HIDROLISIS ENZIMATIK AMPAS SAGU MENGGUNAKAN RAGI TAPE
Degis, A, Weem, N.D, Rahman, E. D, Ulfah,MJurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta
Abstrak
Ampas sagu belum banyak dimanfaatkan sampai saat ini, sehingga banyak yang dibuang begitu saja sebagai limbah. Bahan baku ampas sagu ini merupakan suatu bahan yang bersifat unik, dimana mengandung pati yang cukup tinggi yang berada bersamaan dan terikat cukup kuat dengan lignoselulosa (selulosa, hemiselulosa, dan lignin). Pati, selulosa, hemiselulosa dapat dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah ragi tape dapat menghidrolisis pati yang terikat didalam lignoselulosa yang terkandung dalam ampas sagu dan Untuk mengetahui pengaruh variasi berat ragi tape yang ditambahkan pada saat hidrolisis. Tahapan penting dalam pembuatan bioetanol adalah proses hidrolisis. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan ragi tape, dengan memvariasikan konsentrasi ampas (3%, 5% dan 7%), konsentrasi ragi (5%,7% dan 9%) dan jumlah ekstrak (3, 5 dan 7). Kadar glukosa tertinggi 359 mg/dL diperoleh dari ekstrak ampas tujuh kali dengan konsentrasi ampas 3% dan ragi 9% pada 30 jam operasi hidrolisis.
Kata kunci :Hidrolisis, Ampas Sagu, Ragi Tape,Pati Sagu, Kadar Glukosa
Abstract
Ampas sago not yet widely used until now, ampas sago are thrown away as waste. the raw materials of ampas sago is a unique, which its contain starch is high enough where are in same time and strong enough are bounded to the lignocellulose (cellulose, hemicellulose, and lignin). Starch, cellulose, and hemicellulosa can be raw materials to make bioethanol. The research purpose to determine whether yeast (ragi tape) can hydrolyze starch that bound in lignocellulose contained in sago dregs and determine whether influence variation heavy yeast added during the hydrolysis. Important step in the manufacture of bioethanol is the process of hydrolysis. This research to do use yeast tape, with the variation of dregs consentration (3%, 5% dan 7%) consentration yeast (5%,7% dan 9%) and extract total (3,5, dan 7). The high glucose consentration is 359 mg/dL extracts obtained from the dregs seven times the dregs concentration of 3% and yeast 9% at 30 hours of hydrolysis operation.
.
PENDAHULUAN
Tanaman sagu yang ada diIndosesia merupakan yang terluas didunia, dimana diperkirakan 51.3% lahan sagu dunia atau sekitar 1.128 juta ha dari 2.201 juta ha areal sagu dunia ada di Indonesia (Abner dan Miftahhorrahman.,2002). Sagu (Metroxylon,
s.p) merupakan tanaman asli Indonesia yang
diyakini berasal dari daerah sekitar danau Sentani, Kabupaten Jayapura, Papua (Ruddle dkk., 1978). Limbah hasil ekstraksi tepung sagu belum dimanfaatkan secara optimal. Limbah ampas sagu ini apabila tidak dikelola dengan baik akan merusak lingkungan, terutama daerah aliran sungai (tempat pengolahan tepung sagu).
Ampas sagu belum banyak dimanfaatkan sampai saat ini, sehingga banyak yang dibuang begitu saja sebagai limbah. Berdasarkan komponen utama yang ada dalam ampas sagu diketahui ampas sagu merupakan limbah hasil pertanian berlignoselulosa dengan kandungan pati yang masih tinggi (51.53%), dengan selulosa dan hemiselulosa 21.53% dan 14.26% masing-masingnya (Asben dkk., 2012). Bahan baku ampas sagu ini merupakan suatu bahan yang bersifat unik, dimana mengandung pati yang cukup tinggi yang berada bersamaan dan terikat cukup kuat dengan lignoselulosanya. Pati,
Selulosa, Hemiselulosa dapat dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol.
Sisa kandungan pati dalam ampas sagu dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya dengan merubahnya menjadi gula.
HIDROLISIS ENZIMATIK
Salah satu tahapan penting dalam pembuatan bioetanol adalah hidrolisis. Metode-metode hidrolisis yang biasa digunakan yaitu: hidrolisis enzimatis dan hidrolisis secara kimia (asam). Untuk saat ini metode enzim tergolong mahal, tetapi dalam waktu yang akan datang metode ini sangat menjanjikan.
Menurut Azmi dkk., 2010 Ragi tape dipilih berdasarkan kemampuannya untuk menghasilkan glukosa dan etanol dari pati secara langsung seperti dipenelitian yang telah mereka lakukan, mendapatkan hasil yang rendah. Dan di penelitian D. S.
Awg-Adeni dkk dibuat ampas sagu
berkonsentrasi, (b/v 5%, 7%, 9%, 12%, dan 15%) pada hidrolisis enzimatik menggunakan dextrozyme dengan cara menggelatinisasikan ampas tersebut sebelum dihidrolisis hasil yang didapat tinggi tetapi harga enzim tersebut saat mahal. Oleh karena kelemahan dari kedua penelitian tersebut kami akan mencoba menghidrolisis ampas sagu secara langsung menggunakan
ragi tape dengan menggelatinisasikannya sebelum dihidrolisis.
Metode Penelitian
Hidrolisis ampas sagu ini menggunakan pemanasan dengan autoklaf untuk melepaskan glukosa yang masih terikat pada lignoselulosa yang terdapat pada ampas sagu. Proses hidrolisis ampas sagu meliputi tahap tahap sebagai berikut : Variabel yang digunakan 3,5 dan 7 kali ekstrak ampas sagu. Parameter inputnya adalah : Konsentrasi ampas sagu 3%, 5% dan 7% dalam 100 ml aquadest dan Konsentrasi penambahan ragi tape 5%, 7% dan 9% setiap konsentrasi ampas sagu. Sedangkan parameter outputnya adalah kadar glukosa.
Penelitian ini dilakukan dengan tahapan : Persiapan sampel, pembuatan ampas sagu dan hidrolisis.
Persiapan Sampel
Sagu yang dibeli dalam bentuk batangan dibelah menjadi dua bagian kemudian diambil ampasnya dipotong kecil kecil lalu diblender setelah itu dicuci ampas yang telah halus tersebut sampai air pencuciannya menjadi jernih kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari.
Pembuatan ampas sagu (3%, 5% dan 7%) b/v
Ditimbang ampas sagu yang telah kering sebanyak 3 gr, 5 gr dan 7gr kemudian dilarutkan dalam 100 ml aquadest.
Hidrolisis
Ampas sagu yang telah dibuat konsentrasinya 3%, 5% dan 7% tadi dipanaskan dalam autoklaf selama 15 menit. Pemanasan dilakukan dengan melalui tahapan 3 kali ekstrak, 5 kali ekstrak dan 7 kali ekstrak. Setelah pemanasan terakhir, dipisahkan ampas dengan larutan. Larutan didinginkan sampai temperatur kamar. Lalu ditambahkan ragi tape dengan konsentrasi 5%, 7%, dan 9% dari larutan yang telah disaring keluaran dari autoklaf lalu diukur kadar glukosa setiap 1 jam dengan menggunakan glukometer.
Cara Pemakaian Glucometer
Dicuplik larutan setiap 1 jam yang telah ditambahkan ragi sebanyak 1 ml. Kemudian diambil larutan infus sebanyak 1 ml. Kemudian dicampurkan dalam pipet mikro, kemudian campurannya diambil 1 tetes. Dimasukkan strip ke alat glukometer kemudian diteteskan larutan campuran tersebut ke strip tersebut. Baca hasil yang terdapat dimonitor sebagai kadar glukosa.
Diukur setiap 1 jam sampai hasil glukosa yang didapat menurun.
Hasil dan Pembahasan
Penelitian hidrolisis enzimatis ampas sagu menggunakan ragi tape ini bertujuan untuk menentukan apakah ragi tape bisa menghidrolisis ampas sagu dan mencari konsentrasi ragi tape yang bisa merubah pati menjadi glukosa serta menentukan waktu hidrolisisnya, dari penelitian tersebut didapatkan hasil seperti yang disajikan pada Tabel berikut 4.1 sampai4.3 :
Tabel 4.1 Kadar Glukosa dengan 3 Kali Ekstrak
Waktu
(Jam) Konsentrasi Ampas
Kadar Glukosa (mg/dL) Ragi 5% Ragi 7% Ragi 9% 9 3% L0 13 L0 10 L0 15 14 11 L0 10 14 9 5% 32 47 44 10 33 45 50 11 18 42 46 9 7% 17 19 26 10 23 21 26 11 20 15 24
Keterangan: L0 = kadar glukosa kecil dari 10
mg/dl.
Tabel 4.2 Kadar Glukosa dengan 5 Kali Ekstrak Waktu (Jam) Konsentrasi Ampas Kadar Glukosa (mg/dL) Ragi 5% Ragi 7 % Ragi 9% 10 14 18 22 3% 145 152 181 163 147 161 202 199 191 261 250 209 10 14 18 22 5% 91 146 167 127 135 177 199 159 132 203 199 149 10 14 18 22 26 7% 63 146 164 171 165 143 213 185 -189 217 161
-Tabel 4.3 Kadar Glukosa dengan 7 Kali Ekstrak Waktu (Jam) Konsentrasi Ampas Kadar Glukosa (mg/dL) Ragi 5% Ragi 7% Ragi 9% 18 24 30 36 3% 199 202 267 173 277 289 284 -310 330 359 335 18 24 30 36 5% 225 230 158 -245 262 210 -254 288 300 247 18 24 30 7% 234 253 147 249 255 219 324 331 305
Pengaruh Jumlah Ekstrak terhadap Kadar Glukosa
Dari tabel 4.1 sampai 4.3 dapat dilihat bahwa kadar glukosa akan meningkat seiring dengan penambahan konsentrasi ragi kecuali pada 3 kali ekstrak, konsentrasi ampas 3% (b/v) kadar glukosa yang tertinggi terdapat pada penambahan ragi 7%. Hal ini disebabkan oleh pada 3 kali ekstrak pati yang terlepas dari lignoselulosa pada ampas sagu masih sedikit sehingga ragi yang dibutuhkan untuk merubah pati menjadi glukosa juga sedikit dibandingkan dengan lima kali ekstrak dan tujuh kali ekstrak. Pada lima kali ekstrak dan tujuh kali ekstrak kadar glukosa yang tertinggi terdapat pada konsentrasi ampas 3% penambahan ragi 9%, hal ini disebabkan oleh aktifitas ragi untuk merubah pati menjadi glukosa optimum pada kondisi tersebut.
Dari Tabel 4.1 sampai 4.3 dapat dijelaskan secara umum kadar glukosa pada masing masing rentang variasi variabel selalu meningkat. Hal ini dapat dilihat pada 3 kali ekstrak kadar glukosa yang tertinggi hanya 50 mg/dl pada ampas 5% penambahan ragi 9% sedangkan pada 5 kali ekstrak kadar glukosa yang tertinggi meningkat menjadi 250 mg/dl pada ampas 3% penambahan ragi 9% dan pada ekstrak 7 kali kadar glukosa yang didapat meningkat
lagi menjadi 359 mg/dl pada ampas 3% penambahan ragi 9%. Dari hasil pengamatan ini dapat dijelaskan bahwa dengan menambahkan jumlah ekstrak dapat menaikkan kadar glukosa. Hal ini disebabkan oleh semakin banyak jumlah ekstrak semakin banyak pula pati yang terlepas dari lignoselulosa yang terdapat pada ampas sagu.
Pengaruh Waktu terhadap Hidrolisis Ampas Sagu 3 Kali Ekstrak 0 10 20 30 40 50 60 9 10 11 ka da r g lu ko sa (m g/ dl ) waktu (jam)
ampas 5 %
5 Kali Ekstrak 7 Kali Ekstrak 0 5 10 15 20 25 30 9 10 11 ka da r g lu ko sa (m g/ dl ) waktu (jam)
ampas 7 %
0 50 100 150 200 250 300 10 14 18 22 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )ampas 3 %
0 50 100 150 200 250 10 14 18 22 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )ampas 5 %
0 50 100 150 200 250 300 350 400 18 24 30 36 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )ampas 3 %
0 50 100 150 200 250 300 350 18 24 30 36 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )ampas 5 %
0 50 100 150 200 250 10 14 18 22 26 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )ampas 7 %
Dari Gambar 4.1 sampai 4.8 tersebut dapat dilihat bahwa pada tiga kali ekstrak membutuhkan waktu optimum untuk merubah pati menjadi glukosa selama 10 jam dan pada lima kali ekstrak membutuhkan waktu 18 jam dan pada tujuh kali ekstrak membutuhkan waktu 30 jam. Semakin banyak jumlah ekstrak maka waktu hidrolisis yang dibutuhkan oleh ragi tape untuk merubah pati menjadi glukosa semakin lama. Hal ini disebabkan oleh semakin banyak jumlah ekstrak maka semakin banyak pati yang akan terlepas dari lignoselulosa pada ampas sagu sehingga kerja ragi untuk merubah pati menjadi glukosa semakin berat, sehingga ragi tape membutuhkan waktu yang lebih lama untuk merubah pati menjadi glukosa.
Kesimpulan
a. Limbah ampas sagu dapat dikonversikan menjadi produk yang mempunyai nilai ekonomis yaitu bioetanol. Dengan cara dihidrolisis terlebih dahulu.
b. Variasi yang terbaik dalam penelitian adalah pada pemanasan 7 kali dengan konsentrasi ampas sagu 3% penambahan ragi 9% yaitu 359 mg/dl pada 30 jam. c. Kadar glukosa yang dihasilkan masih
rendah sehingga harus mencari lagi perlakuan yang lebih baik untuk menghasilkan kadar glukosa yang lebih tinggi.
d. Semakin tinggi penambahan ragi pada setiap konsentrasi ampas sagu, maka kadar glukosa yang di dapat meningkat. e. Penelitian ini telah menunjukkan
kemampuan ragi tapai untuk konversi pati menjadi glukosa dan pemanfaatan ampas pati sagu sebagai bahan baku, namun hasil kadar gula yang didapat belum seperti yang diharapkan sebanyak 350 gram/Liter. Daftar Pustaka 0 50 100 150 200 250 300 350 18 24 30 ka da r g lu ko sa ( m g/ dl ) waktu ( jam )
ampas 7 %
Abner, L. dan Miftahorrahman. 2002.
Keragaman Industri Sagu Indonesia. Warta
Agra, I. B., Warnijati, S., Pujianto, B. (1973). Hidrolisat Pati Ketela Rambat pada Suhu Lebih dari
100oC, Forum Teknik,3.
Asben A, Irawadi TT, Syamsu K, Haska N.
2012. Kajian Potensi dan Pemanfaatan Limbah Ampas Sagu
setelah Pretreatment. J. Lumbung.
Politani Payakumbuh Vol. 11 No 1. Januari-Juni 2012.
Anonim. 2008. Metroxylon sago.
Azmi, A.S., G.C. Ngoh, M. Maizirwan and H. Masitah, 2010. Ragi tapai and
Saccharomyces cerevisiae as
potential coculture in viscous fermentation medium for ethanol Production. Afr. J. Biotech., 9:
7122- 7127.
Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia. 2007. Tanaman Sagu
Sumber Energi Alternatif.
Campbell, I. 1999. Systematic of Yeast. Di
dalam Priest, F. G. dan Campbell,
L.(eds). 1999. Brewing
Microbiology Second Edition.
Aspen Publishers. Gaithersburg.
JURNAL PENELITIAN
HIDROLISIS ENZIMATIK AMPAS SAGU MENGGUNAKAN RAGI TAPE
Padang, Maret 2014 Mengetahui,
Pembimbing I Pembimbing II
