PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS.
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
SKRIPSI
Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN ” JAWA TIMUR
SURABAYA
2010
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana
Teknologi Pangan pada Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN’’ JATIM
SURABAYA
2010
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
Disusun Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
Telah dipertahankan di hadapan
dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir
Program Studi Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada Tanggal, 26 November 2010
Pembimbing :
Tim Penguji :
1.
1
Ir. Latifah, MS
NIP. 195 703 071 986 032 001
Dr. Dedin F.R., STP, M.Kes
NPT. 370 129 701 591
2
2
Dra. Jariyah, MP
NPT. 196504031991032001
Drh. Ratna Yulistiani, MP
NIP.196207191988032001
3.
Ir. Rudi Nurismanto, M.Si
NIP.196109051992031001
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Surabaya
Ir. Sutiyono, MT
NIP. 19600713 198703 1001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah S.W.T atas limpahan rahmat,
karunia serta hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan laporan skripsi ini
dengan baik. Karena keMahaanMu lah segala kemudahan dalam kesulitan dan
harapan ditengah keputusan Engkau hadiahkan kepada hamba.
Penulisan laporan ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari dosen
pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis sehingga laporan ini
dapat terselesaikan. Selain itu penulis juga menyampaikan terimah kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP. Selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
2. Bapak Ir. Sutiyono, MT. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri UPN
”Veteran” Jawa Timur.
3. Ibu Ir. Latifah, MS. selaku Ketua Jurusan Teknologi Pangan dan Dosen
Pembimbing Pertama, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan
Nasional ”Veteran” Jawa Timur.
4. Ibu Dra. Jariyah, MP. selaku dosen pembimbing pendamping.
5. Ibu Dr. Dedin F.R. STP., M.Kes. selaku staf P.I.A. Jurusan Teknologi Pangan,
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran”
Jawa Timur.
6. PT. Sorini Argo Asia Corporation di Gempol- Pasuruan, atas bantuan
enzimnya.
i
7. Bapak Nur Ali sebagai Staff R&D PT. Sorini Argo Asia Corporation di
Gempol- Pasuruan, atas ketelatenanya memberikan pengarahan.
8. Bapak dan Ibuku tercinta yang memberi bantuan semangat baik materi maupun
moril.
9. Suamiku tersayang “Mustofa, S.kom” dan anakku “Oryza Al Musthofa” yang
memberikan semangat dan Do’a.
10. Sahabat – sahabat TP’05 ( Dina, Wahyu S., Yanuarsa ) dan sahabat-sahabatku
yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah bersedia untuk ku
berkeluh kesah dan selalu memberikan semangat dan motivasi serta
kebersamaannya.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi teman – teman mahasiswa UPN di
Jurusan Teknologi Pangan pada khususnya dan bagi pihak – pihak yang
memerlukan pada umunya. Skripsi ini masilah jauh dari sempurna serta banyak
kekurangannya, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang
bersifat objektif dan membangun guna sempurnanya laporan ini.
Surabaya, Desember 2010
Penulis
ii
Daftar Isi
Kata Pengantar
BAB
BAB
BAB
BAB
I
II
III
IV
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................
B. Tujuan .................................................................................
C. Manfaat ...............................................................................
TINJUAN PUSTAKA
A. Umbi talas ..........................................................................
B. Pati .....................................................................................
1. Amilosa ....................................................................
2. Amilopektin .............................................................
C. Dekstrin ............................................................................
D. Hidrolisis Pati Secara Enzimatis ........................................
E. α- Amilase ..........................................................................
F. Foam Mat Dryng ................................................................
G. Tween 80 ............................................................................
H. Analisa Keputusan .............................................................
I. Analisa Finansial ................................................................
J. Landasan Teori ................................................................
K. Hipotesa ...........................................................................
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ..........................................
B. Bahan- Bahan ...................................................................
C. Alat- Alat ..........................................................................
D. Metode Penelitian .............................................................
1. Rancangan Penelitian ............................................
2. Peubah yang digunakan .........................................
a. Peubah Berubah .......................................
b. pebubah tetap ..........................................
3. parameter yang diamati ........................................
E. Prosedur Penelitian ...........................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Analisa Bahan Baku ...............................................
B. Hasil Analisa Produk Dekstrin Umbi Talas Secara
Enzimatis .........................................................................
1. Kadar Air ...............................................................
2. Kadar Abu ............................................................
3. Kadar Gula Reduksi .............................................
4. Dekstrosa Equivalen ..............................................
5. Rendemen ..............................................................
C. Analisa Keputusan ...........................................................
1
3
3
4
5
6
7
9
13
16
21
24
25
26
29
32
33
33
34
34
34
35
35
36
36
37
41
42
42
45
47
50
53
55
BAB
V
D. Analisa Finansial ..............................................................
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................
B. Saran .................................................................................
55
60
60
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
1.
2.
3.
4
5.
6.
7.
Gambar 8.
Struktur Kimia Amilosa .........................................................
Struktur Kimia Amilopektin ..................................................
Struktur Kimia Dekstrin .........................................................
Hidrolisa Pati Oleh Enzim α-Amilase ...................................
Diagram Alir Ekstraksi Pati ....................................................
Diagram Alir Pembuatan Dekstrin ........................................
Hubungan Antara Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim Terhadap Kadar Air Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis ...................................................................
Hubungan Antara Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim Terhadap Kadar Gula Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis ...................................................................
7
9
11
14
39
40
44
49
Daftar Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8
Kandungan Kimia Tepung Talas ..............................................
Kandungan 100 Gr Pada Talas .................................................
Karateristik Amilosa Dan Amilopektin ....................................
Syarat Mutu Dekstrin ...............................................................
Penggunaan Hasil Hidrolisis Pati Berdasarkan Nilai Dekstrin..
Hasil Analisa Tepung Pati Umbi Talas ....................................
Nilai Rata-Rata Kadar Air Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim ........................................................................................
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi .............................
4
5
6
13
16
41
43
45
Tabel
9
Tabel
Tabel
10
10
Tabel
11
Tabel
Tabel
Tabel
12
13
14
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Konsentrasi Enzim...........................
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim .......................................................................................
Nilai Rata-Rata Kadar Gula Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim .......................................................................................
Nilai Rata-Rata Dekstrose Equivalen Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim ....................................................................
Nilai Rata-Rata Rendemen Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim ........................................................................................
Hasil Analisa Keseluruan Pada Produk Dekstrin Umbi Talas
Secara Enzimatis ......................................................................
48
50
53
55
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
INTISARI
Talas (Colocasia esculenta) merupakan jenis umbi-umbian yang
mempunyai kadar pati cukup potensial yaitu (74,34 %) dengan kadar amilosa
(21.44%) dan amilopektin (78.56%). Pada pati umbi talas mengandung
amilopektin yang cukup besar (78.56%) sehingga sangat efektif untuk dijadikan
dekstrin. Proses pembuatan dekstrin adalah pemotongan rantai panjang pati
dengan enzim α-amilase menjadi molekul lebih sederhana yaitu glukosa dan sisa
cabang amilopektin yang disebut dekstrin. Tujuan dari penelitian ini untuk
mengetahui pengaruh waktu liquifikasi dan konsentrasi enzim α-amilase terhadap
kualitas dekstrin dari pati umbi talas.
Penelitian ini meggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial
yang terdiri dari 2 faktor dengan 2 kali ulangan, faktor 1 adalah waktu liquifikasi
(70,80,90 menit) dan faktor II adalah konsentrasi enzim (0,25 %; 0,45 %;0,65 %
b/v).
Hasil penelitian menunjukan bahwa perlakuan terbaik terdapat pada
perlakuan waktu liquifikasi 70 menit dan konsentrasi enzim 0,25 % b/v yang
menghasilkan dekstrin pati talas dengan kadar air 3.0998 % , kadar abu 0.3183 %,
kadar gula reduksi 10.9125 %, nilai dekstrose equivalen 21.0410 %, dan
rendemen 85,17%.
Hasil analisa finansial diketahui bahwa Break Evet Point (BEP) dicapai
pada Rp. 47.874.400,23 sebesar 24,05 % dan kapasitas titik impas
3.751.251,681unit/tahun, sedangkan Internal Rate of Return (IRR) mencapai
23,152 %, Paiback Period (PP) dicapai selama 4,1 tahun, Net Present Value
(NPV) sebesar Rp. 106.481.386,-, dan benefit Cost Ratio sebesar 1,2.
vii
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Talas (Colocasia esculenta ) merupakan bahan pangan berpati non beras
yang mempunyai peluang cukup besar dibidang pangan. Pembuatan pati talas
diharapkan dapat menghindari kerugian akibat tidak terserapnya umbi segar talas
ketika produksi panen berlebih. Konversi umbi segar talas menjadi bentuk pati
yang siap digunakan akan mendorong munculnya produk-produk yang lebih
beragam juga dapat mendorong berkembangnya industri berbahan dasar pati talas.
Keunggulan umbi talas antara lain mempunyai kadar pati dalam tepung talas yang
lebih tinggi yaitu (74,34 %) (Setyowati dkk, 2007) dengan kadar amilosa
(21.44%) dan amilopektin (78.56%) (Hartati dan Prana, 2003) sedangkan kadar
pati tepung ubi kayu (65.46%) ( Senoaji dan Purnomo, 2009) dan kadar pati
tepung ubi jalar ungu (71,1065%) ( Herdiana, 2007) dari kandungan pati dalam
talas tersebut dapat dimanfaatkan untuk dijadikan dekstrin.
Dekstrin merupakan salah satu produk hasil hidrolisis pati berwarna putih
hingga kuning ( SNI, 1992). Dekstrin merupakan golongan karbohidrat dengan
berat molekul tinggi yang dibuat dengan modifikasi pati dengan asam atau enzim.
Dekstrin mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi, tidak kental serta lebih
stabil daripada pati ( Pulungan dkk, 2004 ). Pada prinsipnya membuat dekstrin
adalah memotong rantai panjang pati dengan katalis asam atau enzim menjadi
molekul-molekul yang berantai lebih pendek dengan jumlah glukosa dibawah
sepuluh (Anonymous, 2008 ). Proses hidrolisa pati dengan menggunakan enzim
1
2
terjadi melalui dua tahap yang pertama yaitu tahap gelatinisasi dengan tujuan pati
lebih rentan terhadap serangan enzim, yang kedua yaitu tahap liquifikasi adalah
proses pencairan gel pati dengan meggunakan enzim α-amilase ( Judoamidjojo,
1992 ).
Pada pembuatan dekstrin terjadi transglukosilasi dari ikatan α-D (1,4)
glikosidik menjadi β-D (1,6) glikosidik. Perubahan ini mengakibatkan sifat pati
yang tidak larut dalam air menjadi dekstrin yang mudah larut dalam air, lebih
cepat terdispersi dan tidak kental serta lebih stabil dari pada pati ( Lastriningsih,
1997). Dekstrin dipecah menjadi glukosa, tetapi banyak sisa cabang pada
amilopektin yang tertinggal dan disebut dekstrin ( Anonymous, 2008). Pada pati
umbi talas mengandung amilopektin yang cukup besar (78.56%) sehingga sangat
efektif untuk dijadikan dekstrin.
Enzim yang digunakan dalam pembuatan dekstrin yaitu enzim α-amilase.
Enzim α-amilase ( α- 1,4 glukan-4- glukanhidrolase, ( EC.3.2.1.1. )) terdapat
pada tanaman, jaringan mamalia dan mikroba ( Winarno, 1995). Enzim α-amilase
adalah endo-enzim yang bekerja memutus ikatan α- 1,4 secara acak di bagian
dalam molekul baik pada amilosa maupum amilopektin. Hidrolisa dekstrin dengan
menggunakan enzim lebih efektif karena kerja enzim sangat spesifik. Faktorfaktor yang berpengaruh pada hidrolisis pati menggunakan enzim adalah pH,
suhu, konsentrasi larutan pati dan waktu reaksi ( Tjokroadikusoema, 1986).
Pembuatan dekstrin yang pernah dilakukan adalah menghidrolisa pati ubi
jalar ungu dengan perlakuan konsentrasi pati sebesar 20% b/v, 25% b/v dan 30 %
b/v, perlakuan enzim α-amilase sebesar 0.3%, 0.4% dan 0.5% g/kg substrat
kering dengan kisaran pH 6. Suspensi dipanaskan pada suhu 40˚C, selama 120
3
menit. Hasil analisis terbaik adalah perlakuan konsentrasi enzim 0,3 % dan
konsentrasi pati 20 % dengan kadar abu 1,29 %, kadar air 7,65 %, kadar dekstrosa
6,42 %, kekentalan 1,18 cp dan rendemen yang dihasilkan sekitar 77,23 % (
Triyono, 2006)
B. Tujuan
1. Untuk mengetahui pengaruh lama liquifikasi dan konsentrasi enzim
terhadap sifat fisiko kimia dekstrin dari pati umbi talas.
2. Untuk mengetahui perlakuan terbaik antara lama liquifikasi dan
konsentrasi enzim dalam pembuatan dekstrin dari pati umbi talas.
C. Manfaat
1. Menjadikan pati umbi talas sebagai bahan alternatif dalam pembuatan
dekstrin.
2. Meningkatkan nilai ekonomis pati umbi talas.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Umbi Talas
Umbi talas (Colocasia esculenta ) merupakan tanaman rimpang yang
berbentuk mungil meruncing dan menggembung. Talas termasuk tumbuhan tegak
yang memiliki perakaran liar, berserabut dan dangkal. Batang yang tersimpan
dalam tanah pejal, bentuknya menyilinder (membulat), umumnya berwarna coklat
tua, dilengkapi dengan kuncup yang terdapat diatas lampang daun tempat
munculnya umbi baru/ tunas (stolon), daun memerisai dengan tangkai panjang
dan besar. Rasa gatal dan iritasi pada kulit (tenggorokan) yang ditimbulkan
disebabkan oleh kalsium oksalat yang terdapat pada talas. Kalsium oksalat dari
persenyawaan garam antara ion kalsium dan ion oksalat. Ion ini sangat bermanfaat
untuk proses metabolisme dan untuk pertahanan internal bagi talas ( Anonymous,
2007). Hasil penelitian Setyowati, dkk (2007) menunjukan kadar pati dalam
tepung pati talas adalah 74,34 %. Kandungan kimia tepung talas dapat dilihat pada
Tabel 1 dan kandungan gizi talas dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Kandungan Kimia Tepung Talas
Kandungan kimia
Kadar pati
Kadar amilosa
Kadar amilopektin
Serat kasar
Jumlah (%)
70,92
21.44
78.56
5.30
Sumber : Hartati dan Prana (2003)
4
5
Tabel 2. Kandungan Gizi 100 Gram Pada Talas
Kandungan gizi
Energi (kal)
Protein (g)
Lemak (g)
Hidrat arang total
Serat (g)
Abu (g)
Kalsium (g)
Fosfor (mg)
Besi (mg)
Karoten total
Vitamin B1 (mg)
Vitamin C (mg)
Air (g)
Bagian yang dapat dimakan (%)
Jumlah
120
1.5
0.3
28.2
0.7
0.8
31
67
0.7
0
0.05
2
69.2
85
Sumber : Sofiana (2009)
B. Pati
Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang berbedabeda dengan mikroskop. Jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk,
letak hilum yang unik, dan juga letak “ birefringence”. Pati mempunyai dua ujung
berbeda, yakni ujung non reduksi dengan gugus OH bebas yang terikat pada atom
nomor 4 dan ujung pereduksi dengan gugus OH anomerik. Gugus hidroksil dari
polimer berantai lurus / bagian lurus dari struktur berbentuk cabang yang terletak
sejajar akan berasosiasi melalui ikatan hidrogen yang mendorong pembentukan
kristal pati. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik.
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya
serta lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat
dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi yang tidak
larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dan amilopektin
mempunyai rantai cabang (Winarno, 1989). Karakteristik amilosa dan amilopektin
dapat dilihat pada Tabel 3.
6
Tabel 3. Karakteristik Amilosa dan Amilopektin
Proporsi
Bentuk
Ikatan
Berat molekul
Sifat pelapisan
Pembentukan gel
Warna
iodine
Amilosa
Pada dasarnya linier
α – 1,4 dan sejumlah sedikit α -1,6
Kurang dari 5 juta
Kuat
Kaku
dengan Biru
Amilopektin
Bercabang
α -1,6
50 – 300 juta
Lemah
Tidak membentuk gel sampai
lunak
Coklat kemerahan
Sumber : Estiasih (2006)
1. Amilosa
Amilosa pada dasarnya merupakan polimer linier yang terdiri dari
ikatan
α – 1,4-D glukopiranosa. Bukti terbaru saat ini menunjukkan
bahwa terdapat sejumlah kecil cabang pada polimer amilosa. Rantai
amilosa berbentuk heliks. Bagian dalam struktur heliks mengandung atom
H sehingga bersifat hidrofob yang memungkinkan amilosa membentuk
komplek dengan asam lemak bebas, komponen asam lemak dari gliserida.
Sejumlah alkohol dan iodin pembentuk komplek amilosa dengan lemak
atau pengemulsi dapat mengubah suhu gelatinisasi, tekstur dan profil
viskositas dari pasta pati (Estiasih, 2006 ). Menurut ( Tranggono, 1991)
pada fraksi linier glukosa dihubungkan satu dan lainnya dengan ikatan α1,4 glikosidik. Fraksi linier merupakan komponen minor yaitu kurang
lebih 17-30% dari total, namun pada beberapa varietas kapri dan jagung,
patinya mengandung amilosa sampai 75%. Warna biru yang diproduksi
oleh pati dalam reaksinya dengan iodin berkaitan erat dengan fraksi linier
tersebut. Rantai polimer ini mengambil bentuk heliks yang kumparannya
dapat dimasuki oleh berbagai senyawa seperti iodin. Pemasukkan iodin
7
kedalam molekul itu karena adanya efek dua kutub reduksi dan akibat
resonansi sepanjang heliks. Setiap satu lengkungan heliks tersusun dari
enam satuan glukosa dan membungkus satu molekul iodin. Panjang rantai
menentukan macam warna diproduksi dalam reaksinya dengan iodin.
Menurut Muchtadi, dkk (1992) enzim alfa-amilase menghidrolisis amilosa
menjadi unit-unit residu glukosa dengan memutuskan ikatan α-1,4.
Struktur kimia amilosa dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Amilosa (Anonymous, 2009 a)
2. Amilopektin
Amilopektin merupakan molekul paling dominan dalam pati.
Polimer amilopektin bercabang yang terdiri dari ikatan α-1,4 dan α-1,6
pada percabangannya. Dalam granula pati rantai amilopektin mempunyai
keteraturan susunan. Rantai cabang amilopektin mempunyai sifat seperti
amilosa yaitu dapat membentuk struktur heliks diperkirakan 4-6 % ikatan
dalam setiap molekul amilopektin adalah ikatan α-1,6. Nilai tersebut
walaupun kecil tetapi mempunyai dampak sekitar lebih dari 20.000
percabangan untuk setiap molekul amilopektin. Sifat amilopektin berbeda
dengan amilosa karena banyak percabangan seperti retrogradasi lambat
8
dan pasta yang terbentuk tidak dapat membentuk gel tetapi bersifat lengket
(kohesif) dan elastis (gummy texture ) ( Estiasih, 2006 ).
Selain perbedaan struktur, panjang rantai polimer, dan jenis
ikatannya, amilosa dan amilopektin mempunyai perbedaan dalam hal
penerimaan terhadap iodin. Amilopektin dan amilosa mempunyai sifat
fisik yang berbeda. Amilosa lebih mudah larut dalam air dibandingkan
amilopektin (Subekti, 2007).
Berdasarkan reaksi warnanya dengan iodium, pati juga dapat
dibedakan dengan amilosa dan amilopektin. Pati bila berikatan dengan
iodium akan menghasilkan warna biru karena struktur molekul pati yang
berbentuk spiral, sehingga akan mengikat molekul yodium dan
membentuk warna biru. Berdasarkan penelitian diperoleh bahwa pati akan
merefleksikan warna biru bila polimer glukosa nya lebih besar dari 20
(seperti amilosa). Bila polimer glukosanya kurang dari 20, seperti
amilopektin, akan dihasilkan warna merah atau ungu-coklat. Sedangkan
polimer yang lebih kecil dari lima, tidak memberi warna dengan iodium
(Koswara, 2009).
Dalam
produk
makanan
amilopektin
bersifat
merangsang
terjadinya proses mekar (puffing) dimana produk makanan yang berasal
dari pati yang kandungan amilopektinnya tinggi akan bersifat ringan,
garing dan renyah. Kebalikannya pati dengan kandungan amilosa tinggi,
cenderung menghasilkan produk yang keras, pejal, karena proses
mekarnya terjadi secara terbatas (Koswara, 2009). Struktur kimia
Amilopektin dapat dilihat pada Gambar 2.
9
Gambar 2. Amilopektin (Anonymous, 2009 b )
3. Dekstrin
Dekstrin adalah golongan karbohidrat dengan berat molekul tinggi
yang dibuat dengan modifikasi pati dan asam. Dekstrin mudah larut dalam air,
lebih cepat terdispersi, tidak kental serta lebih stabil daripada pati, sebagai
pembawa bahan pangan yang aktif seperti bahan flavor, perwarna dan rempah
yang memerlukan sifat mudah larut ketika ditambahkan air serta sebagai filler
(Pulungan dkk, 2004 ).
Dekstrin lebih larut dalam air dingin maupun panas daripada pati.
Dekstrin digunakan sebagai pembentuk lapisan film dan sebagai bahan
pengikat. Dekstrin juga baik untuk bahan pengisi pembawa aroma, koloid
pelindung, dan zat pengemulsi pada minuman. Dekstrin mempunyai viskositas
yang relatif rendah, oleh karena itu pemakaian dalam jumlah banyak masih
diijinkan (Fennema, 1985).
Pada pembuatan dekstrin terjadi transglukosilasi dari ikatan α-D
(1,4)
glikosidik
menjadi
β-D
(1,6)
glikosidik.
Perubahan
ini
mengakibatkan sifat pati yang tidak larut dalam air menjadi dekstrin yang
10
mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi dan tidak kental serta lebih
stabil dari pada pati ( Lastriningsih, 1997).
Pada prinsipnya membuat dekstrin adalah memotong rantai
panjang pati dengan katalis asam atau enzim menjadi molekul-molekul
yang berantai lebih pendek dengan jumlah untuk glukosa dibawah
sepuluh. Dalam proses ini molekul-molekul pati mula-mula pecah menjadi
unit-unit rantai glukosa yang lebih pendek yang disebut dekstrin. Dekstrin
ini dipecah menjadi glukosa, tetapi banyak sisa cabang pada amilopektin
tertinggal dan disebut dekstrin (Anonymous, 2008)
Dekstrin mempunyai rumus kimia (C H O )
6
10
5 n
dan memiliki
struktur serta karakteristik intermediate antara pati dan dekstrosa.
Berdasarkan
reaksi
warnanya
dengan
yodium,
dekstrin
dapat
diklasifikasikan atas amilodekstrin, eritrodekstrin dan akrodekstrin. Pada
tahap awal hidrolisa, akan dihasilkan amilodekstrin yang masih
memberikan warna biru bila direaksikan dengan yodium. Bila hidrolisa
dilanjutkan akan dihasilkan eritrodekstrin yang akan memberikan warna
merah kecoklatan bila direaksikan dengan yodium. Sedangkan pada tahap
akhir hidrolisa, akan dihasilkan akrodekstrin yang tidak memberikan
warna bila direaksikan dengan yodium (Anonymous, 2008).
Menurut Wales (2009) dekstrin dapat digunakan sebagai bahan
tambahan pada makanan, menambah kekakuan pada tekstil, dan sebagai
bahan pengikat pada obat-obatan. Dibawah ini adalah Gambar struktur
kimia dekstrin.
11
Gambar 3. Dekstrin ( Wales, 2009 )
Pada proses pembuatan dekstrin dengan menggunakan enzim
terjadi melalui dua tahap yaitu tahap gelatinisasi dan tahap liquifikasi.
Tahap gelatinisasi dilakukan agar pati lebih rentan terhadap
serangan enzim (Muchtadi, 1992). Proses gelatiniasi terjadi apabila
suspensi pati ditambah dengan air kemudian dipanaskan, air akan
menembus lapisan luar granula dan granula ini mulai meggelembung. Ini
terjadi saat suhu meningkat dari 60˚C - 85˚C. Granula dapat
menggelembung hingga volume 5 kali dari volume semula. Ketika ukuran
granula pati membesar campuran menjadi kental. Pada suhu kurang lebih
85˚ C granula pati pecah dan isinya terdispersi merata keseluruh air
disekelilingnya. Molekul rantai panjang mulai membuka atau terurai
sahingga kental. Molekul pati membentuk jaringan dengan molekul air
terkurung didalamnya (Gaman, 1994 ).
Tahap liquifikasi adalah proses pencairan gel pati dengan
meggunakan enzim α-amilase. Tahap liquifikasi dilakukan sampai
mencapai derajat konversi sekitar 10-20 % DE atau sampai cairan
berwarna coklat kemerahan bila direaksikan dengan larutan iodium.
12
Tujuan proses ini adalah untuk melarutkan pati secara sempurna,
mencegah isomerisasi gugus pereduksi dari glukosa dan mempermudah
kerja enzim α- Amilase untuk menghidrolisa pati ( Judoamidjojo, 1992 ).
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam proses liquifikasi
adalah konsentrasi substrat, penggunaan enzim yang stabil pada suhu
tinggi, pengaturan suhu dan lamanya, serta penggunaan pH disesuaikan
dengan enzim yang digunakan, tetapi apabila terlalu rendah akan
mengakibatkan gelatinisasi tidak sempurna (Norman, 1991 dalam
Muchtadi, 1992). pH diatur 5.8-6.2, kemudian ditambah dengan kofaktor
enzim CaCl2 ( Jariyah, 2002 ). Fungsi penambahan NaOH atau CaCl2
selain untuk menaikan pH suspensi pati sekaligus juga menyediakan
kalsium untuk menjaga aktifitas dan stabilitas enzim. Dalam proses
liquifikasi konsentrasi pati yang digunakan adalah 30-40 % berat pati
kering dengan pH 6-6.5, konsentrasi enzim α- Amilase ( Termanyl 60 )
1.0-1.5 kg/ton pati, suhu berkisar 90o C selama 2 jam kemudian
dimasukkan kedalam autoclave 105o C selama 5 menit dan didinginkan
sampai 95-100 o C selama 60-120 menit ( Judoamidjojo, 1992 ). Dibawah
ini adalah Tabel syarat mutu dekstrin.
13
Tabel 4. Syarat Mutu Dekstrin
Uraian
Satuan
Warna
Warna dengan larutan lugol
Kehalusan mesh 80, % b/b
Air % b/b
Abu % b/b
Serat kasar % b/b
Bagian yang larut air dingin
Kekentalan
Dekstrosa %
Derajat asam
Cemaran logam :
- Timbal (Pb)
- Tembaga (Cu)
- Seng (Zn)
- Timah (Sn)
Arsen
Cemaran mikroba :
- kapang dan ragi
- ragi
- total aerobic plate count
- bakteri coliform
- salmonella
Δ
oE
Ml NaOH
0.1 N 100g
Persyaratan
Putih sampai kekuningkunigan
Ungu kecoklatan
Minimal 90 ( lolos )
Maksimal 11
Maksimal 0.5
Maksimal 0.6
Minimal 97
3-4
Maksimal 5
Maksimal 5
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg
Maksimal 2
Maksimal 50
Maksimal 40
Maksimal 40
Mg/kg
Maksimal 1
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/100g
Maksimal 102
10 - 102
102 – 106
Maksimal 10
0
Sumber : SNI (1992)
C. Hidrolisis Pati Secara Enzimatis
Hidrolisis enzim α-amilase pada molekul pati terjadi 2 tahap. Tahap
pertama yaitu degradasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi
secara acak. Degradasi ini terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunya
viksositas dengan cepat pula. Degradasi sangat lambat terjadi pada saat
pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir. Tahap kedua yaitu
degradasi amilopektin akan menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai jenis αlimit dekstrin. Jenis α-limit dekstrin yaitu oligosakarida yang terdiri dari 4 atau
lebih residu glukosa yang semuanya mengandung ikatan α-1,6. Hidrolisis amilosa
akan lebih cepat daripada hidrolisis rantai yang bercabang seperti amilopektin
14
atau glikogen. Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi menurun,
dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai lurus (Winarno, 1995).
Hidrolisis pati dengan menggunakan katalis enzim memiliki beberapa
kelebihan dibandingkan dengan katalis asam. Menurut Judoamijoyo et al ( 1989)
kelebihan enzim sebagai biokatalis diantaranya adalah reaksi hidrolisis yang
terjadi beragam ( “ Singgle chain attack “, “ Multi chain attack “,” dan Multiple
attack”) kondisi proses yang digunakan tidak ekstrim ( suhu sedang dan pH
mendekati netral), mengurangi jumlah energi yang digunakan, tingkat konversi
yang lebih tinggi, polutan lebih rendah dan diperoleh reaksi yang spesifik.
Dibawah ini adalah Gambar hidrolisa pati oleh enzim α-amilase.
α - Amilae
Amilum
Amilodekstrin
(Pati) ( + Iodium ) ( Biru tua )
Erytrodekstrin
( merah )
Akrodekstrin
( tidak berwarna )
Maltosa
( tidak berwarna )
Gambar 4. Hidrolisa pati oleh enzim α-amilase ( Anonymous, 2006)
Menurut ( Tranggono, 1990) proses Hidrolisa pati pada dasarnya adalah
pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit glukosa (C6H12O6) atau dekstrosa
( C6H10O5)n. Produk- produk hasil hidrolisis pati umumnya dikaterisasi berdasar
tingkat derajat hidrolisisnya dan dinyatakan dengan nilai DE ( Dextrose
Equivalent) yang didefinisikan sebagai banyaknya total gula pereduksi dinyatakan
sebagai dekstrosa dan dihitung sebagai prosentase terhadap total bahan kering.
Pada hidrolisis sempurna, pati seluruhnya dikonversi menjadi dektrosa,
15
derajat konversi tersebut dinyatakan dengan Dextrose equivalent (DE), dari
larutan tersebut diberi indeks 100 (Tjokroadikusoema, 1986).
Dextrose Equivalent (DE) adalah besaran yang menyatakan nilai total
pereduksi pati atau produk modifikasi pati dalam satuan persen. DE berhubungan
dengan derajat polimerisasi (DP). DP menyatakan jumlah unit monomer dalam
satu molekul. Unit monomer dalam pati adalah glukosa sehingga maltosa
memiliki DP 2 dan DE 50 (Wurzburg, 1989 dalam Subekti, 2008).
Secara komersial penggunaan pati dipengaruhi oleh nilai DE. Semakin
besar DE berarti semakin besar juga persentase pati yang berubah menjadi gula
pereduksi. Berikut ini adalah jenis pati dan penggunaannya berdasarkan
perbedaan nilai DE (Subekti, 2008 )
Tabel 5. Penggunaan Hasil Hidrolisis Pati berdasarkan Nilai DE
Nama Hasil Hidrolisis Pati
Maltodekstrin
Nilai DE
2-5
5
Thin boiling starch
Oligosakarida
Aplikasi Penggunaan
Pengganti lemak susu didalam makanan
pencuci mulut, yoghurt, produk bakery dan
eskrim
Bahan tambahan margarin
9-12
Cheescake filling
15-20
Produk pangan berkalori tinggi
>20
Kembang gula, pastelis dan jeli
Sekitar 50
Pemanis
Sumber : Subekti (2008) (diambil dari beberapa sumber)
D. Enzym α-Amilase
Enzym α-amilase ( α- 1,4 glukan-4- glukanhidrolase, ( EC.3.2.1.1. ))
murni dapat diperoleh dari malt (barley), ludah manusia, pankreas, dan diisolasi
16
dari Aspergillius oryzae dan Bacillus subtilis. Isolasi dari porcine ( pemurnian
enzim) dilakukan berdasar fraksinasi dengan garam, juga dengan panas selektif
(pada suhu 70˚C-90˚C dan pH 6 selama 15 menit) kemudian dilakukan
pencampuran glikogen sehingga terjadi komplek enzim-glikogen ( Winarno,
1995). Enzym α-amilase adalah endo-enzim yang bekerjanya memutus ikatan α1,4 secara acak di bagian dalam molekul baik pada amilosa maupun amilopektin.
Pengaruh aktivitasnya, pati terputus-putus menjadi dekstrin dengan rantai
sepanjang 6-10 unit glukosa (Tjokroadikusoema,1986).
Menurut Winarno (1995) enzim amilase merupakan enzim pemecah pati
atau glikogen, enzim amilase dapat dikelompokan menjadi tiga golongan, yaitu :
1. α-amilase adalah suatu enzim pemecah pati secara acak dari tengah atau
dari bagian dalam molekul, disebut endo amilase
2. β-amilase, menghidrolisis unit gula dari ujung molekul pati dan disebut
ekso amilase
3. Gluko amilase adalah enzim yang dapat memisahkan glukosa dari
terminal gula non pereduksi substrat pati.
Suatu endo enzim yang dapat memecah ikatan α-1,4 glikosidik dari pati
secara random disebut α-amilase. Hidrolisis pati oleh α-amilase akan
menghasilkan molekul-molekul yang kecil seperti maltosa, maltotriosa, glukosa,
dan oligometrik dekstrin. Terbentuknya molekul dekstrin disebabkan karena
masih adanya ikatan α-1,6 glikosidik yang tidak dapat dipecah oleh enzim ini (
Wirakartakusumah et al, 1984).
Enzim merupakan molekul protein tak hidup yang dihasilkan oleh setiap
sel hidup. Enzim bekerja sebagai biokatalisator dengan efisiensi dan selektifitas
17
tinggi. Enzim tidak mengubah konstanta keseimbangan reaksi kimia. Kecepatan
reaksi enzim dipengaruhi oleh suhu, pH, pelarut dan faktor-faktor lingkungan
lainya (Suhartono, 1989)
Berat molekul α-amilase kurang lebih adalah 50.000. Setiap molekul
mengandung satu ion Ca 2+. Dengan filtrasi gel ( Sephadex) dapat dipisahkan dua
jenis α-amilase, yaitu yang cepat bergerak dengan BM 50.000 dan yang lambat
dengan BM 100.000. Enzim dengan BM 50.000 merupakan monomer enzim αamilase. Enzim dimer terjadi bila ada ion zinc, dan kedua enzim dihubungkan
melalui ion zinc tersebut. Aktifitas α-amilase ditentukan dengan mengukur hasil
degradasi pati. Biasanya dari penurunan kadar pati yang larut atau dari kadar
dekstrinya dengan menggunakan substrat jenuh. Hilangnya substrat dapat diukur
dengan pengurangan derajat pewarnaan iodium terhadap substrat. Kinetika reaksi
α-amilase memang agak sulit, sebab sifat hidrolisisnya beraneka ragam terhadap
berbagai substrat, apalagi bila hasil hidrolisis pertama ternyata menjadi substrat
baru bagi enzim yang sama sampai mengahasilkan maltosa dan triosa ( Winarno,
1985 ).
Enzim α-amilase yang diproduksi oleh Novozyme dengan merk
Lyquozime® Supra yang diproduksi dengan modifikasi gen dari strain Bacillus
licheniformis. Lyquozime® Supra adalah cairan berwarna coklat dengan densitas ±
1.25 g/ml, yang memiliki aktifitas sebesar 90 KNU (T)/g dan 45 KNU (S)/g, pada
suhu 105-110˚C (221-230˚F ) dan pH 5.1-5.6 dengan kisaran waktu 60-180 menit.
Dianjurkan oleh FAO/WHO JFCFA dan FCC, pemakaian dosis α-amilase adalah
0.25-0.65 kg per ton pati pada pH 5.3 dan tingkat kalsium 5-20 ppm (
Anonymous, 2001).
18
Menurut Agustina ( 2006 ) Berdasarkan hasil analisa rerata aktifitas αamilase yang diproduksi oleh Novozyme dengan merek Lyquozime
®
Supra
adalah 54.9094 unit/ml enzim. Pada substrat larutan pati murni 1% dengan
konsentrasi enzim sebesar 0.065 % (b/b) dengan lama hidrolisa selama 10 menit
pada pH 5.3 dan suhu 95 ˚C.
Enzim komersial yang digunakan oleh industri biasanya berasal dari
Bacillus amylotiguitaciens dan Bacillus licheniformis. Keduanya merupakan
enzim yang bersifat termostabil. Bacillus amylotiguitaciens optimum pada pH 5-8
dan suhu 50-70˚C sedangkan Bacillus licheniformis optimum pada pH 6-7 dan
suhu 85˚C (Suhartono, 1989).
Menurut (Rodwell, 1987) faktor utama yang mempengaruhi aktifitas
enzim adalah :
1. pH
Enzim mempunyai aktifitas maksimal pada kisaran pH yang
disebut pH optimum. Suasana terlalu asam atau alkali akan mengakibatkan
denaturasi protein dan hilangnya secara total aktifitas enzim. pH optimal
untuk beberapa enzim pada umumnya terletak diantara netral atau asam
lemah yaitu 4,5-8. pH optimum sangat penting untuk menetukan
karakteristik enzim. Pada substrat yang berbeda, enzim memiliki pH
optimum yang berbeda ( Tranggono dan Sutardi, 1990). Menurut Winarno
( 1995) enzim yang sama mempunyai pH optimum yang berbeda
tergantung pada asal enzim.
19
2. Suhu
Enzim mempercepat reaksi kimia pada sel hidup. Dalam batasbatas suhu tertentu kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim akan naik bila
suhunya naik. Reaksi yang paling cepat terjadi pada suhu optimum (
Rodwell, 1987). Oleh karena itu penentuan suhu optimum aktivitas enzim
sangat perlu karena apabila suhu terlalu rendah maka kestabilan enzim
akan naik tetapi aktifitas turun, sedangkan pada suhu tinggi aktivitas
enzim tinggi tetapi kestabilan rendah ( Muchtadi dkk, 1988) namun,
kecepatan akan menurun drastis pada suhu yang lebih tinggi. Hilangnya
aktifitas pada suhu tinggi karena terjadinya perubahan konfirmasi thermal
( denaturasi) enzim. Kebanyakan enzim tidak aktif pada suhu sekitar 5560˚C ( Rabyt and White, 1987)
3. Konsentrasi substrat
Kecepatan reaksi enzimatis pada umumnya tergantung pada
konsentrasi substrat. Kecepatan reaksi akan meningkat apabila konsentrasi
substrat meningkat, peningkatan kecepatan reaksi ini akan semakin kecil
hingga tercapai pada suatu titik batas yang pada akhirnya penambahan
konsentrasi substrat hanya akan sedikit meningkatkan kecepatan (
Lehninger, 1997) hal ini disebabkan semua molekul enzim dalam
membentuk ikatan komplek dengan substrat tidak berpengaruh pada
kecepatan reaksi (Tranggono dan Sutardi, 1990)
20
4. Pengaruh konsentrasi enzim
Kecepatan
reaksi
dalam
reaksi
enzim
sebanding
dengan
konsentrasi enzim, semakin tinggi konsentrasi enzim maka kecepatan
reaksi akan semakin tinggi sehingga pada batas konsentrasi tertentu
dimana hasil hidrolisis akan konstan dengan tingginya konsentrasi enzim
yang disebabkan penambahan enzim sudah tidak efektif ( Martin, 1983)
5. Aktivator dan inhibitor
Beberapa enzim memerlukan aktivator dalam reaksi katalisnya.
Aktivator adalah senyawa atau ion yang dapat menaikan kecepatan reaksi
enzimatis. Komponen kimia yang membentuk aktifitas enzim disebut juga
kofaktor. Kofaktor tersebut dapat berupa ion anorganik seperti Zn2+, Fe 2+,
Ca2+, Mn2+, Cu2+ dan Mg2+ atau dapat pula sebagai molekul organik
komplek yang disebut koenzim. Pada umumnya ikatan senyawa organik
dengan protein enzim itu lemah apabila ikatanya kuat disebut gugus
prostetis ( Martoharsono, 1984).
E. Foam Mat Drying
Salah satu metode yang sering digunakan pada pembuatan produk pangan
siap saji adalah metode foam mat drying. Foam mat drying (pengeringan busa)
tergolong dalam atmospheric drying. Metode pengeringan busa digunakan untuk
mengeringkan bahan berbentuk cair (Anonimous, 2001).
Foam menyangkut campuran cair dan gas. Pembentukan busa memerlukan
bahan aktif permukaan dan penting dalam berbagai produk pangan (Tranggono,
21
dkk., 1990). Menurut Baniel, dkk (1997), foam (busa) dapat didefinisikan sebagai
suatu sistem yang terbentuk oleh dua fase, yaitu udara sebagai fase terdispersi dan
air sebagai fase kontinyu. Salah satu metode yang telah digunakan untuk
membentuk foam adalah dengan pengocokan dengan menggunakan mixer.
Foam mat drying adalah cara pengeringan bahan berbentuk cair yang
sebelumnya dijadikan foam terlebih dahulu dengan menambahkan zat pembuih
(Desrosier, 1988).
Karim dan Wai (1988) dan Anonimous (2001), menyatakan bahwa metode
pengeringan busa diaplikasikan pada bahan pangan yang sensitif terhadap panas.
Dalam proses pengeringan busa, bahan makanan yang berbentuk cair atau semi
cair dikocok hingga berbentuk busa yang stabil dan selanjutnya dikeringkan
dengan pemanasan. Setelah dilakukan pemanasan, bahan dihancurkan menjadi
bentuk bubuk.
Menurut Woodrof dan Luh (1975), makanan yang dikeringan dengan
metode foam mat drying mempunyai struktur yang mudah menyerap air, sehingga
makanan tersebut mudah untuk dilarutkan dalam air dingin. Keuntungan
pengeringan menggunakan metode foam mat drying menurut Karim dan Wai
(1988) dan Kumalaningsih (2005), antara lain :
1. Bentuk busa maka penyerapan air lebih mudah dalam proses pengocokan
dan pencampuran sebelum dikeringkan.
2. Suhu pengeringan tidak terlalu tinggi sebab dengan adanya busa maka
akan mempercepat proses penguapan air walaupun tanpa suhu yang terlalu
tinggi, suhu yang digunakan sekitar 50ºC - 80ºC dan dapat menghasilkan
22
kadar air hingga 3%, produk yang dikeringkan menggunakan busa pada
suhu 71ºC dapat menghasilkan kadar air 2%.
3. Bubuk yang dihasilkan dengan metode foam mat drying mempunyai
kualitas warna dan rasa yang bagus, sebab hal tersebut dipengaruhi oleh
suhu penguapan yang tidak terlalu tinggi sehingga warna produk tidak
rusak dan rasa tidak banyak yang terbuang.
4. Biaya pembuatan bubuk dengan menggunakan metode foam mat drying
lebih murah dibandingkan dengan metode vakum atau freeze drying sebab
tidak terlalu rumit dan cepat dalam proses pengeringan sehingga energi
yang dibutuhkan untuk pengeringan lebih kecil dan waktunya lebih
singkat.
5. Bubuk yang dihasilkan mempunyai densitas yang rendah (ringan), dengan
banyak gelembung gas yang terkandung pada produk kering sehingga
mudah dilarutkan dalam air.
6. Foam mat drying baik digunakan karena strukturnya mudah menyerap air,
dan relatif stabil selama penyimpanan.
Keberhasilan teknik pengeringan busa sangat ditentukan oleh kecepatan
pengeringan yang dapat dilakukan dengan cara pengaturan suhu dan konsentrasi
bahan pengisi yang tepat. Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan hilangnya
senyawa-senyawa volatil atau yang mudah menguap seperti aroma dan
mempercepat reaksi pencoklatan dalam bahan pangan, sedangkan suhu yang
terlalu rendah akan menyebabkan proses pengeringan kurang efisien dan juga
akan mendorong kerusakan selama proses (Kumalaningsih, dkk., 2005).
23
Pengeringan bahan pangan sampai kadar airnya dibawah 5% akan dapat
mengawetkan rasa dan nutrisi serta dapat disimpan untuk jangka waktu yang
lama. Sedangkan karakteristik bahan pangan bubuk memiliki kadar air 2-4%
(Kumalaningsih, dkk., 2005).
F. Tween 80
Tween 80 termasuk golongan non ionik surfaktan dimana bahan asalnya
adalah alkohol hensanhidrat, alkalin oksida dan asam lemak sifat hidrofilik
diberikan oleh gugus hidroksil bebas oksietilena (Belitz dan Grosch, 1987).
Daya kerja pengemulsi disebabkan oleh bentuk molekul yang dapat terikat
pada minyak dan air. Parameter yang sering digunakan untuk pemilihan jenis
emulsifier adalah berdasarkan HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance), emulsifier
yang memiliki nilai HLB rendah (2-4) cenderung larut minyak, sedangkan yang
memiliki HLB tinggi (14-18) cenderung larut air (Winarno, 1992).
Nilai HLB yang besar mampu menurunkan tegangan muka antara minyak
dan air pada emulsi minyak dalam air, sedangkan nilai HLB yang yang kecil
mampu menurunkan tegangan muka antara air dan minyak pada emulsi air dalam
minyak. Tween 80 memiliki nilai HLB 15 yang sifatnya cenderung larut dalam air
dan cocok dengan sistem emulsi “oil in water” (Belitz and Grosch, 1987).
Tween 80 adalah kelompok ikatan sorbitan ester yang dibentuk oleh reaksi
antara sorbitol dan asam lemak juaga etilen oksida, sehingga membentuk senyawa
dengan lapisan yang aktif (Emulsifying agent), yaitu zat untuk membuat bentuk
campuran emulsi (Kumalaningsih, dkk., 2005).
24
Pemakaian tween 80 pada konsentrasi 0,04 – 0,1% dapat bekerja sebagai
bahan pendorong pembentukan foam, tetapi pada konsentrasi 0,005% tween 80
bekerja sebagai pemecah buih (Tranggono, dkk., 1990). Tween 80 dalam
konsentrasi tertentu dapat berfungsi sebagai pendorong pembentukan busa (foam),
dalam bentuk busa permukaan partikel membesar dan dapat mempercepat
pengeringan (Kumalaningsih, dkk., 2005).
Penambahan Tween 80 adalah sebagai media pembentuk busa pada
pengeringan dengan metode foam mat drying. Tween 80 dapat meningkatkan
viskositas fase pendispersi dan membentuk lapisan tipis yang kuat yang dapat
mencegah penggabungan fase terdispersi sehingga tidak terjadi pengendapan
(Mustaufik, dkk., 2000).
G. Analisa Keputusan
Keputusan adalah kesimpulan dari suatu proses untuk memilih tindakan
yang terbaik dari sejumlah alternatif yang ada. Pengambilan keputusan adalah
proses yang mencakup semua pemikiran kegiatan yang diperlukan guna
membuktikan dan memperlihatkan pilihan terbaik ( Siagian,1987).
Analisa keputusan pada dasarnya adalah suatu prosedur logis dan
kuantitatif yang tidak hanya menjelaskan mengenai proses pengambilan
keputusan tetapi juga merupakan suatu cara untuk membuat keputusan (
Admosudirjo, 1987).
25
H. Analisa Finansial
Analisa finansial / kelayakan adalah analisa yang dilanjutkan untuk
meneliti suatu proyek layak atau tidak layak untuk proses tersebut harus dikaji,
diteliti dari beberapa aspek tertentu sehingga memenuhi syarat untuk dapat
berkembang atau tidak. Analisa kelayakan tersebut dibagi menjadi 5 tahap yaitu
dengan persiapan, tahap penelitian, tahap penyusunan, tahap evaluasi proyek.
Data harga-harga van buku dan van penunjang lainya dapat digunakan sebagai
dasar perhitungan kelayakan finansial pada produk dektrin. Analisa finansial yang
dilakukan meliputi : analisa nilai uang dengan metode Net Present Value (NPV),
Rate Of Return (ROR) dengan metode Internal Rate Of Return (IRR), Break Even
Point (BEP) dan Payback Period (PP), (Susanto dan Saneto, 1994).
1. Break Even Point (BEP) (Susanto dan Saneto, 1994)
Studi kelayakan merupakan pekerjaan membuat ramalan atau
tafsiran yang didasarkan atas anggapan-anggapan yang tidak selalu bisa
dipenuhi.
Konsekuensinya
adalah
bisa
terjadi
penyimpangan-
penyimpangan. Salah satu penyimpangan itu ialah apabila pabrik
berproduksi di bawah kapasitasnya. Hal ini menyebabkan pengeluaran
yang selanjutnya mempengaruhi besarnya keuntungan
Suatu analisa yang menunjukan hubungan antara keuntungan,
volume produksi dan hasil penjualan adalah penentuan Break Even Point
(BEP). BEP adalah suatu keadaan tingkat produksi tertentu yang
menyebabkan besarnya biaya produksi keseluruhan sama dengan besar
nilai atau hasil penjualan atau laba. Jadi pada keadaan tertentu tersebut
perusahaan tidak dapat keuntungan dan juga tidak mengalami kerugian.
26
Untuk memperoleh keuntungan maka usaha tersebut harus
ditingkatkan dari penerimaanya harus berada di atas titik tersebut.
Penerimaan dari penjualan dan ditingkatkan melalui 3 cara. Yaitu
menaikkan harga jual per unit, menaikkan volume penjualan dan
menaikkan harga jualnya.
Rumus berikut untuk mencari titik impas adalah sebagai berikut :
a.
Biaya Titik Impas
BEP (Rp) =
b.
Biaya Tetap
1- (biaya tidak tetap/pendapatan)
Unit Titik Impas
BEP (Unit) =
Biaya Tetap
Harga jual - (biaya tidak tetap/kapasitas produksi)
2. Net Present Value (NPV) (Susanto dan Saneto, 1994)
Net Present Value (NPV) adalah selisih antara nilai penerimaan
sekarang dengan nilai sekarang. Bila dala analisa diperoleh nilai NPV
lebih besar dari 0 (nol), berarti proyek layak untuk dilaksanakan, jika
dalam perhitungan diperoleh dari NPV lebih kecil dari 0, maka proyek
tersebut tidak layak untuk dilaksanakan
Rumus NPV adalah:
n
NPV = ∑ Bt - Ct
t=1
(1+i)
27
Keterangan :
Bt = Benefit sosial kotor sehubungan dengan suatu proyek pada tahun t
Ct = Biaya sosial kotor sehubungan dengan proyek pada tahun t
n = Umur ekonomis dari suatu proyek
i = Suku bunga bank
3. Payback Periode (PP) (Susanto dan Saneto, 1994)
Merupakan perhitungan jangka waktu yang dibutuhkan untuk
pengambilan modal yang ditanam pada proyek. Nilai tersebut dapat
berupa prosentase maupun waktu (baik tahun maupun bulan). Payback
Periode tersebut (
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
SKRIPSI
Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN ” JAWA TIMUR
SURABAYA
2010
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana
Teknologi Pangan pada Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN’’ JATIM
SURABAYA
2010
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
Disusun Oleh :
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
Telah dipertahankan di hadapan
dan diterima oleh Tim Penguji Tugas Akhir
Program Studi Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada Tanggal, 26 November 2010
Pembimbing :
Tim Penguji :
1.
1
Ir. Latifah, MS
NIP. 195 703 071 986 032 001
Dr. Dedin F.R., STP, M.Kes
NPT. 370 129 701 591
2
2
Dra. Jariyah, MP
NPT. 196504031991032001
Drh. Ratna Yulistiani, MP
NIP.196207191988032001
3.
Ir. Rudi Nurismanto, M.Si
NIP.196109051992031001
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Surabaya
Ir. Sutiyono, MT
NIP. 19600713 198703 1001
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah S.W.T atas limpahan rahmat,
karunia serta hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan laporan skripsi ini
dengan baik. Karena keMahaanMu lah segala kemudahan dalam kesulitan dan
harapan ditengah keputusan Engkau hadiahkan kepada hamba.
Penulisan laporan ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari dosen
pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis sehingga laporan ini
dapat terselesaikan. Selain itu penulis juga menyampaikan terimah kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP. Selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
2. Bapak Ir. Sutiyono, MT. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri UPN
”Veteran” Jawa Timur.
3. Ibu Ir. Latifah, MS. selaku Ketua Jurusan Teknologi Pangan dan Dosen
Pembimbing Pertama, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan
Nasional ”Veteran” Jawa Timur.
4. Ibu Dra. Jariyah, MP. selaku dosen pembimbing pendamping.
5. Ibu Dr. Dedin F.R. STP., M.Kes. selaku staf P.I.A. Jurusan Teknologi Pangan,
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran”
Jawa Timur.
6. PT. Sorini Argo Asia Corporation di Gempol- Pasuruan, atas bantuan
enzimnya.
i
7. Bapak Nur Ali sebagai Staff R&D PT. Sorini Argo Asia Corporation di
Gempol- Pasuruan, atas ketelatenanya memberikan pengarahan.
8. Bapak dan Ibuku tercinta yang memberi bantuan semangat baik materi maupun
moril.
9. Suamiku tersayang “Mustofa, S.kom” dan anakku “Oryza Al Musthofa” yang
memberikan semangat dan Do’a.
10. Sahabat – sahabat TP’05 ( Dina, Wahyu S., Yanuarsa ) dan sahabat-sahabatku
yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah bersedia untuk ku
berkeluh kesah dan selalu memberikan semangat dan motivasi serta
kebersamaannya.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi teman – teman mahasiswa UPN di
Jurusan Teknologi Pangan pada khususnya dan bagi pihak – pihak yang
memerlukan pada umunya. Skripsi ini masilah jauh dari sempurna serta banyak
kekurangannya, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang
bersifat objektif dan membangun guna sempurnanya laporan ini.
Surabaya, Desember 2010
Penulis
ii
Daftar Isi
Kata Pengantar
BAB
BAB
BAB
BAB
I
II
III
IV
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ....................................................................
B. Tujuan .................................................................................
C. Manfaat ...............................................................................
TINJUAN PUSTAKA
A. Umbi talas ..........................................................................
B. Pati .....................................................................................
1. Amilosa ....................................................................
2. Amilopektin .............................................................
C. Dekstrin ............................................................................
D. Hidrolisis Pati Secara Enzimatis ........................................
E. α- Amilase ..........................................................................
F. Foam Mat Dryng ................................................................
G. Tween 80 ............................................................................
H. Analisa Keputusan .............................................................
I. Analisa Finansial ................................................................
J. Landasan Teori ................................................................
K. Hipotesa ...........................................................................
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ..........................................
B. Bahan- Bahan ...................................................................
C. Alat- Alat ..........................................................................
D. Metode Penelitian .............................................................
1. Rancangan Penelitian ............................................
2. Peubah yang digunakan .........................................
a. Peubah Berubah .......................................
b. pebubah tetap ..........................................
3. parameter yang diamati ........................................
E. Prosedur Penelitian ...........................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Analisa Bahan Baku ...............................................
B. Hasil Analisa Produk Dekstrin Umbi Talas Secara
Enzimatis .........................................................................
1. Kadar Air ...............................................................
2. Kadar Abu ............................................................
3. Kadar Gula Reduksi .............................................
4. Dekstrosa Equivalen ..............................................
5. Rendemen ..............................................................
C. Analisa Keputusan ...........................................................
1
3
3
4
5
6
7
9
13
16
21
24
25
26
29
32
33
33
34
34
34
35
35
36
36
37
41
42
42
45
47
50
53
55
BAB
V
D. Analisa Finansial ..............................................................
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .......................................................................
B. Saran .................................................................................
55
60
60
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
Gambar
1.
2.
3.
4
5.
6.
7.
Gambar 8.
Struktur Kimia Amilosa .........................................................
Struktur Kimia Amilopektin ..................................................
Struktur Kimia Dekstrin .........................................................
Hidrolisa Pati Oleh Enzim α-Amilase ...................................
Diagram Alir Ekstraksi Pati ....................................................
Diagram Alir Pembuatan Dekstrin ........................................
Hubungan Antara Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim Terhadap Kadar Air Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis ...................................................................
Hubungan Antara Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim Terhadap Kadar Gula Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis ...................................................................
7
9
11
14
39
40
44
49
Daftar Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8
Kandungan Kimia Tepung Talas ..............................................
Kandungan 100 Gr Pada Talas .................................................
Karateristik Amilosa Dan Amilopektin ....................................
Syarat Mutu Dekstrin ...............................................................
Penggunaan Hasil Hidrolisis Pati Berdasarkan Nilai Dekstrin..
Hasil Analisa Tepung Pati Umbi Talas ....................................
Nilai Rata-Rata Kadar Air Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim ........................................................................................
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi .............................
4
5
6
13
16
41
43
45
Tabel
9
Tabel
Tabel
10
10
Tabel
11
Tabel
Tabel
Tabel
12
13
14
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Konsentrasi Enzim...........................
Nilai Rata-Rata Kadar Abu Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim .......................................................................................
Nilai Rata-Rata Kadar Gula Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim .......................................................................................
Nilai Rata-Rata Dekstrose Equivalen Dekstrin Pati Talas
Secara Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan
Konsentrasi Enzim ....................................................................
Nilai Rata-Rata Rendemen Dekstrin Pati Talas Secara
Enzimatis Dari Perlakuan Lama Liquifikasi Dan Konsentrasi
Enzim ........................................................................................
Hasil Analisa Keseluruan Pada Produk Dekstrin Umbi Talas
Secara Enzimatis ......................................................................
48
50
53
55
PEMBUATAN DEKSTRIN DARI PATI UMBI TALAS
DENGAN HIDROLISIS SECARA ENZIMATIS
TUTIK SRI WAHYUNI
NPM : 0533010003
INTISARI
Talas (Colocasia esculenta) merupakan jenis umbi-umbian yang
mempunyai kadar pati cukup potensial yaitu (74,34 %) dengan kadar amilosa
(21.44%) dan amilopektin (78.56%). Pada pati umbi talas mengandung
amilopektin yang cukup besar (78.56%) sehingga sangat efektif untuk dijadikan
dekstrin. Proses pembuatan dekstrin adalah pemotongan rantai panjang pati
dengan enzim α-amilase menjadi molekul lebih sederhana yaitu glukosa dan sisa
cabang amilopektin yang disebut dekstrin. Tujuan dari penelitian ini untuk
mengetahui pengaruh waktu liquifikasi dan konsentrasi enzim α-amilase terhadap
kualitas dekstrin dari pati umbi talas.
Penelitian ini meggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial
yang terdiri dari 2 faktor dengan 2 kali ulangan, faktor 1 adalah waktu liquifikasi
(70,80,90 menit) dan faktor II adalah konsentrasi enzim (0,25 %; 0,45 %;0,65 %
b/v).
Hasil penelitian menunjukan bahwa perlakuan terbaik terdapat pada
perlakuan waktu liquifikasi 70 menit dan konsentrasi enzim 0,25 % b/v yang
menghasilkan dekstrin pati talas dengan kadar air 3.0998 % , kadar abu 0.3183 %,
kadar gula reduksi 10.9125 %, nilai dekstrose equivalen 21.0410 %, dan
rendemen 85,17%.
Hasil analisa finansial diketahui bahwa Break Evet Point (BEP) dicapai
pada Rp. 47.874.400,23 sebesar 24,05 % dan kapasitas titik impas
3.751.251,681unit/tahun, sedangkan Internal Rate of Return (IRR) mencapai
23,152 %, Paiback Period (PP) dicapai selama 4,1 tahun, Net Present Value
(NPV) sebesar Rp. 106.481.386,-, dan benefit Cost Ratio sebesar 1,2.
vii
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Talas (Colocasia esculenta ) merupakan bahan pangan berpati non beras
yang mempunyai peluang cukup besar dibidang pangan. Pembuatan pati talas
diharapkan dapat menghindari kerugian akibat tidak terserapnya umbi segar talas
ketika produksi panen berlebih. Konversi umbi segar talas menjadi bentuk pati
yang siap digunakan akan mendorong munculnya produk-produk yang lebih
beragam juga dapat mendorong berkembangnya industri berbahan dasar pati talas.
Keunggulan umbi talas antara lain mempunyai kadar pati dalam tepung talas yang
lebih tinggi yaitu (74,34 %) (Setyowati dkk, 2007) dengan kadar amilosa
(21.44%) dan amilopektin (78.56%) (Hartati dan Prana, 2003) sedangkan kadar
pati tepung ubi kayu (65.46%) ( Senoaji dan Purnomo, 2009) dan kadar pati
tepung ubi jalar ungu (71,1065%) ( Herdiana, 2007) dari kandungan pati dalam
talas tersebut dapat dimanfaatkan untuk dijadikan dekstrin.
Dekstrin merupakan salah satu produk hasil hidrolisis pati berwarna putih
hingga kuning ( SNI, 1992). Dekstrin merupakan golongan karbohidrat dengan
berat molekul tinggi yang dibuat dengan modifikasi pati dengan asam atau enzim.
Dekstrin mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi, tidak kental serta lebih
stabil daripada pati ( Pulungan dkk, 2004 ). Pada prinsipnya membuat dekstrin
adalah memotong rantai panjang pati dengan katalis asam atau enzim menjadi
molekul-molekul yang berantai lebih pendek dengan jumlah glukosa dibawah
sepuluh (Anonymous, 2008 ). Proses hidrolisa pati dengan menggunakan enzim
1
2
terjadi melalui dua tahap yang pertama yaitu tahap gelatinisasi dengan tujuan pati
lebih rentan terhadap serangan enzim, yang kedua yaitu tahap liquifikasi adalah
proses pencairan gel pati dengan meggunakan enzim α-amilase ( Judoamidjojo,
1992 ).
Pada pembuatan dekstrin terjadi transglukosilasi dari ikatan α-D (1,4)
glikosidik menjadi β-D (1,6) glikosidik. Perubahan ini mengakibatkan sifat pati
yang tidak larut dalam air menjadi dekstrin yang mudah larut dalam air, lebih
cepat terdispersi dan tidak kental serta lebih stabil dari pada pati ( Lastriningsih,
1997). Dekstrin dipecah menjadi glukosa, tetapi banyak sisa cabang pada
amilopektin yang tertinggal dan disebut dekstrin ( Anonymous, 2008). Pada pati
umbi talas mengandung amilopektin yang cukup besar (78.56%) sehingga sangat
efektif untuk dijadikan dekstrin.
Enzim yang digunakan dalam pembuatan dekstrin yaitu enzim α-amilase.
Enzim α-amilase ( α- 1,4 glukan-4- glukanhidrolase, ( EC.3.2.1.1. )) terdapat
pada tanaman, jaringan mamalia dan mikroba ( Winarno, 1995). Enzim α-amilase
adalah endo-enzim yang bekerja memutus ikatan α- 1,4 secara acak di bagian
dalam molekul baik pada amilosa maupum amilopektin. Hidrolisa dekstrin dengan
menggunakan enzim lebih efektif karena kerja enzim sangat spesifik. Faktorfaktor yang berpengaruh pada hidrolisis pati menggunakan enzim adalah pH,
suhu, konsentrasi larutan pati dan waktu reaksi ( Tjokroadikusoema, 1986).
Pembuatan dekstrin yang pernah dilakukan adalah menghidrolisa pati ubi
jalar ungu dengan perlakuan konsentrasi pati sebesar 20% b/v, 25% b/v dan 30 %
b/v, perlakuan enzim α-amilase sebesar 0.3%, 0.4% dan 0.5% g/kg substrat
kering dengan kisaran pH 6. Suspensi dipanaskan pada suhu 40˚C, selama 120
3
menit. Hasil analisis terbaik adalah perlakuan konsentrasi enzim 0,3 % dan
konsentrasi pati 20 % dengan kadar abu 1,29 %, kadar air 7,65 %, kadar dekstrosa
6,42 %, kekentalan 1,18 cp dan rendemen yang dihasilkan sekitar 77,23 % (
Triyono, 2006)
B. Tujuan
1. Untuk mengetahui pengaruh lama liquifikasi dan konsentrasi enzim
terhadap sifat fisiko kimia dekstrin dari pati umbi talas.
2. Untuk mengetahui perlakuan terbaik antara lama liquifikasi dan
konsentrasi enzim dalam pembuatan dekstrin dari pati umbi talas.
C. Manfaat
1. Menjadikan pati umbi talas sebagai bahan alternatif dalam pembuatan
dekstrin.
2. Meningkatkan nilai ekonomis pati umbi talas.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Umbi Talas
Umbi talas (Colocasia esculenta ) merupakan tanaman rimpang yang
berbentuk mungil meruncing dan menggembung. Talas termasuk tumbuhan tegak
yang memiliki perakaran liar, berserabut dan dangkal. Batang yang tersimpan
dalam tanah pejal, bentuknya menyilinder (membulat), umumnya berwarna coklat
tua, dilengkapi dengan kuncup yang terdapat diatas lampang daun tempat
munculnya umbi baru/ tunas (stolon), daun memerisai dengan tangkai panjang
dan besar. Rasa gatal dan iritasi pada kulit (tenggorokan) yang ditimbulkan
disebabkan oleh kalsium oksalat yang terdapat pada talas. Kalsium oksalat dari
persenyawaan garam antara ion kalsium dan ion oksalat. Ion ini sangat bermanfaat
untuk proses metabolisme dan untuk pertahanan internal bagi talas ( Anonymous,
2007). Hasil penelitian Setyowati, dkk (2007) menunjukan kadar pati dalam
tepung pati talas adalah 74,34 %. Kandungan kimia tepung talas dapat dilihat pada
Tabel 1 dan kandungan gizi talas dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Kandungan Kimia Tepung Talas
Kandungan kimia
Kadar pati
Kadar amilosa
Kadar amilopektin
Serat kasar
Jumlah (%)
70,92
21.44
78.56
5.30
Sumber : Hartati dan Prana (2003)
4
5
Tabel 2. Kandungan Gizi 100 Gram Pada Talas
Kandungan gizi
Energi (kal)
Protein (g)
Lemak (g)
Hidrat arang total
Serat (g)
Abu (g)
Kalsium (g)
Fosfor (mg)
Besi (mg)
Karoten total
Vitamin B1 (mg)
Vitamin C (mg)
Air (g)
Bagian yang dapat dimakan (%)
Jumlah
120
1.5
0.3
28.2
0.7
0.8
31
67
0.7
0
0.05
2
69.2
85
Sumber : Sofiana (2009)
B. Pati
Pati dalam jaringan tanaman mempunyai bentuk granula yang berbedabeda dengan mikroskop. Jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk,
letak hilum yang unik, dan juga letak “ birefringence”. Pati mempunyai dua ujung
berbeda, yakni ujung non reduksi dengan gugus OH bebas yang terikat pada atom
nomor 4 dan ujung pereduksi dengan gugus OH anomerik. Gugus hidroksil dari
polimer berantai lurus / bagian lurus dari struktur berbentuk cabang yang terletak
sejajar akan berasosiasi melalui ikatan hidrogen yang mendorong pembentukan
kristal pati. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik.
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya
serta lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari 2 fraksi yang dapat
dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi yang tidak
larut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dan amilopektin
mempunyai rantai cabang (Winarno, 1989). Karakteristik amilosa dan amilopektin
dapat dilihat pada Tabel 3.
6
Tabel 3. Karakteristik Amilosa dan Amilopektin
Proporsi
Bentuk
Ikatan
Berat molekul
Sifat pelapisan
Pembentukan gel
Warna
iodine
Amilosa
Pada dasarnya linier
α – 1,4 dan sejumlah sedikit α -1,6
Kurang dari 5 juta
Kuat
Kaku
dengan Biru
Amilopektin
Bercabang
α -1,6
50 – 300 juta
Lemah
Tidak membentuk gel sampai
lunak
Coklat kemerahan
Sumber : Estiasih (2006)
1. Amilosa
Amilosa pada dasarnya merupakan polimer linier yang terdiri dari
ikatan
α – 1,4-D glukopiranosa. Bukti terbaru saat ini menunjukkan
bahwa terdapat sejumlah kecil cabang pada polimer amilosa. Rantai
amilosa berbentuk heliks. Bagian dalam struktur heliks mengandung atom
H sehingga bersifat hidrofob yang memungkinkan amilosa membentuk
komplek dengan asam lemak bebas, komponen asam lemak dari gliserida.
Sejumlah alkohol dan iodin pembentuk komplek amilosa dengan lemak
atau pengemulsi dapat mengubah suhu gelatinisasi, tekstur dan profil
viskositas dari pasta pati (Estiasih, 2006 ). Menurut ( Tranggono, 1991)
pada fraksi linier glukosa dihubungkan satu dan lainnya dengan ikatan α1,4 glikosidik. Fraksi linier merupakan komponen minor yaitu kurang
lebih 17-30% dari total, namun pada beberapa varietas kapri dan jagung,
patinya mengandung amilosa sampai 75%. Warna biru yang diproduksi
oleh pati dalam reaksinya dengan iodin berkaitan erat dengan fraksi linier
tersebut. Rantai polimer ini mengambil bentuk heliks yang kumparannya
dapat dimasuki oleh berbagai senyawa seperti iodin. Pemasukkan iodin
7
kedalam molekul itu karena adanya efek dua kutub reduksi dan akibat
resonansi sepanjang heliks. Setiap satu lengkungan heliks tersusun dari
enam satuan glukosa dan membungkus satu molekul iodin. Panjang rantai
menentukan macam warna diproduksi dalam reaksinya dengan iodin.
Menurut Muchtadi, dkk (1992) enzim alfa-amilase menghidrolisis amilosa
menjadi unit-unit residu glukosa dengan memutuskan ikatan α-1,4.
Struktur kimia amilosa dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Amilosa (Anonymous, 2009 a)
2. Amilopektin
Amilopektin merupakan molekul paling dominan dalam pati.
Polimer amilopektin bercabang yang terdiri dari ikatan α-1,4 dan α-1,6
pada percabangannya. Dalam granula pati rantai amilopektin mempunyai
keteraturan susunan. Rantai cabang amilopektin mempunyai sifat seperti
amilosa yaitu dapat membentuk struktur heliks diperkirakan 4-6 % ikatan
dalam setiap molekul amilopektin adalah ikatan α-1,6. Nilai tersebut
walaupun kecil tetapi mempunyai dampak sekitar lebih dari 20.000
percabangan untuk setiap molekul amilopektin. Sifat amilopektin berbeda
dengan amilosa karena banyak percabangan seperti retrogradasi lambat
8
dan pasta yang terbentuk tidak dapat membentuk gel tetapi bersifat lengket
(kohesif) dan elastis (gummy texture ) ( Estiasih, 2006 ).
Selain perbedaan struktur, panjang rantai polimer, dan jenis
ikatannya, amilosa dan amilopektin mempunyai perbedaan dalam hal
penerimaan terhadap iodin. Amilopektin dan amilosa mempunyai sifat
fisik yang berbeda. Amilosa lebih mudah larut dalam air dibandingkan
amilopektin (Subekti, 2007).
Berdasarkan reaksi warnanya dengan iodium, pati juga dapat
dibedakan dengan amilosa dan amilopektin. Pati bila berikatan dengan
iodium akan menghasilkan warna biru karena struktur molekul pati yang
berbentuk spiral, sehingga akan mengikat molekul yodium dan
membentuk warna biru. Berdasarkan penelitian diperoleh bahwa pati akan
merefleksikan warna biru bila polimer glukosa nya lebih besar dari 20
(seperti amilosa). Bila polimer glukosanya kurang dari 20, seperti
amilopektin, akan dihasilkan warna merah atau ungu-coklat. Sedangkan
polimer yang lebih kecil dari lima, tidak memberi warna dengan iodium
(Koswara, 2009).
Dalam
produk
makanan
amilopektin
bersifat
merangsang
terjadinya proses mekar (puffing) dimana produk makanan yang berasal
dari pati yang kandungan amilopektinnya tinggi akan bersifat ringan,
garing dan renyah. Kebalikannya pati dengan kandungan amilosa tinggi,
cenderung menghasilkan produk yang keras, pejal, karena proses
mekarnya terjadi secara terbatas (Koswara, 2009). Struktur kimia
Amilopektin dapat dilihat pada Gambar 2.
9
Gambar 2. Amilopektin (Anonymous, 2009 b )
3. Dekstrin
Dekstrin adalah golongan karbohidrat dengan berat molekul tinggi
yang dibuat dengan modifikasi pati dan asam. Dekstrin mudah larut dalam air,
lebih cepat terdispersi, tidak kental serta lebih stabil daripada pati, sebagai
pembawa bahan pangan yang aktif seperti bahan flavor, perwarna dan rempah
yang memerlukan sifat mudah larut ketika ditambahkan air serta sebagai filler
(Pulungan dkk, 2004 ).
Dekstrin lebih larut dalam air dingin maupun panas daripada pati.
Dekstrin digunakan sebagai pembentuk lapisan film dan sebagai bahan
pengikat. Dekstrin juga baik untuk bahan pengisi pembawa aroma, koloid
pelindung, dan zat pengemulsi pada minuman. Dekstrin mempunyai viskositas
yang relatif rendah, oleh karena itu pemakaian dalam jumlah banyak masih
diijinkan (Fennema, 1985).
Pada pembuatan dekstrin terjadi transglukosilasi dari ikatan α-D
(1,4)
glikosidik
menjadi
β-D
(1,6)
glikosidik.
Perubahan
ini
mengakibatkan sifat pati yang tidak larut dalam air menjadi dekstrin yang
10
mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi dan tidak kental serta lebih
stabil dari pada pati ( Lastriningsih, 1997).
Pada prinsipnya membuat dekstrin adalah memotong rantai
panjang pati dengan katalis asam atau enzim menjadi molekul-molekul
yang berantai lebih pendek dengan jumlah untuk glukosa dibawah
sepuluh. Dalam proses ini molekul-molekul pati mula-mula pecah menjadi
unit-unit rantai glukosa yang lebih pendek yang disebut dekstrin. Dekstrin
ini dipecah menjadi glukosa, tetapi banyak sisa cabang pada amilopektin
tertinggal dan disebut dekstrin (Anonymous, 2008)
Dekstrin mempunyai rumus kimia (C H O )
6
10
5 n
dan memiliki
struktur serta karakteristik intermediate antara pati dan dekstrosa.
Berdasarkan
reaksi
warnanya
dengan
yodium,
dekstrin
dapat
diklasifikasikan atas amilodekstrin, eritrodekstrin dan akrodekstrin. Pada
tahap awal hidrolisa, akan dihasilkan amilodekstrin yang masih
memberikan warna biru bila direaksikan dengan yodium. Bila hidrolisa
dilanjutkan akan dihasilkan eritrodekstrin yang akan memberikan warna
merah kecoklatan bila direaksikan dengan yodium. Sedangkan pada tahap
akhir hidrolisa, akan dihasilkan akrodekstrin yang tidak memberikan
warna bila direaksikan dengan yodium (Anonymous, 2008).
Menurut Wales (2009) dekstrin dapat digunakan sebagai bahan
tambahan pada makanan, menambah kekakuan pada tekstil, dan sebagai
bahan pengikat pada obat-obatan. Dibawah ini adalah Gambar struktur
kimia dekstrin.
11
Gambar 3. Dekstrin ( Wales, 2009 )
Pada proses pembuatan dekstrin dengan menggunakan enzim
terjadi melalui dua tahap yaitu tahap gelatinisasi dan tahap liquifikasi.
Tahap gelatinisasi dilakukan agar pati lebih rentan terhadap
serangan enzim (Muchtadi, 1992). Proses gelatiniasi terjadi apabila
suspensi pati ditambah dengan air kemudian dipanaskan, air akan
menembus lapisan luar granula dan granula ini mulai meggelembung. Ini
terjadi saat suhu meningkat dari 60˚C - 85˚C. Granula dapat
menggelembung hingga volume 5 kali dari volume semula. Ketika ukuran
granula pati membesar campuran menjadi kental. Pada suhu kurang lebih
85˚ C granula pati pecah dan isinya terdispersi merata keseluruh air
disekelilingnya. Molekul rantai panjang mulai membuka atau terurai
sahingga kental. Molekul pati membentuk jaringan dengan molekul air
terkurung didalamnya (Gaman, 1994 ).
Tahap liquifikasi adalah proses pencairan gel pati dengan
meggunakan enzim α-amilase. Tahap liquifikasi dilakukan sampai
mencapai derajat konversi sekitar 10-20 % DE atau sampai cairan
berwarna coklat kemerahan bila direaksikan dengan larutan iodium.
12
Tujuan proses ini adalah untuk melarutkan pati secara sempurna,
mencegah isomerisasi gugus pereduksi dari glukosa dan mempermudah
kerja enzim α- Amilase untuk menghidrolisa pati ( Judoamidjojo, 1992 ).
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam proses liquifikasi
adalah konsentrasi substrat, penggunaan enzim yang stabil pada suhu
tinggi, pengaturan suhu dan lamanya, serta penggunaan pH disesuaikan
dengan enzim yang digunakan, tetapi apabila terlalu rendah akan
mengakibatkan gelatinisasi tidak sempurna (Norman, 1991 dalam
Muchtadi, 1992). pH diatur 5.8-6.2, kemudian ditambah dengan kofaktor
enzim CaCl2 ( Jariyah, 2002 ). Fungsi penambahan NaOH atau CaCl2
selain untuk menaikan pH suspensi pati sekaligus juga menyediakan
kalsium untuk menjaga aktifitas dan stabilitas enzim. Dalam proses
liquifikasi konsentrasi pati yang digunakan adalah 30-40 % berat pati
kering dengan pH 6-6.5, konsentrasi enzim α- Amilase ( Termanyl 60 )
1.0-1.5 kg/ton pati, suhu berkisar 90o C selama 2 jam kemudian
dimasukkan kedalam autoclave 105o C selama 5 menit dan didinginkan
sampai 95-100 o C selama 60-120 menit ( Judoamidjojo, 1992 ). Dibawah
ini adalah Tabel syarat mutu dekstrin.
13
Tabel 4. Syarat Mutu Dekstrin
Uraian
Satuan
Warna
Warna dengan larutan lugol
Kehalusan mesh 80, % b/b
Air % b/b
Abu % b/b
Serat kasar % b/b
Bagian yang larut air dingin
Kekentalan
Dekstrosa %
Derajat asam
Cemaran logam :
- Timbal (Pb)
- Tembaga (Cu)
- Seng (Zn)
- Timah (Sn)
Arsen
Cemaran mikroba :
- kapang dan ragi
- ragi
- total aerobic plate count
- bakteri coliform
- salmonella
Δ
oE
Ml NaOH
0.1 N 100g
Persyaratan
Putih sampai kekuningkunigan
Ungu kecoklatan
Minimal 90 ( lolos )
Maksimal 11
Maksimal 0.5
Maksimal 0.6
Minimal 97
3-4
Maksimal 5
Maksimal 5
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg
Mg/kg
Maksimal 2
Maksimal 50
Maksimal 40
Maksimal 40
Mg/kg
Maksimal 1
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/g
Mpn/100g
Maksimal 102
10 - 102
102 – 106
Maksimal 10
0
Sumber : SNI (1992)
C. Hidrolisis Pati Secara Enzimatis
Hidrolisis enzim α-amilase pada molekul pati terjadi 2 tahap. Tahap
pertama yaitu degradasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi
secara acak. Degradasi ini terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunya
viksositas dengan cepat pula. Degradasi sangat lambat terjadi pada saat
pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir. Tahap kedua yaitu
degradasi amilopektin akan menghasilkan glukosa, maltosa dan berbagai jenis αlimit dekstrin. Jenis α-limit dekstrin yaitu oligosakarida yang terdiri dari 4 atau
lebih residu glukosa yang semuanya mengandung ikatan α-1,6. Hidrolisis amilosa
akan lebih cepat daripada hidrolisis rantai yang bercabang seperti amilopektin
14
atau glikogen. Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi menurun,
dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai lurus (Winarno, 1995).
Hidrolisis pati dengan menggunakan katalis enzim memiliki beberapa
kelebihan dibandingkan dengan katalis asam. Menurut Judoamijoyo et al ( 1989)
kelebihan enzim sebagai biokatalis diantaranya adalah reaksi hidrolisis yang
terjadi beragam ( “ Singgle chain attack “, “ Multi chain attack “,” dan Multiple
attack”) kondisi proses yang digunakan tidak ekstrim ( suhu sedang dan pH
mendekati netral), mengurangi jumlah energi yang digunakan, tingkat konversi
yang lebih tinggi, polutan lebih rendah dan diperoleh reaksi yang spesifik.
Dibawah ini adalah Gambar hidrolisa pati oleh enzim α-amilase.
α - Amilae
Amilum
Amilodekstrin
(Pati) ( + Iodium ) ( Biru tua )
Erytrodekstrin
( merah )
Akrodekstrin
( tidak berwarna )
Maltosa
( tidak berwarna )
Gambar 4. Hidrolisa pati oleh enzim α-amilase ( Anonymous, 2006)
Menurut ( Tranggono, 1990) proses Hidrolisa pati pada dasarnya adalah
pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit glukosa (C6H12O6) atau dekstrosa
( C6H10O5)n. Produk- produk hasil hidrolisis pati umumnya dikaterisasi berdasar
tingkat derajat hidrolisisnya dan dinyatakan dengan nilai DE ( Dextrose
Equivalent) yang didefinisikan sebagai banyaknya total gula pereduksi dinyatakan
sebagai dekstrosa dan dihitung sebagai prosentase terhadap total bahan kering.
Pada hidrolisis sempurna, pati seluruhnya dikonversi menjadi dektrosa,
15
derajat konversi tersebut dinyatakan dengan Dextrose equivalent (DE), dari
larutan tersebut diberi indeks 100 (Tjokroadikusoema, 1986).
Dextrose Equivalent (DE) adalah besaran yang menyatakan nilai total
pereduksi pati atau produk modifikasi pati dalam satuan persen. DE berhubungan
dengan derajat polimerisasi (DP). DP menyatakan jumlah unit monomer dalam
satu molekul. Unit monomer dalam pati adalah glukosa sehingga maltosa
memiliki DP 2 dan DE 50 (Wurzburg, 1989 dalam Subekti, 2008).
Secara komersial penggunaan pati dipengaruhi oleh nilai DE. Semakin
besar DE berarti semakin besar juga persentase pati yang berubah menjadi gula
pereduksi. Berikut ini adalah jenis pati dan penggunaannya berdasarkan
perbedaan nilai DE (Subekti, 2008 )
Tabel 5. Penggunaan Hasil Hidrolisis Pati berdasarkan Nilai DE
Nama Hasil Hidrolisis Pati
Maltodekstrin
Nilai DE
2-5
5
Thin boiling starch
Oligosakarida
Aplikasi Penggunaan
Pengganti lemak susu didalam makanan
pencuci mulut, yoghurt, produk bakery dan
eskrim
Bahan tambahan margarin
9-12
Cheescake filling
15-20
Produk pangan berkalori tinggi
>20
Kembang gula, pastelis dan jeli
Sekitar 50
Pemanis
Sumber : Subekti (2008) (diambil dari beberapa sumber)
D. Enzym α-Amilase
Enzym α-amilase ( α- 1,4 glukan-4- glukanhidrolase, ( EC.3.2.1.1. ))
murni dapat diperoleh dari malt (barley), ludah manusia, pankreas, dan diisolasi
16
dari Aspergillius oryzae dan Bacillus subtilis. Isolasi dari porcine ( pemurnian
enzim) dilakukan berdasar fraksinasi dengan garam, juga dengan panas selektif
(pada suhu 70˚C-90˚C dan pH 6 selama 15 menit) kemudian dilakukan
pencampuran glikogen sehingga terjadi komplek enzim-glikogen ( Winarno,
1995). Enzym α-amilase adalah endo-enzim yang bekerjanya memutus ikatan α1,4 secara acak di bagian dalam molekul baik pada amilosa maupun amilopektin.
Pengaruh aktivitasnya, pati terputus-putus menjadi dekstrin dengan rantai
sepanjang 6-10 unit glukosa (Tjokroadikusoema,1986).
Menurut Winarno (1995) enzim amilase merupakan enzim pemecah pati
atau glikogen, enzim amilase dapat dikelompokan menjadi tiga golongan, yaitu :
1. α-amilase adalah suatu enzim pemecah pati secara acak dari tengah atau
dari bagian dalam molekul, disebut endo amilase
2. β-amilase, menghidrolisis unit gula dari ujung molekul pati dan disebut
ekso amilase
3. Gluko amilase adalah enzim yang dapat memisahkan glukosa dari
terminal gula non pereduksi substrat pati.
Suatu endo enzim yang dapat memecah ikatan α-1,4 glikosidik dari pati
secara random disebut α-amilase. Hidrolisis pati oleh α-amilase akan
menghasilkan molekul-molekul yang kecil seperti maltosa, maltotriosa, glukosa,
dan oligometrik dekstrin. Terbentuknya molekul dekstrin disebabkan karena
masih adanya ikatan α-1,6 glikosidik yang tidak dapat dipecah oleh enzim ini (
Wirakartakusumah et al, 1984).
Enzim merupakan molekul protein tak hidup yang dihasilkan oleh setiap
sel hidup. Enzim bekerja sebagai biokatalisator dengan efisiensi dan selektifitas
17
tinggi. Enzim tidak mengubah konstanta keseimbangan reaksi kimia. Kecepatan
reaksi enzim dipengaruhi oleh suhu, pH, pelarut dan faktor-faktor lingkungan
lainya (Suhartono, 1989)
Berat molekul α-amilase kurang lebih adalah 50.000. Setiap molekul
mengandung satu ion Ca 2+. Dengan filtrasi gel ( Sephadex) dapat dipisahkan dua
jenis α-amilase, yaitu yang cepat bergerak dengan BM 50.000 dan yang lambat
dengan BM 100.000. Enzim dengan BM 50.000 merupakan monomer enzim αamilase. Enzim dimer terjadi bila ada ion zinc, dan kedua enzim dihubungkan
melalui ion zinc tersebut. Aktifitas α-amilase ditentukan dengan mengukur hasil
degradasi pati. Biasanya dari penurunan kadar pati yang larut atau dari kadar
dekstrinya dengan menggunakan substrat jenuh. Hilangnya substrat dapat diukur
dengan pengurangan derajat pewarnaan iodium terhadap substrat. Kinetika reaksi
α-amilase memang agak sulit, sebab sifat hidrolisisnya beraneka ragam terhadap
berbagai substrat, apalagi bila hasil hidrolisis pertama ternyata menjadi substrat
baru bagi enzim yang sama sampai mengahasilkan maltosa dan triosa ( Winarno,
1985 ).
Enzim α-amilase yang diproduksi oleh Novozyme dengan merk
Lyquozime® Supra yang diproduksi dengan modifikasi gen dari strain Bacillus
licheniformis. Lyquozime® Supra adalah cairan berwarna coklat dengan densitas ±
1.25 g/ml, yang memiliki aktifitas sebesar 90 KNU (T)/g dan 45 KNU (S)/g, pada
suhu 105-110˚C (221-230˚F ) dan pH 5.1-5.6 dengan kisaran waktu 60-180 menit.
Dianjurkan oleh FAO/WHO JFCFA dan FCC, pemakaian dosis α-amilase adalah
0.25-0.65 kg per ton pati pada pH 5.3 dan tingkat kalsium 5-20 ppm (
Anonymous, 2001).
18
Menurut Agustina ( 2006 ) Berdasarkan hasil analisa rerata aktifitas αamilase yang diproduksi oleh Novozyme dengan merek Lyquozime
®
Supra
adalah 54.9094 unit/ml enzim. Pada substrat larutan pati murni 1% dengan
konsentrasi enzim sebesar 0.065 % (b/b) dengan lama hidrolisa selama 10 menit
pada pH 5.3 dan suhu 95 ˚C.
Enzim komersial yang digunakan oleh industri biasanya berasal dari
Bacillus amylotiguitaciens dan Bacillus licheniformis. Keduanya merupakan
enzim yang bersifat termostabil. Bacillus amylotiguitaciens optimum pada pH 5-8
dan suhu 50-70˚C sedangkan Bacillus licheniformis optimum pada pH 6-7 dan
suhu 85˚C (Suhartono, 1989).
Menurut (Rodwell, 1987) faktor utama yang mempengaruhi aktifitas
enzim adalah :
1. pH
Enzim mempunyai aktifitas maksimal pada kisaran pH yang
disebut pH optimum. Suasana terlalu asam atau alkali akan mengakibatkan
denaturasi protein dan hilangnya secara total aktifitas enzim. pH optimal
untuk beberapa enzim pada umumnya terletak diantara netral atau asam
lemah yaitu 4,5-8. pH optimum sangat penting untuk menetukan
karakteristik enzim. Pada substrat yang berbeda, enzim memiliki pH
optimum yang berbeda ( Tranggono dan Sutardi, 1990). Menurut Winarno
( 1995) enzim yang sama mempunyai pH optimum yang berbeda
tergantung pada asal enzim.
19
2. Suhu
Enzim mempercepat reaksi kimia pada sel hidup. Dalam batasbatas suhu tertentu kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim akan naik bila
suhunya naik. Reaksi yang paling cepat terjadi pada suhu optimum (
Rodwell, 1987). Oleh karena itu penentuan suhu optimum aktivitas enzim
sangat perlu karena apabila suhu terlalu rendah maka kestabilan enzim
akan naik tetapi aktifitas turun, sedangkan pada suhu tinggi aktivitas
enzim tinggi tetapi kestabilan rendah ( Muchtadi dkk, 1988) namun,
kecepatan akan menurun drastis pada suhu yang lebih tinggi. Hilangnya
aktifitas pada suhu tinggi karena terjadinya perubahan konfirmasi thermal
( denaturasi) enzim. Kebanyakan enzim tidak aktif pada suhu sekitar 5560˚C ( Rabyt and White, 1987)
3. Konsentrasi substrat
Kecepatan reaksi enzimatis pada umumnya tergantung pada
konsentrasi substrat. Kecepatan reaksi akan meningkat apabila konsentrasi
substrat meningkat, peningkatan kecepatan reaksi ini akan semakin kecil
hingga tercapai pada suatu titik batas yang pada akhirnya penambahan
konsentrasi substrat hanya akan sedikit meningkatkan kecepatan (
Lehninger, 1997) hal ini disebabkan semua molekul enzim dalam
membentuk ikatan komplek dengan substrat tidak berpengaruh pada
kecepatan reaksi (Tranggono dan Sutardi, 1990)
20
4. Pengaruh konsentrasi enzim
Kecepatan
reaksi
dalam
reaksi
enzim
sebanding
dengan
konsentrasi enzim, semakin tinggi konsentrasi enzim maka kecepatan
reaksi akan semakin tinggi sehingga pada batas konsentrasi tertentu
dimana hasil hidrolisis akan konstan dengan tingginya konsentrasi enzim
yang disebabkan penambahan enzim sudah tidak efektif ( Martin, 1983)
5. Aktivator dan inhibitor
Beberapa enzim memerlukan aktivator dalam reaksi katalisnya.
Aktivator adalah senyawa atau ion yang dapat menaikan kecepatan reaksi
enzimatis. Komponen kimia yang membentuk aktifitas enzim disebut juga
kofaktor. Kofaktor tersebut dapat berupa ion anorganik seperti Zn2+, Fe 2+,
Ca2+, Mn2+, Cu2+ dan Mg2+ atau dapat pula sebagai molekul organik
komplek yang disebut koenzim. Pada umumnya ikatan senyawa organik
dengan protein enzim itu lemah apabila ikatanya kuat disebut gugus
prostetis ( Martoharsono, 1984).
E. Foam Mat Drying
Salah satu metode yang sering digunakan pada pembuatan produk pangan
siap saji adalah metode foam mat drying. Foam mat drying (pengeringan busa)
tergolong dalam atmospheric drying. Metode pengeringan busa digunakan untuk
mengeringkan bahan berbentuk cair (Anonimous, 2001).
Foam menyangkut campuran cair dan gas. Pembentukan busa memerlukan
bahan aktif permukaan dan penting dalam berbagai produk pangan (Tranggono,
21
dkk., 1990). Menurut Baniel, dkk (1997), foam (busa) dapat didefinisikan sebagai
suatu sistem yang terbentuk oleh dua fase, yaitu udara sebagai fase terdispersi dan
air sebagai fase kontinyu. Salah satu metode yang telah digunakan untuk
membentuk foam adalah dengan pengocokan dengan menggunakan mixer.
Foam mat drying adalah cara pengeringan bahan berbentuk cair yang
sebelumnya dijadikan foam terlebih dahulu dengan menambahkan zat pembuih
(Desrosier, 1988).
Karim dan Wai (1988) dan Anonimous (2001), menyatakan bahwa metode
pengeringan busa diaplikasikan pada bahan pangan yang sensitif terhadap panas.
Dalam proses pengeringan busa, bahan makanan yang berbentuk cair atau semi
cair dikocok hingga berbentuk busa yang stabil dan selanjutnya dikeringkan
dengan pemanasan. Setelah dilakukan pemanasan, bahan dihancurkan menjadi
bentuk bubuk.
Menurut Woodrof dan Luh (1975), makanan yang dikeringan dengan
metode foam mat drying mempunyai struktur yang mudah menyerap air, sehingga
makanan tersebut mudah untuk dilarutkan dalam air dingin. Keuntungan
pengeringan menggunakan metode foam mat drying menurut Karim dan Wai
(1988) dan Kumalaningsih (2005), antara lain :
1. Bentuk busa maka penyerapan air lebih mudah dalam proses pengocokan
dan pencampuran sebelum dikeringkan.
2. Suhu pengeringan tidak terlalu tinggi sebab dengan adanya busa maka
akan mempercepat proses penguapan air walaupun tanpa suhu yang terlalu
tinggi, suhu yang digunakan sekitar 50ºC - 80ºC dan dapat menghasilkan
22
kadar air hingga 3%, produk yang dikeringkan menggunakan busa pada
suhu 71ºC dapat menghasilkan kadar air 2%.
3. Bubuk yang dihasilkan dengan metode foam mat drying mempunyai
kualitas warna dan rasa yang bagus, sebab hal tersebut dipengaruhi oleh
suhu penguapan yang tidak terlalu tinggi sehingga warna produk tidak
rusak dan rasa tidak banyak yang terbuang.
4. Biaya pembuatan bubuk dengan menggunakan metode foam mat drying
lebih murah dibandingkan dengan metode vakum atau freeze drying sebab
tidak terlalu rumit dan cepat dalam proses pengeringan sehingga energi
yang dibutuhkan untuk pengeringan lebih kecil dan waktunya lebih
singkat.
5. Bubuk yang dihasilkan mempunyai densitas yang rendah (ringan), dengan
banyak gelembung gas yang terkandung pada produk kering sehingga
mudah dilarutkan dalam air.
6. Foam mat drying baik digunakan karena strukturnya mudah menyerap air,
dan relatif stabil selama penyimpanan.
Keberhasilan teknik pengeringan busa sangat ditentukan oleh kecepatan
pengeringan yang dapat dilakukan dengan cara pengaturan suhu dan konsentrasi
bahan pengisi yang tepat. Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan hilangnya
senyawa-senyawa volatil atau yang mudah menguap seperti aroma dan
mempercepat reaksi pencoklatan dalam bahan pangan, sedangkan suhu yang
terlalu rendah akan menyebabkan proses pengeringan kurang efisien dan juga
akan mendorong kerusakan selama proses (Kumalaningsih, dkk., 2005).
23
Pengeringan bahan pangan sampai kadar airnya dibawah 5% akan dapat
mengawetkan rasa dan nutrisi serta dapat disimpan untuk jangka waktu yang
lama. Sedangkan karakteristik bahan pangan bubuk memiliki kadar air 2-4%
(Kumalaningsih, dkk., 2005).
F. Tween 80
Tween 80 termasuk golongan non ionik surfaktan dimana bahan asalnya
adalah alkohol hensanhidrat, alkalin oksida dan asam lemak sifat hidrofilik
diberikan oleh gugus hidroksil bebas oksietilena (Belitz dan Grosch, 1987).
Daya kerja pengemulsi disebabkan oleh bentuk molekul yang dapat terikat
pada minyak dan air. Parameter yang sering digunakan untuk pemilihan jenis
emulsifier adalah berdasarkan HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance), emulsifier
yang memiliki nilai HLB rendah (2-4) cenderung larut minyak, sedangkan yang
memiliki HLB tinggi (14-18) cenderung larut air (Winarno, 1992).
Nilai HLB yang besar mampu menurunkan tegangan muka antara minyak
dan air pada emulsi minyak dalam air, sedangkan nilai HLB yang yang kecil
mampu menurunkan tegangan muka antara air dan minyak pada emulsi air dalam
minyak. Tween 80 memiliki nilai HLB 15 yang sifatnya cenderung larut dalam air
dan cocok dengan sistem emulsi “oil in water” (Belitz and Grosch, 1987).
Tween 80 adalah kelompok ikatan sorbitan ester yang dibentuk oleh reaksi
antara sorbitol dan asam lemak juaga etilen oksida, sehingga membentuk senyawa
dengan lapisan yang aktif (Emulsifying agent), yaitu zat untuk membuat bentuk
campuran emulsi (Kumalaningsih, dkk., 2005).
24
Pemakaian tween 80 pada konsentrasi 0,04 – 0,1% dapat bekerja sebagai
bahan pendorong pembentukan foam, tetapi pada konsentrasi 0,005% tween 80
bekerja sebagai pemecah buih (Tranggono, dkk., 1990). Tween 80 dalam
konsentrasi tertentu dapat berfungsi sebagai pendorong pembentukan busa (foam),
dalam bentuk busa permukaan partikel membesar dan dapat mempercepat
pengeringan (Kumalaningsih, dkk., 2005).
Penambahan Tween 80 adalah sebagai media pembentuk busa pada
pengeringan dengan metode foam mat drying. Tween 80 dapat meningkatkan
viskositas fase pendispersi dan membentuk lapisan tipis yang kuat yang dapat
mencegah penggabungan fase terdispersi sehingga tidak terjadi pengendapan
(Mustaufik, dkk., 2000).
G. Analisa Keputusan
Keputusan adalah kesimpulan dari suatu proses untuk memilih tindakan
yang terbaik dari sejumlah alternatif yang ada. Pengambilan keputusan adalah
proses yang mencakup semua pemikiran kegiatan yang diperlukan guna
membuktikan dan memperlihatkan pilihan terbaik ( Siagian,1987).
Analisa keputusan pada dasarnya adalah suatu prosedur logis dan
kuantitatif yang tidak hanya menjelaskan mengenai proses pengambilan
keputusan tetapi juga merupakan suatu cara untuk membuat keputusan (
Admosudirjo, 1987).
25
H. Analisa Finansial
Analisa finansial / kelayakan adalah analisa yang dilanjutkan untuk
meneliti suatu proyek layak atau tidak layak untuk proses tersebut harus dikaji,
diteliti dari beberapa aspek tertentu sehingga memenuhi syarat untuk dapat
berkembang atau tidak. Analisa kelayakan tersebut dibagi menjadi 5 tahap yaitu
dengan persiapan, tahap penelitian, tahap penyusunan, tahap evaluasi proyek.
Data harga-harga van buku dan van penunjang lainya dapat digunakan sebagai
dasar perhitungan kelayakan finansial pada produk dektrin. Analisa finansial yang
dilakukan meliputi : analisa nilai uang dengan metode Net Present Value (NPV),
Rate Of Return (ROR) dengan metode Internal Rate Of Return (IRR), Break Even
Point (BEP) dan Payback Period (PP), (Susanto dan Saneto, 1994).
1. Break Even Point (BEP) (Susanto dan Saneto, 1994)
Studi kelayakan merupakan pekerjaan membuat ramalan atau
tafsiran yang didasarkan atas anggapan-anggapan yang tidak selalu bisa
dipenuhi.
Konsekuensinya
adalah
bisa
terjadi
penyimpangan-
penyimpangan. Salah satu penyimpangan itu ialah apabila pabrik
berproduksi di bawah kapasitasnya. Hal ini menyebabkan pengeluaran
yang selanjutnya mempengaruhi besarnya keuntungan
Suatu analisa yang menunjukan hubungan antara keuntungan,
volume produksi dan hasil penjualan adalah penentuan Break Even Point
(BEP). BEP adalah suatu keadaan tingkat produksi tertentu yang
menyebabkan besarnya biaya produksi keseluruhan sama dengan besar
nilai atau hasil penjualan atau laba. Jadi pada keadaan tertentu tersebut
perusahaan tidak dapat keuntungan dan juga tidak mengalami kerugian.
26
Untuk memperoleh keuntungan maka usaha tersebut harus
ditingkatkan dari penerimaanya harus berada di atas titik tersebut.
Penerimaan dari penjualan dan ditingkatkan melalui 3 cara. Yaitu
menaikkan harga jual per unit, menaikkan volume penjualan dan
menaikkan harga jualnya.
Rumus berikut untuk mencari titik impas adalah sebagai berikut :
a.
Biaya Titik Impas
BEP (Rp) =
b.
Biaya Tetap
1- (biaya tidak tetap/pendapatan)
Unit Titik Impas
BEP (Unit) =
Biaya Tetap
Harga jual - (biaya tidak tetap/kapasitas produksi)
2. Net Present Value (NPV) (Susanto dan Saneto, 1994)
Net Present Value (NPV) adalah selisih antara nilai penerimaan
sekarang dengan nilai sekarang. Bila dala analisa diperoleh nilai NPV
lebih besar dari 0 (nol), berarti proyek layak untuk dilaksanakan, jika
dalam perhitungan diperoleh dari NPV lebih kecil dari 0, maka proyek
tersebut tidak layak untuk dilaksanakan
Rumus NPV adalah:
n
NPV = ∑ Bt - Ct
t=1
(1+i)
27
Keterangan :
Bt = Benefit sosial kotor sehubungan dengan suatu proyek pada tahun t
Ct = Biaya sosial kotor sehubungan dengan proyek pada tahun t
n = Umur ekonomis dari suatu proyek
i = Suku bunga bank
3. Payback Periode (PP) (Susanto dan Saneto, 1994)
Merupakan perhitungan jangka waktu yang dibutuhkan untuk
pengambilan modal yang ditanam pada proyek. Nilai tersebut dapat
berupa prosentase maupun waktu (baik tahun maupun bulan). Payback
Periode tersebut (