Pemurnian Inulin Dari Umbi Dahlia (Dahlia spp.l) Dengan Proses Rekristalisasi

Pemurnian Inulin Dari Umbi Dahlia (Dahlia spp.L)

Dengan Proses Rekristalisasi

Astri Ramadani, Mega Ratna Sari, Munas Martynis, Reni Desmiarti Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta

Jl. Gajah Mada No.19, Olo Nanggalo Padang-25143 astriramadani7_starry@yahoo.com

Abstrak

Di Sumatera Barat, bunga Dahlia (Dahlia spp.L) 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 senyawa polimer fruktosa, mengandung serat makanan tinggi dan bermanfaat bagi kesehatan tubuh. Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan rendemen inulin murni dengan melakukan proses rekristalisasi menggunakan pelarut etanol-air. Data penelitian diperoleh dengan memvariasikan rasio pelarut etanol-air, ataupun campurannya (1:1,1:2 dan 1:3). Sampel yang digunakan adalah umbi bunga Dahlia yang diambil dari kota Bukittinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah perolehan inulin terbanyak yaitu 90 % pada temperatur 60 ˚C, rasio sampel dengan pelarut etanol dan waktu rekristalisasi selama 48 jam.

Kata kunci: inulin, umbi bunga Dahlia, rekristalisasi

Abstract

Dahlia flower (Dahlia spp.L) is one of the famous tourist flowers in West Sumatera, Indonesia, because of its very beautiful, colorful and charming. This plant was breeding by the tuber, which is the Dahlia tuber have high value regarding to its inulins 69 - 75%. Inulin is polymer of fructose, have high-fiber food and beneficial for health. The purpose of this research is finding the maximal rendemen of inulin by the ethanol-air recristalisation of Dahlia tuber. The data was taken by ratio of sample with solvent variations. The samples are used Dahlia flower tubers from Bukittinggi. The result shown the best quantity of tuber recristalisation was 90 % in temperature of 60˚C, by ratio of sample with solvent ethanol and 48 hours precipitation time.

BAB 1. Pendahuluan

Sejak dicanangkan kota Bukittinggi menjadi The City Of Dahlia, maka sejumlah kawasan di Bukittinggi telah menjadi taman bunga Dahlia, diantaranya Biaro, Jam Gadang dan museum Bung Hatta. Bunga ini tidak hanya digunakan untuk tanaman hias, tetapi diharapkan ada manfaat lain yang dapat diambil sehingga mempunyai nilai jual lebih. Sebagai tanaman umbi-umbian, salah satu nilai jual yang diharapkan adalah kandungan dalam umbinya. Komposisi umbi dahlia diperlihatkan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi Umbi 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

Dari Tabel 1 dapat dilihat inulin termasuk komposisi mayor dari umbi Dahlia. Inulin merupakan serbuk warna putih yang mudah larut dalam air panas (Yurmizar, 1989). Inulin juga merupakan polimer fruktosa berserat pangan tinggi dan bersifat prebiotik yang bermanfaat bagi kesehatan di dalam tubuh. Prebiotik

adalah suatu serat pangan yang dapat merangsang pertumbuhan bakteri dalam usus besar, terutama bakteri baik. Struktur inulin dapat dilihat pada Gambar 1.

Inulin sangat bermanfaat dalam industri. Inulin digunakan sebagai bahan aditif pada susu anak hingga dewasa. Fungsinya meningkatkan penyerapan kalsium sehingga mencegah osteoporosis dan mencegah kanker usus. Selain itu juga berfungsi sebagai pengganti lemak dan gula pada produk makanan rendah kalori. Di samping itu inulin juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan sirup fruktosa, etanol dan bioplastik.

Gambar 1. Struktur Inulin

Beberapa industri pangan di Indonesia masih bergantung dengan inulin impor yang mayoritas dihasilkan oleh umbi

artichoke (Helianthus tuberosus) dengan

kadar 80% dan chicory Chicoryum intybus L) dengan kadar 75%. Di lain pihak, dengan komposisi yang hampir sama (± 72%) maka inulin dapat diperoleh dari umbi dahlia. (Attachrirotul, 2011) menyatakan bahwa inulin dari umbi dahlia

memiliki kualitas yang lebih baik dari bahan-bahan lain tersebut dia atas.

Oleh karena itu sejumlah peneliti (LIPI) bersama Pusat Penelitian Kimia

Bandung mencoba mengembangkan

produksi inulin dari umbi dahlia. Ekstraksi inulin dari umbi dahlia telah dilakukan oleh beberapa ahli dengan hasil yang berbeda. Pemisahan menggunakan metode ekstraksi pelarut etanol dan dietil eter menghasilkan 7,5 % inulin. Selain itu (Budiwati, 2010) melakukan pemisahan inulin dengan metode ekstraksi menggunakan pelarut etanol dan air menghasilkan 6,87% inulin.

Ekstraksi inulin dari umbi dahlia dengan menggunakan pelarut etanol dapat dilakukan oleh semua lapisan masyarakat. Beberapa keuntungannya adalah cara kerjanya yang mudah dan alat-alat yang digunakan tidak terlalu rumit. Jika ekstraksi inulin ini diaplikasikan kepada masyarakat, maka dapat meningkatkan ekonomi masyarakat. Menurut LIPI satu hektar lahan jika ditanami 20.000 bibit bunga dahlia akan menghasilkan 750 kg inulin/tahun. Sedangkan harga inulin Rp 7-10 juta/kg. Maka keuntungan yang dapat diraih Rp 7,5 miliar/tahun.

Dari beberapa yang telah dilakukan sebelum ini, diduga masih merupakan ekstrak kasar, karena warnanya masih putih kekuningan. Untuk itu, perlu dilakukan pemurnian yang salah satunya

adalah dengan proses rekristalisasi. Kelarutan inulin yang direkristalisasi dengan etanol lebih besar dibandingkan inulin yang direkristalisasi dengan air. Oleh sebab itu, perlu dilakukan penelitian untuk merekristalisasi inulin kasar yang sudah didapat dengan menggunakan pelarut (etanol dan air), dan memvariasikan campuran volume kedua pelarut tersebut.

2. Metodologi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Kampus III Universitas Bung Hatta. Bahan atau sampel yang digunakan adalah umbi bunga Dalia yang berasal dari Biaro, Bukittinggi. Pengambilan inulin dari umbi dahlia dilakukan dalam beberapa tahap yaitu pengambilan ekstrak umbi, dengan menggunakan pelarut air. Hasil ekstraksi ini masih dalam bentuk inulin kasar. Untuk mendapatkan inulin murni dilakukan proses rekristalisasi. Proses rekristalisasi inulin lebih baik di lakukan dalam pelarut etanol di bandingkan dalam air. Untuk itu pada penelitian ini akan dilakukan variasi volume pelarut etanol dan air (100 ml). Penelitian ini menggunakan suhu pengendapan 10 °C (Widowati,dkk, 2005) dan (Leite,dkk, 2004) pada suhu -24 °C dengan waktu pengendapan 24 jam yang merupakan kondisi optimum untuk memperoleh inulin murni, pemisahan

inulin dari pelarut, analisis inulin secara karakteristik dan kuantitatif, serta pengeringan.

2.1 Bahan

Bahan yang digunakan adalah umbi bunga dahlia, etanol 96%, resorcinol, HCl, kertas saring dan alumina foil.

2.2 Alat

Alat yang digunakan adalah gelas piala berukuran 1000 ml, corong pemisah dan satu set alat pemisah vakum, pisau, blender, batang pengaduk, pipet tetes, gelas ukur 100 ml, neraca, oven, desikator,

erlenmeyer (100 ml, 250 ml, dan 500 ml),

alat pendingin.

2.3 Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan adalah untuk rekristalisasi jumlah pelarut 100 ml, perbandingan pelarut (etanol dan air) yaitu (1:1, 1:2, 1:3) dan waktu pengendapan 8 jam, dan 24 jam. Variabel ini didukung oleh parameter tetap yaitu Massa umbi bersih 2000 g, Perbandingan sampel dengan pelarut 1:2, konsentrasi pelarut (etanol 96%), suhu pengendapan 10 0C, temperatur pemisahan (suhu kulkas) dan -24 °C ( suhu freezer) ,dan parameter keluaran yaitu, jumlah perolehan % inulin murni hasil rekristalisasi.

2.4 Operasional Penelitian 2.4.1 Persiapan Bahan

Tahap persiapan bahan dari umbi bunga dahlia dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Blok Diagram Persiapan Bahan dari Umbi Bunga Dahlia

Umbi bunga dahlia Pemisahan Penimbangan 2000 g Pengecilan ukuran Filtrat Ampas Umbi bersih Kulit Pemisahan dan penimbangan Pengendapan T = 10 0C, t = 24 jam Pati

2.4.2 Pelaksanaan Ekstraksi

Tahap pelaksanaan ekstraksi dari umbi bunga dahlia dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Blok Diagram Pelaksanaan Ekstraksi dari Umbi Bunga Dahlia

Pati Penimbangan

Pengadukan Pemanasan T= 70 °C, t= 4 jam Penambahan sampel dan pelarut

(1:2) Filtrat Filtrat Penyaringan Penyaringan Endapan Ampas Pengendapan T = -24 0C, t = 48 jam Penghalusan Pengeringan T = 50 °C Penimbangan Inulin kasar Analisis

2.4.3 Pelaksanaan Rekristalisasi

Tahap pelaksanaan rekristalisasi inulin kasar dari umbi bunga dahlia dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Blok Diagram Pelaksanaan Rekristalisasi Inulin Kasar dari Umbi Bunga Dahlia

Inulin

Pemanasan T= 60 °C, t= 15 menit Penimbangan

Penambahan pelarut (air (100 ml), alkohol (100 ml), alkohol:air (50 ml:50 ml), alkohol:air (33,3 ml:66,6 ml), alkohol:air (25 ml:75 ml)) Penyaringan Filtrat Ampas Pengendapan dalam T = 10 0C, t = 48 jam Penyaringan Filtrat Endapan Pengeringan T = 50 °C Penghalusan Penimbangan Analisis

2.5 Teknik pengumpulan data

Data yang diambil berdasarkan pengamatan penelitian secara langsung meliputi perolehan inulin secara karakteristik dan kuantitaif terhadap waktu pengendapan dan perbandingan sampel dan pelarut. Pengambilan data secara karakteristik dilakukan dengan menggunakan resorcinol yang telah dilarutkan dengan HCl sedangkan data kuantitatif diperoleh dengan cara menimbang inulin hasil ekstraksi dengan menggunakan pelarut etanol.

3. Hasil dan Pembahasan

Pada prinsipnya semua jenis umbi dahlia mengandung inulin. Inulin itu sendiri larut dalam air, sementara kadar air umbi segar ialah 79 - 88%. Jika umbi dahlia tersimpan dalam waktu lama setelah dipanen, kandungan airnya akan berkurang karena terjadi penguapan, sehingga kandungan inulinnya juga akan menurun.Oleh karena itu umbi yang digunakan harus dalam bentuk segar. 3.1 Hasil Penelitian

Perolehan inulin dari 2000 g umbi Berat umbi berpengaruh terhadap besarnya perolehan inulin, dimana semakin sedikit berat umbi yang

digunakan maka semakin rendah persen perolehan inulin, sebaliknya jika semakin banyak berat umbi yang digunakan maka semakin tinggi persen perolehan inulinnya. Pada pemurnian inulin dengan proses rekristalisasi ini menggunakan hasil ekstraksi dengan 2000 g umbi menghasilkan persen inulin kasar sebesar 2.68 %. Pemilihan 2000 g umbi ini, karena tekstur inulin kasarnya lebih halus, warnanya lebih cerah yaitu putih kekuningan dibandingkan dengan perlakuan jumlah umbi yang lain.

Temperatur dan waktu pengendapan sangat berpengaruh terhadap hasil ekstraksi. Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa pada temperatur 70 °C pada perbandingan bahan dengan pelarut 1:2 memperoleh inulin lebih banyak, jika dilakukan pada suhu yang terlalu tinggi maka menyebabkan kerusakan terhadap inulin (Ella, dkk, 2014). Semakin lama waktu ekstraksi maka kesempatan berkontak semakin besar hingga hasilnya juga bertambah sampai titik jenuhnya (Susmirah, 2009). Hal ini juga disebabkan oleh umur umbi, kondisi umbi, pemanasan dan cara pengerjaannya.

3.1.1 Pengaruh Rekristalisasi Inulin Menggunakan Ratio Pelarut Terhadap Persen Inulin

Gambar 5. Pengaruh Rekristalisasi Inulin Menggunakan Ratio Pelarut Terhadap Persen Inulin.

3.2 Pembahasan

Gambar 5 menunjukkan bahwa kelarutan inulin yang direkristalisasi dengan etanol lebih besar dari yang direkristalisasi dengan air, ataupun campurannya. Dari hasil yang didapatkan, kelarutan inulin yang di rekristalisasi dengan 100 ml etanol saja adalah 4.5 g / 5 g menghasilkan persen inulin tertinggi yaitu 90 %, sedangkan kelarutan inulin yang direkristalisasi dengan 100 ml air saja adalah 1,1 g / 5 g menghasilkan persen inulin yaitu 22 %. Sedangkan dengan perbandingan pelarut etanol : air (1:1) kelarutan inulin adalah 2.8 g/ 5 g sebesar 56 %, perbandingan etanol : air

(1:2) adalah 2.3 g / 5 g (46 %), dan perbandingan etanol : air (1:3) adalah 1.8 g / 5 g (36 %)

Dari data diatas, menunjukkan bahwa kelarutan inulin paling baik adalah pada pelarut etanol. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa kelarutan inulin dalam air tergantung pada cara inulin tersebut direkristalisasi. Inulin yang direkristalisasi dengan etanol berbeda kelarutannya dibandingkan dengan inulin yang direkristalisasi dengan air. Kelarutan inulin yang direkristalisasi dengan etanol lebih besar dibandingkan inulin yang direkristalisasi dengan air (Phelps, 1965).

3.3 Identifikasi inulin

Identifikasi inulin yang dilakukan dengan menggunakan larutan recorsinol dalam HCl, menunjukkan semua sampel yang diuji mengandung inuin hal ini ditandai dengan perubahan warna inulin yang berwarna putih menjadi merah (Yurmizar, 1989). Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Hasil Pengujian inulin

Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Umbi dahlia sangat berpotensi sebagai sumber inulin.

2. Pada pemurnian inulin dengan proses rekristalisasi ini, menggunakan hasil ekstraksi dengan 2000 g umbi menghasilkan persen inulin kasar sebesar 2.68 %. Pemilihan 2000 g umbi ini, karena tekstur inulin kasarnya lebih halus, warnanya lebih

cerah dibandingkan dengan

perlakuan jumlah umbi yang lain. 3. Dari hasil rekristalisasi, kelarutan

inulin yang di rekristalisasi dengan 100 ml etanol saja adalah 4.5 g / 5 g menghasilkan persen inulin tertinggi yaitu 90 %.

4. Identifikasi inulin yang dilakukan dengan menggunakan larutan

recorsinol dalam HCl, ditandai

dengan perubahan warna inulin yang berwarna putih menjadi merah

Saran

• Perlu diadakan lagi penelitian lanjutan tentang pemurnian inulin dari umbi dahlia dengan proses rekristalisasi ini.

• Sebaiknya umbi yang digunakan adalah umbi segar dan langsung digunakan agar airnya tidak menguap.

• Perlu memvariasikan waktu dan suhu optimasi pada proses rekristalisasi

Daftar Pustaka

Attachrirotul, M, (27/04/2011), “Inulin : Nutrisi Bakteri Baik dan Musuh

BakteriPatogen”,http://attadotcom.

wordpress.com. Budiwati, Thelma A. 2010.

Pengembangan Proses Pembuatan

Inulin Dari Umbi Tanaman Dahlia.

Jakarta: Pusat Penelitian Kimia. Ella, dkk (2014). Mempelajari ekstraksi inulin dari umbi dahlia dengan

menggunakan pelarut etanol.

Padang: Teknik Kimia,Fakultas

Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta.

Leita,dkk.(2004). Study of the inulin concentration by physical method. Proceedings of the 14thinternasional drying symposium Brazil vol 8868-875.

Phelps,C.F (1965). The physical properties of inulin solution.

Biochem.J. 95:41- 47.

Susmirah,S.(1981).“Pengambilan

Oleoresin jahe dengan cara solvent extraction, BBIHP. Bogor.

Widowati, S. T.C. Sunarti dan A. Zaharani, 2005. Ekstraksi, Karakterisasi dan Kajian

Potensi Inulin Dari Umbi Dahlia (Dahlia pinnata L.). Makalah Seminar Rutin Puslitbang

Tanaman Pangan, Bogor, 16 Juni 2005.

Yurmizar. (1989) penandaan inulin dengan radionuklida teknesium- 99m dan biodistribusinya pada tikus skripsi FMIPA . PADANG: UniversitasAndalas.