Pengaruh Konsentrasi HCl dan Waktu Hidrolisis Pada Pembuatan Sirup Glukosa Dari Biji Durian

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Suatu fakta yang sangat penting tentang gula belakangan ini adalah

harganya yang melambung terus. Kebutuhan gula Indonesia mencapai 3,3 juta

ton/tahun, sementara produksi dalam negeri hanya mencapai 1,7 juta ton atau

51,5% dari kebutuhan nasional. Pada tahun 2006 kebutuhan gula Indonesia

mencapai 3,8 juta ton sedangkan produksi gulanya hanya sekitar 2,6 juta ton,

sehingga impor gula merupakan salah satu alternaif. Ironisnya, harga gula impor

lebih murah dibandingkan dengan gula dalam negeri.

Untuk mengurangi impor gula maka produksi gula dalam negeri harus

terus dipacu, disamping mencari alternatif bahan pemanis lain yang dijadikan

sebagai subtitusi gula. Karena gula merupakan salah satu faktor yang penting

dalam kebutuhan pokok masyarakat terutama sebagai bahan pemanis.

Pemanfaatan gula selain dijadikan untuk konsumsi secara langsung oleh

konsumen sebagai bahan pemanis atau pun bahan tambahan, juga gula sangat

berperan penting dalam industri makanan dan minuman.

Gula alternatif yang sekarang digunakan antara lain : gula siklamat dan

stearin yang merupakan gula sintetis, serta gula dari pati seperti sirup glukosa,

fruktosa, maltosa, manitol, sorbitol, dan xilitol. Gula dari pati mempunyai

kemanisan yang sama dengan gula tebu (sukrosa) bahkan ada yang lebih manis.

Gula tersebut dibuat dari bahan berpati seperti ubi kayu, sagu, ubi jalar, dan

tanaman umbi-umbi lainnya. Diantara gula pati tersebut sirup glukosa dan

fruktosa yang mempunyai prospek paling baik untuk mensubtitusi gula pasir.

Industri makanan dan minuman saat ini memiliki kecenderungan

menggunakan sirup glukosa sebagai bahan pemanis atau bahan tambahan. Hal ini

disebabkan oleh keunggulan sirup glukosa dibandingkan dengan gula lainnya

(sukrosa) diantaranya sirup glukosa tidak mengkristal seperti halnya suksrosa jika

dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan

sirup glukosa mencapai kejenuhan 75%. Sirup glukosa merupakan suatu

larutan yang diperoleh dari pati atau sumber karbohidrat lain melalui hidrolisa

2

dan kental dengan komponen utamanya glukosa, yang diperoleh dari hidrolisis

pati dengan cara kimia atau enzimatik. Zat pati yang dapat dihidrolisis berasal dari

bahan yang mengandung pati seperti sagu, jagung, ubi kayu, ubi jalar, gandum

serta tanaman umbi-umbian lainnya. Salah satu tanaman pati yang sangat

berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan sirup glukosa adalah

pati ubi jalar. Menurut Richana (2009), kadar pati dan gula reduksi cukup tinggi

yaitu 8-29% dan 0,5-2,5%, maka ubi jalar dapat digunakan sebagai bahan baku

pembuatan sirup. Sekitar setengah dari produksi ubi jalar di Jepang digunakan

untuk pembuatan pati yang dimanfaatkan oleh industri tekstil, kosmetik, kertas,

dan sirup glukosa [30].

Sirup glukosa atau sering juga disebut sebagai gula cair mengandung

D-glukosa, maltosa, dan polimer D-glukosa yang dibuat melalui proses hidrolisis

pati. Proses hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati

menjadi unit-unit monosakrida. Proses hidrolisis pati menjadi sirup glukosa dapat

menggunakan katalis asam, enzim, atau gabungan keduanya pada waktu, suhu dan

pH tertentu [19].

Hidrolisis pati dengan menggunakan katalis asam, molekul pati akan

dipecah secara acak oleh asam dan gula yang dihasilkan sebagian besar

merupakan gula pereduksi. Pada hidrolisis pati menggunakan katalis enzim,

molekul pati akan dipecah atau diputus oleh enzim secara spesifik pada

percabangan tertentu. Menurut Judoamidjojo (1992), hidrolisis pati secara asam

hanya akan mendapatkan sirup glukosa dengan dektrosa equivalen (DE) sebesar

55. Sedangkan hidrolisis pati secara enzimatis akan mendapatkan sirup glukosa

dengan DE lebih dari 95%. Kelemahan dari hidrolisis pati secara asam antara lain

yaitu diperlukan peralatan yang tahan korosi, menghasilkan sakarida dengan

spektra-spektra tertentu saja karena katalis asam menghidrolisa secara acak. Jika

nilai ekuivalen dekstrosa ditingkatkan, selain terjadi degradasi karbohidrat, juga

terjadi rekombinasi produk degradasi yang dapat berpengaruh terhadap warna,

rasa pada sirup glukosa yang dihasilkan. Sedangkan penggunaan enzim dapat

mencegah terjadinya reaksi sampingan karena sifat enzim yang sangat spesifik

sehingga dapat mempertahankan flavor dan aroma bahan dasar.

Produk hasil hidrolisis pati sangat banyak digunakan dan diterapkan dalam

penggunaan pati pada produk-produk pengolahan hasil pangan. Proses hidrolisa

pati menggunakan asam maupun enzim adalah proses yang umum digunakan

untuk mengubah pati menjadi molekul yang lebih kecil lagi bahkan hingga

mengubah pati menjadi gula sederhana. Masing-masing proses hidrolisa baik

menggunakan asam maupun enzim memiliki kelebihan dan kekurangan

masing-masing. Berikut perbandingan antara hidrolisis asam dan enzim [40].

Tabel 1.1 Perbandingan Hidrolisis Asam dan Enzim [40]

No Variabel Pembanding Hidrolisis

Asam

Hidrolisis Enzim 1. Kondisi Hidrolisi yang lunak (mild) Tidak Ya

2. Hasil hidrolisis yang tinggi Tidak Ya

3. Penghambatan produk selama

hidrolisis

Tidak Ya

4. Pembentukan produk samping yang

menghambat

Ya Tidak

5. Katalis yang murah Ya Tidak

Dari data tabel diatas untuk mendapatkan hasil kadar glukosa yang optimal

yaitu dengan menggunakan katalis enzim tetapi karena harganya yang mahal

4

Peneliti terdahulu juga telah meneliti tentang proses hidrolisa pati dengan

menggunakan katalis diantaranya:

Tabel 1.2 Penelitian Hidrolisis Pati Atau Karbohidrat Dengan Asam dan Enzim

Dari tabel 1.2 di atas dalam proses hidrolisis pati menjadi glukosa banyak

peneliti menggunakan asam sebagai katalis khususnya asam klorida (HCl). Dari

data tersebut dapat disimpulkan bahwa HCl merupakan jenis asam yang cukup

baik digunakan dalam hidrolisis karbohidrat atau pati. Pada tabel diatas juga dapat

dilihat bahwa bahan baku yang digunakan umumnya adalah bahan baku berpati

atau mengandung karbohidrat, seperti halnya biji durian. Tetapi pada peneliti

terdahulu belum dianalisa kandungan dan kadar dari sirup glukosa yang

dihasilkan.

Alasan penulis juga menggunakan biji durian sebagai bahan baku dalam

pembuatan sirup gula karena biji durian merupakan salah satu sumber pati yang

mudah diperoleh dan terus menerus dikembangkan. Pati merupakan senyawa

karbohidrat yang komplek yang dapat diubah menjadi alkohol. Menurut Dewati

(2003) [10] biji durian mengandung kadar amilum yang cukup tinggi yakni

sebesar 43,6 % dari bobot totalnya. Amilum yang berbentuk polisakarida dapat

dihidrolisis menjadi glukosa dalam kadar yang tinggi melalui pemanasan. Selain

itu, biji durian merupakan hasil samping dari buah durian itu sendiri yang belum

dimanfaatkan secara maksimal.

Dari latar belakang yang ada, maka dalam penelitian ini akan dilakukan

pengamatan mengenai pengaruh variasi konsentrasi asam (HCl) dan waktu

hidrolisis biji durian terhadap kadar glukosa yang diperoleh.

6. Hidrolisa asam sagu

Asam HCl Konsentrasi HCl = 0,1 M

Asam HCl Konsentrasi HCl = 37%

6

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah pada penelitian yang dilakukan adalah:

1) Bagaimana pengaruh konsentrasi HCl terhadap kadar glukosa yang

dihasilkan pada proses hidrolisis tepung biji durian.

2) Bagaimana pengaruh lama waktu hidrolisis terhadap kadar glukosa

yang dihasilkan.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan penelitian yang dilakukan adalah untuk:

1) Membuat sirup glukosa dari tepung biji durian melalui tahapan hidrolisis asam.

2) Untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi HCl pada saat

hidrolisis dengan bahan baku tepung biji durian yang digunakan.

3) Untuk mengetahui pengaruh lama waktu hidrolisis terhadap kadar

glukosa yang dihasilkan.

1.4MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini diharapkan dapat:

1) Memberikan informasi khususnya kepada masyarakat tentang

bagaimana kualitas sirup glukosa yang dihasilkan dari proses

hidrolisis biji durian.

2) Menjadi salah satu solusi dalam penanganan limbah biji durian yang

selama ini hanya dibuang begitu saja khususnya di wilayah Sumatera

Utara.

3) Menjadikan limbah biji durian lebih bernilai ekonomis.

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Adapun ruang lungkup dalam penelitian ini adalah:

a. Sirup gula yang ingin dihasilkan adalah sirup glukosa

b. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik Kimia,

Fakutas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan

c. Bahan-bahan yang digunakan antara lain:

1. Biji durian sebagai bahan baku

2. Asam klorida (HCl) sebagai katalis

d. Proses pembuatan sirup glukosa

Proses pembuatan sirup glukosa dilakukan dengan hidrolisis asam

e. Metode analisa sirup glukosa

Metode analisa sirup glukosa adalah metode luff shcroll

f. Variabel yang digunakan

1. Waktu hidrolisis 30, 45, 60 menit

2. Konsentrasi larutan HCl 0,5;0,75;1 M

g. Parameter yang diamati:

1. Kadar gula (glukosa)

2. Kadar Air

3. Kadar abu