Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennts) Secara Enzimatis Pada Pembuatan Sirup Glukosa

  

HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst)

SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA

TESIS

  

Oleh

MEIYANNI ADAWIYAH SIREGAR 127051009/IPN

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN

  

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  

HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst)

SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA

TESIS

  

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

Gelar Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Pangan di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

  

Oleh

MEIYANNI ADAWIYAH SIREGAR 127051009/IPN

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN

  

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  

Judul Tesis : Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennst)

Secara Enzimatis pada Pembuatan Sirup Glukosa Nama : Meiyanni Adawiyah Siregar NIM : 127051009 Program Studi : Magister Ilmu Pangan Menyetujui

  

Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc) (Dr.Ir. Herla Rusmarilin, MP)

Ketua Anggota

  

Mengetahui :

Ketua Program Studi Dekan (Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si) (Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS) Tanggal Lulus :

11 Februari 2015

  

PERNYATAAN

  Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis dengan judul “Hidrolisis Pati

  Gadung (Dioscorea hispida Dennts) Secara Enzimatis Pada Pembuatan Sirup Glukosa

  ” adalah benar merupakan gagasan dan hasil penelitian saya sendiri, dibawah arahan komisi pembimbing. Semua data dan sumber informasi yang digunakan dalam tesis ini telah dinyatakan secara jelas dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian akhir tesis serta dapat diperiksa kebenarannya.

  Tesis ini juga belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada Program Studi sejenis di Perguruan Tinggi lain. Apabila di emudian hari ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.

   Medan, April 2015 Meiyanni Adawiyah Siregar Nim : 1270009

  

HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst)

SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA

ABSTRAK

  Beberapa jenis Dioscorea yang tumbuh di Indonesia belum dimanfaatkan secara maksimal, salah satunya umbi gadung. Gadung (Dioscorea hispida Dennst) adalah jenis umbi yang tumbuh liar di hutan dan tidak sulit mendapatkannya dan berpotensi dimanfaatkan sebagai sirup glukosa. Hidrolisis pati menjadi sirup glukosa dapat dilakukan dengan bantuan asam atau enzim. Pada proses hidrolisis untuk pembuatan sirup glukosa terdiri dari dua tahap, yaitu dengan likuifikasi dan sakarifikasi. Sirup glukosa adalah pemanis makanan dan minuman yang berbentuk cairan, tidak berbau dan tidak berwarna tetapi memiliki rasa manis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH dan waktu sakarifikasi terhadap sirup glukosa hasil hidrolisis enzimatis pati umbi gadung.

  Penelitian ini dilaksanakan secara eksperimen dengan menggunakan rancangan acak lengkap (2 faktor 3 ulangan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH 4, 5, 6 dan 7, waktu sakarifikasi 24, 36, 48, dan 60 jam dan interaksi pH dan sakarifikasi berpengaruh dengan rendemen, gula reduksi, dekstrosa equivalen, total padatan terlarut, dan viskositas sirup glukosa. pH yang paling optimal adalah 5, waktu sakarifikasi yang paling optimal adalah 48 jam dan interaksi terbaik adalah pH 5 dan waktu sakarifikasi 60 jam.

  Kata kunci: Gadung, hidrolisis enzimatis, α-amilase, glukoamilase, sirup glukosa,

  HYDROLYSIS OF STARCH GADUNG (Dioscorea hispida

Dennts) ENZYMATICALLY IN THE MANUFACTURE OF

GLUCOSE SYRUP

  ABSTRACT

  Some type of Dioscorea that grown in Indonesia have not been fully utilized, one tuber gadung. Gadung ( Dioscorea hispida Dennts) is a kind of tuber that grows wild int the woods and not difficult to get and potentially be used as glucose syrup. Hydrolysis of starch into glucose syrup can be done with acid or enzymes. In the hydrolysis process to make glucose syrup in composed of two phase, liquefaction and saccarification. Glucose syrup is sweetened foods and beverages in the form of a liquid, odorless, and colorless but has a sweet taste. This is study aim to determine the effect of pH and saccaharification time against enzymatic hydrolysis of glucose syrup yam tuber starch.

  This study was conducated experimentally by using completely randomized design (2 factor 3 replications). The result showed that pH 4, 5, 6 and 7 and saccarification time 24, 36, 48 and 60 hours and interaction effect of pH and saccarification time to yield, reducing sugar, dextrose equivalent, total dissolved solids, and the viscosity of glucose syrup. The most optimal pH is 5, the most optimal saccarification time 48 hours and the best interaction is pH 5 and 60 hour saccarification time.

  Keywords: Gadung, enzymatic hydrolysis, α-amylase, glukoamilase, glucose syrup

RIWAYAT HIDUP

  Meiyanni Adawiyah Siregar dilahirkan di Padangsidempuan pada

  tanggal 18 Mei 1989. Anak sulung dari Ayahanda Husni Siregar, SH dan ibunda Ummi Sutan Nasution.

  Pada tahun 1995, penulis memasuki Sekolah Dasar Negeri 12 Padangsidempuan dan lulus pada tahun 2001. Kemudian, penulis memasuki jenjang pendidikan SLTP yaitu di SMP Negeri 1 Padangsidempuan dan lulus pada tahun 2004. Kemudian, penulis memasuki jenjang pendidikan SLTA yaitu di SMA Negeri 2 Plus Sipirok dan lulus pada tahun 2007. Kemudian, penulis melanjutkan ke jenjang Strata-1 dengan progam studi Teknologi Hasil Pertanian

  Setelah menyelesaikan Strata-1, penulis melanjutkan pendidikan ke program Magister Ilmu Pangan Universitas Sumatera Utara Medan pada tahun 2013.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul

  “Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea Hispida Dennst) Secara Enzimatis pada Pembuatan Sirup Glukosa ”

  Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc., sebagai ketua komisi pembimbing dan Ibu Dr.Ir. Herla Rusmarilin, MP., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah memberi arahan dan bimbingan kepada penulis terutama dalam penyelesaian tesis ini. dan Ibu Era Yusraini, STP, M.Si., selaku sekretaris Jurusan Magister Ilmu Pangan beserta seluruh staf pengajar dan pegawai di Jurusan Magister Ilmu Pangan Universitas Sumatera Utara, atas bantuannya selama ini.

  3. Kedua orang tua tercinta, nenek dan adik-adik yang telah memberikan dukungan moril dan spiritual kepada penulis.

  4. Teman, kakak dan adik di Jurusan Magister Ilmu Pangan, serta rekan-rekan semua yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian tesis ini.

  Akhirnya, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

  Medan, Februari 2015 Penulis

  DAFTAR ISI

  13 Hidrolisa Asam dan Enzim .......................................................

  23 Sakarifikasi ...............................................................................

  22 Likuifikasi.................................................................................

  20 Pembuatan Sirup Glukosa ....................................................................

  19 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim ..........................

  18 Mekanisme Kerja Enzim ......................................................................

  15 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hidrolisa Pati Menjadi Glukosa ..

  14 Enzim Amilase .....................................................................................

  14 Hidrolisa Enzim ........................................................................

  13 Hidrolisa Asam .........................................................................

  Hal

  8 Pati………….. ...................................................................................... 11 Hidrolisis Pati .......................................................................................

  7 Komposisi Kimia Umbi Gadung ..........................................................

  7 Tanaman Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst) ..........................

  6 TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................

  5 Manfaat Penelitian ................................................................................

  5 Hipotesis Penelitian ..............................................................................

  1 Tujuan Penelitian ..................................................................................

  1 Latar Belakang .....................................................................................

  JUDUL ............................................................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN TESIS .............................................................. ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................... iii ABSTRAK ...................................................................................................... iv ABSTRACT .................................................................................................... v RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ vi

KATA PENGANTAR .................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTRAR TABEL ........................................................................................ x DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xii

PENDAHULUAN ...........................................................................................

  23

  Sirup Gula ............................................................................................

  24 Kegunaan Sirup Gula ...........................................................................

  27 METODOLOGI PENELITIAN ...................................................................

  29 Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................................

  29 Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................

  29 Metoda Penelitian .................................................................................

  29 Model Rancangan .................................................................................

  30 Pelaksanaan Penelitian .........................................................................

  31 Pembuatan Pati dari Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst) 31 Pembuatan Sirup Glukosa Secara Enzimatis ............................

  31 Pengamatan ..........................................................................................

  32 Kadar Asam Sianida (HCN) .....................................................

  32 Kadar Air ..................................................................................

  33 Kadar Abu ................................................................................

  33 Kadar Pati .................................................................................

  33 Amilosa dan Amilopektin .........................................................

  34 Gula Reduksi ............................................................................

  35 Total Padatan Terlarut ..............................................................

  36 Dekstrosa Equivalen .................................................................

  36 Viskositas .................................................................................

  37 Rendemen .................................................................................

  38 HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................

  41 Deskripsi Pati Gadung .........................................................................

  41 Hasil Analisis Proksimat Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennts) ....

  41 Hasil Analisis Sirup Glukosa ...............................................................

  42 Pengaruh pH dengan Parameter yang Diamati ....................................

  43 Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati ..........

  44 Rendemen (%) ......................................................................................

  45 Gula Reduksi (%) .................................................................................

  50 Dekstrosa Equivalen (%) .....................................................................

  56 Total Padatan Terlarut (˚Brix) .............................................................. 61 Viskositas (cPoise) ...............................................................................

  67 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................

  73 Saran ..................................................................................................

  73 Kesimpulan ........................................................................................

  73 DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

  74 LAMPIRAN ....................................................................................................

  81

  

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

  1.

  3 Produksi, Impor dan Konsumsi Gula ....................................................

  2.

  9 Komposisi Zat Gizi Umbi Gadung ........................................................

  3. Enzim-Enzim yang Banyak Digunakan di dalam Industri Pengolahan Pati (Hidrolisa) .......................................................................................

  15 4.

  25 Standar Mutu Sirup Glukosa ..................................................................

  5.

  26 Syarat Mutu Sirup Glukosa ....................................................................

  6. Nilai Kemanisan Relatif Sirup Glukosa dan Beberapa Pemanis Lainnya ...................................................................................................

  26 7.

  41 Komposisi Kimia Pati Gadung ..............................................................

  8.

  43 Pengaruh pH dengan Parameter yang Diamati ......................................

  9.

  44 Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati ............

  10.

  48 Uji LSR Pengaruh Intereaksi pH dan Sakarifikasi dengan Rendemen ..

  11. Uji LSR Pengaruh Intereaksi pH dan Sakarifikasi dengan Gula Reduksi ...................................................................................................

  53 12. Uji LSR Pengaruh Intereaksi pH dan Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen ...............................................................................................

  60 13. Uji LSR Pengaruh Intereaksi pH dan Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut .....................................................................................

  66 14.

  71 Uji LSR Pengaruh Intereaksi pH dan Sakarifikasi dengan Viskositas ..

  DAFTAR GAMBAR No. Judul Halaman 1.

  52 11. Grafik Interaksi pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi ......

  68 19. Grafik Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Viskositas .......................

  66 18. Grafik Hubungan pH (Derajat Keasaman) dengan Viskositas ..............

  64 17. Grafik Interaksi pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut ...................................................................................................

  62 16. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut ..

  60 15. Grafik Hubungan pH (Derajat Keasaman) dengan Total Padatan Terlarut ...................................................................................................

  58 14. Grafik Interaksi pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen ...............................................................................................

  56 13. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen .....

  54 12. Grafik Hubungan pH (Derajat Keasaman) dengan Dekstrosa Equivalen ...............................................................................................

  50 10. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi ................

  Gadung ...................................................................................................

  49 9. Grafik Hubungan pH (Derajat Keasaman) dengan Gula Reduksi .........

  47 8. Grafik Interaksi pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen ...........

  45 7. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen .....................

  41 6. Grafik Hubungan pH (Derajat Keasaman) dengan Rendemen ..............

  40 5. Pati Gadung ............................................................................................

  39 4. Proses Pembuatan Sirup Glukosa ..........................................................

  20 3. Proses Pembuatan Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennst) ................

  7 2. Reaksi Pembuatan Glukosa dari Hidrolisa Pati .....................................

  69

  71