LAPORAN TUGAS AKHIR PEMBUATA SIRUP GLUKOSA BERBAHAN BAKU JAGUNG (Zea Mays) MENGGUNAKAN ALAT REAKTOR ENZIMATIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang Disusun oleh : YOGI NIRWANSYAH 21030110060043 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013
INTISARI Pembuatan sirup glukosa secara enzimatis dengan menggunakan enzim α- amilase dan glukoamilase merupakan proses hidrolisa yang memotong polisakarida menjadi oligosakarida, disakarida dan hasil akhirnya berupa monosakarida yaitu glukosa. Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang, kandungan karbohidrat dalam pati jagung sebanyak 72,9%. Praktikum ini menggunakan reaktor enzimatis. Prinsip kerja alat ini didasarkan pada kondisi operasi yang dibutuhkan enzim α-amilase dan glukoamilase untuk menghidrolisa pati, seperti adanya kontrol temperatur, kontrol putaran, kontrol ph dan kontrol waktu. Fungsi dari enzim ini adalah untuk memotong rantai panjang polimer karbohidrat pati menjadi monomernya yaitu glukosa. Dari praktikum ini, diperoleh hasil bahwa Kadar gula pereduksi pada sirup glukosa hasil praktikum paling tinggi pada proses liquifikasi menggunakan enzim α- amilase didapat pada variabel 4 dengan kadar gula pereduksi sebesar 40,12%. Sedangkan pada proses sakarifikasi menggunakan enzim glukoamilase didapat pada variable 4 dengan kadar gula pereduksi sebesar 40,21%. Kata kunci : reaktor enzimatis, sirup glukosa, jagung ABSTRACT Manufacture of glucose syrup enzymatically by using enzymes α-amylase and glucoamylase is hydrolysis process that cuts a polysaccharide into oligosaccharides, disaccharides and the final product is monosaccharides a glucose. Starch is a complex carbohydrate which is insoluble in water, form a white powder, tasteless and odorless. Starch is the main ingredient which is produced by plants to store excess glucose (as a product of photosynthesis) in the long term, the carbohydrate content in corn as much as 72.9%. This lab work utilize enzymatic reactor. Working principle of this device is based on the required operating conditions of enzyme α-amylase and glucoamylase to hydrolyze starch, such as the temperature control, the rotation control, ph control and time control. Function of this enzyme is to cut the long chain starch carbohydrate polymers into monomer is glucose. From this lab work, the highest result of reduce sugar containt of glucose syrup is in liquefaction process using α-amylase enzyme obtained at variable 4 with a reducing sugar content of 40,12%. While in the process of saccharification using glucoamylase enzyme obtained at variable 4 with a reducing sugar content of 40,21%. Keywords: enzymatic reactor, glucose syrup, corn
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, berkat, dan karunia-nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. Pada kesempatan ini, perkenankanlah penyusun mengucapkan terima kasih kepada 1. Ir. H. Zainal Abidin, MS. selaku Ketua Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro 2. Ir. Edy Supriyo, MT. selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro 3. Dra. FS. Nugraheni, M.Kes, selaku Sekretaris Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro 4. Ir. Margaretha Tuti Susanti, MP. selaku dosen pembimbing Kerja Praktek dan Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dengan baik hingga Laporan Kerja Praktek ini dapat terselesaikan dengan baik 5. Ir. R. TD Wisnu Broto, MT. dan Dra. FS. Nugraheni, M.Kes., selaku dosen wali kelas B angkatan 2010, yang telah memberikan semangat dan doa kepada penyusun 6. Seluruh Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Studi Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
7. Ayah dan Ibu yang tak henti-hentinya selalu mendoakan dan memotivasi untuk senantiasa bersemangat dan tak mengenal kata putus asa. Terima kasih atas segala dukungannya, baik secara material maupun spiritual hingga terselesaikannya laporan ini. 8. Keluarga besar Exoudtic angkatan 2010 yang telah memberikan informasi, semangat, dan dukungan dalam menyelesaikan laporan ini. 9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan ini. Penyusun menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan ini. Besar harapan penyusun akan adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun guna kesempurnaan laporan ini. Semarang, September 2013 Penyusun
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii INTISARI... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jagung (Zea mays)... 4 2.2 Pati atau Amilum... 6 2.3 Enzim... 8 2.3.1 Pengertian Enzim... 8 2.3.2 Enzim α-amilase... 8 2.3.3 Enzim Glukoamilase... 9 2.4 Hidrolisis Enzim... 9 2.5 Sirup Glukosa... 10 BAB III TUJUAN DAN MANFAAT 3.1 Tujuan... 12
3.2. Manfaat... 12 BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1. Spesifikasi dan Perancangan Alat Reaktor Enzimatis... 13 4.2 Gambar dan Dimensi Alat... 15 4.3 Cara Kerja Alat... 18 4.3.1 Persiapan Alat... 18 4.3.2 Prosedur Percobaan... 18 4.3.3 Analisa Gula Redukse Metode Fenol Asam Sulfat... 20 BAB V METODOLOGI 5.1 Bahan dan Alat... 22 5.1.1 Alat yang digunakan... 22 5.1.2 Bahan yang digunakan... 22 5.2 Variabel Percobaan... 23 BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan... 24 6.1.1 Hasil Pembuatan Kurva Standar Glukosa... 24 6.1.2 Hasil Analisa Proses Liquifikasi... 24 6.1.3 Hasi Analisa Proses Sakarifikasi... 24 6.1.4 Hasil Pengujian Alat dan Perhitungan Kinerja Alat... 25 6.2 Pembahasan... 26 6.2.1 Pembahasan Bahan Baku... 26 6.2.2 Pembahasan Proses Hidrolisa Enzimatis... 27 6.2.3 Pembahasan Hasil Pengamatan... 28 6.2.4 Faktor yang Memperngaruhi Praktikum... 30
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 8.1 Kesimpulan... 31 8.2 Saran... 32 DAFTAR PUSTAKA... 33 LAMPIRAN... 35
DAFTAR TABEL Tabel 1. Komposisi kimia jagung... 6 Tabel 2. Komposisi Pati jagung... 7 Tabel 3. Syarat Mutu Sirup Glukosa... 11 Tabel 4. Komponen dan Spesifikasi Alat Reaktor Enzimatis... 13 Tabel 5. Pengamatan Kadar Glukosa Pada Tahap Liquifikasi... 23 Tabel 6. Pengamatan Kadar Glukosa Pada Tahap Sakarifikasi... 23 Tabel 7. Hasil Pengukuran Kurva Standar Glukosa... 24 Tabel 8. Hasil Absorbansi Proses Liquifikasi... 24 Tabel 9. Hasil Absorbansi Proses Sakarifikasi... 24 Tabel 10. Kadar Gula Pereduksi Proses Liquifikasi... 25 Tabel 11. Kadar Gula Pereduksi Proses Liquifikasi... 25
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Jagung... 5 Gambar 2. Rancangan Reaktor Enzimatis... 14 Gambar 3. Tampak Depan Reaktor Enzimatis... 15 Gambar 4. Tampak Dalam Reaktor Enzimatis... 16 Gambar 5. Impeller Propeler Kapal Berdaun Tiga... 16 Gambar 7. Rancangan Dimensi Reaktor Enzimatis... 17 Gambar 8. Blok Diagram Prosedur Praktikum... 21 Gambar 9. Kurva Standar Glukosa... 25 Gambar 10. Pati jagung... 27 Gambar 11. Grafik Hubungan proses vs Kadar Gula Pereduksi... 28
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I. Perhitungan Analisa dan Dokumentasi... 35