PROSES HIDROLISIS SELULOSA DARI KULIT ARI KEDELAI MENJADI HIDROLISAT (Kajian Konsentrasi Asam dan Waktu Hidrolisis)

(1)

1

I. PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Indonesia merupakan Negara agraris yang kaya hasil pertanian. Salah satu komoditi pertaniannya adalah kedelai. Di Indonesia kebutuhan akan kedelai sangat besar terbukti konsumsi kedelai di Indonesia mencapai 2,2 juta ton per tahun, dari jumlah itu sekitar 1,6 juta ton harus diimpor 75%. Pada tahun 2000 produksi kedelai mencapai 1.763.000 ton sedangkan pada tahun 2010 produksi kedelai mencapai 2.266.000 ton (Anonim,2010). Kebutuhan kacang kedelai cukup tinggi mengingat kedelai merupakan salah satu komoditi yang mengandung protein tinggi dan berkalsium tinggi.

Olahan biji kedelai dapat dibuat menjadi tahu, kecap, tempe, susu kedelai, tepung kedelai, minyak, biodiesel, tauco dan sebagainya. Pada akhir tahun 1996 jumlah produsen tempe tahu di Indonesia berjumlah 36.959 orang terdiri atas 26.865 anggota produsen tempe dan 10.094 anggota produsen tahu. Dari hasil proses produksi ini akan menghasilkan kulit ari yang melimpah. Seperti tercatat pada tahun1999 kulit ari di Indonesia sebanyak 1.306.253 ton, sedangkan di Jawa Barat sebanyak 85.988 ton (Anonim,2010).

(2)

2

protein 10-12 gram, abu 4-5 gram, dan lignin 3-4 gram, oleh karena itu kulit ari kedelai memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku hidrolisat.

Bahan baku untuk pembuatan hidrolisat adalah pati, misalnya tapioka, sagu, pati jagung, dan pati umbi-umbian. Hidrolisat atau sering juga disebut gula cair mengandung D-glukosa, maltosa, dan polimer D-glukosa yang dibuat melalui proses hidrolisis selulosa. Kulit ari kedelai dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku hidrolisat. Hal ini didasari oleh beberapa kelebihan hidrolisat dibandingkan sukrosa diantaranya hidrolisat tidak mengkristal seperti halnya sukrosa jika dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan hidrolisat mencapai kejenuhan 75% (Sa’id, 1992). Hidrolisat dapat dimanfaatkan untuk menaikkan kandungan glukosa, membantu menyediakan bahan baku bagi industri HFS, sebagai pengganti bahan-bahan pemanis seperti sakarin dan Na-Siklamat yang dapat membahayakan kesehatan, dapat juga menyediakanbahan baku bagi pabrik yang menyediakan alkohol.

Kulit ari kedelai mempunyai kadar selulosa yang tinggi. Selulosa ini dapat digunakan untuk membuat etanol dengan cara hidrolisa dan fermentasi. Proses hidrolisis selulosa menjadi hidrolisat dapat menggunakan katalis enzim, asam atau gabungan keduanya. Proses yang akan dilakukan disini adalah proses hidrolisis kimia dengan asam pekat seperti HCl. Dalam keadaan asam, hemiselulosa dapat terhidrolisis menjadi glukosa.

1.2 TujuanPenelitian

Tujuan penelitian pembuatan hidrolisat adalah:

(3)

3

2. Mengetahui pengaruh konsentrasi HCl terhadap sifat kimia hidrolisat 3. Mengetahui pengaruh lama hidrolisis terhadap sifat kimia hidrolisat 1.3 Hipotesis

Hipotesis penelitian pembuatan hidrolisat adalah sebagai berikut:

1. Diduga konsentrasi HCl dan lama hidrolisis berpengaruh terhadap kualitas hidrolisat dari kulit kedelai

2. Diduga adanya pengaruh konsentrasi HCl terhadap sifat kimia hidrolisat

(4)

PROSES HIDROLISIS SELULOSA DARI KULIT ARI

KEDELAI MENJADI HIDROLISAT

(Kajian Konsentrasi Asam dan Waktu Hidrolisis)

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknologi Pertanian Strata Satu (S-1) Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas

Pertanian-Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

CITRA PUSPITA DEWI NIM 07730014

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS PERTANIAN - PETERNAKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu'alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirrabbil'alamin, dengan menyebut nama Allah Yang Maha

Pengasih Dan Maha Penyayang segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat

Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis

dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “PROSES HIDROLISIS

SELULOSA DARI KULIT ARI KEDELAI MENJADI HIDROLISAT

(Kajian Konsentrasi Asam dan Waktu Hidrolisis”

Skripsi ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknologi Pertanian pada Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas

Muhammadiyah Malang.

Proses penyusunan skripsi mulai dari awal hingga saat ini tidak lepas dari

dukungan beberapa pihak, dan pada kesempatan kali ini tidak lupa penulis

sampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang selalu memberi rahmat dan nikmat-Nya kepadaku

2. Bapak Dr. Ir. Damat, MP selaku Dekan Fakultas Pertanian-Peternakan dan

Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan dengan sabar

membimbing sekaligus memberi motivasi yang besar kepada penulis

hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Sukardi, MP selaku Ketua Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan.

4. Bapak Mochammad Wachid, STP. MSc selaku Dosen Pembimbing I yang

dengan sabar membimbing sekaligus memberi motivasi yang besar kepada

(10)

viii

5. Para Dosen Jurusan ITP yang telah banyak memberikan petunjuk ilmu

selama kuliah hingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

6. Papa dan Mamaku tercinta yang senantiasa memanjatkan do'anya untukku,

yang telah memberikan kasih dan sayangnya tiada henti serta selalu

memberikan dukungan spiritual, moral maupun materi yang mendukung

penyelesaian kuliah dan penyusunan skripsi ini.

7. Kakakku yang selalu kusayangi.

8. Teman-teman ITP angkatan 2007, terimakasih atas semuanya dan semoga

kita terus menjadi saudara .

9. Keluarga besar Laboratorium ITP Bu Win dan Pak Eko terima kasih atas

bantuan, kerjasama, dan motivasinya selama ini.

10. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu dengan ikhlas

membantu dalam penyelesaian skripsi ini, saya ucapkan jazakumulloh

khoiron katsiro.

Akhirnya semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan

semua pihak yang berkepentingan terhadap hasil penelitian ini.

Wassalamu'alaikum Wr. Wb

Malang, November 2011

(11)

xi

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Pengesahan ... ii

Halaman Persetujuan Dewan Penguji ... iii

Halaman Pengesahan Pembimbing ... iv

Surat Pernyataan ... v

Riwayat Hidup ... vi

Kata Pengantar ... vii

Abstrak Indonesia ... ix

Abstrak Inggris ... x

Daftar Isi………. xi

Daftar Tabel ... xiv

Daftar Gambar ... xv

Daftar Lampiran... xvi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

1.3 Hipotesis ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Kedelai ... 4

2.1.1 Jenis Kedelai ... 5

2.1.2 Kandungan Gizi Kedelai ... 6

2.2 Kandungan Kulit Ari Kedelai ... 8

2.3 Pati ... 8

2.3.1 Hemiselulosa ... 9

2.3.2 Selulosa ... 10

2.3.3 Kegunaan Selulosa ... 11

(12)

xii

2.5 Hidrolisis Selulosa ... 14

2.6 Hidrolisat ... 14

III. METODE PENELITIAN ... 16

3.1 Tempat dan Waktu ... 16

3.2 Alat dan Bahan ... 16

3.2.1 Alat ... 16

3.2.2 Bahan ... 16

3.3 Metode Penelitian... 16

3.4 Pelaksanaan Penelitian ... 18

3.4.1 Tahap Pembuatan Tepung Kulit Ari Kedelai ... 18

3.4.2 Tahap Hidrolisis Asam... 18

3.5 Parameter Pengamatan ... 18

3.5.1 Analisa kadar Air ... 18

3.5.2 Analisa kadar Abu ... 19

3.5.3 Analisa lemak ... 19

3.5.4 Analisa protein ... 20

3.5.5 Penentuan kadar gula total ... 21

3.5.6 Penentuan kadar gula reduksi ... 21

3.5.7 Penentuan glukosa ... 22

3.5.8 Penentuan zat padatan terlarut ... 23

3.6 Analisa Data ... 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

4.2 Analisa Kimia ... 29

4.2.1 Kadar Glukosa ... 29

4.2.2 Kadar Gula Total ... 30

4.2.3 Kadar GulaReduksi ... 32

(13)

xiii

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 40

5.1 Kesimpulan ... 40

5.2 Saran ... 40

VI. DAFTAR PUSTAKA ... 41

(14)

xiv

DAFTAR TABEL Nomor Teks Halaman

1. Kandungan Nutrisi Kacang Kedelai Mentah ... 6

2. Komposisi Kimia Kulit Kacang Kedelai ... 8

3. Matrix Kombinasi Konsentrasi HCl dan Lama Hidrolisis ... 17

4. Hasil Analisa Kandungan Tepung Kulit Ari Kedelai ... 27

5. Kandungan Kulit Ari Kedelai ... 27

6. Rerata Kadar Glukosa Hidrolisat ... 30

7. Rerata Kadar Gula Total Hidrolisat ... 32

8. Rerata Kadar Gula Reduksi Hidrolisat ... 34

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR Nomor Teks Halaman

1. Struktur Selulosa ... 11

2. Diagram alir Pembuatan Tepung Kulit Ari Kedelai... 24

(16)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Teks Halaman

1. Anova Analisa Ragam Glukosa Hidrolisat Akibat Perlakuan Konsentrasi HCI dan Lama Hidrolisis ... 43

2. Anova Analisa Ragam Gula Reduksi Hidrolisat Akibat Perlakuan

Konsentrasi HCI dan Lama Hidrolisis ... 43

3. Anova Analisa Ragam Gula Total Hidrolisat Akibat Perlakuan

4. Anova Analisa Ragam ZPT Hidrolisat Akibat Perlakuan Konsentrasi HCI dan Lama Hidrolisis ... 44

(17)

42

MJ.Taherzadeh, K. Karimi, 2007."Acid-based hydrolysis processes for ethanol from lignocellulosic materials: A review", BioResources, 2(3), 472-499, 2007

Muchtadi, D, 1992. Petunjuk Laboratorium Fisiologi Pasca Panen Buah-buahan dan Sayur-sayuran. Bogor: PAU Pangan dan Gizi IPB

Muchtadi, 2008. Metode Kimia Biokimia dan Biologi dalam Evaluasi Nilai Gizi Bahan Pangan Olahan. IPB Press. Bogor

Mullin, W. John, and WeiliXu, 2001 Study of Soybean Seed Coat Components and Their Relationship to Water Absorption J.Agric. Food Chem, 49:5331-5335

Murni, R, Suparjo, Akmal, BL.Ginting, 2008. Buku Ajar Teknologi pemanfaattan Limbah / Pakan. Lab.Makanan ternak Fakultas peternakan. Universitas jember. Jember

Riana, 2005. KacangKedelai. http://www.asiamaya.com nutrients/ kedelai.htm. 30 Maret 2005. Diakses tanggal 1 Juni 2011

Richana, N, 2006. Gula dari Kasava. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen. Badan Litbang Pertanian. Jakarta

Rukmana, 1996. Kedelai Budidaya dan Pasca Panen. Kanisius. Jakarta

Sa’id, G, 1992. Biokonversi Penerapan Teknologi Fermentasi. Widyatama Sarana Perkasa. Jakarta

Sukardi,2007. Petunjuk Praktikum Analisa Pangan. Lab. THP UMM. Malang

Suliantri, R.W.P., 1990, Teknologi Fermentasi Umbi-umbian dan Biji-bijian. Pangan dan Gizi, IPB

Suprapto, 2001. Bertanam Kedelai. Jakarta: Penebar Swadaya

Surayya L, Eka P, 2008. Konversi pati Ganyong (Canna edulis ker.) Menjadi Bioetanol melalui Hidrolisis Asam dan Fermentasi. UIN Syarif Hidayatullah. Tangerang

Trowell H, Burkitt, Cleave, and Campbell, 1985.Dietary Fiber, Fiber-Depleted Foods and Disease. Academic Press, London.

Uransyah, 2011. http://www.deptan.go.id/bpsdm/bbpp-binuang/index. Diakses tanggal 28 Juli 2011.

(18)

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu'alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirrabbil'alamin, dengan menyebut nama Allah Yang Maha

Pengasih Dan Maha Penyayang segala puji dan syukur kami panjatkan kehadirat

Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis

dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “PROSES HIDROLISIS

SELULOSA DARI KULIT ARI KEDELAI MENJADI HIDROLISAT

(Kajian Konsentrasi Asam dan Waktu Hidrolisis”

Skripsi ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknologi Pertanian pada Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas

Muhammadiyah Malang.

Proses penyusunan skripsi mulai dari awal hingga saat ini tidak lepas dari

dukungan beberapa pihak, dan pada kesempatan kali ini tidak lupa penulis

sampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang selalu memberi rahmat dan nikmat-Nya kepadaku

2. Bapak Dr. Ir. Damat, MP selaku Dekan Fakultas Pertanian-Peternakan dan

Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan dengan sabar

membimbing sekaligus memberi motivasi yang besar kepada penulis

hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Sukardi, MP selaku Ketua Jurusan Ilmu dan Teknologi Pangan.

4. Bapak Mochammad Wachid, STP. MSc selaku Dosen Pembimbing I yang

dengan sabar membimbing sekaligus memberi motivasi yang besar kepada

(19)

viii

5. Para Dosen Jurusan ITP yang telah banyak memberikan petunjuk ilmu

selama kuliah hingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

6. Papa dan Mamaku tercinta yang senantiasa memanjatkan do'anya untukku,

yang telah memberikan kasih dan sayangnya tiada henti serta selalu

memberikan dukungan spiritual, moral maupun materi yang mendukung

penyelesaian kuliah dan penyusunan skripsi ini.

7. Kakakku yang selalu kusayangi.

8. Teman-teman ITP angkatan 2007, terimakasih atas semuanya dan semoga

kita terus menjadi saudara .

9. Keluarga besar Laboratorium ITP Bu Win dan Pak Eko terima kasih atas

bantuan, kerjasama, dan motivasinya selama ini.

10. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu dengan ikhlas

membantu dalam penyelesaian skripsi ini, saya ucapkan jazakumulloh

khoiron katsiro.

Akhirnya semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan

semua pihak yang berkepentingan terhadap hasil penelitian ini.

Wassalamu'alaikum Wr. Wb

Malang, November 2011

(20)

xi

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Pengesahan ... ii

Halaman Persetujuan Dewan Penguji ... iii

Halaman Pengesahan Pembimbing ... iv

Surat Pernyataan ... v

Riwayat Hidup ... vi

Kata Pengantar ... vii

Abstrak Indonesia ... ix

Abstrak Inggris ... x

Daftar Isi………. xi

Daftar Tabel ... xiv

Daftar Gambar ... xv

Daftar Lampiran... xvi

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

1.3 Hipotesis ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Kedelai ... 4

2.1.1 Jenis Kedelai ... 5

2.1.2 Kandungan Gizi Kedelai ... 6

2.2 Kandungan Kulit Ari Kedelai ... 8

2.3 Pati ... 8

2.3.1 Hemiselulosa ... 9

2.3.2 Selulosa ... 10

2.3.3 Kegunaan Selulosa ... 11

(21)

xii

2.6 Hidrolisat ... 14

III. METODE PENELITIAN ... 16

3.1 Tempat dan Waktu ... 16

3.2 Alat dan Bahan ... 16

3.2.1 Alat ... 16

3.2.2 Bahan ... 16

3.3 Metode Penelitian... 16

3.4 Pelaksanaan Penelitian ... 18

3.4.1 Tahap Pembuatan Tepung Kulit Ari Kedelai ... 18

3.4.2 Tahap Hidrolisis Asam... 18

3.5 Parameter Pengamatan ... 18

3.5.1 Analisa kadar Air ... 18

3.5.2 Analisa kadar Abu ... 19

3.5.3 Analisa lemak ... 19

3.5.4 Analisa protein ... 20

3.5.5 Penentuan kadar gula total ... 21

3.5.6 Penentuan kadar gula reduksi ... 21

3.5.7 Penentuan glukosa ... 22

3.5.8 Penentuan zat padatan terlarut ... 23

3.6 Analisa Data ... 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

4.2 Analisa Kimia ... 29

4.2.1 Kadar Glukosa ... 29

4.2.2 Kadar Gula Total ... 30

4.2.3 Kadar GulaReduksi ... 32

(22)

xiii

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 40

5.1 Kesimpulan ... 40

5.2 Saran ... 40

VI. DAFTAR PUSTAKA ... 41

(23)

xiv

DAFTAR TABEL Nomor Teks Halaman

1. Kandungan Nutrisi Kacang Kedelai Mentah ... 6

2. Komposisi Kimia Kulit Kacang Kedelai ... 8

3. Matrix Kombinasi Konsentrasi HCl dan Lama Hidrolisis ... 17

4. Hasil Analisa Kandungan Tepung Kulit Ari Kedelai ... 27

5. Kandungan Kulit Ari Kedelai ... 27

6. Rerata Kadar Glukosa Hidrolisat ... 30

7. Rerata Kadar Gula Total Hidrolisat ... 32

8. Rerata Kadar Gula Reduksi Hidrolisat ... 34

(24)

xv

DAFTAR GAMBAR Nomor Teks Halaman

1. Struktur Selulosa ... 11

2. Diagram alir Pembuatan Tepung Kulit Ari Kedelai... 24

(25)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Teks Halaman

1. Anova Analisa Ragam Glukosa Hidrolisat Akibat Perlakuan Konsentrasi HCI dan Lama Hidrolisis ... 43

2. Anova Analisa Ragam Gula Reduksi Hidrolisat Akibat Perlakuan

3. Anova Analisa Ragam Gula Total Hidrolisat Akibat Perlakuan

4. Anova Analisa Ragam ZPT Hidrolisat Akibat Perlakuan Konsentrasi HCI dan Lama Hidrolisis ... 44

(26)

41

DAFTAR PUSTAKA

Afriansyah, 2000. Tempe Dapat Hambat Kanker Prostat.

http://www.kompas.com/kompas- cetak/0004/02/iptek/temp.21.htm. 19 Juli 2004. diakses tanggal 1 Juni 2010.

Anonim, 2010. Produksi Kedelai. Diakses http://www.republika online.com pada tanggal 20 Juni 2011

Anonim, 2010. Produksi Kulit Ari Kedelai. Diakses http://id.wikipedia.org/wiki/ pada tanggal 20 Juni 2011

Apit R, 2005. Komposisi Kimia Kedelai. www.ebookbeta.com/komposisi kimia kedelai. Diakses tanggal 19 November 2010.

Apriantono, A.D. Fardiaz, N.L. Puspitasari, Sedarnawati, dan S. Budiyanto, 1989. Petunjuk Laboraturium Analisis Pangan. Bogor: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal pendidikan Tinggi, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor

Apriyantono, A.D.Ferdiaz, N.L. Puspitasari, Yasni S, dan S. Budiyanto,1989. Analisa Pangan. IPB-Press. Bogor

C.N. Hamelinck, A.P.C. Faaij, 2006. Production of advanced biofuels. International Sugar Journal, Volume 108, Issue 1287, March 2006, Pages 168-175

Hermanianto, J, Damardjati, 1997. Proses ekstruksi untuk pengolahan hasil samping penggilingan Padi (menir) Prosiding Seminar Teknologi Pangan IPB

Honestin, T, 2007. Karakterisasi Sifat Fisikokimia Tepung. Skripsi Departemen Teknologi Pangan dan Gizi. IPB Bogor

Kusnandar, F, 2010. Kimia Pangan Komponen Makro. PT. Dian Rakyat. Jakarta

Levine, SE, Weaver CM, and Kirleis AW, 1982. Accumulation of selected trace elements in hydroponically grown soybeans and distribution of the elements in processed soybean fractions. J food Sei;47;1283-1287

Mayasari, Tri S, 2007. Pengaruh Lama Hidrolisa dan Konsentrasi Asam terhadap Rendemen dan Mutu Sirup Glukosa dari Pati Pisang Kepok. Usu repository. Sumatera Utara

(27)