HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst) SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA

Transkripsi

1 HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst) SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA TESIS Oleh MEIYANNI ADAWIYAH SIREGAR /IPN PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst) SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Pangan di Fakultas Pertanian Oleh MEIYANNI ADAWIYAH SIREGAR /IPN PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 Judul Tesis : Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennst) Secara Enzimatis pada Pembuatan Sirup Glukosa Nama : Meiyanni Adawiyah Siregar NIM : Program Studi : Magister Ilmu Pangan Menyetujui Komisi Pembimbing, (Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc) Ketua (Dr.Ir. Herla Rusmarilin, MP) Anggota Mengetahui : Ketua Program Studi Dekan (Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si) (Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS) Tanggal Lulus : 11 Februari 2015

4 PERNYATAAN Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis dengan judul Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennts) Secara Enzimatis Pada Pembuatan Sirup Glukosa adalah benar merupakan gagasan dan hasil penelitian saya sendiri, dibawah arahan komisi pembimbing. Semua data dan sumber informasi yang digunakan dalam tesis ini telah dinyatakan secara jelas dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian akhir tesis serta dapat diperiksa kebenarannya. Tesis ini juga belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada Program Studi sejenis di Perguruan Tinggi lain. Apabila di emudian hari ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku. Medan, April 2015 Meiyanni Adawiyah Siregar Nim :

5 HIDROLISIS PATI GADUNG (Dioscorea hispida Dennst) SECARA ENZIMATIS PADA PEMBUATAN SIRUP GLUKOSA ABSTRAK Beberapa jenis Dioscorea yang tumbuh di Indonesia belum dimanfaatkan secara maksimal, salah satunya umbi gadung. Gadung (Dioscorea hispida Dennst) adalah jenis umbi yang tumbuh liar di hutan dan tidak sulit mendapatkannya dan berpotensi dimanfaatkan sebagai sirup glukosa. Hidrolisis pati menjadi sirup glukosa dapat dilakukan dengan bantuan asam atau enzim. Pada proses hidrolisis untuk pembuatan sirup glukosa terdiri dari dua tahap, yaitu dengan likuifikasi dan sakarifikasi. Sirup glukosa adalah pemanis makanan dan minuman yang berbentuk cairan, tidak berbau dan tidak berwarna tetapi memiliki rasa manis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ph dan waktu sakarifikasi terhadap sirup glukosa hasil hidrolisis enzimatis pati umbi gadung. Penelitian ini dilaksanakan secara eksperimen dengan menggunakan rancangan acak lengkap (2 faktor 3 ulangan). Hasil penelitian menunjukkan bahwa ph 4, 5, 6 dan 7, waktu sakarifikasi 24, 36, 48, dan 60 jam dan interaksi ph dan sakarifikasi berpengaruh dengan rendemen, gula reduksi, dekstrosa equivalen, total padatan terlarut, dan viskositas sirup glukosa. ph yang paling optimal adalah 5, waktu sakarifikasi yang paling optimal adalah 48 jam dan interaksi terbaik adalah ph 5 dan waktu sakarifikasi 60 jam. Kata kunci: Gadung, hidrolisis enzimatis, α-amilase, glukoamilase, sirup glukosa,

6 HYDROLYSIS OF STARCH GADUNG (Dioscorea hispida Dennts) ENZYMATICALLY IN THE MANUFACTURE OF GLUCOSE SYRUP ABSTRACT Some type of Dioscorea that grown in Indonesia have not been fully utilized, one tuber gadung. Gadung ( Dioscorea hispida Dennts) is a kind of tuber that grows wild int the woods and not difficult to get and potentially be used as glucose syrup. Hydrolysis of starch into glucose syrup can be done with acid or enzymes. In the hydrolysis process to make glucose syrup in composed of two phase, liquefaction and saccarification. Glucose syrup is sweetened foods and beverages in the form of a liquid, odorless, and colorless but has a sweet taste. This is study aim to determine the effect of ph and saccaharification time against enzymatic hydrolysis of glucose syrup yam tuber starch. This study was conducated experimentally by using completely randomized design (2 factor 3 replications). The result showed that ph 4, 5, 6 and 7 and saccarification time 24, 36, 48 and 60 hours and interaction effect of ph and saccarification time to yield, reducing sugar, dextrose equivalent, total dissolved solids, and the viscosity of glucose syrup. The most optimal ph is 5, the most optimal saccarification time 48 hours and the best interaction is ph 5 and 60 hour saccarification time. Keywords: Gadung, enzymatic hydrolysis, α-amylase, glukoamilase, glucose syrup

7 RIWAYAT HIDUP Meiyanni Adawiyah Siregar dilahirkan di Padangsidempuan pada tanggal 18 Mei Anak sulung dari Ayahanda Husni Siregar, SH dan ibunda Ummi Sutan Nasution. Pada tahun 1995, penulis memasuki Sekolah Dasar Negeri 12 Padangsidempuan dan lulus pada tahun Kemudian, penulis memasuki jenjang pendidikan SLTP yaitu di SMP Negeri 1 Padangsidempuan dan lulus pada tahun Kemudian, penulis memasuki jenjang pendidikan SLTA yaitu di SMA Negeri 2 Plus Sipirok dan lulus pada tahun Kemudian, penulis melanjutkan ke jenjang Strata-1 dengan progam studi Teknologi Hasil Pertanian di Universitas Riau dan lulus tahun Setelah menyelesaikan Strata-1, penulis melanjutkan pendidikan ke program Magister Ilmu Pangan Medan pada tahun 2013.

8 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Hidrolisis Pati Gadung (Dioscorea Hispida Dennst) Secara Enzimatis pada Pembuatan Sirup Glukosa Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Zulkifli Lubis, M.App.Sc., sebagai ketua komisi pembimbing dan Ibu Dr.Ir. Herla Rusmarilin, MP., sebagai anggota komisi pembimbing yang telah memberi arahan dan bimbingan kepada penulis terutama dalam penyelesaian tesis ini. 2. Ibu Dr. Ir. Elisa Julianti, M.Si., selaku ketua Jurusan Magister Ilmu Pangan dan Ibu Era Yusraini, STP, M.Si., selaku sekretaris Jurusan Magister Ilmu Pangan beserta seluruh staf pengajar dan pegawai di Jurusan Magister Ilmu Pangan, atas bantuannya selama ini. 3. Kedua orang tua tercinta, nenek dan adik-adik yang telah memberikan dukungan moril dan spiritual kepada penulis. 4. Teman, kakak dan adik di Jurusan Magister Ilmu Pangan, serta rekan-rekan semua yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian tesis ini. Akhirnya, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Februari 2015 Penulis

9 DAFTAR ISI Hal JUDUL... LEMBAR PERSETUJUAN TESIS... SURAT PERNYATAAN... ABSTRAK... ABSTRACT... RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTRAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii viii x xi xii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 5 Hipotesis Penelitian... 5 Manfaat Penelitian... 6 TINJAUAN PUSTAKA... 7 Tanaman Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst)... 7 Komposisi Kimia Umbi Gadung... 8 Pati Hidrolisis Pati Hidrolisa Asam Hidrolisa Asam dan Enzim Hidrolisa Enzim Enzim Amilase Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hidrolisa Pati Menjadi Glukosa.. 18 Mekanisme Kerja Enzim Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim Pembuatan Sirup Glukosa Likuifikasi Sakarifikasi... 23

10 Sirup Gula Kegunaan Sirup Gula METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Metoda Penelitian Model Rancangan Pelaksanaan Penelitian Pembuatan Pati dari Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst) 31 Pembuatan Sirup Glukosa Secara Enzimatis Pengamatan Kadar Asam Sianida (HCN) Kadar Air Kadar Abu Kadar Pati Amilosa dan Amilopektin Gula Reduksi Total Padatan Terlarut Dekstrosa Equivalen Viskositas Rendemen HASIL DAN PEMBAHASAN Deskripsi Pati Gadung Hasil Analisis Proksimat Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennts) Hasil Analisis Sirup Glukosa Pengaruh ph dengan Parameter yang Diamati Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati Rendemen (%) Gula Reduksi (%) Dekstrosa Equivalen (%) Total Padatan Terlarut ( Brix) Viskositas (cpoise) KESIMPULAN DAN SARAN Saran Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 81

11 DAFTAR TABEL No. Judul Halaman 1. Produksi, Impor dan Konsumsi Gula Komposisi Zat Gizi Umbi Gadung Enzim-Enzim yang Banyak Digunakan di dalam Industri Pengolahan Pati (Hidrolisa) Standar Mutu Sirup Glukosa Syarat Mutu Sirup Glukosa Nilai Kemanisan Relatif Sirup Glukosa dan Beberapa Pemanis Lainnya Komposisi Kimia Pati Gadung Pengaruh ph dengan Parameter yang Diamati Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Parameter yang Diamati Uji LSR Pengaruh Intereaksi ph dan Sakarifikasi dengan Rendemen Uji LSR Pengaruh Intereaksi ph dan Sakarifikasi dengan Gula Reduksi Uji LSR Pengaruh Intereaksi ph dan Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen Uji LSR Pengaruh Intereaksi ph dan Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut Uji LSR Pengaruh Intereaksi ph dan Sakarifikasi dengan Viskositas.. 71

12 DAFTAR GAMBAR No. Judul Halaman 1. Gadung Reaksi Pembuatan Glukosa dari Hidrolisa Pati Proses Pembuatan Pati Gadung (Dioscorea hispida Dennst) Proses Pembuatan Sirup Glukosa Pati Gadung Grafik Hubungan ph (Derajat Keasaman) dengan Rendemen Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen Grafik Interaksi ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen Grafik Hubungan ph (Derajat Keasaman) dengan Gula Reduksi Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi Grafik Interaksi ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi Grafik Hubungan ph (Derajat Keasaman) dengan Dekstrosa Equivalen Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen Grafik Interaksi ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen Grafik Hubungan ph (Derajat Keasaman) dengan Total Padatan Terlarut Grafik Hubungan Waktu Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut Grafik Interaksi ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut Grafik Hubungan ph (Derajat Keasaman) dengan Viskositas Grafik Pengaruh Waktu Sakarifikasi dengan Viskositas... 69

13 20. Grafik Interaksi antara ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Viskositas. 71

14 DAFTAR LAMPIRAN No. Judul Halaman 1. Daftar Sidik Ragam Rendemen Uji LSR ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Rendemen Daftar Sidik Ragam Gula Reduksi Uji LSR ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Gula Reduksi Daftar Sidik Ragam Dekstrosa Equivalen Uji LSR ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Dekstrosa Equivalen Daftar Sidik Ragam Total Padatan Terlarut Uji LSR ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Total Padatan Terlarut Daftar Sidik Ragam Viskositas Uji LSR ph dan Waktu Sakarifikasi dengan Viskositas Dokumentasi Penelitian... 91