47 KARAKTERISTIK MALTODEKSTRIN BIJI NANGKA DENGAN HIDROLISIS ENZIM α – Amilase CHARACTERISTICS OF JACKFRUIT SEED MALTODEXTRINE OBTAINED BY HYDROLYSIS USING α – AMYLASE

  

KARAKTERISTIK MALTODEKSTRIN BIJI NANGKA

DENGAN HIDROLISIS ENZIM α – Amilase

CHARACTERISTICS OF JACKFRUIT SEED MALTODEXTRINE OBTAINED

BY HYDROLYSIS USING α – AMYLASE

  

Indah Kurniawati

Prodi S1 Ilmu Gizi STIKES PKU Muhammadiyah Surakarta

indah.kurniawati12@gmail.com

  

Abstrak

Biji nangka merupakan limbah pangan yang mengandung pati cukup tinggi 36.7% namun memiliki

sifat tidak dapat larut air, sehingga diperlukan hidrolisis enzim α-amilase untuk menghasilkan

maltodekstrin yang memiliki kelarutan dalam air lebih tinggi dibandingkan pati. Maltodekstrin

berpotensi sebagai penyalut atau pembungkus senyawa volatil yang mudah menguap atau rusak

sehingga dapat memperpanjang umur simpan bahan pangan. Tujuan penelitian ini adalah untuk

mengevaluasi proses pembuatan dan karakteristik maltodekstrin biji nangka melalui hidrolisis

enzim α-amilase. Prosedur penelitian meliputi 2 tahap yaitu ekstraksi pati biji nangka dan

pembuatan maltodekstrin biji nangka. Parameter yang diamati adalah karakteristik pati biji

nangka dan maltodekstrin biji nangka yang dihasilkan. Jenis penelitian menggunakan deskriptif

kuantitatif, pengumpulan data diperoleh dari eksperimental. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

karakteristik pati biji nangka berwarna putih, mempunyai rendemen 12.9% (b/b), kadar air 5.3%

dan kelarutan dalam air 2.04%. Kemudian pati biji nangka dihidrolisis menggunakan enzim α-

amilase yang bertujuan untuk memperbaiki sifat kelarutan pati di dalam air. Karakteristik

maltodekstrin biji nangka yaitu berwarna kuning kecoklatan, memiliki rendemen 64% (b/b), kadar

air 3.07%, pH 6, dextrose equivalent (DE) 15.44 dan kelarutan dalam air lebih tinggi dari pati

yaitu 95.5%.

  Kata Kunci: biji nangka, pati, hidrolisis enzim α-amilase, kelarutan dan maltodekstrin

  

Abstract

Jackfruit seed is byproduct with starch high content of 36.7%. However, the starch is water

insoluble, thus hydrolysis using α-amylase can be used to produce maltodextrine whose solubility

is higher than starch. Maltodextrine is highly potential to encapsulate volatile compound to prevent

their volatility and damage, thus prolong the shelf life. This study aimed to evaluate preparation

and characteristics of jackfruit seed maltodextrine obtained by hydrolysi s using α-amylase.

Research was carried out in two stages: jackfruit seed starch extraction and maltodextrine

production. Observed parameters were characteristics of starch and maltodextrine produced.

  

Results were presented in descriptive quantitative from experimental data obtained. Results showed

that starch color was white wiht 12.9% yield (w/w), 5.63% moisture content and 2.04% water

solubility. Starch was then hydrolyzed using α-amylase to increase its solubility, resulted brownish

yellow maltodextrine with 64% yield (w/w), moisture content of 3.07%, pH 6, dextrose equivalent

(DE) value 15.44 and higher solubility of 95.5%.

  Keywords: α-amylase hydrolysis, jackfruit seed, maltodextrine, solubility, tarch.

  

PENDAHULUAN di toko buah dan jus buah. Biji buah nangka

  Biji buah nangka sampai saat ini masih mengandung karbohidrat yang cukup tinggi belum termanfaatkan dengan baik, hanya dibuang 36,7% yang dapat dimanfaatkan sebagai sebagai limbah yang dapat menyebabkan alternatif sumber pati (Wiryanta, 2001). Biji buah pencemaran lingkungan yang banyak ditemukan yang diolah menjadi pati, selain ber-manfaat untuk mengurangi pencemaran lingkungan, juga dapat menciptakan peluang usaha baru. Pati biji buah tersebut selanjutnya dapat diolah menjadi berbagai hasil olahan lainnya yang mempunyai nilai jual tinggi, antara lain dodol, kerupuk, snack, biskuit, tepung dan lain-lain.

  Pati merupakan polisakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa anhidrat. Komposisi utama pati adalah amilosa dan amilopektin yang mempunyai sifat alami berbeda-beda (Swinkels, 1985). Namun, pati alami masih mempunyai beberapa kelemahan jika digunakan sebagai bahan baku dalam industri pangan maupun nonpangan mempunyai sifat yang terlalu lengket dan tidak dapat larut dalam air yang mengakibat- kan terbatasnya penggunaan dalam industri. Oleh karena itu upaya perbaikan kualitas pati alami perlu dilakukan, salah satunya dengan cara pati alami dihidrolisis oleh enzim α-amilase sehingga mempunyai sifat-sifat sesuai yang diinginkan.

  Enzim α-amylase merupakan enzim yang menghidrolisis secara khas melalui bagian dalam dengan memproduksi oligosakarida dari konfigurasi alfa yang memutus ikatan

  α-(1,4)-D- glikosidik pada amilosa dan amilopektin. Ikatan α-(1,6)-D-glikosidik tidak dapat diputus oleh α- amylase, tetapi dapat dibuat menjadi cabang- cabang yang lebih pendek. Pada tahap likuifikasi hidrolisis terjadi pemecahan ikatan α-(1,4)-D- glikosidik oleh enzim

  α-amilase pada bagian dalam rantai polisakarida sehingga dihasilkan glukosa, maltosa, maltodekstrin dan α-limit dekstrin. Produk hasil hidrolisis enzimatis pati memiliki karakteristik tidak higroskopis, me- ningkatkan viskositas produk, memiliki daya rekat dan ada yang larut dalam air seperti laktosa (Lloyd dan Nelson, 1984, dan Kennedy et al., 1995 dalam Anwar dkk., 2004). Maltodekstrin mempunyai sifat kelarutan yang tinggi, visko- sitas rendah dapat digunakan pada proses enka- psulasi, untuk melindungi senyawa volatile, melindungi senyawa yang peka terhadap oksi- dasi atau panas, maltodekstrin dapat melindungi stabilitas flavor selama proses penyaringan spray

  dryer (Gustavo dan Barbosa-Canovas, 1999).

  Tujuan penelitian ini adalah untuk meng- evaluasi proses pembuatan dan karakteristik maltodekstrin biji nangka melalui hidrolisis enzim α-amilase.

  Jenis penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif, pengumpulan datanya diperoleh dari eksperimental yang dilakukan. Bahan yang digunakan pada penelitian adalah biji buah nangka diperoleh dari dari Demangan Baru, Yogyakarta, aquades, enzim α-amilase dari

  Bacillus licheniformis (Sigma Chemical Co, St.

  Louis, USA), NaOH 0,1 N; HCL 0,1 N dan CaCl ₂ . Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah kain saring, mesin penggiling tepung, pisau, ayakan 60 mesh, centrifuge dengan jari- jari 15 cm (centrifuge Damon/IEC Division, Connecticut, USA), cabinet dryer (Type-IL- 70.110/220V-AM,1180/39E), agitator (GT Series Stirrer, 4000rpm/Glas Col), kompor listrik (Electric stove), Rotary evaporator (IKAVAC RV06-ML VC2) dan pH meter (METHORM/620 pH-meter).

  Prosedur penelitian ini meliputi 2 tahap yaitu ekstraksi pati biji nangka dan pembuatan maltodekstrin biji nangka. Ekstraksi pati dari biji nangka menggunakan metode (Suharyanta, 1994) yang dimodifikasi. Ekstraksi pati dilaku-kan dengan cara pengupasan kulit terlebih dahulu yang bertujuan untuk memisahkan kulit dan daging biji buah, kemudian daging biji buah dicuci dengan air dan dihaluskan dengan mesin penggiling. Biji nangka yang sudah halus dicampur dengan air untuk memisahkan pati dari ampasnya melalui proses penyaringan meng- gunakan kain saring. Filtrat yang dihasilkan kemudian diendapkan selama 12 jam untuk memisahkan pati dari air. Patinya dikeringkan dengan oven suhu 45 °C selama 24 jam sedang- kan airnya dibuang. Hasil pengeringan berupa pati kasar kemudian diblender dan diayak 60 mesh sehingga diperoleh pati halus yang dapat digunakan untuk proses selanjutnya. Parameter yang diamati adalah karakteristik pati biji nangka (rendemen, kadar air dan kelarutan).

  Tahap kedua yaitu pembuatan malto- dekstrin biji nangka yang dilakukan dengan cara hidrolisis enzim menggunakan metode Jufri dkk. (2004) yang dimodifikasi. 100 g pati biji nangka disuspensikan ke dalam aquades 400 ml yang mengandung CaCl ₂ 0,08g. Suspensi tersebut ditambah NaOH 0,1 N sampai pH 6 (pH optimum α-amilase). Selanjutnya, suspensi ditambah enzim α-amilase dari bakteri Bacillus

  licheniformis yang berbentuk liquid /cairan

  sebanyak 0,04 ml. Suspensi tersebut dihidrolisis dengan cara diaduk menggunakan agitator dengan kecepatan 300 rpm, selama 120 menit pada suhu 90ºC. Suspensi yang telah dihidrolisis menjadi maltodekstrin, kemudian diinaktivasi

METODE PENELITIAN

  enzim dengan cara didinginkan pada kisaran suhu 30ºC, diturunkan pHnya dengan ditambah HCl 0,1 N pada kisaran 3, dan didiamkan selama 30 menit. Maltodekstrin ditambah NaOH 0,1 N sampai pH nya menjadi ± 6. Kemudian, malto- dekstrin disaring untuk memisahkan endapan berisi impurietis dan supernatan. Supernatan dikeringkan pada suhu 50ºC selama 3 hari. Hasil pengeringan tersebut dihancurkan sehingga menjadi bubuk maltodekstrin. Parameter yang diamati adalah karakteristik maltodekstrin biji nangka (rendemen, kadar air, pH, kelarutan dan

  Karakteristik Maltodekstrin Biji Nangka

  Rendemen maltodekstrin biji nangka yang diperoleh pada hidrolisis enzimatis cukup tinggi yaitu 64%. Hidrolisis dengan enzim α- amilase bekerja dengan dua tahap yaitu tahap pertama degradasi amilosa menjadi maltotriosa, degradasi ini terjadi sangat cepat dan diikuti dengan menurunnya viskositas yang cepat pula.

  Dextrose equivalent (DE) 10-20 (Moore et al., 2005 ) 15,44

  Kuning kecoklatan

  Putih kekuningan (Blancard dan Katz, 1995)

  6 Kelarutan (% b//v) - 95,5 Warna

  64 Kadar Air (% bk) 3-5 (Zusfahair &Ningsih, 2012) 3,07 pH 4-7 (Purwandari dkk., 2009)

  Karakterisasi Literatur Hasil Rendemen hidrolisis (% b/b) -

  Maltodekstrin biji nangka dihasilkan melalui hidrolisis dengan enzim α-amilase dengan bakteri Bacillus licheniformis yang bekerja pada pH 6 dan suhu 90°C selama 2 jam. Karakteristik maltodekstrin biji nangka yang didapatkan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Karakteristik Maltodekstrin Biji Nangka

  Kelarutan pati biji nangka pada peneliti- an ini sangat kecil yaitu 2.04%. Hal ini menun- jukkan bahwa pati biji nangka tidak dapat larut di dalam air, mempunyai sifat yang terlalu lengket dan memiliki viskositas yang sangat tinggi. Warna pati biji nangka yang dihasilkan pada penelitian ini adalah putih, sesuai dengan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Mukprasirt dan Sajjaanantakul (2003).

  dextrose equivalent / DE).

  Kadar air pati biji nangka pada peneliti- an ini adalah 5.3%. Hasil ini berbeda dengan penelitian yang dilakukan oleh Mukprasirt dan Sajjaanantakul (2003), kadar air pati biji nangka 9.94%. Kadar air menentukan umur simpan pati, semakin kecil kadar air, akan semakin memper- panjang umur simpan karena dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme.

  2.04 Warna Putih Rendemen pati biji nangka yang diperoleh pada penelitian ini sangat sedikit yaitu 12,9%. Hasil ini berbeda dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Wiryanta (2001), yang menun- jukkan bahwa rendemen pati sebesar 36,7%. Hal ini dimungkinkan karena banyaknya pati biji nangka yang hilang pada saat proses penya- ringan. Pati biji nangka mengandung amilosa 52,53%.

  5.3 Kelarutan (% b//v)

  12.9 Kadar Air (% bk)

  Rendemen Pati (%)

  Tabel 1. Karakteristik Pati Biji Nangka Karakterisasi Hasil

  Pati biji nangka diekstrak melalui proses penggilingan, penyaringan dan pengeringan pada suhu 60°C selama 12 jam. Karakteristik pati biji nangka yang didapatkan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 1.

  HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Pati Biji Nangka

  Tahap kedua, relatif sangat lambat yaitu pem- bentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir. Kedua tahap tersebut merupakan kerja enzim α - amilase pada molekul amilosa. Enzim α-amilase menghidrolisis amilosa lebih cepat dibanding hidrolisisnya terhadap amilopektin (Anonim, 2014 ^a ). Pati biji nangka mengandung amilosa 52,53% sehingga maltodekstrin yang dihasilkan cukup banyak. Kadar air maltodekstrin biji nangka yaitu 3,07 %. Menurut Zusfahair dan Ningsih (2012), kadar air maltodekstrin mem- pengaruhi stabilitas penyimpanan dan waktu kadaluwarsa, kadar maltodekstrin yang semakin rendah maka umur simpannya akan lebih lama dikarenakan air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme terlalu sedikit. Kadar air malto- dekstrin yang baik yaitu 3-5%. pH maltodekstrin biji nangka adalah 6, hal ini sesuai dengan Purwandari dkk.(2009) dalam Apriliani (2014), bahwa maltodekstrin dengan pH 4-7 dikatakan telah memenuhi syarat dan cukup aman bila diabsorbsi oleh tubuh.

  Produk hasil hidrolisis enzimatis pati memiliki karakteristik tidak higroskopis, menu- runkan viskositas produk, memiliki daya rekat dan ada yang larut dalam air seperti laktosa (Lloyd dan Nelson, 1984, dan Kennedy et al., 1995 dalam Anwar dkk., 2004 ). Maltodekstrin pati biji nangka memiliki kelarutan yang sangat tinggi yaitu 95,5% sehingga dapat dijadikan seba- gai bahan enkapsulan untuk redestilat asap cair. Tingginya kelarutan pada maltodekstrin biji nangka dipengaruhi oleh lamanya waktu hidro- lisis dan jumlah konsentrasi enzim yang diguna- kan. Namun, kelarutan maltodekstrin biji nangka tidak dapat mencapai 100% dikarenakan adanya

  impurities yang tidak dapat terhidrolisis oleh enzim α-amilase.

  Besarnya kelarutan maltodekstrin sangat berkaitan dengan nilai DE (Dextrose Equivalent). DE dinyatakan dengan banyaknya gula pereduksi yang dihasilkan oleh pemecahan rantai amilosa dan amilopektin pada hidrolisis pati. Nilai DE dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu konsen- trasi pati dan enzim, suhu dan pH optimum, serta lama waktu hidrolisis (Moore et al., 2005 dalam Apriliani 2014). Nilai DE maltodekstrin biji nangka cukup tinggi yaitu 15,44, akan tetapi masih termasuk dalam standar nilai DE untuk maltodekstrin yaitu 10-20. Hal ini dikarenakan pati biji nangka mengandung amilosa yang cukup tinggi untuk dihidrolisis oleh enzim α-amilase. Maltodekstrin dengan DE tinggi cenderung menyerap air (higroskopis), sedangkan malto- dekstrin dengan DE yang rendah bersifat non- higroskopis (Luthana, 2008). DE yang rendah menunjukkan kecenderungan rendahnya penye- rapan uap air. Perubahan pada nilai DE akan memberikan karateristik yang berbeda-beda. Peningkatan nilai DE akan meningkatkan warna, sifat higroskopis, plastisitas, rasa manis dan kelarutan (Kuntz, 1997). Nilai DE maltodekstrin biji nangka yang tinggi berpengaruh terhadap warnanya yaitu lebih kuning kecoklatan disban- dingkan maltodesktrin komersial yang berwarna putih kekuningan (Blancard dan Katz, 1995).

  SIMPULAN

  Proses ekstraksi pati biji nangka melalui 3 tahap yaitu penggilingan, penyaringan dan pengeringan. Karakteristik pati biji nangka yang dihasilkan pada penelitian ini adalah pati biji nangka berwarna putih, mempunyai rendemen 12.9%, kadar air 5.3% dan kelarutan dalam air 2.04%. Kemudian untuk meningkatkan kelarutan pati biji nangka di dalam air maka dilakukan proses selanjutnya yaitu hidrolisis dengan enzim α-amilase yang akan menghasilkan malto- dekstrin.

  Karakteristik maltodekstrin biji nangka yang dihasilkan pada penelitian ini adalah malto- dekstrin biji nangka berwarna kuning kecoklatan, memiliki rendemen 64%, kadar air 3.07%, pH 6,

  dextrose equivalent (DE) 15.44 dan kelarutan dalam air meningkat menjadi 95.5%.

DAFTAR PUSTAKA

  Anonim. 2014 ^a . Enzim Alfa Amilase. https://www.google.com/search enzim alfa amilase. Diakses pada tanggal 10 Mei 2014 Anwar, D., Yanuar. A., dan Bahtiar. A. 2004. dekstrin DE 5-10 dari Pati Singkong. Majalah Ilmu Kefarmasian, 1 (1):10-20.

  Pemanfaatan Maltodekstrin Pati Terigu sebagai Eksipien dalam Formula Sediaan Tablet dan Niosom. Majalah

  Ilmu Kefarmasian, 1 (1): 34 – 46

  Apriliani, T. 2014. Karakterisasi Mikrokapsul Asap Cair Tempurung Kelapa dengan Penyalut Dekstrin Sorgum, Jagung dan Bekatul Beras. Tesis . Fakultas Teknologi Pertanian - Ilmu & Teknologi Pangan, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta

  Blanchard, P. H. dan Katz, F. R. 1996. Micro- encapsulation of Flavour Compound.

  Technical Review in Food. Journal of

  Australia Food. 48(2): 547-551 Jufri, M., Anwar, E., and Djajadisastra, J. 2004.

  Pembuatan Niosom Berbasis Malto-

  Gustavo, V., dan Canovas. B. 1999. Food

  Powders:Physical Properties, Pro- cessing, and Functionality. Spinger

  Publisher. Texas. Kuntz, L. A. 1998. Bulking Agent: Bulking up

  While Scalling Down. Weeks Publishing Company. www.foodproduct

  design.com .Diakses tanggal 15 Mei

  2014 Luthana, Y.K. 2008. Maltodekstrin. http://yong kikastanyaluthana.wordpress. com.

  Diakses tanggal 15 Mei 2014 Mukprasirt, A. dan Kamontip Sajjaanantakul,

  2003. Physico-chemical Properties of Flour and Starch from Jackfruit Seeds (Artocarpus heterophyllus Lam.) Compared with Modified Starches.

  Journal Science Technology . 1:273.

  Suharyanta. 1994. Variasi Cara Ekstraksi dan Sifat-sifat Tepung Biji Alpukat yang Dihasilkan. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. UGM: Yogyakarta.

  Swinkels, J.J.M. 1985. Source of Starch. Its Chemistry and Physics. In Van Beynum GMA dan Roels JA. Starch Conversion

  Technology , (pp. 15-46). New York & Basel: Marcel Dekker Inc.

  Wiryanta, B. T. 2001. Kiat Mengatasi Per- masalahan Praktis Bertanam Nangka .

  Agro Media Pustaka. Jakarta Zusfahair dan Ningsih, D. R. 2012. Pembuatan

  Dekstrin dari Pati Ubi Kayu Menggunakan Katalis Amilase Hasil Fraksinasi dari Azospirillum sp. JG3.

  Jurnal Molekul, 7 (1): 9-19