Deskripsi Pati Gadung
Setelah proses penghilangan HCN, umbi gadung diolah menjadi pati. Pati gadung yang dihasilkan digunakan sebagai bahan pembuatan sirup glukosa secara enzimatis.
Hasil Analisis Proksimat Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennst)
Pati gadung yang dihasilkan dalam penelitian pendahuluan mempunyai rendemen 20,09% terhadap umbi tanpa kulit, dengan komposisi kimia pati gadung seperti pada Tabel 7 di bawah ini:
Tabel 7. Rerata Komposisi Kimia Pati Gadung
Komposisi Kadar (%) Kadar air 8,3 Kadar abu 0,8 Kadar pati 70,63 Amilosa 29,76 Amilopektin 40,87 Gula reduksi 1,02 HCN (ppm) 14,567
Keterangan : analisis dilakukan 3 x ulangan
Data di atas menunjukkan kadar air pati gadung 8,3% telah memenuhi persyaratan SNI dengan kadar air maksimal 15%, sedangkan kadar abu pati gadung 0,8% tidak memenuhi persyaratan SNI karena kadar abu melebihi 0,6% (SNI 01-3451-1994).
Kadar pati gadung pada penelitian ini 70,63% dan gula reduksi 1,02%. Kadar pati gadung yang cukup tinggi menunjukkan bahwa pati gadung dapat menjadi sumber karbohidrat alternatif yang efektif.
Faktor mutu pati yang terpenting adalah kandungan serat kasar (Djubaedah dan Somatmadja, 1975), karena serat kasar akan mempengaruhi proses likuifikasi dan sakarifikasi. Kandungan serat yang terlalu tinggi akan menurunkan efesiensi proses hidrolisa sehingga memerlukan peningkatan dosis enzim (Saraswati, 1982). Menurut Murdiati (2011), kandungan serat kasar gadung cukup tinggi, sekitar 0,94% lebih tinggi daripada yang disyaratkan untuk pembuatan sirup glukosa yaitu 0,6% (Soesanto, 1983).
Pati gadung yang digunakan dalam penelitian ini masih mengandung HCN sebesar 14,567 ppm. Tubuh dapat menerima jika mengkonsumsi dalam batas yang dianjurkan. Menurut FAO dalam Harijono dkk., (2009) kadar maksimal HCN umbi-umbian yang dapat dikonsumsi adalah 50 mg/kg.
Hasil Analisis Sirup Glukosa
Hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa pH, waktu sakarifikasi dan interaksi pH dengan waktu sakarifikasi memberi pengaruh dengan parameter yang diamati. Pengaruh pH, waktu sakarifikasi dan interaksi pH dengan waktu sakarifikasi dengan parameter yang diamati dapat dijelaskan dibawah ini.
Pengaruh pH dengan Parameter yang Diamati
Secara umum hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa pH memberikan pengaruh dengan rendemen, gula reduksi, dekstrosa ekuivalen, total padatan terlarut, dan viskositas seperti pada Tabel 8.
Tabel 8. Pengaruh pH dengan Parameter yang Diamati Ph
Parameter yang diamati Rendemen (%) Gula reduksi (%) Dekstrosa ekuivalen (%) TPT
(˚Brix) Viskositas (cPoise)
P1 = pH 4 73,705A 27,830B 57,427A 34,197B 58,248B
P2 = pH 5 74,940A 29,925A 60,387A 35,874A 60,235A
P3 = pH 6 63,520B 26,643BC 55,132A 33,342BC 56,199C
P4 = pH 7 60,285C 25,480C 48,823B 29,426D 55,796C
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda sangat nyata pata taraf 1% (huruf besar).
Dari Tabel 8, dapat diketahui bahwa pH memberikan pengaruh dengan parameter yang diuji. Dari tabel ini dapat dilihat bahwa rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 74,940% dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 60,285%. Kadar gula reduksi tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 29,925% dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 25,480%. Dekstrosa ekuivalen (DE) tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 60,387% dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 48,823%. Total padatan terlarut tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 35,874˚Brix dan terendah pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 29,426˚Brix. Viskositas tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 60,235 cPoise dan terendah pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 55,796 cPoise.
Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati
Secara umum hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa waktu sakarifikasi memberikan pengaruh dengan rendemen, gula reduksi, dekstrosa ekuivalen, total padatan terlarut, dan viskositas seperti pada Tabel 9.
Tabel 9. Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati Waktu
Sakarifikasi
Parameter yang diamati Rendemen (%) Gula reduksi (%) Dekstrosa ekuivalen (%) TPT
(˚Brix) Viskositas (cPoise)
S1 = 24 jam 66,088B 25,801D 52,662B 32,048B 54,918D
S2 = 36 jam 68,197A 27,247BC 56,681A 33,098B 57,438C
S3 = 48 jam 68,926A 29,508A 56,944A 34,518A 59,101A
S4 = 60 jam 69,240A 27,321B 55,481A 33,175AB 59,021AB
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda sangat nyata pata taraf 1% (huruf besar).
Dari Tabel 9, dapat diketahui bahwa waktu sakarifikasi memberikan pengaruh dengan parameter yang diuji. Dari tabel ini dapat dilihat bahwa rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan S4 (Sakarifikasi 60 jam) sebesar 69,240% dan terendah terdapat pada perlakuan S1 (Sakarifikasi 24 jam) sebesar 66,088%. Gula reduksi tertinggi terdapat pada perlakuan S3 (Sakarifikasi 48 jam) sebesar 29,508% dan terendah terdapat pada perlakuan S1 (Sakarifikasi 24 jam) sebesar 25,801%. Dekstrosa ekuivalen tertinggi terdapat pada perlakuan S3 (Sakarifikasi 48 jam) sebesar 56,944% dan terendah terdapat perlakuan S1 (Sakarifikasi 24 jam) sebesar 52,662%. Total padatan terlarut tertinggi terdapat pada perlakuan S3(Sakarifikasi 48 jam) sebesar 34,518˚Brix dan terendah terdapat perlakuan S1 (Sakarifikasi 24 jam) sebesar 32,048˚Brix. Viskositas tertinggi terdapat pada perlakuan S3 (Sakarifikasi 48 jam) sebesar 59,101 cPoise dan terendah terdapat perlakuan S1 (Sakarifikasi 24 jam) sebesar 54,918 cPoise.
Rendemen (%)
Rendemen adalah persentase produk yang didapatkan dari perbandingan berat awal bahan dengan berat akhirnya. Sehingga diketahui kehilangan beratnya ketika mengalami proses pengolahan.
mengetahui perbedaan rendemen pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-2). Hubungan pH dengan rendemen sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Hubungan pH (Derajat keasaman) dengan Rendemen Rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 74,940% dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 60,285%. Rendemen pada perlakuan P1, P2 lebih tinggi dibandingkan rendemen perlakuan P3 dan P4. Hal ini diduga disebabkan pH optimal proses sakarifikasi dengan enzim glukoamilase adalah pH 4 dan pH 5. pH yang optimal dan stabil meningkatkan efektifitas enzim mengubah pati menjadi glukosa, sehingga diperoleh rendemen sirup glukosa lebih banyak. pH yang tidak tepat akan memperlambat atau menghambat kerja enzim, sehingga enzim tidak dapat mengubah pati menjadi sirup glukosa. Hal ini sesuai dengan pendapat Februadi (2012), tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan
73.705A 74.940A 63.520B 60.285C y = -1.1177x2 + 7.1265x + 64.124 R² = 0.8645 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 3 4 5 6 7 8
pH proses pembuatan sirup glukosa
Rendemen
(%)
mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali.
Selain itu rendemen sirup glukosa juga dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan (Richana, 1999), semakin banyak kandungan amilosa maka pati tersebut akan mudah larut dalam air. Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi menurun, dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai lurus. Hidrolisis amilosa lebih cepat dibanding hidrolisis terhadap amilopektin (Bailey, 1986).
Dari daftar sidik ragam (Lampiran-1) dapat dilihat bahwa waktu sakarifikasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan rendemen. Untuk mengetahui perbedaan rendemen pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-2). Hubungan antara waktu sakarifikasi dengan rendemen sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen
66.088B 68.197A 68.926A 69.240A y = -0.0031x2 + 0.3466x + 59.613 R² = 0.9923 64 65 66 67 68 69 70 0 12 24 36 48 60 72 84 Rendemen (%)
Waktu sakarifikasi proses pembuatan sirup (jam) 0
Rendemen tertinggi terdapat pada perlakuan S4 (sakarifikasi 60 jam) sebesar 69,240% dan terendah pada perlakuan S1 (sakarifikasi 24 jam) sebesar 66,088%. Rendemen meningkat dengan semakin lamanya proses sakarifikasi. Hal ini disebabkan karena semakin lama waktu hidrolisa maka molekul pati terpecah lebih banyak maka gula pereduksi yang dihasilkan juga semakin banyak. Ini sesuai dengan Judoamidjojo dkk., (1992) yang menyatakan bahwa semakin lama hidrolisa, maka enzim akan memecah molekul pati dan gula pereduksi yang dihasilkan juga semakin besar yang meningkatkan rendemen sirup glukosa.
Kadar amilosa dapat mempengaruhi kemudahan pati untuk dimasak yang dapat dilihat dari suhu dan waktu gelatinisasinya (Munarso dan Jumali 1998 dalam Astuti, 2006). Semakin tinggi kandungan amilosa maka akan semakin lama dan semakin tinggi suhu yang dibutuhkan agar pati dapat tergelatinisasi sempurna. Meskipun pati yang tergelatinisasi dengan sempurna, amilosanya lebih peka terhadap serangan enzim daripada amilopektin, hal ini berdampak pada lama waktu sakarifikasi yang dibutuhkan untuk menghidrolisis pati secara sempurna (Blitz dan Grosch 1999, dalam Astuti 2006).
Dari hasil sidik ragam (Lampiran-1) menunjukkan bahwa pH dan sakarifikasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan rendemen. Hasil pengujian LSR interaksi pH dan sakarifikasi dengan rendemen tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Uji LSR Interaksi pH dan Sakarifikasi dengan Rendemen
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01 - - - P1S1 69,816 gf GH 2 2,841 3,794 P1S2 74,342 abcdef ABCDF 3 2,990 3,963 P1S3 75,157 abcde ABCDE 4 3,079 4,072 P1S4 75,505 abcd ABCD 5 3,149 4,142 P2S1 70,193 g FG 6 3,198 4,212 P2S2 75,737 abc ABC 7 3,248 4,271 P2S3 76,758 ab AB 8 3,278 4,311 P2S4 77,073 a A 9 3,308 4,341 P3S1 64,241 h I 10 3,328 4,380 P3S2 62,451 hijk I 11 3,347 4,405 P3S3 63,692 hij I 12 3,367 4,430 P3S4 63,697 hi I 13 3,382 4,455 P4S1 60,101 k I 14 3,397 4,480 P4S2 60,256 k I 15 3,407 4,495 P4S3 60,096 k I 16 3,417 4,510 P4S4 60,686 ijk I
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata taraf 5% (huruf kecil) dan berbeda sangat nyata pata taraf 1% (huruf besar).
Rendemen tertinggi terdapat pada kombinasi perlakuan P2S4 (pH 5 dan sakarifikasi 60 jam) sebesar 77,073% dan terendah terdapat pada perlakuan P4S3 (pH 7 dan sakarifikasi 48 jam) sebesar 60,096%. Interaksi antara pH dan waktu sakarifikasi dengan rendemen dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Grafik Interaksi antara pH dan Waktu Sakarifikasi dengan
y = -1.129x2 + 2.136x + 69.21 R² = 0.952 y = -0.897x2 - 1.065x + 77.59 R² = 0.825 y = -1.299x2 + 0.670x + 76.99 R² = 0.858 y = -1.144x2 - 0.060x + 77.97 R² = 0.843 50 55 60 65 70 75 80 P1 P2 P3 P4 Rendemen (%) 0
Pada Gambar 8, diketahui interaksi pH dan waktu sakarifikasi dengan rendemen. pH yang optimal dan peningkatan waktu sakarifikasi meningkatkan rendemen sirup glukosa. Hal ini diduga karena pH optimal dan waktu sakarifikasi akan memberi kesempatan enzim menghidrolisa pati menjadi glukosa, sehingga menghasilkan rendemen yang lebih tinggi. Selain itu pada proses pembuatan sirup glukosa, pemilihan sumber pati harus dipertimbangkan kandungan amilosa dan amilopektinnya. Semakin banyak kandungan amilosa maka pati tersebut akan mudah larut dalam air. Laju hidrolisis akan meningkat bila tingkat polimerisasi menurun, dan laju hidrolisis akan lebih cepat pada rantai lurus. Hidrolisis amilosa lebih cepat dibanding hidrolisis terhadap amilopektin (Bailey, 1986).
Gula Reduksi (%)
Gula reduksi merupakan golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-senyawa penerima elektron, contohnya glukosa dan fruktosa. Ujung dari suatu gula pereduksi adalah mengandung gugus aldehida atau keto bebas. Semua monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa dan pati, termasuk gula pereduksi.
Dari hasil analisis sidik ragam (Lampiran-3) dapat dilihat bahwa perlakuan pH berpengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan gula reduksi. Untuk mengetahui perbedaan gula reduksi pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-4). Hubungan antara pH dengan kadar gula reduksi sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik Hubungan pH (Derajat keasaman) dengan Gula Reduksi
Kadar gula reduksi tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 29,925% dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 25,480%. Hal ini disebabkan bahwa aktivitas enzim amilase dan glukoamilase pada proses pembuatan sirup glukosa dipengaruhi oleh pH. Perlakuan P2 (pH 5) menghasilkan gula reduksi lebih tinggi dibandingkan pH lainnya dikarenakan enzim amilase dan glukoamilase aktif dan stabil pada pH tersebut. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Tjokrodiakusoemo (1986), bahwa enzim amilase aktif pada pH 5-6. Sedangkan enzim glukoamilase optimal pada pH 4-5 (Winarno, 1995). Pengaturan pH pada proses hidrolisis ini sangat penting karena berpengaruh terhadap aktivitas enzim untuk merubah substrat (pati) menjadi produk yang diinginkan, yaitu glukosa (Risnoyatiningsih, 2011).
Umumnya gula reduksi yang dihasilkan berhubungan erat dengan aktifitas enzim, dimana semakin tinggi aktifitas enzim maka semakin tinggi pula gula pereduksi yang dihasilkan (Anonim, 2013). Semakin banyak rantai pati yang
27.830B 29.925A 26.643BC 25.480C y = -0.8146x2 + 7.9275x + 9.5286 R² = 0.7399 20 22 24 26 28 30 32 3 4 5 6 7 8
pH proses pembuatan sirup glukosa
Gula
R
eduksi
(%)
terputus mengakibatkan semakin banyak gugus OH yang reaktif dan gula pereduksi yang dihasilkan semakin tinggi. Menurut Winarno (2002), sifat pereduksi suatu molekul gula ditentukan oleh gugus hidroksil yang reaktif, dan pada glukosa biasanya terletak pada atom nomor satu.
Pada daftar sidik ragam (Lampiran-3) dapat dilihat bahwa waktu sakarifikasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan gula reduksi. Untuk mengetahui perbedaan gula reduksi pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-4). Hubungan antara waktu sakarifikasi dengan gula reduksi sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi Kadar gula reduksi tertinggi terdapat pada perlakuan S3 (sakarifikasi 48 jam) sebesar 29,508 % dan terendah pada perlakuan S1 (sakarifikasi 24 jam) sebesar 25,801%. Dapat dilihat terjadi kenaikan gula reduksi pada perlakuan S1 (sakarifikasi 24 jam), S2 (sakarifikasi 36 jam) dan S3 (sakarifikasi 48 jam). Hal ini disebabkan semakin lama waktu hidrolisa maka kesempatan enzim untuk menghidrolisa pati semakin besar. Dari hasil penelitian diketahui juga bahwa
25.801D 27.247BC 29.508A 27.321B y = -0.006x2 + 0.586x + 15.09 R² = 0.802 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 30 0 12 24 36 48 60 72 84
Waktu sakarifikasi proses pembuatan sirup (jam)
Gula
R
eduksi
(%)
terjadi penurunan gula reduksi pada perlakuan S4 (sakarifikasi 60 jam). Hal ini diduga karena waktu hidrolisa enzimatik yang lebih lama tenyata tidak mampu meningkatkan gula reduksi yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena aktivitas enzim yang secara spesifik dalam menghidrolisa pati gadung (Parwiyanti, 2011). Menurut Soesanto (1983) gula reduksi meningkat sampai batas 45 jam, melebihi 45 jam gula reduksi akan menurun. Oleh karena itu dalam melakukan proses hidrolisa dalam pembuatan sirup glukosa harus diperhatikan adalah lama hidrolisa yang dilakukan karena dapat mempengaruhi sirup yang akan dihasilkan (Meyer, 1970).
Dari hasil sidik ragam (Lampiran-2) menunjukkan bahwa pH dan sakarifikasi memberikan pengaruh yang nyata (P<0,05) dengan gula reduksi. Hasil pengujian LSR interaksi pH dan sakarifikasi dengan gula reduksi tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 11.
Tabel 11. Uji LSR Interaksi pH dan Sakarifikasi dengan Gula Reduksi
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01 - - - P1S1 25,374 ghijkl FGHIJ 2 2,004 2,677 P1S2 26,881 fghi EFGHI 3 2,109 2,796 P1S3 30,390 ab AB 4 2,172 2,873 P1S4 28,675 bcde BCDE 5 2,221 2,922 P2S1 27,027 fgh EFGH 6 2,256 2,971 P2S2 30,281 abc ABC 7 2,291 3,013 P2S3 32,255 a A 8 2,312 3,041 P2S4 30,139 bcd ABCD 9 2,333 3,062 P3S1 25,898 ghijkl EFGHIJ 10 2,347 3,090 P3S2 26,192 ghijk EFGHIJ 11 2,361 3,108 P3S3 27,788 f BCDEF 12 2,375 3,125 P3S4 26,693 fghij EFGHIJ 13 2,386 3,143 P4S1 24,905 hijkl FGHIJ 14 2,396 3,160 P4S2 25,635 ghijkl FGHIJ 15 2,403 3,171 P4S3 27,601 fg BCDFG 16 2410 3,181 P4S4 23,778 l J
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata taraf 5% (huruf kecil) dan berbeda sangat nyata pata taraf 1% (huruf besar).
Nilai gula reduksi tertinggi terdapat pada perlakuan P2S3 (pH 5, sakarifikasi 48 jam) sebesar 32,255% dan nilai gula pereduksi terendah terdapat pada perlakuan P4S4 (pH 7, sakarifikasi 60 jam) sebesar 23,778%. Interaksi antara pH dan waktu sakarifikasi dengan gula reduksi dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Grafik Interaksi antara pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Gula reduksi
Pada Gambar 11, dapat diketahui interaksi pH dan waktu sakarifikasi dengan gula reduksi. Hal ini disebakan karena pH dan waktu sakarifikasi yang optimal menghasilkan gula reduksi yang tinggi. Poedjiadi (1994) menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi proses hidrolisa secara enzimatis diantaranya adalah pH dan waktu (likuifikasi dan sakarifikasi). Olsen (1995) menambahkan bahwa peningkatan nilai gula reduksi akan mencapai batas, setelah titik ini terlampaui maka akan terjadi perubahan nilai gula reduksi.
y = -0.6615x2 + 3.054x + 23.127 R² = 0.8296 y = -0.9892x2 + 4.163x + 24.258 R² = 0.5347 y = -0.5132x2 + 1.2825x + 30.151 R² = 0.6227 y = -1.0947x2 + 3.6596x + 26.382 R² = 0.9349 20 22 24 26 28 30 32 34 P1 P2 P3 P4 Gula R eduksi (%)
pH proses pembuatan sirup glukosa 0
Menurut Meyer (1970) dalam melakukan proses hidrolisa dalam pembuatan sirup glukosa hal yang harus diperhatikan adalah lama hidrolisa yang dilakukan karena dapat mempengaruhi sirup yang akan dihasilkan. Bila sirup glukosa dipanaskan dalam lingkungan asam dan waktu hidrolisa yang semakin lama, maka akan terbentuk 5 hidroksi-metil-fulfural yang menyebabkan warna kekuning-kuningan pada sirup glukosa. Di samping itu terdapat juga peristiwa pencoklatan bila sirup glukosa masih mengandung protein atau gugus amino.
Kadar gula reduksi meningkat erat kaitannya dengan proses gelatinisasi yang sempurna. Proses tersebut menyebabkan granula mudah diakses oleh enzim sehingga proses hidrolisa oleh enzim menjadi lebih mudah (Ju dkk, 1995). Semakin banyak rantai pati yang terputus mengakibatkan semakin banyak gugus OH yang reaktif dan gula pereduksi yang dihasilkan semakin meningkat (Parwiyanti dkk, 2011). Penurunan gula reduksi diduga akibat aktivitas enzim akibat pH yang tidak optimal dan waktu sakarifikasi yang melebihi batasnya.
Penelitian yang dilakukan oleh Kusnendi (1985) dengan menggunakan pati sagu sebagai bahan utama, mampu menghasilkan sirup glukosa dengan kandungan gula reduksi sebesar 31,78 %. Penelitian yang dilakukan oleh Azwar dan Erwanti (2010) dengan menggunakan bahan dasar kimpul telah menghasilkan sirup glukosa dengan kandungan guka reduksi mencapai 27,98 %. Jamilatun dkk.,
(2004) juga melakukan penelitian serupa menggunakan tepung biji nangka dan menghasilkan sirup glukosa dengan kandungan gula reduksi sebesar 45,97 %. Yunianta dkk., (2010) melakukan penelitan menggunakan pati garut dengan enzim α-amilase, glukoamilase dan pullulanase dan menghasilkan gula reduksi 24,636 %. Bila dilihat dari hasil tersebut maka kandungan gula reduksi yang
terdapat pada sirup glukosa gadung lebih rendah bila dibandingkan dengan sirup glukosa biji nangka. Nilai gula reduksi yang dihasilkan pada sirup glukosa gadung ini adalah sebesar 32,255 %.
Dextrosa Equivalen
Dextrosa equivalen (DE) menyatakan kadar gula pereduksi yang dihitung sebagai dekstrosa (glukosa) yang dihitung berdasarkan basis bahan kering. Semakin tinggi DE larutan maka semakin tinggi pula glukosa dan semakin rendah kadar dekstrin (Yunianta dkk, 2010).
Dari hasil sidik ragam (Lampiran-5) dapat dilihat bahwa masing-masing perlakuan pH berbeda sangat nyata (P<0,01) dengan dekstrosa equivalen. Untuk mengetahui perbedaan dekstrosa equivalen pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-6). Hubungan antara pH dengan dekstrosa equivalen sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Grafik Hubungan pH (Derajat keasaman) dengan Dextrosa Equivalen
57.427A 60.387A 55.132A 48.823B y = -2.3172x2 + 22.383x + 5.3296 R² = 0.9645 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 3 4 5 6 7 8 Dextr osa Eq uiva le n
pH proses pembuatan sirup glukosa 0
Dekstosa equivalen tertinggi terdapat pada perlakuan P2 (pH 5) sebesar 60,387 dan terendah terdapat pada perlakuan P4 (pH 7) sebesar 48,823. pH adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi aktivitas dan stabilitas enzim. Enzim glukoamilase yang digunakan pada proses sakarifikasi sirup glukosa memiliki pH optimum untuk aktivitas enzim adalah 4-5. Tetapi enzim ini masih stabil pada kisaran pH antara 4-6 (Tjokroadikoesoemo, 1986).
Gambar 12, juga menunjukkan terjadi kenaikan dekstrosa equivalen dan penurunan dekstrosa equivalen pada proses pembuatan sirup glukosa. Nilai dekstrosa equivalent tertinggi pada perlakuan P1 (pH 4), P2 (pH5) dan dextrosa equivalent perlakuan P3 (pH 6) dan P4 (pH 7). Tingginya Dekstrosa equivalen selama proses hidrolisa enzimatis disebabkan proses hidrolisa pati menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana yaitu glukosa, maltose, maltotriosa. Penurunan nilai dekstrosa equivalen pada proses pembuatan sirup glukosa diduga berkaitan dengan aktivitas glukoamilase yang spesifik dalam menghidrolisis pati gadung. Nilai pH sangat menentukan aktivitas katalik suatu enzim dan berpengaruh terhadap kualitas gula cair (Parwiyanti dkk, 2011).
Dari daftar sidik ragam (Lampiran-5) dapat dilihat bahwa waktu sakarifikasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan dekstrosa equivalen. Untuk mengetahui perbedaan dekstrosa equivalen pada masing-masing taraf perlakuan dilakukan uji Least Significant Range (LSR) (Lampiran-6). Hubungan antara waktu sakarifikasi dengan dextrosa equivalen sirup glukosa dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Kadar Dextrosa Equivalen
Dextrosa equivalent tertinggi terdapat pada perlakuan S3 (sakarifikasi 48 jam) sebesar 56,944 dan terendah pada perlakuan S1 (sakarifikasi 24 jam) sebesar 52,662.
Gambar 13, menunjukkan bahwa terjadi kenaikan dekstrosa equivalen perlakuan S1 (sakarifikasi 24 jam), S2 (sakarifikasi 36 jam) dan S3 (sakarifikasi 48 jam). Data menunjukkan bahawa semakin lama waktu sakarifikasi maka nilai dektrosa equivalen meningkat. Peningkatan tersebut diduga karena semakin lama waktu sakarifikasi maka kesempatan enzim menghidrolisa pati semakin tinggi yang menyebabkan peningkatan nilai dekstrosa equivalen. Blitz dan Grosh (1999) dalam Astuti (2006), yang menyatakan bahwa untuk memotong ikatan glikosidik α-1,6 memerlukan waktu yang lebih lama yaitu 30 kali lebih lama daripada waktu yang dibutuhkan untuk memotong α-1,4.
Dari hasil penelitian diketahui juga terjadi penurunan dekstrosa equivalen pada perlakuan S4 (sakarifikasi 60 jam). Hal ini diduga karena waktu hidrolisa
52.662B 56.681A 56.944 A 55.481A y = -0.0095x2 + 0.8723x + 37.311 R² = 0.9821 50 51 52 53 54 55 56 57 58 0 12 24 36 48 60 72 84
Waktu sakarifikasi proses pembuatan sirup (jam)
Dextr osa Eq uiva le n t 0
enzimatik yang lebih lama tenyata tidak mampu meningkatkan dekstrosa equivalen yang dihasilkan. Menurut Lehninger (1997), batas tersebut disebut batas kecepatan maksimal yaitu kecepatan ketika enzim telah jenuh terhadap substrat. Penurunan kadar dekstrosa equivalen dimungkinkan sebagai akibat jenuhnya substrat yang berikatan dengan enzim sehingga hampir seluruh substrat sudahmenjadi produk atau dekstrosa (glukosa), tingginya kadar dekstrosa sebagai akibat substrat yang sudah terhidrolisis juga mengakibatkan terjadinya reaksi balik dari glukosa menjadi maltosa, isomaltosa dan oligosakarida, sehingga akan membuat penurunan kadar dekstrosa equivalen kembali.
Madsen dan Norman (1973) dalam Astuti (2006) menyatakan bahwa proses sakarifikasi yang terlalu lama dan kandunganglukosa yang tinggi dapat menyebabkan terjadinya reaksi kebalikan dari glukosa menjadi maltose, isomaltosa dan oligosakarida.
Hidrolisis dengan enzim dapat menghasilkan beberapa produk hidrolisat pati dengan sifat-sifat tertentu yang didasarkan pada nilai DE (ekuivalen dekstrosa). Nilai dekstrosa equivalen 100adalah murni dekstrosa sedangkan nilai DE 0 adalah pati alami. Hidrolisat dengan nilai dekstrosa equivalen 50 adalah maltosa, nilai dekstrosa equivalen di bawah 20 adalah maltodekstrin, sedangkan hidrolisat dengan dekstrosa equivalen berkisar antara 20-100 adalah sirup glukosa (Februadi, 2012).
Dari hasil sidik ragam (Lampiran-5) menunjukkan bahwa pH dan sakarifikasi memberikan pengaruh sangat nyata (P<0,01) dengan dekstrosa equivalen. Hasil pengujian LSR interaksi pH dan sakarifikasi dengan dekstrosa equivalen tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12. Uji LSR Interaksi pH dan Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen
Jarak LSR Perlakuan Rataan Notasi
0,05 0,01 0,05 0,01 - - - P1S1 54,021 defghij CDEFGHIJ 2 3,011 4,022 P1S2 58,000 abcdf ABCDF 3 3,169 4,201 P1S3 59,604 abcd ABCD 4 3,264 4,317 P1S4 58,081 abcde ABCDE 5 3,338 4,391 P2S1 55,633 jklmn CGIJ 6 3,391 4,465 P2S2 61,854 abc ABC 7 3,443 4,528 P2S3 62,605 a A 8 3,475 4,570 P2S4 61,455 ab AB 9 3,506 4,601 P3S1 52,078 fghijkl DEFGHIJ 10 3,527 4,644 P3S2 56,520 abcdefgh ABCDEFGH 11 3,549 4,670 P3S3 57,219 abcdefg ABCDEFG 12 3,570 4,696 P3S4 54,710 bcdfghi ABCDEFGHI 13 3,585 4,723 P4S1 48,916 defghijk CDEFGHIJ 14 3,601 4,749 P4S2 50,350 jklm FGHIJ 15 3,612 4,765 P4S3 48,350 jklmn FGHIJ 16 3,622 4,780 P4S4 47,676 jklmn J
Keterangan: Notasi huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata taraf 5% (huruf kecil) dan berbeda sangat nyata pata taraf 1% (huruf besar).
Interaksi pH dan waktu sakarifikasi dengan dekstrosa equivalen dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14. Grafik Interaksi antara pH dan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen
Nilai dektrosa equivalen interaksi yang tertinggi terdapat pada perlakuan P2S3 (pH 5, sakarifikasi 48 jam) sebesar 62,605 dan nilai dektrosa equivalen terendah terdapat pada perlakuan P4S4 (pH 7, sakarifikasi 60 jam) sebesar 47,67. Umbi gadung memiliki kadar amilosa yang lebih tinggi dibandingkan umbi lainnya. Kadar amilosa yang tinggi dapat mempengaruhi kemudahan pati untuk dimasak. Semakin tinggi kandungan amilosa maka lama waktu yang dibutuhkan agar pati dapat tergelatinisasi sempurna semakin lama. Amilosanya lebih peka terhadap serangan enzim daripada amilopektin, hal ini berdampak pada lama waktu sakarifikasi yang dibutuhkan untuk menghidrolisis pati secara sempurna (Blitz dan Grosch 1999, Astuti 2006).
Kadar amilopektin dalam pati juga berpengaruh terhadap sirup glukosa yang dihasilkan, karena semakin besar amilopektin dalam pati akan menyebabkan persentase partikel pati yang tidak larut, dengan demikian tidak semua komponen pati terhidrolisis dan terkonversi menjadi glukosa (dextrose) karena banyak amilopektin
y = -1.1934x2 + 4.08x + 51.412 R² = 0.9383 y = -2.506x2 + 9.7015x + 51.222 R² = 0.9492 y = -2.9676x2 + 10.923x + 51.894 R² = 0.9894 y = -2.6018x2 + 9.213x + 51.962 R² = 0.9535 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 P1 P2 P3 P4 Dextr osa Eq uiva le n t
pH proses pembuatan sirup glukosa 0
glukosa dapat digolongkan menjadi tiga tingkat yaitu rendah jika nilai ekuivalen dekstrosanya 26-29%, tinggi jika nilai ekuivalen dekstrosanya 40-45% dan disebut “sweetose” bila nilai ekuivalen dekstrosnya 56-64%. Berdasarkan Jacob (1994) maka sirup glukosa dari umbi gadung yang dihasilkan dikategorikan sirup glukosa dengan dekstrosa equivalen tinggi, disebut ’’sweetose’’
Total Padatan Terlarut (˚Brix)
Total padatan terlarut merupakan gabungan protein, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral yang terdegradasi, dimana komponen-komponen tersebut akan mempengaruhi besarnya total padatan terlarut yang dihasilkan (Sudarmadji, 1997).
Dari hasil sidik ragam (Lampiran-7) dapat dilihat bahwa masing-masing perlakuan pH berbeda sangat nyata (P<0.01) dengan total padatan terlarut. Untuk