan padat Bernasconi dkk, 1995. Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 10 Pengendapan presipitasi adalah suatu proses pemisahan diri suatu fase padat keluar dari larutan, endapannya mungkin berupa kristal atau koloid dan dapat dikeluarkan dari larutan dengan penyaringan atau pemusingan sentrifugasi Vogel, 1985. Prinsip presipitasi adalah jika larutan sudah terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan, maka endapan akan terbentuk Vogel, 1985. Menurut Inayati 2007, massa partikel-partikel zat terlarut yang mengendap semakin tinggi seiring dengan tingginya Berat Molekul BM yang dimiliki zat terlarut tersebut. Menurut Syabatini 2007, apabila suatu senyawa nonelektrolit terlarut di dalam pelarut, sifat-sifat pelarut murni berubah dengan adanya zat terlarut. Sifat-sifat fisika seperti titik didih, titik beku, tekanan uap berbeda dengan pelarut murni. Adanya perubahan ini tergantung dari jumlah partikel-partikel pelarut yang terdapat di dalam larutan. Semakin berat larutan, semakin rendah titik beku, semakin tinggi titik didih. Proses presipitasi mula-mula akan terjadi pembentukan presipitat atau partikel yang melayang-layang dalam larutan dan dapat mengendap dalam waktu lama. Presipitat tersebut akan saling tergabung membentuk agregat partikel yang lebih besar dari presipitat sebelum mengendap. Jika jumlah agregat terus bertambah maka akan saling membentuk endapan yang kemudian turun menempel pada dasar tabung reaksi Anonim d , 2008. Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 11 Menurut Anonim e 2009 keberhasilan proses pengendapan dipengaruhi oleh beberapa faktor : 1. Temperatur Semakin tinggi suhu, kelarutan semakin meningkat dan pembentukan endapan semakin berkurang disebabkan banyak endapan yang berada pada larutannya. 2. Sifat alami pelarut Setiap pelarut mempunyai kapasitas yang berbeda dalam melarutkan suatu zat, begitu juga dengan zat yang berbeda memiliki kelarutan yang berbeda pada pelarut tertentu. 3. Pengaruh ion sejenis Kelarutan endapan akan berkurang jika dilarutkan dalam larutan yang mengandung ion sejenis dibandingkan dalam air saja. 4. Pengaruh pH Kelarutan meningkat seiring dengan menaiknya pH. 5. Pengaruh hidrolisis Kelarutan meningkat jika terjadi proses hidrolisis. 6. Pengaruh ion kompleks Kelarutan garam yang tidak mudah larut semakin meningkat dengan adanya pembentukan kompleks antara ligan dengan kation garam tersebut. Inulin merupakan senyawa yang larut dalam air, dimana kelarutannya tergantung pada suhu. Pada suhu 10 °C kelarutannya sekitar 6, sedangkan suhu 90 °C kelarutannya 35 Silva, 1996 dalam Toneli et.al., 2008. Menurut Kim et.al. 2001, melaporkan bahwa pada suhu 25 °C inulin hampir tidak larut dalam Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 12 air, tetapi kelarutannya meningkat secara nyata sejalan dengan meningkatnya suhu. Berghofer et.al 1993, melaporkan bahwa larutan konsentrat inulin tanpa pengadukan 40 dari berat yang didinginkan dari 95 °C sampai 4 °C selama lebih dari 30 jam, inulin akan mengendap atau mengkristal sebagai senyawa tak berwarnapucat yang dapat dipisahkan dengan penyaringan. Hebette et.al 1998 melaporkan bahwa larutan konsentrat 30-45 dari berat inulin didinginkan pada 1 °Cmenit atau 0,25 °Cmenit dari 96 °C menjadi 20 °C, bahan semikristalin terbentuk dan tersuspensi dalam air. Kim et.al 2001, melaporkan bahwa gel inulin akan terbentuk oleh pemotongan atau pemanasanpendinginan larutan inulin. Pemanasan larutan inulin, dapat melarutkan inulin dan pendinginan menyebabkan inulin terlarut mengalami presipitasi. Gel terbentuk pada proses pemanasan-pendinginan, rasio gel yang terbentuk dari total volume dipengaruhi oleh suhu pemanasan, konsentrasi inulin, pH dan penambahan pelarut. Park et.al 2006, melakukan penelitian untuk memperoleh larutan konsentrat inulin dengan ekstraksi menggunakan air panas dengan tekanan rendah, selanjutnya melakukan presipitasi dengan pendinginan atau pembekuan. Widowati dkk 2005, melakukan ekstraksi inulin dari umbi dahlia menggunakan air panas suhu 80-90 °C, setelah dingin ditambah alkohol 30 sebanyak 40 dari volume filtrat, selanjutnya dibekukan pada suhu -10 °C selama 18 jam, disentrifugasi dan dipisahkan endapannya, selanjutnya endapan dikeringkan untuk mendapatkan inulin bubuk. Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 13 Menurut Leite et.al 2004, kelarutan inulin rendah pada suhu rendah, larutan ekstrak inulin mengalami fase pemisahan ketika didinginkan atau dibekukan. Fase pengendapan paling pekat sebagai endapan yang menempel, dengan konsentrasi inulin lebih tinggi. C. Sumber-Sumber Inulin Inulin dapat ditemukan di lebih dari 30.000 jenis tanaman Leite et.al, 2004. Di luar negeri, inulin dapat diproduksi secara komersial dari umbi tanaman chicory Cichorium intybus L.. Selain chicory, beberapa tanaman yang mengandung inulin dalam jumlah yang cukup tinggi antara lain : Elecampane Inula helenium, Dandelion Taxacacum offocilale, Wild Yam Dioscorea spp., Jerosalem artichokes Heliantus tuberosus, Jicama Phachirhizus intybus, Burdock Arctium lappa, Onion Allium cepa, Garlic Allium sativum, Agave Agave spp., Yacon Smallanthus sanchifolius spp. Anonymous a , 2009. Dioscorea spp., di Indonesia dikenal dengan nama Uwi jenis Uwi-uwian, merupakan jenis umbi-umbian yang banyak tumbuh di Indonesia, meskipun sekarang sudah sulit dijumpai di pasaran. Penanaman Uwi masih cukup luas di pedesaan walaupun juga semakin terancam kelestariannya. Menurut Anonim b 2009, terdapat lebih dari 600 spesies dari genus Dioscorea spp., antara lain Dioscorea hispida, Dioscorea esculenta, Discorea bulbifera, Dioscorea opposita, Dioscorea villosa, Dioscorea elephantipes, dan lain-lain Anonim b , 2009. Menurut penelitian pendahuluan jenis Dioscorea yang memiliki kandungan inulin tinggi dari beberapa jenis yang ada adalah gembili, uwi kuning, Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 14 uwi putih kulit kuning, gembolo. Keempat jenis tersebut yang akan digunakan sebagai bahan baku dalam penelitian ini. Gembili bentuknya bulat kecil lonjong, warna kulit coklat muda sedikit berserabut, warna daging putih pucat, bertekstur empuk dan mempunyai banyak lendir. Uwi kuning bentuknya bulat lonjong, warna kulit coklat, warna dagingnya putih tulang dan bertekstur empuk. Uwi putih kulit kuning berbentuk bulat lonjong, warna kulit kuning kecoklatan, warna dagingnya putih agak keras dan banyak getahnya. Sedangkan Gembolo bentuknya bulat lonjong besar, warna kulit coklat berserabut, warna daging putih dan teksturnya agak keras dan bergetah banyak. Dibawah ini merupakan gambar contoh jenis-jenis Dioscorea spp. Gambar 2. G embili Gambar 3. Uwi kuning Gambar 4. Uwi putih kulit kuning Gambar 5. Gembolo Gambar 6. Uwi putih kulit coklat Formatted: Swedish Sweden Formatted: Swedish Sweden Formatted: Swedish Sweden Skripsi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur Surabaya Proses produksi inulin dari beberapa jenis umbi uwi Dioscorea spp 15

D. Tahap-Tahap Ekstraksi dan Presipitasi Inulin