BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Ubi Jalar
a b c
d e f
Gambar 1. Gambar tanaman ubi jalar a (putih), b (kuning), c (ungu) dan gambar umbi ubi jalar d (putih), e (kuning), f (ungu) (Sarwono, 2005).
Taksonomi tanaman ubi jalar diklasifikasikan sebagai berikut: Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Convolvulales Famili : Convolvulaceae Genus : Ipomoea
Species : Ipomoea batatas (L.) L. (Backer dan Brink, 1965).
Ubi jalar merupakan sumber karbohidrat dan sumber kalori (energi) yang cukup tinggi. Kandungan karbohidrat ubi jalar menduduki peringkat keempat setelah padi, jagung, dan ubi kayu. Ubi jalar juga merupakan sumber vitamin dan mineral sehingga cukup baik untuk memenuhi gizi dan kesehatan masyarakat. Vitamin yang terkandung dalam ubi jalar adalah vitamin A (beta karoten), vitamin C, thiamin (vitamin B1), dan riboflavin (vitamin B2). Sedangkan mineral yang terkandung dalam ubi jalar adalah zat besi (Fe), fosfor (P), kalsium (Ca) dan natrium (Na). Kandungan gizi lainnya yang terkandung dalam ubi jalar adalah protein, lemak, serat kasar, dan kalori. Keistimewaan ubi jalar dalam hal kandungan gizi terletak pada kandungan beta karoten yang cukup tinggi dibanding dengan tanaman pangan lainnya. Kandungan beta karoten ubi jalar mencapai 7100 lu. Dengan demikian sangat baik untuk mengatasi dan mencegah penyakit mata (Ashrie, 2009).
B. Hidrolisis Pati
Pati merupakan polimer dari glukosa atau maltosa. Unit terkecil dari rantai pati adalah α -D-glukosa yang merupakan hasil fotosintesis di dalam organ tumbuhan yang mengandung klorofil. Pati terdiri atas dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan α-(1,4)-D-glikosidik sedangkan amilopektin mempunyai struktur bercabang dengan ikatan
α-(1,6)-D-glikosidik sebanyak 4,5% dari berat total (Yap, 1989).
Tabel 1 Perbedaan sifat pati amilosa dan amilopektin (Yap, 1989)
Sifat-sifat Amilosa Amilopektin
1. Struktur Tidak bercabang Bercabang
2. Panjang rantai 103 unit glukosa 20-25 unit glukosa 3. Derajat polimerisasi 103 104-105
4. Reaksi dengan iodium Berwarna biru Berwarna merah atau ungu
5. λ maks (nm) 660 530-550
6. Kestabilan dalam larutan Tidak stabil Stabil 7. Konversi menjadi maltosa 110x, 70xx, 100xxx 90x, 55xx, 75xxx
gelatinisa butir-but kekentala dalam air diaduk ak Ketera Pr unit-uni berbaga (Yap, 198 Bila pati d asi tercapai. ir pati akan annya menin r. Bila suhu kan memper angan : A. Am B. Am a. Ik b. Ik rinsip dari h it glukosa ai metode, m xx = d xxx = d 89). dipanaskan d Pada suhu n mengemb ngkat. Oleh semakin tin rcepat terjadi milosa, menun milopektin, m katan 1,4 gliko katan 1,6 gliko hidrolisis pa (C6H12O6). misalnya seca dengan enzim dengan ”deb dalam air, pa u gelatinisasi ang. Pada karena itu, nggi, daya se inya gelatini Gambar (M njukkan struk menunjukkan osidik osidik (pada p
ati pada dasa Pemutusan ara enzimati m β-amilase ranching enz ati tersebut t i, ikatan-ika keadaan ini , ubi jalar ju erap terhada isasi (Yap, 1 r 2. Struktu Murray, 2009 ktur gelung he tempat caban percabangan) arnya adalah rantai poli is, kimiawi, zyme” dan β tidak menga atan kimia d i granula-gr uga akan m ap air semak 1989). ur pati. 9) eliks ng pada atom h pemutusan imer terseb ataupun kom β-amilase alami peruba dari pati me ranula akan mengembang kin besar. Pe C nomor 1-6 n rantai polim ut dapat di mbinasi ked ahan sampai enjadi lemah pecah sehi bila dipana emanasan de mer pati me ilakukan de duanya. Hidr suhu h dan ingga askan engan enjadi engan rolisis
secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dibandingkan hidrolisis secara kimiawi dan fisik dalam hal spesifitas pemutusan rantai polimer pati. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai polimer secara acak, sedangkan hidrolisis secara enzimatis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu (Musanif, 2008).
C. Etanol
Etanol atau aethanolum atau alkohol adalah campuran etilalkohol dan air. Mengandung tidak kurang dari 94,7% v/v atau 92,0% dan tidak lebih dari 95,2% v/v atau 92,7% C2H6O. Pemerian, cairan tidak berwarna, jernih, mudah menguap, dan mudah bergerak; bau khas; rasa panas. Mudah terbakar dengan memberikan nyala biru yang tidak berasap. Kelarutan, sangat mudah larut dalam air, dalam kloroform P dan dalam eter P (Anonim, 1995).
Etanol mempunyai bobot jenis sebesar 0,8119 sampai 0,8139. Etanol harus disimpan dalam wadah tertutup rapat, terlindung dari cahaya, di tempat sejuk, dan jauh dari nyala api. Khasiat dan penggunaannya adalah sebagai zat tambahan (Anonim, 1995).
D. Ragi
Ragi (yeast) atau khamir yaitu bentuk fungi berupa sel tunggal dengan pembelahan sel melalui pertunasan (Fardiaz, 1992). Sel khamir mempunyai ukuran bervariasi, yaitu dengan panjang 1-5μm sampai 20-50 μm, dan lebar 1-10μm. Bentuk sel khamir bermacam-macam, yaitu bulat, oval, silinder, pseudomiselium dan sebagainya (Fardiaz, 1992).
Saccharomyces cereviseae merupakan mikroba yang paling banyak digunakan pada
fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi, dan tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4-32ºC (Kartika, et al., 1992). Saccharomyces cereviseae merupakan yeast yang termasuk dalam kelas
Hemiascomycetes, ordo Endomycetales, famili Saccharomycetaceae, sub famili
Saccharoycoidae, dan genus Saccharomyces (Frazier dan Westhoff, 1978). Saccharomyces
cereviseae merupakan organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis dan disebut
sebagai jasad sakarolitik, yaitu jasad yang menggunakan gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme (Alexopoulus dan Mims, 1979).
E. Fermentasi
Fermentasi adalah proses peruraian gula menjadi alkohol dan karbon dioksida yang disebabkan aktivitas sel-sel khamir (Sa’id, 1987). Penguraian gula dilakukan oleh sel-sel khamir yang tumbuh dan berkembang biak dalam cairan fermentasi tanpa suplai udara (anaerobik). Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu dengan tujuan mengubah sifat bahan agar dihasilkan suatu yang bermanfaat (Widayati dan Widalestari, 1996). Adenosin Tri Phosphat (ATP) diperlukan oleh khamir sebagai cadangan energi agar ia mampu bertahan hidup selama proses fermentasi (Sa’id, 1987).
Persamaan Reaksi Kimia
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Lehninger, 1982).
Dijabarkan sebagai
Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) + 2 Adenosin Diphosphat + 2 ion phosphat→ Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)
Melalui fermentasi, 1 molekul gula akan menghasilkan 2 molekul etanol dan 2 molekul karbon dioksida melalui jalur glikolisis yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi anaerobik pada sebagian besar organisme (Sa’id, 1987).
Pemecahan karbohidrat secara anaerob untuk menghasilkan energi memberi cara yang paling sederhana untuk menurunkan derajat molekul gula. Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme karbohidrat untuk menghasilkan energi (Widia, 2001). Reaksi glikolisis seluruhnya adalah :
O NADH NAD+ O
C6H12O6 CH3-C-COOH CH3-CH-C-OH
(Wirahadikusumah, 1985).
Anaerob Laktat dehidrogenase Glikolisis
Piruvat
lain. T reaksi (Wirah (Lehning titik bebe (Wir Sebali asam terjadi Rangk Tahap-tahap i enzimatik hadikusuma ger, 1982). Piruvat d cabang me erapa tahap r rahadikusum Penambah iknya, reaks amino ke da inya oksaloa kaian jalur i dalam jalur k terakhir, ah, 1985). D-glukos dapat menga etabolisme k reaksi. Gam mah, 1985). an gugus si perubahan alam jalur m asetat dari pi ni paling um r ini pada h yang meng sa alami berbag karbohidrat. mbar 3. Jalu amino akan n alanina me metabolisme iruvat. ferm mum berhub hakikatnya s ghasilkan e E gai jalur rea
Sebagian d ur metaboli n mendoron enjadi piruva karbohidrat mentasi bungan deng sama dengan etanol dan Etanol aksi yang b dari jalur te isme piruva ng pembent at merupaka . Adanya CO
gan ragi dan n glikolisis k CO2 seba berbeda sehi ersebut berl t. tukan alani an salah satu O2 yang ber mikroorgan kecuali pada agai hasil ingga merup langsung de na dan pir u jalan masu rlebih mendo nisme a dua akhir pakan engan ruvat. uknya orong
Reaksi bolak-balik piruvat-laktat, seperti telah dibahas sebelumnya, merupakan jalur titik akhir sintesis laktat. Metabolisme laktat berlangsung dengan terlebih dahulu mengubahnya kembali menjadi piruvat. Dalam keadaan normal, bila jumlah persediaan oksigen dalam jaringan otot cukup banyak piruvat tidak dirubah menjadi laktat melainkan didekarboksilasi menjadi asetilkoenzim-A. melalui jalur metabolisme glukoneogenesis, piruvat dapat diubah menjadi glukosa atau glikogen (Wirahadikusumah, 1985).
Proses dekarboksilasi piruvat dapat berlangsung dengan dua cara, bergantung pada jasadnya. Di dalam sel ragi, piruvat didekarboksilasi dengan mekanisme yang sederhana menjadi asetaldehida yang kemudian diubah menjadi etanol. Reaksi ini merupakan dasar fermentasi alkohol.
O O NADH NAD+
CH3-C-COOH CH3-C-H CH3-CH2OH
(Wirahadikusumah, 1985)
F. Spektrofotometri Ultraviolet (UV) dan Sinar Tampak (Visibel)
Spektroskopi adalah studi mengenai interaksi energi cahaya dengan materi. Konsentrasi larutan berwarna diukur dengan melihat absorbansi sinar. Konsentrasi larutan dalam daerah tampak dapat ditentukan dengan tiga teknik, kolorimetri atau kolorimetri visual, fotometri, dan spektrofotometri. Teknik spektrofotometri dapat digunakan untuk mengukur absorbansi dalam daerah tampak dan ultraviolet (Khopkar, 2005).
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau cahaya yang diabsorbansi (Khopkar, 2005).
CO2
Spektrofotometer UV-Visibel memanfaatkan sinar panjang gelombang 100-400 nm untuk daerah sinar ultraviolet dan 400-800 nm untuk daerah sinar tampak.
Gambar 4. Instrumentasi spektrofotometer (Sastrohamidjojo, 2001).
Komponen-komponen pokok spektrofotometer meliputi : 1. Sumber tenaga radiasi yang stabil
2. Sistem yang terdiri atas lensa-lensa, cermin, celah-celah, dan lain-lain 3. Monokromator untuk mengubah radiasi menjadi komponen tunggal 4. Tempat cuplikan yang transparan
5. Detektor radiasi yang dihubungkan dengan sistem meter atau pencatat (Sastrohamidjojo, 2001).
G. Validasi Metode Analisis
Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya (Harmita, 2004).
Beberapa parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam validasi metode analisis antara lain :
1. Kecermatan (Accuracy)
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit sebenarnya. Kecermatan dinyatakan dengan persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004).
2. Keseksamaan (Precision)
Keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji Sumber radiasi Monokro- mator Sel penyerap Detektor Pencatat
individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran homogen (Harmita, 2004).
3. Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batas deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi dan masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blanko. Batas deteksi merupakan parameter uji batas. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renik dan diartikan sebagai kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama (Harmita, 2004).
H. Penetapan Kadar Etanol
Penetapan kadar etanol dilakukan dengan metode Spektrofotometri UV-Vis dengan cawan conway. Dikromat dalam suasana asam mengoksidasi etanol menjadi asetat.
2K2Cr2O7+8H2SO4+3C2H5OH→2K2SO4+2Cr2[SO4]3+3CH3COOH+11H2O
Berkurangnya warna dikromat sebanding dengan jumlah etanol yang terdapat di dalam larutan (Widia, 2001).
Pereaksi :
1. Larutan dikromat asam 2. Larutan Na2CO3 20%
3. Larutan standar etanol 0,5 g/dL Alat :
1. Cawan conway dan penutupnya 2. Spektrofotometer UV-Vis (Widia, 2001).
Perhitungan ൌCu=Ab-Au Ab-As×Cs Keterangan :
Cu : Konsentrasi larutan uji Ab : Absorbansi blanko Au : Absorbansi uji As : Absorbansi standar
Cs : Konsentrasi standar (Stolman, 1960).
