August 23, 2011
Penanganan Pasca Panen Kakao
Kakao merupakan komoditas perkebunan yang penting bagi perekonomian nasional dengan perannya sebagai sumber penghasil devisa negara, menciptakan lapangan kerja, sumber pendapatan petani, pendorong perkembangan agroindustri dan agribisnis serta pengembangan wilayah.
Luas perkebunan kakao Indonesia pada tahun 2009 mencapai 1.475.344 ha. Sentra pertanaman kakao Indonesia tersebar di Sulawesi (63,3%), kemudian disusul beberapa daerah lainnya seperti Sumatera (16,5%), NTT, NTB dan Bali (4,1 %), Kalimantan (6,3%) serta Maluku dan Papua (7,2%). Sebagian besar (92,4%) areal pertanaman kakao ini merupakan perkebunan rakyat dengan jumlah petani yang terlibat secara langsung 80.999 KK.
Indonesia menjadi produsen kakao kedua terbesar di dunia dengan produksi 758.412 ton per tahun setelah Pantai Gading (1.380.000 ton per tahun). Ekspor kakao Indonesia mencapai 515.523 ton dengan nilai US$ 1,266.91 juta pada tahun 2009, menjadikan komoditas kakao sebagai penghasil devisa terbesar ketiga dalam sub sektor perkebunan setelah kelapa sawit. Namun, kualitas biji kakao yang diekspor oleh Indonesia dikenal sangat rendah (berada di kelas 3 dan kelas 4). Hal ini disebabkan oleh penanganan pasca panen kakao belum dilakukan dengan baik dan benar sehingga kakao yang dihasilkan oleh petani masih tercampur dengan benda-benda asing, pengeringan kurang sempurna sehingga menyebabkan tumbuhnya jamur serta volume biji kakao yang difermentasi relatif masih sedikit sehingga para pedagang pengumpul mencampurkan antara kakao fermentasi dan non fermentasi.
Petani enggan melakukan fermentasi karena tidak ada perbedaan harga yang signifikan antara biji kakao asalan dan biji fermentasi. Disatu sisi pembeli tidak mau memberikan perbedaan harga karena jumlah biji yang difermentasi hanya sedikit. Kegiatan fermentasi umumnya dilakukan oleh petani secara sporadis atau dalam jumlah dan perlakuan yang berbeda satu sama lain, sehingga mengakibatkan biji kakao yang difermentasi oleh petani belum dapat memenuhi baku standar yang dopersyarakatkan.
Kualitas rendah menyebabkan harga biji dan produk kakao Indonesia di pasar internasional dikenai diskon USD200/ton atau 10%-15% dari harga pasar. Selain itu, beban pajak ekspor kakao olahan (sebesar 30%) relatif lebih tinggi dibandingkan dengan beban pajak impor produk kakao (5%), kondisi tersebut telah menyebabkan jumlah pabrik olahan kakao Indonesia terus menyusut (Suryani, 2007). Selain itu para pedagang (terutama trader asing) lebih senang mengekspor dalam bentuk biji kakao (non olahan).
Peningkatan produksi kakao mempunyai arti yang strategis karena pasar ekspor biji kakao Indonesia masih sangat terbuka dan pasar domestik masih belum tergarap. Permasalahan utama yang dihadapi perkebunan kakao dapat diatasi dengan penerapan fermentasi pada pengolahan biji pasca panen dan pengembangan produk hilir kakao berupa serbuk kakao. Selain itu dilaksanakan kegiatan peningkatan mutu kakao melalui pembangunan unit pengolahan biji kakao non fermentasi menjadi biji kakao fermentasi. Unit fermentasi biji kakao yang dibangun dilengkapi dengan sarana pendukung seperti kotak fermentasi, mesin pengering, alat ukur kadar air, timbangan duduk, bangunan unit pengolahan dan bantuan modal kerja untuk pembelian kakao basah serta pelatihan pasca panen.
Kriteria mutu biji kakao meliputi aspek fisik, cita rasa dan kebersihan serta tahapan proses produksinya. Proses pengolahan buah kakao menentukan mutu produk akhir kakao, karena dalam proses ini terjadi pembentukan calon cita rasa khan kakao dan pengurangan cita rasa yang tidak dikehendaki, misalnya rasa pahit dan sepat.1. Sortasi Buah
Sortasi buah meupakan hal yang sangat penting untuk dilakukan, hal ini dilakukan untuk proses pemilahan hasil panen yang masak dan yang baik dari buah yang rusak atau cacat (terkena serangan hama dan penyakit) dan benda asing lainnya.
2. Pemeraman atau Penyimpanan Buah
Tujuannya adalah untuk mengurangi kandungan pulpa yang melapisi biji kakao karena dengan pulpa yang berlebihan akan menghambat proses fermentasi. Tujuan lainnya yaitu untuk menunggu terkumpulnya buah kakao mencapai 400-500 buah atau setara dengan 35-40 kg biji kakao basah, yang merupakan persyaratan minimal untuk proses fermentasi dapat dilakukan. Pemeraman buah dilakukan dengan menimbun buah kakao selama 5-12 hari atau tergantung kondisi tingkat kematangan buah. Buah dimasukkan dalam keranjang atau karung goni dan atau diletakkan dipermukaan tanah dengan diberi alas daun kering, kemudian permukaan tumpukan ditutup dengan daun kering. Selama proses pemeraman agar selalu diawasi perkembangan kematangan buah, hal ini untuk menghindari kerusakan atau pembusukan buah.
3. Pemecahan Buah
Pemecahan buah harus dilakukan dengan hati-hati agar biji kakao yang dikeluarkan dari kulit buah dan plasentanya tidak rusak, tidak kotor ataupun terjadinya perubahan warna menjadi kelabu atau kehitaman. Pemecahan buah sebaiknya menggunakan pemukul kayu atau dengan memukulkan buah satu dengan buah lainnya. Setelah buah terbelah, biji kakao diambil dari belahan buah dan ikatan empulur (plasenta) dengan menggunakan tangan. Kebersihan tangan harus sangat diperhatikan karena kontaminasi senyawa kimia dari pupuk, pestisida, minyak dan kotoran dapat mengganggu proses fermentasi atau mencemari produk akhirnya.
Biji yang sehat harus dipisahkan dari kotoran-kotoran maupun biji cacat, sekaligus membuang empulur yang melekat di biji, yang selanjutnya ditampung dalam ember plastik sebelum dimasukkan dalam kotak fermentasi yang terbuat dari kayu. Proses ini harus dilakukan dengan cepat dan tepat, karena penundaan proses pengolahan dapat berpengaruh negatif pada mutu akibat terjadi pra-fermentasi secara tidak terkendali.
4. Fermentasi Biji
Fermentasi merupakan suatu proses produksi suatu produk dengan mikroba sebagai organisme pemroses. Fermentasi biji kakao merupakan fermentasi tradisional yang melibatkan mikroorganisme indigen dan aktivitas enzim endogen. Fermentasi biji kakao tidak memerlukan penambahan kultur starter (biang), karena pulp kakao yang mengandung banyak glukosa, fruktosa, sukrosa dan asam sitrat dapat mengundang pertumbuhan mikroorganisme sehingga terjadi fermentasi.
Tujuan fermentasi adalah untuk mematikan lembaga biji agar tidak tumbuh sehingga perubahan-perubahan di dalam biji akan mudah terjadi, seperti warna keping biji, peningkatan aroma dan rasa, perbaikan konsistensi keping biji membentuk cita rasa khas coklat serta mengurangi rasa pahit dan sepat yang ada di dalam biji kakao sehingga menghasilkan biji kakao dengan mutu dan aroma yang khas serta warna coklat cerah dan bersih, untuk melepaskan selaput lendir serta menghasilkan biji yang tahan terhadap hama dan jamur. Faktor yang harus diperhatikan dalam proses fermentasi adalah :
1. Berat biji kakao yang akan difermentasi minimal 40 kg. Hal ini terkait dengan kemampuan untuk menghasilkan panas yang cukup sehingga proses fermentasi dapat berjalan dengan baik.
2. Setelah 48 jam proses fermentasi pengadukan atau pembalikan dilakukan.
3. Lama fermentasi optimal adalah 4-5 hari (4 hari bila udara lembab dan 5 hari bila udara terang). Proses fermentasi yang terlalu singkat (kurang dari 3 hari) menghasilkan biji "slaty" berwarna ungu agak keabu-abuan dan berstektur pejal. Sedangkan proses fermentasi yang terlalu lama (lebih dari 5 hari) menghasilkan biji rapuh dan berbau kurang sedap atau berjamur. Keduanya merupakan cacat mutu.
4. Sarana fermentasi yang ideal adalah dengan menggunakan kotak dari kayu yang diberi luang-lubang.
5. Tinggi tumpukan biji kakao minimal 40 cm agar dapat tercapai suhu fermentasi 45-49oC.
Cara fermentasi dengan kotak kayu :
a. Biji kakao dimasukkan ke dalam peti pertama (tingkat atas) sampai ketinggian 40 cm, kemudian permukaannya ditutup dengan karung goni atau daun pisang kering.
b. Setelah 48 jam (2 hari), biji kakao dibalik dengan cara dipindahkan ke peti kedua sambil diaduk.
c. Setelah 4 - 5 hari, biji kakao dikeluarkan dari peti fermentasi dan siap untuk proses selanjutnya.
d. Perendaman dan Pencucian Biji
Perendaman dna pencucian biji bukan merupakan cara yang baku, namun dilakukan atas dasar permintaan pasar. Pencucian ditujukan untuk mengurangi kadar kulit/pulpa atau kadar kotoran lain, dapat mempercepat proses pengeringan serta memperbaiki penampakan biji. Biji direndam selama 1-3 jam, kemudian dilakukan pencucian ringan secara manual atau mekanis.
e. Pengeringan Biji
Pengeringan bertujuan untuk menurunkan kadar air biji kakao sampai 7,5 % sehingga aman untuk disimpan. Pengeringan dapat dilakukan dengan cara penjemuran (dilakukan diatas para-para atau lantai jemur, waktu penjemuran 7-9 hari), cara mekanis yaitu dengan menggunakan alat pengering (diperlukan waktu 40-50 jam), dan cara kombinasi (dilakukan penjemuran terlebih dahulu selama 1-2 hari atau tergantung cuaca hingga mencapai kadar air 12-30%, setelah biji kakao dijemur kemudian dimasukkan ke dalam mesin pengering diperlukan waktu selama 15-20 jam untuk dapat mencapai kadar air maksimal 7,5%.
f. Sortasi Biji Kering
Sortasi biji dimaksudkan untuk memilah biji kakao berdasarkan ukuran dan memisahkan dari kotoran atau benda asing lainnya seperti batu,kulit dan daun-daunan. Sortasi dilakukan dengan menggunakan ayakan atau mesin sortasi yang memisahkan biji kakao berdasarkan ukuran.Sesuai dengan SNI biji kakao No. 2323-2008, biji kakao dikelompokkan ke dalam lima kriteria yaitu :
1. Mutu AA : Jumlah biji maksimum 85 per 100gram
2. Mutu A : Jumlah biji 86-100 per 100 gram
3. Mutu B : Jumlah biji 101-110 per 100 gram
4. Mutu C : Jumlah biji 111-120 per 100 gram
5. Mutu S : Jumlah lebih besar dari 120 biji pe 100 gram
5. Penyimpanan
1. Mutu AA : Jumlah biji maksimum 85 per 100gram
2. Mutu A : Jumlah biji 86-100 per 100 gram
3. Mutu B : Jumlah biji 101-110 per 100 gram
4. Mutu C : Jumlah biji 111-120 per 100 gram
5. Mutu S : Jumlah lebih besar dari 120 biji pe 100 gram
5. Penyimpanan
Biji kakao kering dimasukkan ke dalam karung goni. Tiap karung goni diisi 60 kg biji kakao kering kemudian karung tersebut disimpan dalam ruangan yang bersih, kering dan memiliki lubang pergantian udara. Antara lantai dan wadah biji kakao diberi jarak ± 8 cm dan jarak dari dinding ± 60 cm. Biji kakao dapat disimpan selama ± 3 bulan.
April 17, 2011
Penerapan Model Transportasi Multimoda dalam Supply Chain Management
Globalisasi internasional yang terjadi saat ini adalah era perdagangan bebas yang akan mempengaruhi sistem dan distribusi komoditi dunia, mobilitas modal dan persaingan usaha antar negara semakin tinggi. Kata kunci untuk memenangkan persaingan global adalah efisiensi. Efisiensi dalam sistem distribusi dan logistik pada sistem perdagangan ekspor-impor dan perdagangan dalam negeri memungkinkan dapat dicapai dengan pengembangan teknologi sistem transportasi dengan penerapan sistem transportasi terpadu antar moda laut, jalan raya/rel dan udara. Masyarakat industrialis tidak akan ada tanpa peran sistem transportasi yang efisien. Umumnya, orang beranggapan bahwa barang-barang akan berpindah dari tempat diproduksi ke tempat barang tersebut akan dikonsumsi dapat dilakukan dengan mudah, tanpa memikirkan pengorbanan waktu dan biaya yang ditimbulkannya. Ternyata dalam kenyataannya tidak semudah itu.
Transportasi menciptakan suatu produk. Kegunaan waktu secara umum dimaksimalkan oleh sistem penggudangan dan cara penyimpanan suatu produk sampai ke tangan konsumen. Transportasi juga salah satu faktor dalam penciptaan ketepatan waktu karena mencerminkan seberapa cepat dan seberapa tepat produk dapat berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain. Faktor-faktor ini ditujukan sebagai time in transit ketepatan waktu dalam pengangkutan dan ketepatan jasa (consistency of service). Jika suatu produk tidak tersedia pada saat dibutuhkan makan akan terjadi kerugian yang tak terhitung, seperti kehilangan penjualan, ketidakpuasan konsumen, dan keterlambatan produksi yang pada akhirnya kerugian terbesar akan muncul, yaitu kehilangan kepercayaan konsumen.
Agar perusahaan tetap mendapatkan kepercayaan dari konsumen, maka perusahaan harus mengelola seluruh siklus yang terjadi dalam aktivitas produksi maupun pemasaran produknya. Konsep supply chain management merupakan konsep baru yang melihat seluruh aktivitas perusahaan adalah bagian terintegrasi. Dalam hal ini integrasi perusahaan pada bagian hulu (upstream) dalam menyediakan bahan baku dan integrasi pada bagian hilir (down stream) dalam proses distribusi dan pemasaran produk.
SCM adalah serangkaian pendekatan yang diterapkan untuk mengintegrasi pemasok, pengusaha, gudang dan tempat penyimpanan lainnya secara efisien sehingga produk dihasilkan dan didistribusikan dengan kuantitas yang tepat, lokasi dan waktu yang tepat untuk memperkecil biaya dan memuaskan kebutuhan pelanggan (Simchi-Levi, et al, 2003). Setiap perusahaan tidak dapat lepas dari persoalan transportasi baik untuk pengadaan bahan baku ataupun dalam mengalokasikan barang jadinya. Transportasi merupakan salah satu faktor yang penting dalam dunia usaha untuk mendistribusikan hasil produksinya. Salah satu masalah transportasi adalah pendistribusian beberapa komoditas dari beberapa pusat persediaan yang disebut sumber ke beberapa pusat penerima yang disebut tujuan, dengan meminimumkan biaya total distribusi. Biaya transportasi diharapkan menjadi minimum, besarnya biaya operasional ke tempat-tempat distribusi ditetapkan secara eksak, sedangkan jumlah permintaan dan persediaaan masih belum diketahui dengan jelas.
Parameter-parameter pada masalah transportasi adalah biaya distribusi, nilai permintaan dan persediaan (baik produksi maupun kapasitas penyimpanan). Kemudian dari parameter-parameter itu dibuat suatu model matematis dengan fungsi tujuan meminimumkan biaya dengan batasan-batasan seperti: nilai permintaan dan persediaan.
Kebanyakan perusahaan menggunakan dua atau lebih jenis fasilitas pengangkutan untuk memastikan keamanan dan pengiriman barang-barang atau produk yang tepat waktu. Kebutuhan akan koordinasi muncul oleh karena kemampuan dan tarif-tarif yang berbeda dari berbagai fasilitas-fasilitas pengangkutan. Sebagai contoh, angkutan udara tidak mudah tersedia, operasinya dapat dikoordinasikan dengan motor yang dapat memuat dan mendistribusikan barang-barang ke konsumen. Selain itu juga perlu disediakan yang berhubungan dengan rel (kereta api) dan transportasi pipa (untuk bahan cair). Penggunaan berbagai fasilitas-fasilitas pengangkutan dalam pendistribusian barang-barang disesuaikan dengan keinginan perusahaan dan jangkauan dari alat-alat transportasi tersebut. Seorang manajer perusahaan dalam hal pengadaan transportasi perlu memikirkan jenis-jenis transportasi atau alat pengangkutan yang digunakan dalam pendistribusian barang-barang atau produk dengan memperhatikan faktor-faktor yang dapat memberikan keuntungan bagi perusahaan. Sebagai contoh, alat transportasi yang memiliki biaya pengangkutan yang rendah dibandingkan dengan alat transportasi lainnya sehingga biaya transportasi dapat diminimumkan dengan pengiriman produk atau barang yang tepat waktu (Lingatiene, 2006).
Transportasi dan distribusi produk dari berbagai sumber ke berbagai tujuan melibatkan beberapa jenis moda (jenis) transportasi. Setiap moda transportasi memiliki perbedaan pengalokasian waktu dalam mendistribusikan suatu produk dari berbagai sumber ke berbagai tujuan. Begitupun dengan rantai pasok dari komoditas cabai merah. Dalam transportasi dan distribusi cabai merah dari petani hingga ke konsumen menggunakan beberapa jenis moda transportasi yang memiliki kapasitas angkut dan biaya pangangkutan serta kecepatan yang berbeda. Dalam perencanaan transportasi rantai pasok cabai merah dibutuhkan suatu teknik pemodelan yang dapat melibatkan beberapa moda (jenis) transportasi. Teknik pemodelan dengan sistem multimoda transportasi dengan tujuan utama yang ingin dicapai adalah efisiensi biaya pengangkutan dengan memperhatikan faktor kecepatan dan ketepatan waktu barang sampai di tangan penerima (konsumen).
March 13, 2011
Pembuatan Sirup Glukosa dari Variasi Bentuk Bahan Baku Ubi Jalar (Ipomoea batatas L) secara Enzimatis
Pembuatan Sirup Glukosa dari Variasi Bentuk Bahan Baku Ubi Jalar (Ipomoea batatas L) secara Enzimatis
by : Nurhidayah Didu
Pendahuluan
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 ataupun 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 sepertihalnya suksrosa jika dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan sirup glukosa mencapai kejenuhan 75% (Sa'id, 1987).
Sirup glukosa merupakan suatu larutan yang diperoleh dari pati atau sumber karbohidrat lain melalui hidrolisa yang komponen utamanya adalah glukosa (Judoamidjojo et al. 1989). 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 (Judoamidjojo et al. 1989).
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.
Enzim yang digunakan dalam pembuatan sirup glukosa dengan metode enzimatis adalah enzim alfa amilase dan enzim amiloglukosidase (AMG). Penggunaan kedua enzim tersebut dimaksudkan untuk mengubah komponen pati yang merupakan polisakarida menjadi glukosa serta gula-gula sederhana lainnya yang merupakan monosakarida.
Pembuatan sirup glukosa dengan hidrolisis enzim terdiri dari tiga tahapan dalam mengkonversi pati, yaitu gelatinisasi, likuifikasi, dan sakarifikasi. Gelatinisasi merupakan pembentukan suspensi kental dari granula pati, likuifikasi merupakan proses hidrolisis pati parsial yang ditandai dengan menurunnya viskositas dan sakarifikasi yaitu proses lebih lanjut dari hidrolisis untuk menghasilkan glukosa (Chaplin dan Buckle 1990).
Nilai ekuivalen dekstrosa (DE) sirup glukosa yang tinggi dapat diperoleh dengan optimalisasi proses likuifikasi dan sakarifikasi, sedangkan kadar padatan kering dan warna sirup glukosa yang sesuai standar (SNI) diperoleh dengan proses evaporasi. Proses evaporasi yang dilakukan pada kondisi non-vakum atau pada tekanan udara 1 atm (1×105 Pa) menyebabkan warnanya menjadi kecoklatan. Menurut Sa’id (1987), proses pemanasan pada sirup glukosa dapat menyebabkan pembentukan warna. Gula sederhana terutama dekstrosa mudah mengalami reaksi browning non-enzimatik (reaksi Maillard) yang menghasilkan warna coklat.
Pada tahap pembuatan sirup glukosa ubi jalar digunakan bentuk bahan baku yang bervariasi dari ubi jalar. Pembuatan sirup glukosa dibuat dari umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar, pati kering ubi jalar dan tepung ubi jalar. Variasi bentuk bahan baku yang dilakukan pada pembuatan sirup glukosa dimaksudkan untuk menentukan bentuk bahan baku yang terbaik digunakan dalam pembuatan sirup glukosa dari ubi jalar dengan melihat efisiensi korversi ubi jalar menjadi sirup glukosa.
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 ataupun 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 sepertihalnya suksrosa jika dilakukan pemasakan pada suhu tinggi, inti kristal tidak terbentuk sampai larutan sirup glukosa mencapai kejenuhan 75% (Sa'id, 1987).
Sirup glukosa merupakan suatu larutan yang diperoleh dari pati atau sumber karbohidrat lain melalui hidrolisa yang komponen utamanya adalah glukosa (Judoamidjojo et al. 1989). 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 (Judoamidjojo et al. 1989).
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.
Enzim yang digunakan dalam pembuatan sirup glukosa dengan metode enzimatis adalah enzim alfa amilase dan enzim amiloglukosidase (AMG). Penggunaan kedua enzim tersebut dimaksudkan untuk mengubah komponen pati yang merupakan polisakarida menjadi glukosa serta gula-gula sederhana lainnya yang merupakan monosakarida.
Pembuatan sirup glukosa dengan hidrolisis enzim terdiri dari tiga tahapan dalam mengkonversi pati, yaitu gelatinisasi, likuifikasi, dan sakarifikasi. Gelatinisasi merupakan pembentukan suspensi kental dari granula pati, likuifikasi merupakan proses hidrolisis pati parsial yang ditandai dengan menurunnya viskositas dan sakarifikasi yaitu proses lebih lanjut dari hidrolisis untuk menghasilkan glukosa (Chaplin dan Buckle 1990).
Nilai ekuivalen dekstrosa (DE) sirup glukosa yang tinggi dapat diperoleh dengan optimalisasi proses likuifikasi dan sakarifikasi, sedangkan kadar padatan kering dan warna sirup glukosa yang sesuai standar (SNI) diperoleh dengan proses evaporasi. Proses evaporasi yang dilakukan pada kondisi non-vakum atau pada tekanan udara 1 atm (1×105 Pa) menyebabkan warnanya menjadi kecoklatan. Menurut Sa’id (1987), proses pemanasan pada sirup glukosa dapat menyebabkan pembentukan warna. Gula sederhana terutama dekstrosa mudah mengalami reaksi browning non-enzimatik (reaksi Maillard) yang menghasilkan warna coklat.
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan sirup glukosa yaitu ubi jalar varietas Sukuh (umur panen 3-3,5 bulan), enzim alfa amilase (Liquizymes), enzim amiloglukosidase (Dextrozymes), air, karbon aktif, HCl 0,1N dan 4N, NaOH 0,1N, H2SO4, aquades, 3,5 Dinitrosalisilat (DNS), dan fenol.
Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan sirup glukosa yaitu waterbath shaker, oven, rotary evaporator, magnetic stirer, neraca analitis, hand refraktometer, termometer, spektrofotometer, penyaring vakum, kertas Wathman No 40, peralatan dapur, alat-alat gelas : gelas ukur, tabung reaksi, labu ukur, corong, pendingin balik, erlenmeyer, baker glass, pipet, batang pengaduk.
Pembuatan Sirup Glukosa
Sirup glukosa dibuat dengan menggunakan metode enzimatis. Enzim yang digunakan adalah enzim alfa amilase dan enzim amiloglukosidase (AMG). Sirup glukosa yang dibuat dari empat bahan ubi jalar yang berbeda yaitu umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar, pati kering ubi jalar, dan tepung ubi jalar. Setiap bahan tersebut kemudian ditambahkan air dengan perbandingan 1 : 3, kemudian dilakukan pengaturan pH dimana pH awal dari suspensi setiap bahan tersebut yaitu pH 4,0-4,2. Setiap bahan tersebut diatur pH-nya antara 6-6,5 dengan cara menambahkan NaOH. Pada tahap likuifikasi, ditambahkan enzim α-amilase 0,8 ml/kg bahan yang digunakan (dosis sesuai dengan yang direkomendasikan pihak produsen). Hidroliat ubi jalar dipanaskan pada suhu 90° C dengan pengadukan selama 1 jam. Pada tahap ini, dilakukan pengaturan pH 4,5 dengan menambahkan HCl. Pada tahap sakarifikasi, hidrolisat ubi jalar ditambahkan enzim amiloglukosidase dengan dosis 0,8 ml/kg bahan yang digunakan pada suhu 60°C selama 60 jam kemudian disaring. Setelah itu, sirup glukosa dinetralkan sampai pada pH 7 dengan menggunakan NaOH. Selanjutnya, dilakukan penambahan karbon aktif sebanyak 2% berat kering setiap bahan untuk dilakukan proses purifikasi yaitu dengan cara memanaskan larutan sirup ini pada suhu 80°C selama 10 menit. Setelah dilakukan pemurnian menggunakan karbon aktif, larutan sirup glukosa disaring menggunakan penyaringan vakum, kemudian dilakukan uji kadar gula pereduksi dengan metode DNS yaitu menggunakan pereaksi DNS dan total gula dengan menggunakan metode fenol. Setelah itu dilakukan pemekatan menggunakan vacuum rotary evaporator pada tekanan udara vakum 31 kPa, dimana lama pemekatannya berbeda-beda bergantung kepada kadar padatan sirup yang tercapai sesuai SNI 01-2978-1992 yaitu 70°Brix.
Hasil
Pada pembuatan sirup glukosa dari berbagai variasi bentuk bahan baku ubi jalar, pati kering ubi jalar menghasilkan nilai kadar total gula tertinggi dibandingkan dengan bahan lain yaitu 235,675 g/L, dan bahan umbi parut ubi jalar menghasilkan nilai total gula terendah dibandingkan dengan bahan lain yaitu 174,705 g/L. Sedangkan untuk bahan pati basah ubi jalar dan tepung ubi jalar nilai total gula yang dihasilkan yaitu 206,175 g/L dan 193,060 g/L. Hal ini menunjukkan bahwa pada proses likuifikasi dan sakarifikasi enzim penghidrolisis pati yaitu enzim alfa amilase dan enzim amiloglukosidase memecah pati menjadi glukosa secara sempurna.
Efisiensi tertinggi pada konversi ubi jalar menjadi sirup glukosa diperoleh pada bahan pati kering ubi jalar yaitu sebesar 63,207%, dan terendah pada bahan umbi parut ubi jalar yaitu sebesar 22,434%. Sedangkan untuk bahan pati basah ubi jalar dan tepung ubi jalar nilai efisiensi yang dihasilkan yaitu 27,296% dan 40,899%. Hal ini menunjukkan bahwa enzim bekerja dengan efisien dalam mengkonversi pati kering ubi jalar menjadi sirup glukosa.
Dengan pembuatan sirup glukosa dari berbagai bentuk bahan baku dari ubi jalar (umbi parut ubi jalar, pati basah ubi jalar, pati kering ubi jalar, tepung ubi jalar) diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan alternatif dalam pembuatan sirup glukosa ubi jalar. Selain itu, sirup glukosa ubi jalar dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan energi alternatif yaitu bioetanol sehingga memiliki nilai tambah yang lebih tinggi.
Daftar Pustaka
Chaplin MF, Buckle. 1990. Enzym Technology. Cambridge University Press, New York.
Judoamidjojo RM, Sa'id EG, Hartoto L. 1989. Biokonversi. Bogor: Pusat Antar Universitas Bioteknologi.
Judoamidjojo RM. 1992. Teknologi Ferementasi. Bogor: Pusat Antar Universitas Bioteknologi.
Richana N. 2009. Ubi Jalar (Botani, Budidaya, dan Teknologi Pascapanen). [Ebook]. http://www.nurichana.com
Sa'id EG. 1987. Bioindustri Penerapan Teknologi Fermentasi. Jakarta: Mediyatama Sarana Perkasa.