MAKALAH KIMIA PANGAN
“Jurnal Pembuatan Gula Cair Secara Asam dan Enzimatik dari Bahan Baku yang Berbahan Baku Pati”
Disusun Oleh :
Agry Luthfita Sari (153020135) Citra Annisa (153020156) Des Windha Safani (153020162) Evie Sri Mulyawati (153020166) Reza Ahmad Fadila (153020153) Triana Suhesti Agustin (153020168)
TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PASUNDAN
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI... 1
1 BAB I PENDAHULUAN...2
1.1 Latar Belakang Masalah...2
2 BAB II PEMBAHASAN...5
2.1 Proses Pembuatan...5
2.2 Proses Persiapan Bahan Baku...5
2.3 Proses Penggilingan...5
2.4 Proses Pemurnian...6
2.5 Proses Penguapan...9
2.6 Proses Packing... 9
3 DAFTAR PUSTAKA...10
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
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 yang komponen utamanya adalah glukosa . Sirup glukosa berupa cairan jernih 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 .
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 .
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.
2 BAB II PEMBAHASAN
2.1 Proses Pembuatan
Proses pembuatan gula cair dari bahan baku tebu secara umum dilakukan dengan beberapa tahap yaitu proses persiapan bahan baku, peroses penggilingan, proses pemurnian, proses penguapan, dan proses penyelesaian (Packing).
2.2 Proses Persiapan Bahan Baku
Setelah tebu ditebang dikebun, kemudian tebu di antar kepabrik secepat mungkin dengan tenggang waktu 24 jam dengan tujuan untuk menjaga kualitas tebu. Karena bila lewat 24 jam kualitas tebu akan ber kurang dikarenkan penguraian sukrosa yang terdapat dalam tebu oleh mikroorganisme sehingga kadar gula dalam tebu akan menurun dan tebu akan terasa asam. Setelah truk pengangkut tebu memasuki areal pabrik, truk beserta tebu yang ada didalamnya ditimbang , dan sebelum truk kosong keluar dari halaman pabrik setelah tebu di bongkar, hal ini dilakukan untuk mengetahui berat netto dari tebu yang dibongkar tadi.
Tebu dari truk pengangkutan dijungkitkan dengan menggunakan tenaga pompa hidrolik, sehingga tebu jatuh kedalam lori. Kemudian tebu di bawa ke Cane Table (A-111) lalu pemasukan tebu ke Cane Carrier (J-112) diatur sedemikian rupa sehingga memenuhi kapasitas gilingan yang direncanakan.
Oleh Cane Carrier (J-112) tebu dibawa masuk kedalam cane leverler untuk pengaturan masuk tebu kedalam Cane Cutter I (C-110). pada Cane Cutter I (C-110) tebu dipotong-potong untuk memperkecil ukuran tebu, kemudian selanjutnya Cane Carrier membawa tebu ke Cane Cutter II (C-115) untuk dicacah lebih halus lagi.
2.3 Proses Penggilingan
Pada stasiun gilingan ini dilakukan pemerasan tebu dengan tujuan untuk mendapatkan nira sebanyak-banyaknya. Pemerasan dilakukan dengan 3 set three roll mill yaitu Unit
Gilingan I sampai Unit Gilingan III, dimana setiap Unit Gilingan terdapat 3 roll yang diatur sedemikian rupa yang membentuk sudut 120°, dan pada masing-masing Gilingan terjadi dua kali pemerasan.
Nira hasil perasan digilingan I dan II ditampung di tangki nira mentah yang kemudian dipompakan menuju saringan nira mentah. Ampas dari Gilingan I (C-120) dilanjutkan ke Gilingan II (C-121), demikian seterusnya sampai ke Gilingan III (C-122) sampai kebelakang ampas tebu akan semakin kering sehingga nira yang diperas
benar-benar maksimal. Nira yang dihasilkan oleh Gilingan III
(C-122) merupakan nira imbibisi untuk gilingan II, sedangkan pada gilingan
III menggunakan air pada suhu 70oC sebagai air imbibisi. Kemudian hasil perasan nira dari Gilingan I (C-120) dan dari Gilingan II (C-121) ditampung pada Tangki Penampung Nira (F-124). Kemudian nira mentah dialirkan ke proses pemurnian.
2.4 Proses Pemurnian
Tujuan proses pemurnian adalah untuk menghilangkan kotoran (unsur bukan gula) dalam nira tanpa merusak kadar gulanya. Banyak proses yang dilakukan dalam proses pemurnian dari proses secara kimia yaitu dengan memberikan bahan kimia yang kemudian bereaksi dengan kotoran membentuk endapan, proses secara fisika dengan menggunakan pemanasan, pengandapan, pengapungan dan penyaringan, serta proses kimia fisika yaitu dengan mengubah sifat fisis suatu komponen sehingga mudah dipisahkan. Pelaksanaan proses pemurnian harus dilakukan tanpa mengabaikan waktu, suhu, pH. Pada proses pemurnian diperlukan 4 bahan penolong yaitu, susu kapur, gas sulfit, phospat. Dengan tahapan sebagai berikut:
1. Penyaringan I
Nira mentah dari Tangki Penampung Nira (F-122) dialirkan melalui pipa kesaringan DSM Screen (H-127). Kemudian dialirkan ke Tangki Nira Mentah (F-128).
2. Pemanasan I (Juice Heater I)
Nira mentah dialirkan ke Juice Heater I (E-214), dan dipanaskan sampai suhu 75°C dengan menambahkan steam, pada proses ini steam dikontakkan lansung dengan nira.
Pemanasan ini dilakukan dengan waktu sesingkat mungkin untuk mencegah gula terpecah menjadi unsur yang lebih sederhana.
3. Defekasi (defecation)
Tujuan proses defekasi adalah untuk membersihkan komponen-komponen bukan gula dan meningkatkan kemurnian g u l a . Pada proses ini, nira mentah yang berasal dari proses Juice Heater I (E-214) ditambahkan dengan Ca(OH)2. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah sebagai berikut:
Ca(OH)2 + H3PO4 ---> Ca3(PO4)2 + 6 H2O
Dari reaksi diatas diperoleh endapan inti Ca3(PO4)2. Untuk menjaga kerusakan monosakarida yang tidak tahan dengan suasana alkalis maka waktu tinggal didalam Tangki Defekasi (M-210) harus sesingkat mungkin sehingga kerusakan warna dan zat asam yang ditimbulkan dapat dihindari. Bahan yang dipakai pada proses ini adalah susu kapur dengan pH 9,0 – 9,5. pemakaian susu dalam proses defekasi ini belum dapat digantikan dengan bahan lain tapi tidak bisa ditingggalkan.
A. Sulfitasi nira mentah
Nira yang telah terkapur masuk kedalam Tangki Sulfitator (M-220) dalam proses ini terjadi penurunan pH nira menjadi 7–7.2. Sulfitasi ini dilakukan pada suhu 70 - 75°C. Proses sulfitasi adalah penambahan gas SO2 yang bertujuan untuk memperbaiki warna. Penambahan gas SO2 menyebabkan SO2 bereaksi dengan Ca(OH)2 yang berlebih dari proses defekasi, sehingga membentuk CaSO3 yang mengendap dengan reaksi sebagai berikut:
Ca(OH)2 + SO2 ---> CaSO3 + H2
Gas SO2 ini berfungsi untuk memperkuat endapan dan menjaga agar reaksi antara asam amino dan gula reduksi tidak terjadi. Apabila asam amino dan gula pereduksi ini bereaksi maka akan membentuk poliphenol yang dapat mengakibatkan terbentuknya
zat warna gelap. SO2 dalam larutan asam dapat mereduksi ion ferri yang terkandung didalam gula sehingga menurunkan efek oksidasi.
Penambahan SO2 tidak boleh berlebihan karena akan menyebabkan penurunan pH menjadi terlalu rendahdan terbentuknya senyawa Calsium Hidrosulfida (CaHSO3) yang larut dalam nira.
B. Pemanasan II (Juice heater II)
Nira yang telah dinetralkan pHnya kemudian dialirkan ke Juice Heater II (E-223), disini nira dikontakkan dengan steam pada suhu yang lebih panas daripada pemanasan I yaitu suhu 105°C, dimana suhu ini adalah suhu yang mempunyai
isoelektris yaitu suhu yang dapat mengumpulkan zat-zat tertentu, membunuh
bakteri-bakteri dalam nira dan menurunkan kepekatan (viscositas) sehingga kotoran lebih mudah mengendap.
C. Pengeluaran gas dan pengendapan
Sebelum dilakukannya pengendapan gas-gas yang terdapat dalam nira harus dibebaskan kedalam tangki pengembangan Flash Tank(H-230) agar tidak mengganggu proses pengandapan. Dari Flash Tank (H-230) nira dialirkan ke tangki pengendapan
(compatrement door clarifier) atau Clarifier (H-240) yang berfungsi untuk
mengendapkan kotoran hasil pemurnian dengan menambahkan flokulan, yang berfungsi mempercepat pengendapan kotoran dalam nira.
Pada tangki ini terdapat proses pemisahan nira jernih atau nira encer dari nira kotor. Nira jernih dialirkan secara over flow ke Tangki Nira Jernih (F-251), sedangkan nira kotor keluar melalui bagian bawah dialirkan ke Rotary Vacuum Filter (H-250), kemudian sludge disaring dan dihasilkan ampas yang berupa blotong dan nira jernih. Kemudian nira jernih hasil dari Rotary Vacuum Filter (H-250) dialirkan ke Tangki Nira Jernih (F-251). Kemudian nira jernih ini dialirkan ke proses penguapan untuk didapatkan gula cair tebu dengan kekentalan 65%.
2.5 Proses Penguapan
Tujuan dari penguapan ini adalah untuk mengurangi kadar air yang terdapapt pada nira encer agar diperoleh nira yang lebih kental, dengan kentalan 62-65%. Sebelum nira encer dilarkan nira dipanaskan terlebih dahulu di dalam Juice Heater III (E-312), tujuannya yaitu agar beban pemanas pada Evaporator Efek I (V-310) tidak terlalu besar. Penguapan ini dilakukan pada suhu 65-108°C dengan empat tahap yang disebut “Quadrapel Effect Evaporator”, dengan menggunakan cara forward feed.
Steam masuk ke Evaporator Efek I (V-310) dengan suhu 121°C. Titik didih larutan
diturunkan dengan menurunkan tekanan dalam badan evaporator.
Perbedaan tekanan pada masing-masing evaporator akan mengakibatkan nira mengalir sacara otomatis dari badan I ke badan berikutnya. Nira yang masuk pada tiap-tiap badan evaporator akan bersirkulasi hingga mencapai kepekatan tertentu. Kemudian secara otomatis katup (valve) akan terbuka dan nira mengalir kebadan berikutnya. Demikian seterusnya sampai pada badan evaporator terakhir dengan kepekatan 65%.
Nira kental yang telah melewati proses penguapan ini kemudian dialirkan ke Tangki Penyimpanan Liquid Cane Sugar (F-345), dan selanjutnya liquid cane sugar
akan di proses pada proses packing.
2.6 Proses Packing
Proses akhir yang harus dilalui produk gula cair sebelum pemasaran kepada masyarakat adalah proses packing. Untuk Packing gula cair dibuat dalam bentuk yang bervariasi dari kemasan sekali pakai, kemasan botol plastik kecil, kemasan botol kaca besar, Kemasan refill (standing pouch), sampai pada kemasan jerigen 25 kg. Pemasaran ke Industri makanan dan minuman akan di kirim sesuai pesanan mulai dari packing jerigen sampai dalam bentuk tangki yang kemudian akan dipindahkan ketangki milik industri yang menjadi konsumen.
3 DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Gula Cair. http://www.scribd.com. Deiakses : 31 Oktober 2016
Safrizal,Refli. 2012. Gula berbahan Pati. http://reflitepe08.blogspot.com. Diakses: 31 Oktober 2017
