Produksi Glukosa Cair dari Pati Ubi Jalar Melalui Proses Likuifikasi dan Sakarifikasi Secara Enzimatis.
Produksi Glukosa Cair dari Pati Ubi Jalar Melalui Proses Likuifikasi dan
Sakarifikasi Secara Enzimatis
1)
I Wayan Arnata,
1)
1)
Bambang Admadi H.,
2)
Esselon Pardede
Staf Pengajar PS. Teknologi Industri Pertanian, FTP Unud, Bali
2)
Alumni PS. Teknologi Industri Pertanian, FTP Unud, Bali
Koresponden: yan_kadir@yahoo.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan glukosa cair dari pati ubi jalar melalui proses
likuifikasi dan sakarifikasi secara enzimatis. Penelitian dirancang menggunakan Rancangan
Acak Kelompok dilakukan dalam dua tahap, yaitu tahap likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap
likuifikasi diperlakukan konsentrasi enzim α-amylase dan suhu hidrolisis. Konsentrasi enzim αamilase terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati sedangkan
suhu hidrolisis terdiri dari 3 level yaitu 90oC, 95oC dan 100oC. Pada tahap sakarifikasi
diperlakukan Konsentrasi enzim amiloglukosidase dan suhu proses. Konsentrasi enzim
amiloglukosidase terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati,
sedangkan suhu proses 50oC, 55oC dan 60oC. Parameter yang diamati adalah total gula, dextrose
equivalent dan gula reduksi. Data yang diperoleh dianalisis keragamannya dan dilanjutkan
dengan uji perbandingan berganda Duncan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total gula dari
pati ubi jalar yang dipergunakan adalah 240,39 g/L. Pada proses likuifikasi, dengan konsentrasi
enzim α-amylase 1,2 ml/kg dan suhu proses 100oC menghasilkan konsentrasi gula reduksi
tertinggi yaitu 57,56 ± 4,81 g/L dengan nilai DE 23,95%. Pada proses sakarifikasi menunjukkan
bahwa pada konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC diperoleh
konsentrasi glukosa 225,76±2.46 g/l dengan nilai DE 93,92 %.
Kata kunci: Glukosa cair, ubi jalar, likuifikasi, sakarifikasi.
PENDAHULUAN
Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi masyarakat Indonesia. Sampai saat ini,
setiap tahun, Indonesia hanya memproduksi 2,1 juta ton gula, sementara itu, kebutuhan untuk
konsumsi mencapai 3 juta ton atau sekitar 12 kilogram per kapita. Kondisi ini artinya bahwa
produksi gula hanya mampu mencukupi sekitar 60 persen dari kebutuhan (Triyatna 2012).
Melihat kondisi belum terpenuhinya kebutuhan gula secara nasional ini, menyebabkan
pemerintah menerapkan kebijakan mengimpor gula pasir. Badan Pusat Statistik (BPS)
memperkirakan impor gula pasir dan gula tebu sampai dengan akhir tahun 2011 mencapai 2,4
juta ton. Kondisi ini berakibat pada kenaikan harga gula pasir.
Indonesia kaya akan hasil-hasil alam hayati selain tebu yang bisa dimanfaatkan untuk
menghasilkan gula, seperti singkong, ubi jalar, talas gadung dan ganyong (Parwiyanti 2011). Ubi
jalar mengandung kadar air 72,84 %, pati 24,28 %, protein 1,65 %. (Aini 2004). Adanya potensi
karbohidrat yang cukup tinggi terutama fraksi pati, menunjukkan bahwa, ubi jalar berpotensi
dijadikan sebagai sumber gula, khususnya gula cair. Ini sangat memungkinkan karena pati
merupakan homopolimer glukosa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan glukosa. Dalam
produksi glukosa cair, proses hidrolisis dapat dilakukan secara kimiawi maupun secara
enzimatis. Hidrolisis enzimatis dipergunakan dalam penelitian ini karena menghasilkan produk
spesifik berupa glukosa, sehingga dapat mengurangi terbentuknya produk-produk sampingan
seperti 5-hidroksimetilfurfural dan furfural seperti yang terjadi pada proses hidrolisis secara
kimiawi (Lopez et al.(2004). Pembuatan glukosa cair secara hidrolisis enzimatis terjadi melalui
dua tahap yaitu likuifikasi dan sakarifikasi. Kedua proses ini dipengaruhi oleh berbagai faktor,
seperti konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, pH, suhu , waktu proses dan adanya senyawasenyawa penghambat. Jika kondisi-kondisi proses ini dapat diketahui titik optimumnya, maka
produksi glukosa cair dari bahan berpati akan dapat dimaksimumkan.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk memproduksi gula cair dari bahan berpati.
Parwiyanti et al., (2012) melaporkan bahwa produksi gula cair menggunakan pati umbi gadung
dengan hanya menggunakan proses hidrolisis menggunakan enzim amilase saja menghasilkan
gula cair 10,39 % (b/v) dengan dextrose equivalent (DE) 34,64 %. Rendahnya konsentrasi gula
dan nilai DE yang dihasilkan pada penelitian tersebut dapat disebabkan oleh proses hidrolisisnya
hanya menggunakan enzim amilase saja, sehingga tidak semua fraksi pati akan terhidrolisis.
Pada proses hidrolisis pati dengan hanya menggunakan enzim amilase, secara umum hanya akan
menghidrolisis ikatan α, 1,4 glikosidik saja, sedangkan ikatan α 1,6 glikosidiknya tidak bisa
dihidrolisis, sehingga masih menghasilkan produk berupa dekstrin. Untuk meningkatkan
konsentrasi gula dan DE pada proses hidrolisis pati, maka pada penelitian ini akan
dilakukan proses lanjutan berupa proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim
amiloglukosidase. Dengan penggunaan enzim ini diharapkan ikatan α, 1,6 glikosidik juga
akan terhidrolisis sehingga produk dekstrin yang dihasilkan pada tahap pertama akan terkonversi
menjadi glukosa. Berdasarkan latar belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk
menghasilkan glukosa cair dari pati ubi jalar melalui proses likuifikasi dan sakarifikasi secara
enzimatis dengan memperlakukan dua faktor yang berpengaruh terhadap hasil hidrolisis yaitu
faktor konsentrasi enzim dan suhu.
METODOLOGI
Bahan dan alat
Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah, ubi jalar diperoleh dipasar
tradisional Badung, Bali, enzim α-amilase, amiloglukosidase, buffer sitrat, indikator pati,
larutan luff Schoorl. Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah timbangan
neraca analitik, waterbath, mikro pipet, blender dan alat-alat gelas.
Rancangan percobaan
Penelitian dirancang menggunakan Rancangan Acak Kelompok dilakukan dalam dua
tahap, yaitu tahap likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap likuifikasi diperlakukan konsentrasi
enzim α-amylase dan suhu hidrolisis. Konsentrasi enzim α-amilase terdiri dari tiga level yaitu 0,8
ml/kg pati (K1), 1 ml/kg pati (K2) dan 1,2 ml/kg pati (K3) sedangkan suhu hidrolisis terdiri dari
3 level yaitu 90oC (S1), 95oC (S2) dan 100oC (S3). Pada tahap sakarifikasi diperlakukan
konsentrasi enzim amiloglukosidase dan suhu proses. Konsentrasi enzim amiloglukosidase
terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati (K1), 1 ml/kg pati (K2) dan 1,2 ml/kg pati (K3),
sedangkan suhu proses 50oC (S1), 55oC (S2) dan 60oC (S3). Parameter yang diamati adalah total
gula, dextrose equivalent dan gula reduksi.
Ekstraksi pati
Ubi jalar diparut dan dihancurkan dengan blender dan ditambahkan air dengan perbantingan 1:1.
Bubur pati kemudian disaring dengan menggunakan kain saring guna memisahkan ampasnya.
Filtrat hasil penyaringan kemudian diendapkan. Endapan yang terbentuk kemudian dipisahkan
dengan cara membuang airnya dan di oven pada suhu 50 oC sampai kadar air sekitar 12%.
Likuifikasi
Pati ubi jalar sebanyak 300 gr dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan dengan
akuades sampai volumenya mencapai 1000 ml, pH diatur sampai 5 dengan menggunakan buffer
sitrat. suspensi pati kemudian dipanaskan dalam water bath sampai tergelatinisasi. Penambahan
enzim dan pengaturan suhu proses disesuaikan dengan perlakuan yaitu konsentrasi enzim αamilase 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati sedangkan suhu hidrolisis 90oC, 95oC
dan 100oC. Proses ini dilakukan selama 60 menit. Setelah proses ini dilakukan analisa gula
reduksinya.
Sakarifikasi
Cairan hasil proses likuifikasi selanjutnya disakarifikasi sesuai perlakuan yaitu konsentrasi enzim
amiloglukosidase ditambahkan 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati, sedangkan
suhunya diatur menjadis 50oC, 55oC dan 60oC. Waktu proses dilakukan selama 72 jam dan
diakhir proses masing-masing perlakuan dianalisa kadar gula reduksinya.
Parameter
Parameter yang diukur dalam penelitian adalah konsentrasi gula reduksi (Luff Schoorl, AOAC
2000), Dextrose equivalent (DE) yang merupakan persentase rasio dari total konsentrasi gula
reduksi dengan total gula yang diperoleh dari ekstraksi pati.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Likuifikasi
Proses likuifikasi adalah proses hidrolisa pati dengan menggunakan enzim α-amilase
pada suhu diatas suhu gelatinisasi untuk menghasilkan dekstrin, glukosa, maltosa dan maltotriosa
maltotrios
(Yunianta et al., 2010) Kadar total gula dari pati ubi jalar yang dipergunakan dalam penelitian
ini adalah 240,39 g/L. Dari hasil analisis keragaman pada proses likuifikasi menunjukkan bahwa
interaksi konsentrasi enzim α-amilase
α
dan suhu proses berpengaruh nyata terhadap konsentrasi
gula reduksi (p0,05)
Dari hasil proses likuifikasi dengan enzim amilase menunjukkan bahwa konsentrasi dan
nilai DE masih rendah. Ini menunjukkan bahwa pati belum terhidrolisa secara sempurna atau
terhidrolis sekitar 23,95 persen dari
d total gula yang ada didalam bahan
ahan baku. Rendahnya nilai ini
diduga disebabkan oleh sifat dari enzim amilase itu sendiri. Enzim α-amilase
amilase merupakan endo-
enzim yang hanya dapat memecah ikatan α-1,4
α
glikosidik secara acak dibagian dalam molekul
baik pada amilosa maupun pada amilopektinnya. Hasil akhir hidrolisis amilosa adalah glukosa
dan maltosa dengan perbandingan 13 % dan 17 %, sedangkan hasil akhir hidr
hidrolisis amilopektin
menghasilkan campuran limit dekstrin bercabang dan tidak bercabang yang terdiri dari hepta,
heksa, penta, tetra dan trisakarida juga maltosa dan isomaltosa disertai sedikit glukosa
(Tjokroadikoesoemo 1986). Pada penelitian ini ada kecenderungan bahwa dengan peningkatan
konsentrasi enzim dan waktu proses, menyebabkan semakin meningkatkan konsentrasi gula
reduksi dan nilai DE. Hal ini disebabkan
disebabka oleh semakin banyaknya enzim yang ditambahkan dan
semakin lamanya waktu proses maka semakin banyak pula ikatan pati
ati yang terhidrolisis menjadi
glukosa.
Sakarifikasi
Sakarifikasi merupakan proses hidrolisis atau pemecahan gula komplek menjadi gula
sederhana dalam hal ini yaitu pemecahan pati menjadi glukosa. Dari hasil analisis keragaman
pada proses sakarifikasi menunjukkan bahwa kombinasi konsentrasi enzim AMG dengan suhu
proses berpengaruh nyata
ata terhadap konsentrasi gula reduksi dan nilai DE. Konsentrasi gula
tertinggi 225,77 g/L dan DE 93,92% dihasilkan dari perlakuan K3S3 yaitu proses dengan
konsentrasi enzim 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC, namun perlakuan ini tidak berbeda nyata
dengan hasil gula reduksi dari perlakuan K2S3 yaitu proses sakarifikasi dengan konsentrasi
enzim 1,0 ml/kg dengan waktu proses 60oC dengan gula reduksi 219,32 g/L dan nilai DE
91,24%. Konsentrasi gula reduksi terendah sebesar 63,40 g/L dengan nilai DE 26,38 %
dihasilkan dari peerlakuan K1S1 yaitu proses sakarifikasi dengan konsentrasi enzim 0,8 ml/kg
dengan suhu 50oC. Konsentrasi gula reduksi dan nilai DE yang dihasilkan
dihasilk selama proses
sakarifikasi disajikan pada Gambar 2 dana Tabel 2.
Gambar 2.. Konsentrasi gula reduksi yang dihasilkan pada proses
oses sakarifikasi.
Tabel 2 . Nilai DE pada proses sakarifikasi
Suhu ( °C)
Perlakuan
Kons. AMG
(ml/kg )
0,8
1,0
1,2
50
26,38 e
36,50 d
41,18 d
55
49,40 c
50,96 c
59,36 b
60
49,17 c
91,24 a
93,92 a
Ket: nilai rerata yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata (p>0,05)
Dari hasil proses sakarifikasi menunjukkan bahwa terjadi peningkatan konsentrasi gula
reduksi dan nilai DE jika dibandingkan dengan hasil pada proses likuifikasi. Nilai DE sebesar
93,92 % menunjukkan bahwa sekitar 93,92 % total gula yang ada pada pati telah terhidrolisis
menjadi glukosa. Adanya peningkatan konsentrasi gula reduksi dan nilai DE ini disebabkan oleh
kemampuan dari enzim AMG ini yang tidak hanya mampu memutuskan ikatan α, 1,4 glikosidik
tetapi juga mampu menghidrolisis ikatan α, 1,6 glikosidik, sehingga hidrolisis dapat berlangsung
secara maksimal (Tjokroadikoesoemo 1986).
KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa total gula dari pati ubi jalar yang dipergunakan
adalah 240,39 g/L. Pada proses likuifikasi, dengan konsentrasi enzim α-amylase 1,2 ml/kg dan
suhu proses 100oC menghasilkan konsentrasi gula reduksi tertinggi yaitu 57,56 ± 4,81 g/L
dengan nilai DE 23,95%. Pada proses sakarifikasi menunjukkan bahwa pada konsentrasi enzim
amiloglukosidase 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC menghasilkan konsentrasi glukosa
225,76±2.46 g/l dengan nilai DE 93,92 %.
DAFTAR PUSTAKA
Aini N. 2004. Pengolahan Tepung Ubi Jalar Dan Produkproduknya Untuk Pemberdayaan
Ekonomi Masyarakat Pedesaan. Makalah Pribadi Falsafah Sains (Pps 702). Sekolah Pasca
Sarjana. IPB Bogor.
Lopez M J, Nichols NN, Dien BS, Moreno J. 2004. Isolation of Microorganism for Biological
Detoxification of Lignocellulosic Hydrolyzates. J Appl. Microbiol Biotechnol 64 : 125131.
Parwiyanti, Filli P. Renti A. 2011. Sifat Kimia Dan Fisik Gula Cair Dari Pati Umbi Gadung
(Dioscorea hispida Dents). J. Teknol. Dan Industri Pangan 17 (2) :171-176.
Tjokroadikoesoemo PS. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Gramedia, Jakarta.
Triyatna
SO.
2012.
Produksi
Gula
Hanya
60
http://bisniskeuangan.kompas.com [diakses 1 November 2012]
Persen
Kebutuhan.
Yunianta, Tri S, Apriliastuti, Teti E., Siti N W. 2010. Hidrolisis Secara Sinergis Pati Garut
(Marantha arundinaceae L.) Oleh Enzim Α-Amilase, Glukoamilase, Dan Pullulanase
Untuk Produksi Sirup Glukosa. J Teknologi Pertanian 11 (2): 78 – 86
Sakarifikasi Secara Enzimatis
1)
I Wayan Arnata,
1)
1)
Bambang Admadi H.,
2)
Esselon Pardede
Staf Pengajar PS. Teknologi Industri Pertanian, FTP Unud, Bali
2)
Alumni PS. Teknologi Industri Pertanian, FTP Unud, Bali
Koresponden: yan_kadir@yahoo.com
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan glukosa cair dari pati ubi jalar melalui proses
likuifikasi dan sakarifikasi secara enzimatis. Penelitian dirancang menggunakan Rancangan
Acak Kelompok dilakukan dalam dua tahap, yaitu tahap likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap
likuifikasi diperlakukan konsentrasi enzim α-amylase dan suhu hidrolisis. Konsentrasi enzim αamilase terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati sedangkan
suhu hidrolisis terdiri dari 3 level yaitu 90oC, 95oC dan 100oC. Pada tahap sakarifikasi
diperlakukan Konsentrasi enzim amiloglukosidase dan suhu proses. Konsentrasi enzim
amiloglukosidase terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati,
sedangkan suhu proses 50oC, 55oC dan 60oC. Parameter yang diamati adalah total gula, dextrose
equivalent dan gula reduksi. Data yang diperoleh dianalisis keragamannya dan dilanjutkan
dengan uji perbandingan berganda Duncan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total gula dari
pati ubi jalar yang dipergunakan adalah 240,39 g/L. Pada proses likuifikasi, dengan konsentrasi
enzim α-amylase 1,2 ml/kg dan suhu proses 100oC menghasilkan konsentrasi gula reduksi
tertinggi yaitu 57,56 ± 4,81 g/L dengan nilai DE 23,95%. Pada proses sakarifikasi menunjukkan
bahwa pada konsentrasi enzim amiloglukosidase 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC diperoleh
konsentrasi glukosa 225,76±2.46 g/l dengan nilai DE 93,92 %.
Kata kunci: Glukosa cair, ubi jalar, likuifikasi, sakarifikasi.
PENDAHULUAN
Gula merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi masyarakat Indonesia. Sampai saat ini,
setiap tahun, Indonesia hanya memproduksi 2,1 juta ton gula, sementara itu, kebutuhan untuk
konsumsi mencapai 3 juta ton atau sekitar 12 kilogram per kapita. Kondisi ini artinya bahwa
produksi gula hanya mampu mencukupi sekitar 60 persen dari kebutuhan (Triyatna 2012).
Melihat kondisi belum terpenuhinya kebutuhan gula secara nasional ini, menyebabkan
pemerintah menerapkan kebijakan mengimpor gula pasir. Badan Pusat Statistik (BPS)
memperkirakan impor gula pasir dan gula tebu sampai dengan akhir tahun 2011 mencapai 2,4
juta ton. Kondisi ini berakibat pada kenaikan harga gula pasir.
Indonesia kaya akan hasil-hasil alam hayati selain tebu yang bisa dimanfaatkan untuk
menghasilkan gula, seperti singkong, ubi jalar, talas gadung dan ganyong (Parwiyanti 2011). Ubi
jalar mengandung kadar air 72,84 %, pati 24,28 %, protein 1,65 %. (Aini 2004). Adanya potensi
karbohidrat yang cukup tinggi terutama fraksi pati, menunjukkan bahwa, ubi jalar berpotensi
dijadikan sebagai sumber gula, khususnya gula cair. Ini sangat memungkinkan karena pati
merupakan homopolimer glukosa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan glukosa. Dalam
produksi glukosa cair, proses hidrolisis dapat dilakukan secara kimiawi maupun secara
enzimatis. Hidrolisis enzimatis dipergunakan dalam penelitian ini karena menghasilkan produk
spesifik berupa glukosa, sehingga dapat mengurangi terbentuknya produk-produk sampingan
seperti 5-hidroksimetilfurfural dan furfural seperti yang terjadi pada proses hidrolisis secara
kimiawi (Lopez et al.(2004). Pembuatan glukosa cair secara hidrolisis enzimatis terjadi melalui
dua tahap yaitu likuifikasi dan sakarifikasi. Kedua proses ini dipengaruhi oleh berbagai faktor,
seperti konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, pH, suhu , waktu proses dan adanya senyawasenyawa penghambat. Jika kondisi-kondisi proses ini dapat diketahui titik optimumnya, maka
produksi glukosa cair dari bahan berpati akan dapat dimaksimumkan.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk memproduksi gula cair dari bahan berpati.
Parwiyanti et al., (2012) melaporkan bahwa produksi gula cair menggunakan pati umbi gadung
dengan hanya menggunakan proses hidrolisis menggunakan enzim amilase saja menghasilkan
gula cair 10,39 % (b/v) dengan dextrose equivalent (DE) 34,64 %. Rendahnya konsentrasi gula
dan nilai DE yang dihasilkan pada penelitian tersebut dapat disebabkan oleh proses hidrolisisnya
hanya menggunakan enzim amilase saja, sehingga tidak semua fraksi pati akan terhidrolisis.
Pada proses hidrolisis pati dengan hanya menggunakan enzim amilase, secara umum hanya akan
menghidrolisis ikatan α, 1,4 glikosidik saja, sedangkan ikatan α 1,6 glikosidiknya tidak bisa
dihidrolisis, sehingga masih menghasilkan produk berupa dekstrin. Untuk meningkatkan
konsentrasi gula dan DE pada proses hidrolisis pati, maka pada penelitian ini akan
dilakukan proses lanjutan berupa proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim
amiloglukosidase. Dengan penggunaan enzim ini diharapkan ikatan α, 1,6 glikosidik juga
akan terhidrolisis sehingga produk dekstrin yang dihasilkan pada tahap pertama akan terkonversi
menjadi glukosa. Berdasarkan latar belakang di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk
menghasilkan glukosa cair dari pati ubi jalar melalui proses likuifikasi dan sakarifikasi secara
enzimatis dengan memperlakukan dua faktor yang berpengaruh terhadap hasil hidrolisis yaitu
faktor konsentrasi enzim dan suhu.
METODOLOGI
Bahan dan alat
Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah, ubi jalar diperoleh dipasar
tradisional Badung, Bali, enzim α-amilase, amiloglukosidase, buffer sitrat, indikator pati,
larutan luff Schoorl. Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah timbangan
neraca analitik, waterbath, mikro pipet, blender dan alat-alat gelas.
Rancangan percobaan
Penelitian dirancang menggunakan Rancangan Acak Kelompok dilakukan dalam dua
tahap, yaitu tahap likuifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap likuifikasi diperlakukan konsentrasi
enzim α-amylase dan suhu hidrolisis. Konsentrasi enzim α-amilase terdiri dari tiga level yaitu 0,8
ml/kg pati (K1), 1 ml/kg pati (K2) dan 1,2 ml/kg pati (K3) sedangkan suhu hidrolisis terdiri dari
3 level yaitu 90oC (S1), 95oC (S2) dan 100oC (S3). Pada tahap sakarifikasi diperlakukan
konsentrasi enzim amiloglukosidase dan suhu proses. Konsentrasi enzim amiloglukosidase
terdiri dari tiga level yaitu 0,8 ml/kg pati (K1), 1 ml/kg pati (K2) dan 1,2 ml/kg pati (K3),
sedangkan suhu proses 50oC (S1), 55oC (S2) dan 60oC (S3). Parameter yang diamati adalah total
gula, dextrose equivalent dan gula reduksi.
Ekstraksi pati
Ubi jalar diparut dan dihancurkan dengan blender dan ditambahkan air dengan perbantingan 1:1.
Bubur pati kemudian disaring dengan menggunakan kain saring guna memisahkan ampasnya.
Filtrat hasil penyaringan kemudian diendapkan. Endapan yang terbentuk kemudian dipisahkan
dengan cara membuang airnya dan di oven pada suhu 50 oC sampai kadar air sekitar 12%.
Likuifikasi
Pati ubi jalar sebanyak 300 gr dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan dengan
akuades sampai volumenya mencapai 1000 ml, pH diatur sampai 5 dengan menggunakan buffer
sitrat. suspensi pati kemudian dipanaskan dalam water bath sampai tergelatinisasi. Penambahan
enzim dan pengaturan suhu proses disesuaikan dengan perlakuan yaitu konsentrasi enzim αamilase 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati sedangkan suhu hidrolisis 90oC, 95oC
dan 100oC. Proses ini dilakukan selama 60 menit. Setelah proses ini dilakukan analisa gula
reduksinya.
Sakarifikasi
Cairan hasil proses likuifikasi selanjutnya disakarifikasi sesuai perlakuan yaitu konsentrasi enzim
amiloglukosidase ditambahkan 0,8 ml/kg pati, 1 ml/kg pati dan 1,2 ml/kg pati, sedangkan
suhunya diatur menjadis 50oC, 55oC dan 60oC. Waktu proses dilakukan selama 72 jam dan
diakhir proses masing-masing perlakuan dianalisa kadar gula reduksinya.
Parameter
Parameter yang diukur dalam penelitian adalah konsentrasi gula reduksi (Luff Schoorl, AOAC
2000), Dextrose equivalent (DE) yang merupakan persentase rasio dari total konsentrasi gula
reduksi dengan total gula yang diperoleh dari ekstraksi pati.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Likuifikasi
Proses likuifikasi adalah proses hidrolisa pati dengan menggunakan enzim α-amilase
pada suhu diatas suhu gelatinisasi untuk menghasilkan dekstrin, glukosa, maltosa dan maltotriosa
maltotrios
(Yunianta et al., 2010) Kadar total gula dari pati ubi jalar yang dipergunakan dalam penelitian
ini adalah 240,39 g/L. Dari hasil analisis keragaman pada proses likuifikasi menunjukkan bahwa
interaksi konsentrasi enzim α-amilase
α
dan suhu proses berpengaruh nyata terhadap konsentrasi
gula reduksi (p0,05)
Dari hasil proses likuifikasi dengan enzim amilase menunjukkan bahwa konsentrasi dan
nilai DE masih rendah. Ini menunjukkan bahwa pati belum terhidrolisa secara sempurna atau
terhidrolis sekitar 23,95 persen dari
d total gula yang ada didalam bahan
ahan baku. Rendahnya nilai ini
diduga disebabkan oleh sifat dari enzim amilase itu sendiri. Enzim α-amilase
amilase merupakan endo-
enzim yang hanya dapat memecah ikatan α-1,4
α
glikosidik secara acak dibagian dalam molekul
baik pada amilosa maupun pada amilopektinnya. Hasil akhir hidrolisis amilosa adalah glukosa
dan maltosa dengan perbandingan 13 % dan 17 %, sedangkan hasil akhir hidr
hidrolisis amilopektin
menghasilkan campuran limit dekstrin bercabang dan tidak bercabang yang terdiri dari hepta,
heksa, penta, tetra dan trisakarida juga maltosa dan isomaltosa disertai sedikit glukosa
(Tjokroadikoesoemo 1986). Pada penelitian ini ada kecenderungan bahwa dengan peningkatan
konsentrasi enzim dan waktu proses, menyebabkan semakin meningkatkan konsentrasi gula
reduksi dan nilai DE. Hal ini disebabkan
disebabka oleh semakin banyaknya enzim yang ditambahkan dan
semakin lamanya waktu proses maka semakin banyak pula ikatan pati
ati yang terhidrolisis menjadi
glukosa.
Sakarifikasi
Sakarifikasi merupakan proses hidrolisis atau pemecahan gula komplek menjadi gula
sederhana dalam hal ini yaitu pemecahan pati menjadi glukosa. Dari hasil analisis keragaman
pada proses sakarifikasi menunjukkan bahwa kombinasi konsentrasi enzim AMG dengan suhu
proses berpengaruh nyata
ata terhadap konsentrasi gula reduksi dan nilai DE. Konsentrasi gula
tertinggi 225,77 g/L dan DE 93,92% dihasilkan dari perlakuan K3S3 yaitu proses dengan
konsentrasi enzim 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC, namun perlakuan ini tidak berbeda nyata
dengan hasil gula reduksi dari perlakuan K2S3 yaitu proses sakarifikasi dengan konsentrasi
enzim 1,0 ml/kg dengan waktu proses 60oC dengan gula reduksi 219,32 g/L dan nilai DE
91,24%. Konsentrasi gula reduksi terendah sebesar 63,40 g/L dengan nilai DE 26,38 %
dihasilkan dari peerlakuan K1S1 yaitu proses sakarifikasi dengan konsentrasi enzim 0,8 ml/kg
dengan suhu 50oC. Konsentrasi gula reduksi dan nilai DE yang dihasilkan
dihasilk selama proses
sakarifikasi disajikan pada Gambar 2 dana Tabel 2.
Gambar 2.. Konsentrasi gula reduksi yang dihasilkan pada proses
oses sakarifikasi.
Tabel 2 . Nilai DE pada proses sakarifikasi
Suhu ( °C)
Perlakuan
Kons. AMG
(ml/kg )
0,8
1,0
1,2
50
26,38 e
36,50 d
41,18 d
55
49,40 c
50,96 c
59,36 b
60
49,17 c
91,24 a
93,92 a
Ket: nilai rerata yang diikuti huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata (p>0,05)
Dari hasil proses sakarifikasi menunjukkan bahwa terjadi peningkatan konsentrasi gula
reduksi dan nilai DE jika dibandingkan dengan hasil pada proses likuifikasi. Nilai DE sebesar
93,92 % menunjukkan bahwa sekitar 93,92 % total gula yang ada pada pati telah terhidrolisis
menjadi glukosa. Adanya peningkatan konsentrasi gula reduksi dan nilai DE ini disebabkan oleh
kemampuan dari enzim AMG ini yang tidak hanya mampu memutuskan ikatan α, 1,4 glikosidik
tetapi juga mampu menghidrolisis ikatan α, 1,6 glikosidik, sehingga hidrolisis dapat berlangsung
secara maksimal (Tjokroadikoesoemo 1986).
KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa total gula dari pati ubi jalar yang dipergunakan
adalah 240,39 g/L. Pada proses likuifikasi, dengan konsentrasi enzim α-amylase 1,2 ml/kg dan
suhu proses 100oC menghasilkan konsentrasi gula reduksi tertinggi yaitu 57,56 ± 4,81 g/L
dengan nilai DE 23,95%. Pada proses sakarifikasi menunjukkan bahwa pada konsentrasi enzim
amiloglukosidase 1,2 ml/kg dengan suhu proses 60oC menghasilkan konsentrasi glukosa
225,76±2.46 g/l dengan nilai DE 93,92 %.
DAFTAR PUSTAKA
Aini N. 2004. Pengolahan Tepung Ubi Jalar Dan Produkproduknya Untuk Pemberdayaan
Ekonomi Masyarakat Pedesaan. Makalah Pribadi Falsafah Sains (Pps 702). Sekolah Pasca
Sarjana. IPB Bogor.
Lopez M J, Nichols NN, Dien BS, Moreno J. 2004. Isolation of Microorganism for Biological
Detoxification of Lignocellulosic Hydrolyzates. J Appl. Microbiol Biotechnol 64 : 125131.
Parwiyanti, Filli P. Renti A. 2011. Sifat Kimia Dan Fisik Gula Cair Dari Pati Umbi Gadung
(Dioscorea hispida Dents). J. Teknol. Dan Industri Pangan 17 (2) :171-176.
Tjokroadikoesoemo PS. 1986. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Gramedia, Jakarta.
Triyatna
SO.
2012.
Produksi
Gula
Hanya
60
http://bisniskeuangan.kompas.com [diakses 1 November 2012]
Persen
Kebutuhan.
Yunianta, Tri S, Apriliastuti, Teti E., Siti N W. 2010. Hidrolisis Secara Sinergis Pati Garut
(Marantha arundinaceae L.) Oleh Enzim Α-Amilase, Glukoamilase, Dan Pullulanase
Untuk Produksi Sirup Glukosa. J Teknologi Pertanian 11 (2): 78 – 86