PENGAMBILAN INULIN DARI TANAMAN UMBI DAHLIA
(
dahlia spp.L
) DENGAN MENGGUNAKAN PELARUT AIR
Syafridawati 1), Aldila P. Ananta 1), Ir. Elmi Sundari, MT,1) dan Dra. Munas Matynis, M.Si1)
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hata Jalan Gdajah Mada No. 19 Gunung Pangilun Olo Nanggalo, Padang, Sumatera Barat
E-mail : [email protected]
Abstrak
Di Sumatera Barat, bunga Dahlia dikenal untuk tujuan wisata karena bunganya yang indah dan menarik. Selama ini masyarakat kurang mengetahui bahwa umbi bunga Dahlia memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena mengandung inulin sekitar 69 -75%. Inulin merupakan polimer fruktosa berserat tinggi dan bersifat prebiotik yang bermanfaat bagi kesehatan di dalam tubuh.Tujuan penelitian adalah mencari rendemen inulin maksimum dengan metode ekstraksi dengan memvariasikan temperatur ekstraksi, waktu ekstraksi dan perbandingan massa dengan pelarut. Data diambil dengan memvariasikan temperatur ekstraksi (60˚C,70˚C,80˚C dan 90˚C), waktu ekstraksi (2, 4 dan 6 jam) dan perbandingan massa dengan pelarut (1:1,1:2 dan 1:3). Pelarut yang digunakan adalah air. Sampel yang digunakan adalah umbi bunga Dahlia yang diambil dari Biaro,Bukittinggi,Sumatera Barat . Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah perolehan inulin terbanyak yaitu 2,67% pada temperatur 70˚C ,rasio sampel dengan pelarut 1:2 dan waktu ekstraksi selama 4 jam.
Kata kunci: inulin, umbi bunga dahlia, prebiotik.
Pendahuluan
Bunga dahlia selama ini dikenal karena kembangnya yang indah dan menawan.Bunga dahlia tumbuh subur di dataran tinggi Sumatera Barat (salah satunya di Kabupaten Agam). Tanaman dahlia selama ini hanya dimanfaatkan sebagai tanaman hias karna warna bunganya yang cantik dan beragam, seiring perkembangan zaman bunga dahlia terlupakan karna banyaknya bunga-bunga lain yang dikembangkan, sehingga petani bunga banyak yang meninggalkan bunga dahlia. Untuk tujuan wisata, kabupaten Agam telah menyemai 100 batang bunga dahlia. Sejak dicanangkan Kota Bukittinggi menjadi The City Of Dahlia oleh Ketua Dekarnas Sumbar,Nevi Irwan Prayitno
maka bunga dahlia tidak hanya dimanfaatkan sebagai tanaman hias tetapi umbi dahlia diambil inulinnya dan diolah menjadi produk pangan (Vinayananda, S. 1998)
Tabel komposisi umbi bunga dahlia
No. Komposisi Kadar %/%
berat kering 1 Karbohidrat 76,8-82,80 2 Inulin 69,26-75,48 3 Gula reduksi 4,4-6,6 4 Serat 3,3-5,4 5 Lemak 0,5-1,0 6 Protein 3,9-5,7 7 Abu 0,2-0,4
Inulin larut dalam air, tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon atau usus besar. Di dalam usus tersebut,
sebagian besar inulin akan difermentasi menjadi asam-asam lemak rantai pendek dan beberapa mikroflora spesifik yang menghasilkan asam laktat. Sehingga, pH kolon menurun dan pertumbuhan bakteri patogen seperti E.coli dan Clostridia terhambat. Inulin dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik seperti Bifidobacteriumadolesentis,Bifidobacteri uminfantis,Bifidobacteriumbreve,Bifido bacteriumlongum,Lactobacillus
plantarum,Lactobacillusrhamnosus,Lact obacillus reuteri, dan Lactobacillus delbruechii. Mekanisme itulah yang mendukung inulin sebagai prebiotik dan berimplikasi pada peningkatan kekebalam tubuh seseorang.
Penelitian inulin dari umbi dahlia
sudah dilakukan sejak tahun 2009. Sejak
saat itu sejumlah peneliti (LIPI) bersama Pusat Penelitian Kimia Bandung mengembangkan produksi inulin dari umbi Dahlia. Pada 2010, inulin umbi Dahlia berhasil diproduksi melalui proses yang cukup rumit, mulai dari panen, proses pengupasan umbi, lalu dilumat dengan alat chopper. Ekstrak umbi dahlia yang sudah halus diperas menjadi fitrat umbi dahlia. Inulin hasil pengendapan, lalu inulin bentuk granular dan langkah selanjutnya inulin bentuk serbuk dengan kadar kemurnian 95 persen siap digunakan.
Kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan etanol lebih besar dari yang dikristalisasi dengan air. Hal ini terlihat mencolok sekali mulai pada temperature 600 C. Pada temperature 600 C, kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan etanol adalah 47 gr/100 gr, sedangkan kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan air adalah 1,57 gr / 100 gr (Phelps, 1965). Pada suhu 1000 C kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan air adalah 36,5 gr/ 100 gr. Kelarutan inulin dalam air yang dilaporkan Leite dkk, (2004) adalah sekitar 6 % pada 100 C dan 35 % pada 900 C.
Kelarutan inulin juga dipengaruhi oleh derajat polimerisasi (DP) inulin. Inulin dengan rentang DP kecil dari 30 lebih larut dalam air dan mempunyai viskositas yang lebih rendah dibandingkan dengan inulin dengan rentang DP 2 sampai 60 (Wada dkk,2005). Selain itu DP inulin juga di pengaruhi oleh pemanasan. Inulin bebas air dapat terdegradasi akibat pemanasan dengan temperature diatas 1350 C (Bohm,dkk 2005). Uji kualitatif inulin dapat dilakukan dengan resorsinol. Inulin dengan resorsinol dalam larutan HCl menghasilkan warna merah (Yumizar, 1989). Warna ini terbentuk karena reaksi fruktosa dengan resorsinol. Inulin dapat dihidrolisis dengan baik menjadi fruktosa dalam medium asam pada pH 1-2 suhu 80- 1000 C. Selain itu inulin mempunyai kemampuan untuk membentuk mikro kristal jika disebar dalam air atau susu. Kristal-kristal ini tidak mengendap dalam mulut tetapi berinteraksi untuk membentuk suatu krem yang halus. Inulin dapat berfungsi sebagai emulsifier , stabilizer, dan teksturizer pada konsentrasi 2-5 % dalam makanan yang mengandung daging. Karena sifat-sifat tersebut inulin digunakan sebagai bahan penstabil pada makanan kadar lemak rendah. Inulin memenuhi syarat sebagai bahan penstabil karena inulin tidak berasa , terdispersi baik dalam air dan cocok sekali dikombinasikan dengan makanan kadar lemak rendah, seperti susu skim (Niness,1999).
Kadar inulin hasil penelitian terdahulu masih bervariasi, sehingga menimbulkan pertanyaan apakah tempat tumbuh bunga dahlia, jenis dahlia, waktu tumbuh dan proses pengambilan inulin mempengaruhi kadar inulin. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lanjutan sehingga diperoleh kadar inulin
optimum. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi kadar inulin dari umbi bunga Dahlia yang terdapat di Sumatera Barat melalui beberapa parameter yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang menggunakan umbi bunga Dahlia yang berasal dari daerah lain.
Bahan dan Metode Penelitian Bahan
Bunga Dahlia (berasal dari
Bukittinggi Sumatera Barat Indonesia), air, Recorcinol ( merck KGaA), HCl (Mer Peralatan
Gelas Piala (pyrex), gelas ukur, water batch, kertas saring, timbangan, pompa vakum, oven, cawan porseln, desikator, lemari pendingin, juicer,
Metode
Pengambilan inulin dengan metode ekstraksi satu tahap dengan menggunakan pelarut air dan menguji rasio pelarut dan umpan, temperatur, waktu ekstraksi
bunga Dahlia yang telah dibersihkan diperkecil ukurannya. Selanjutnya dilakukan pemisahan filtrat (larutan pati) dan residu (padatan sisa). Larutan pati
dimasukkan ke dalam lemari pendingin
(temperatur 10 oC) selama 24 jam.
kemudian disaring dengan menggunakan
vacuum. Pati diekstrak dengan
menggunakan pelarut air panas dan
dibiarkan untuk beberapa waktu. Setelah itu dilakukan pemisahan pati dan larutan. Larutan dimasukkan kembali ke
lemari pendingin dan dibiarka
beberapa waktu tertentu sesuai waktu yang telah ditetapkan. Larutan dikeluarkan dari lemari pendingin dan dipisahkan endapan
dan filtrat. Endapan yang dipero
dikeringkan didalam oven. Inulin kering Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi kadar inulin dari umbi at di Sumatera Barat melalui beberapa parameter yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang menggunakan umbi bunga Dahlia yang berasal dari daerah lain.
Bunga Dahlia (berasal dari Biaro, Bukittinggi Sumatera Barat Indonesia), air,
), HCl (Merck).
, gelas ukur, , timbangan, pompa vakum, oven, cawan porseln, desikator, lemari pendingin, juicer,
Pengambilan inulin dengan metode dengan menggunakan pelarut air dan menguji rasio pelarut dan umpan, temperatur, waktu ekstraksi. Umbi ahlia yang telah dibersihkan diperkecil ukurannya. Selanjutnya dilakukan n filtrat (larutan pati) dan residu (padatan sisa). Larutan pati kemudian ke dalam lemari pendingin C) selama 24 jam. Filtrat menggunakan
ati diekstrak dengan
menggunakan pelarut air panas dan
dibiarkan untuk beberapa waktu. Setelah itu dilakukan pemisahan pati dan larutan. Larutan dimasukkan kembali ke dalam
dingin dan dibiarkan untuk beberapa waktu tertentu sesuai waktu yang ah ditetapkan. Larutan dikeluarkan dari dipisahkan endapan
. Endapan yang diperoleh
dikeringkan didalam oven. Inulin kering
yang dikeluarkan dari oven dianalisa secara kualitatif menggunakan larutan resorsinol.
Penelitian ini dilakukan dengan parameter peubah rasio pati dan pelarut 1:1, 1:2, dan 1:3, waktu pengontakan
jam, temperatur 60,70,80,90 oC.Pelarut
digunakan adalah air. Parameter yang dipertahankan tetap yaitu, massa sampel waktu pengendapan yaitu 2x24 jam
inulin dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif.
Hasil dan Pembahasan
Umbi dahlia sangat mudah
teroksidasi di udara bebas. Oksidasi dapat menyebabkan terbentuknya senyawa baru secara alami, sehingga kandungan inulin dalam umbi akan menurun. Oleh karena itu harus segera digunakan setelah pemanenan
untuk menghindari terjadinya proses
oksidasi. Pada gambar dibawah ini dapat dilihat perolehan inulin berdasarkan ratio bahan dan pelarut.
Gambar 1. Pengaruh ratio bahan dan pelarut terhadap kadar inulin
Perbandingan bahan dengan pelarut yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 :1, 1:2, dan 1:3. Dari hasil yang didapatkan, pada perbandingan 1;3 perolehan inulin berkurang.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 6 0 1 ;1 6 0 1 ;3 7 0 1 ;2 8 0 1 ;1 8 0 1 ;3 9 0 1 ;2 ka d ar in u lin %
ratio & temperatur
yang dikeluarkan dari oven dianalisa secara kualitatif menggunakan larutan resorsinol.
ini dilakukan dengan parameter peubah rasio pati dan pelarut 1:1, 1:2, dan 1:3, waktu pengontakan 2,4, dan 6 Pelarut yang digunakan adalah air. Parameter yang dipertahankan tetap yaitu, massa sampel dan waktu pengendapan yaitu 2x24 jam. Analisa inulin dilakukan secara kualitatif dan
Umbi dahlia sangat mudah
teroksidasi di udara bebas. Oksidasi dapat menyebabkan terbentuknya senyawa baru kandungan inulin dalam umbi akan menurun. Oleh karena itu harus segera digunakan setelah pemanenan
untuk menghindari terjadinya proses
Pada gambar dibawah ini dapat berdasarkan ratio
Pengaruh ratio bahan dan
Perbandingan bahan dengan pelarut yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 :1, 1:2, dan 1:3. Dari hasil yang didapatkan, pada perbandingan 1;3 perolehan inulin berkurang. Sedangkan
9
0
1
;2
ratio & temperatur
2 jam 4 jam 6 jam
pada perbandingan 1 : 2 perolehan inulin lebih banyak (Gambar 4.1). Berdasarkan teori, seharusnya jika rasio pelarut dengan bahan baku besar maka akan memperbesar pula jumlah senyawa yang terlarut. Akibatnya laju ekstraksi akan semakin meningkat (lansida blogspot.2011)
Inulin merupakan polimer dari senyawa fruktosa, yang secara rumuskimia merupakan bagian dari glukosa. Glukosa yang ada pada umbi jika dibiarkan berkontak dengan dapat menghasilkan senyawa berikut :
Sehingga mengurangi kandungan inulin, akibatnya inulin yang terekstrak akan berkurang walaupun dalam jumlah pelarut yang lebih banyak, yaitu pada ratio 1:3 dan suhu 900
kemungkinan juga disebabkan karena proses terekstraknya inulin dalam umbi dahlia akan maksimal pada kondisi saat ratio bahan dengan pelarut pada 1 (batasan kelarutannya).
C6H1206 mikroorganisme 2C2H5
Glukosa Etanol Karbondioksida an 1 : 2 perolehan inulin Berdasarkan jika rasio pelarut bahan baku besar maka akan memperbesar pula jumlah senyawa yang kstraksi akan semakin meningkat (lansida
Inulin merupakan polimer dari senyawa fruktosa, yang secara rumuskimia merupakan bagian dari yang ada pada umbi dengan udara dapat menghasilkan senyawa sebagai
Sehingga mengurangi kandungan inulin, akibatnya inulin yang terekstrak akan berkurang walaupun dalam jumlah pelarut yang lebih banyak, yaitu pada
0
C.Hal ini kemungkinan juga disebabkan karena proses terekstraknya inulin dalam umbi dahlia akan maksimal pada kondisi saat ratio bahan dengan pelarut pada 1 : 2
Gambar 2. Pengaruh temperatur terhadap kadar inulin pada ratio 1:2
Gambar 4.2 menunjukkan bahwa temperatur berpengaruh terhadap perolehan inulin. Pada temperatur pada perbandingan bahan dengan pelarut 1:2 memperoleh inulin lebih banyak dibandingkan temperatur 60 dan 800C serta 900C. Hal ini disebabkan karena suhu dan waktu ekstraksi terlalu tinggi menyebabkan kerusakan terhadap inulin. Menurut Yujaroenetal (2009) kelarutan zat terlarut pada partikel yang diekstraksi di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan temperatur untuk memberikan laju ekstr
lebih tinggi.Suhu ekstraksi yang tinggi menyebabkan peningkatan energi kinetik larutan sehingga difusi pelarut ke dalam sel jaringan semakin meningkat.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 60 1;2 70 1;2 80 1;2 ka d ar in u lin ( % ) Temperatur 5OH+ 2CO2 Karbondioksida
Pengaruh temperatur terhadap 1:2
ambar 4.2 menunjukkan bahwa temperatur berpengaruh terhadap Pada temperatur 70°C pada perbandingan bahan dengan pelarut 1:2 memperoleh inulin lebih banyak dibandingkan temperatur 600C C. Hal ini disebabkan suhu dan waktu ekstraksi terlalu tinggi menyebabkan kerusakan terhadap Menurut Yujaroenetal (2009) kelarutan zat terlarut pada partikel yang diekstraksi di dalam pelarut akan naik bersamaan dengan kenaikan temperatur untuk memberikan laju ekstraksi yang lebih tinggi.Suhu ekstraksi yang tinggi menyebabkan peningkatan energi kinetik larutan sehingga difusi pelarut ke dalam sel jaringan semakin meningkat.
90 1;2 2 4 6
Gambar 2. pengaruh waktu pengontakan terhadap kadar inulin
Hasil penelitian (gambar 4.3) menunjukkan bahwa waktu ekstraksi mempengaruhi perolehan kadar inulin. pada pengontakan 2 dan 4 jam perolehan kadar inulin meningkat ,dari 1 % menjadi 2,67 %. Namun pada waktu 6 jam inulin yang diperoleh cendrung menurun menjadi 1,5 %.
diperkirakan kelarutan maksimum inulin dalam air pada waktu 4 jam sudah mencapai titik jenuhnya.
Waktu ektraksi yang pendek akan memberikan hasil yang rendah sebab tidak semua bahan dapat diambil. Semakin lama waktu ekstraksi maka kesempatan berkontak semakin besa hingga hasilnya juga bertambah sampai titik jenuhnya,Susmirah (2009). 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 2 4 ka d ar in u lin % waktu pengontakan pengaruh waktu pengontakan terhadap kadar inulin
penelitian (gambar 4.3) menunjukkan bahwa waktu ekstraksi mempengaruhi perolehan kadar inulin. pada pengontakan 2 dan 4 jam perolehan dari 1 % Namun pada waktu 6 jam inulin yang diperoleh cendrung menjadi 1,5 %. Hal ini an kelarutan maksimum inulin dalam air pada waktu 4 jam sudah
Waktu ektraksi yang pendek akan memberikan hasil yang rendah sebab tidak semua bahan dapat diambil. Semakin lama waktu ekstraksi maka kesempatan berkontak semakin besar bertambah sampai titik jenuhnya,Susmirah (2009).
Hasil uji kualitatif inulin menggunakan resourchinol dapat dilihat pada gambar 4, yang menunjukkakn adanya inulin dengan adanya prubahan warna menjadi merah.
Gambar 4. Hasil Pengujian I
Kesimpulan
Kadar inulin yang terdapat pada
umbi dahlia yang berasal dari Sumatera Barat adalah 2,67%, diperoleh pada temperature 70 rasio bahan dan pelarut 1:2, dan waktu ekstraksi 4 jam
Kadar inulin yang diperoleh lebih
sedikit dari perolehan penelitian terdahulu,kondisi ini dapat terjadi karena umbi bunga dahlia yang digunakan tidak berasal dari 1 jenis warna bunga sehingga mempengaruhi perolehan kadar inulin.
6 waktu pengontakan 60 70 80 90
uji kualitatif inulin menggunakan resourchinol dapat dilihat pada gambar 4, yang menunjukkakn adanya inulin dengan adanya prubahan warna menjadi merah.
Hasil Pengujian Inulin
Kadar inulin yang terdapat pada umbi dahlia yang berasal dari Sumatera Barat adalah 2,67%, diperoleh pada temperature 70 oC, rasio bahan dan pelarut 1:2, dan
Kadar inulin yang diperoleh lebih sedikit dari perolehan penelitian terdahulu,kondisi ini dapat terjadi karena umbi bunga dahlia yang digunakan tidak berasal dari 1 jenis warna bunga sehingga mempengaruhi
Daftar Pustaka
1. Antara Sumbar. (29/11/2012).
Sumbar Berpeluang
Kembangkan Bunga Dahlia Bernilai Ekonomis
2. At Tachrirotul, M, “Inulin :
Nutrisi Bakteri Baik dan Musuh
Bakteri Patogen”,
http://attadotcom.wordpress.com, 27/04/2013
3. Kulminskaya, AA ;Arand , M ; Eneyskaya, EV; Ivanen,
DR;Shabalin , KA;
shislyannikov, SM ; saveliev, AN ; koorneva, OS; neustroev, KN. (2003). Biochemical characterization of aspergillus awamori exoinulinase : subrate binding characteristics and regioselectivity of hydrolysis. Biochimica at byophisica Acta 1650.22-29.
4. Maaruf, Yustini, dkk .2011. Penentuan Kadar RBB Pada dye-inulin Secara HPLC Melalui Pembentukan Senyawa dye-inulin. FMIPA UNP.
5. Phelps,CF (1965). The physical properties of inulin solution. Biochem.J 95:41-47.
6. Roberfroid, MB ; (2001) prebiotics : prefenrential subsrates specific germs . American journal of clinical nutrition. Vol. 73. No.2 406S – 409S
7. Rukmana, R.(2004). Dahlia Prospek Agribisnis dan Teknik Budi Daya. Yogyakarta:Kanisius
8. Yurmizar. (1989) penandaan inulin dengan radionuklida
teknesium-99m dan
biodistribusinya pada tikus skripsi FMIPA . PADANG: Universitas Andalas
9. Widyatmoko, D., “Inulin
Bunga Dahlia Cegah Kanker
Usus, http://Padangekspres.co.id,
