ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk pati dan …repository.ub.ac.id/8109/1/fikriyatul...

1

EKSTRAKSI BERBANTU GELOMBANG MIKRO UNTUK

PATI DAN POLISAKARIDA LARUT AIR SECARA SIMULTAN DARI TEPUNG

UWI PUTIH (Dioscorea alata) : PENGARUH PROPORSI PELARUT AIR DAN

LAMA PAPARAN

SKRIPSI

Oleh:

FIKRIYATUL HANIFA

135100100111035

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul Tugas Akhir : Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro untuk Pati dan

Polisakarida Larut Air secara Simultan dari Tepung Uwi

Putih (Dioscorea Alata) : Pengaruh Proporsi Pelarut Air

dan Lama Paparan

Nama Mahasiswa : Fikriyatul Hanifa

NIM : 135100100111035

Jurusan : Teknologi Hasil Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Dosen Pembimbing,

Prof. Dr. Ir. Harijono, M.App.Sc NIP. 195304 1980002 1 001

Tanggal Persetujuan:

ii

LEMBAR PENGESAHAN


Polisakarida Larut Air secara Simultan dari Tepung Uwi

Putih (Dioscorea Alata) : Pengaruh Proporsi Pelarut Air

dan Lama Paparan


NIM : 135100100111035



Dosen Penguji I, Dosen Penguji II,

Dr. Ir. Aji Sutrisno, M.Sc Erni Sofia Murtini, S.TP., MP., Ph.D

NIP. 19680223 199303 1 002 NIP. 197310 2020011 2 001

Dosen Penguji III,

Prof. Dr. Ir. Harijono, M.App.Sc

NIP. 195304 1980002 1 001

Ketua Jurusan,

Prof. Dr. Teti Estiasih, S.TP., MP NIP 19701226 200212 2 001

Tanggal Lulus :

iii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Depok pada tanggal 7

Agustus 1995. Penulis merupakan anak ke 2 dari 5

bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah

Dasar di SDIT Darul Abidin Depok pada tahun 2007.

Kemudian penulis melanjutkan pendidikan ke Sekolah

Menengah Pertama di SMPIT Darul Abidin Depok dan

lulus pada tahun 2010. Setelah itu penulis melanjutkan

pendidikan di SMAIT Al-Kahfi Bogor dan menyelesaikan

pada tahun 2013. Pada bulan september tahun 2013, penulis melanjutkan

jenjang pendidikannya di Universitas Brawijaya Malang di jurusan Teknologi

Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama masa studinya di Universitas Brawijaya, penulis aktif diberbagai

organisasi kampus. Diantaranya sebagai staf magang kementerian Humas di

BEM FTP pada tahun 2013, staf kementerian Infokom di BEM FTP pada tahun

2014, staf divisi Strakominfo di Himalogista pada tahun 2015, Dirjen Informasi

BEM FTP pada tahun 2015, serta menjadi staf ahli Strakominfo di Himalogista

pada tahun 2016. Selain aktif di organisasi, penulis juga aktif di berbagai

kepanitiaan dalam lingkup fakultas maupun universitas. Penulis juga aktif

menjadi pemateri dibidang informasi dan branding dalam beberapa kegiatan,

salah satunya pada Training Organization BEM FTP 2017.

iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Yang bertanda tangan di bawah ini:


NIM : 135100100111035




Polisakarida Larut Air secara Simultan dari Tepung

Uwi Putih (Dioscorea Alata) : Pengaruh Proporsi

Pelarut Air dan Lama Paparan

Menyatakan bahwa,

Tugas akhir dengan judul di atas merupakan karya dari penulis tersebut di atas.

Apabila di kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar, saya bersedia

dituntut sesuai hukum yang berlaku.

Malang, Agustus 2017

Pembuat Pernyataan,

Fikriyatul Hanifa

NIM 135100100111035

v

Fikriyatul Hanifa. 135100100111035. Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro untuk Pati dan Polisakarida Larut Air secara Simultan dari Tepung Uwi Putih (Dioscorea Alata) : Pengaruh Proporsi Pelarut Air dan Lama Paparan Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Harijono. M.App.Sc.

RINGKASAN

Uwi putih (Dioscorea alata) merupakan tanaman yang banyak di temukan di Indonesia, akan tetapi sangat jarang dimanfaatkan. Uwi putih dapat dijadikan sumber karbohidrat dan serat, selain itu juga berpotensi sebagai sumber polisakarida larut air (PLA). Pati dan PLA banyak digunakan pada industri pangan, akan tetapi ketersediaannya masih sangat terbatas. Sehingga diperlukan suatu cara agar mendapatkan pati dan PLA, yaitu dengan mengekstrak pati dan PLA secara simultan dengan bantuan gelombang mikro. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kondisi lama proses ekstraksi dan rasio bahan terhadap pelarut air yang tepat dalam ekstraksi berbantuan gelombang mikro untuk pati dan PLA secara simultan dari uwi putih.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor yang akan diulang sebanyak 2 kali pengulangan. Faktor pertama adalah lama waktu ekstraksi (T) yang terdiri dari 3 level (5 menit, 10 menit, dan 15 menit). Sedangkan faktor kedua adalah rasio bahan dengan pelarut (b/v) (R) yang juga terdiri dari 3 level (1:10; 1:15; 1:20). Data yang diperoleh dianalisa menggunakan Analysis of Varian (ANOVA) dan apabila terdapat perbedaan yang nyata maka analisa dilanjutkan dengan uji DMRT atau BNT dengan selang kepercayaan 95%. Pemilihan perlakuan terbaik dilakukan dengan metode Multiple Attribute (Zeleny).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kedua perlakuan yang diberikan berpengaruh nyata (α= 0,05) terhadap kadar dan rendemen protein pada fraksi supernatan, kadar dan rendemen pati pada fraksi supernatan dan endapan, rendemen ekstrak kasar PLA, serta kadar air dan rendemen pati kasar.

Tujuan penelitian dapat dicapai karena terdapat kombinasi perlakuan yang terbaik. Kondisi yang tepat untuk ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk pati dan PLA secara simultan dari uwi putih yaitu dengan rasio bahan terhadap pelarut sebesar 1:15 dan lama waktu 15 menit. Hasil perlakuan terbaik tersebut menghasilkan rendemen ekstrak kasar PLA dan ekstrak kasar pati masing-masing sebesar 8,91% dan 17,86 %. Kandungan serat kasar dan serat pangan pada ekstrak kasar PLA masing-masing sebesar 1,545% dan 13,22% serat pangan, sedangkan ekstrak kasar pati berkadar serat kasar 5,420% dan serat pangan sebesar 0,625%. Ekstrak kasar PLA memiliki kadar protein sebesar 5,59%, kadar pati 0,48% dan ekstrak kasar pati memiliki kadar protein sebesar 0,62%, kadar pati 26,24%.

Kata Kunci: Ekstraksi simultan, Gelombang Mikro, Pati, Polisakarida Larut Air, Uwi Putih

vi

Fikriyatul Hanifa. 135100100111035. A Simultaneous Microwaved-Assisted Extraction of Starch and Water-Soluble Polysaccharide from Water Yam (Dioscorea alata) Flour : the Effect of Water Proportion and Time of Exposure. Thesis. Supervisor: Prof. Dr. Ir. Harijono. M.App.Sc.

SUMMARY

Water yam (Dioscorea alata) is a plant that can be easily found in

Indonesia, but it still very rarely used. Water yam can be used as a source of

carbohydrate and fiber and it also potential as a water soluble polysaccharide

source. The demand of starch and water-soluble polysaccharide especially in

food industries is high. However, its availability is still very limited so it requires to

extracting starch and water soluble polysaccharide simultaneously. One of its

ways is using microwaves to assist the extraction of starch and water soluble

polysaccharide. The purposes of this study are to obtain the time condition of

extraction process and the appropriate ratio of material to water as solvent using

microwave assisted extraction for starch and water soluble polysaccharide of

water yam.

This study uses Randomize Complete Design with two factors which will

be repeated twice. The first factor is extraction times (T) consisting of 3 levels (5

minute, 10 minute, 15 minute) and the second factor is the ratio of material and

solvent (w/v) (R) consisting 3 levels (1:10; 1:15; 1:20). The data are analyzed by

Analysis of Varian (ANOVA) and if there is a real difference so it will continue with

BNT or DMRT test with 95% confidence interval. The multiple attribute (Zeleny)

method was used to select the best treatment.

Based on the research experiment, it has been proven that both of the

factors give significant effect (α= 0,05) to the content and yield of protein in

supernatant fraction, content and yield of starch in supernatant and sediment

fraction, yield of crude water-soluble polysaccharide extract, water content, and

yield of crude starch extract.

The purpose of the study can be achieved because there is a combination

of the best treatment. The best treatment of microwave assisted extraction is

obtained from the combination of 15 minutes for time extraction and 1:15 (w/v)

solvent ratio. The best result of the treatment resulted yield of crude water-

soluble polysaccharide extract and crude starch extract respectively by 8,91%

and 17,86%. The content of crude fiber and dietary fiber in the crude water-

soluble polysaccharide extract were 1,545% and 13,22%, while the crude starch

extract has 5,42% crude fiber and 0,625% dietary fiber. Crude water-soluble

polysaccharide extract has 5,59% proteins, 0,48% starch and crude starch

extract has 0,62% proteins, and 26,24% starch.

Keywords: Microwaves, Simultaneous Extraction, Starch, Water-soluble Polysaccharide, Water Yam

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan anugerah-Nya

penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Ekstraksi Berbantu

Gelombang Mikro untuk Pati dan Polisakarida Larut Air secara Simultan dari

Tepung Uwi Putih (Dioscorea Alata) : Pengaruh Proporsi Pelarut Air dan Lama

Paparan” dengan baik. Sehubungan dengan penyelesaian skripsi ini, penulis

ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua dan segenap keluarga atas doa dan dukungannya baik

moril maupun materil

2. Prof. Dr. Ir. Harijono, M.App.Sc selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan ilmu, arahan, dukungan, dan bimbingannya selama

pengerjaan skripsi ini

3. Sahabat-sahabat semasa kuliah Lavenia Yuanita, Widhianti Nila

Pangestu, Khairunnisa Nurdiani, dan Yuniar Rahmaningtyas yang setia

menemani dan menghibur penulis semasa penulisan skripsi ini

4. Pusparani Triandara dan Widhianti Nila Pangestu selaku partner dalam

pengerjaan skripsi ini, dimulai dari awal sampai akhirnya penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini, dan pihak-pihak lain yang tidak dapat

disebutkan satu-persatu

Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangan dan masih perlu penyempurnaan, sehingga kritik dan saran yang

membangun sangat penulis harapkan.

Malang, 23 Juli 2017

Penulis

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................................... i

LMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... ii

RIWAYAT HIDUP ................................................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .................................................................... iv

RINGKASAN ............................................................................................................ v

SUMMARY .............................................................................................................. vi

KATA PENGANTAR ............................................................................................. vii

DAFTAR ISI ...........................................................................................................viii

DAFTAR TABEL...................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................xiii

BAB I PENDAHULUAN...........................................................................................1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................................2

1.3 Tujuan Penelitian ...............................................................................................3

1.4 Manfaat...............................................................................................................3

1.5 Hipotesis.............................................................................................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................................4

2.1 Uwi Putih (Dioscorea alata) ...............................................................................4

2.2 Polisakarida ........................................................................................................6

2.2.1 Pati ......................................................................................................7

2.2.2 Polisakarida Larut Air (PLA) ...............................................................9

2.3 Ekstraksi ...........................................................................................................10

2.4 Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro .............................................................14

2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro....15

2.6 Sentrifugasi ......................................................................................................18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................................21

3.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan.....................................................................21

3.2 Alat dan Bahan.................................................................................................21

3.2.1 Alat ....................................................................................................21

3.2.2 Bahan ................................................................................................22

3.3 Rancangan Percobaan ....................................................................................22

3.4 Pelaksanaan Penelitian ...................................................................................23

3.4.1 Penelitian Pendahuluan ...................................................................23

ix

3.4.2 Proses Pembuatan Tepung Uwi Putih .............................................24

3.4.3 Ekstraksi Simultan Pati dan Polisakarida Larut Air dari Tepung

Uwi Putih Berbantu Gelombang Mikro .............................................24

3.4.4 Analisa Tepung Uwi Putih.................................................................25

3.4.5 Analisa Endapan ...............................................................................25

3.4.6 Analisa Supernatan...........................................................................26

3.5 Analisa Data .....................................................................................................26

3.6 Diagram Alir Penelitian ....................................................................................27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................29

4.1 Karakteristik Bahan Baku.................................................................................29

4.2 Kadar dan Rendemen Protein dalam Fraksi Supernatan dan

Fraksi Endapan ...............................................................................................30

4.3 Kadar dan Rendemen Pati dalam Fraksi Supernatan dan Fraksi

Endapan ..........................................................................................................34

4.4 Rendemen Ekstrak Kasar PLA ........................................................................39

4.5 Kadar Air dan Rendemen Pati Kasar ..............................................................40

4.6 Pemilihan Perlakuan Terbaik ...........................................................................42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................45

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................46

LAMPIRAN.............................................................................................................54

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Umbi Uwi .....................................................................5

Tabel 3.1 Perlakuan Pada Ekstraksi Simultan Pati dan PLA Berbantuan

Gelombang Mikro pada Tepung Uwi Putih ...........................................23

Tabel 4.1 Hasil Analisa Bahan Baku Ekstraksi Pati dan PLA dari Uwi Putih .......29

Tabel 4.2 Perbandingan Kadar dan Rendemen Protein dalam Fraksi

Supernatan dan Fraksi Endapan ..........................................................30

Tabel 4.3 Rerata Kadar dan Rendemen Protein Endapan Ekstrak Protein dan

PLA dari Uwi Putih dengan Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut ...............32

Tabel 4.4 Rerata Kadar dan Rendemen Protein Endapan Hasil Ekstraksi

Simultan Pati dan PLA dari Uwi Putih dengan Pengaruh Lama Waktu

Ekstraksi ...............................................................................................33

Tabel 4.5 Perbandingan Kadar dan Rendemen Pati dalam Fraksi Supernatan

dan Fraksi Endapan ..............................................................................34

Tabel 4.6 Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut terhadap Kadar dan Rendemen Pati

Supernatan Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air ..............................35

Tabel 4.7 Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi terhadap Kadar dan Rendemen Pati

Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air ..................................................36

Tabel 4.8 Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap

Kadar Pati Endapan Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air ................37

Tabel 4.9 Rerata Rendemen Pati Endapan Ekstrak dari Uwi Putih dengan

Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air ......................................................38

Tabel 4.10 Rerata Rendemen Pati Endapan Ekstrak dari Uwi Putih dengan

Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi .........................................................38

Tabel 4.11 Rerata Rendemen Ekstrak Kasar PLA dari Tepung Uwi dengan

Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air ......................................................39

Tabel 4.12 Rerata Rendemen Ekstrak Kasar PLA (Supernatan) dari Tepung Uwi

Putih dengan Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi ..................................39

Tabel 4.13 Rerata Kadar Air dan Rendemen Esktrak Pati Kasar (Endapan) dari

Uwi Putih dengan Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air .........................41

Tabel 4.14 Rerata Kadar Air dan rendemen Ekstrak Pati Kasar (Endapan) dari

Uwi Putih dengan Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi ...........................41

Tabel 4.15 Hasil Penentuan Perlakuan Terbaik Ekstraksi Simultan Pati dan PLA

dari Uwi Putih ........................................................................................43

xi

Tabel 4.16 Kadar Serat Pangan Serat Kasar pada Hasil Terbaik Ekstrak Kasar

PLA dan Ekstrak Kasar Pati dari Uwi Putih .........................................43

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Uwi Putih (Dioscorea alata) .................................................................................. 6

Gambar 2.2 Struktur Amilosa dan Amilopektin ........................................................................ 8

Gambar 2.3 Alat Sentrifugasi ................................................................................................. 19

Gambar 3.1 Microwave Modifikasi dengan Pompa Vakum dan Kondensor ......................... 21

Gambar 3.2 Uwi Putih yang Berasal dari Pasar Besar ......................................................... 22

Gambar 3.3 Diagram Alir Pembuatan Tepung Uwi Putih ...................................................... 27

Gambar 3.4 Diagram Alir Ekstraksi Simultan Pati dan Polisakarida Larut

Air dari Uwi Putih Berbantuan Gelombang Mikro .............................................. 28

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Prosedur Analisa ................................................................................................ 54

Lampiran 2. Perhitungan Rendemen Protein Pada Fraksi Supernatan dan Fraksi Endapan 59

Lampiran 3. Data Hasil Analisa Kadar Protein Supernatan Ekstrak

Simultan Pati dan PLA dari Uwi Putih Berbantuan

Gelombang Mikro (%)......................................................................................... 61

Lampiran 4. Data Hasil Analisa Rendemen Protein Supernatan

Ekstrak Simultan Pati dan PLA dari Uwi Putih

Berbantuan Gelombang Mikro (%) .................................................................. 62

Lampiran 5. Data Hasil Analisa Kadar Protein Endapan Ekstrak


Gelombang Mikro (%) ...................................................................................... 63

Lampiran 6. Data Hasil Analisa Rendemen Protein (Pengotor)

Endapan Ekstrak Simultan Pati dan PLA dari Uwi Putih Berbantuan

Gelombang Mikro (%) ...................................................................................... 64

Lampiran 7. Perhitungan Rendemen Pati Pada Fraksi Supernatan

dan Fraksi Endapan ........................................................................................ 65

Lampiran 8. Data Hasil Analisa Kadar Pati Supernatan Ekstrak


Gelombang Mikro (%) ...................................................................................... 67 Lampiran 9. Data Hasil Analisa Rendemen Pati (Pengotor)

Supernatan Ekstrak Simultan Pati dan PLA dari

Uwi Putih Berbantuan Gelombang Mikro (%) ................................................. 68

Lampiran 10. Data Hasil Analisa Kadar Pati Endapan Ekstrak


Gelombang Mikro (%) ...................................................................................... 69

Lampiran 11. Data Hasil Analisa Rendemen Ekstrak Pati

Endapan dari Uwi Putih Berbantuan Gelombang

Mikro (%) .......................................................................................................... 70

Lampiran 12. Data Hasil Analisa Rendemen Ekstrak PLA Kasar

dari Tepung Uwi Putih Berbantuan Gelombang

Mikro (%) .......................................................................................................... 71

Lampiran 13. Data Hasil Analisa Kadar Air Endapan Ekstrak


Gelombang Mikro (%) ...................................................................................... 72

Lampiran 14. Data Hasil Analisa Rendemen Ekstrak Pati Kasar

xiv

dari Uwi Putih Berbantuan Gelombang Mikro (%) .......................................... 73

Lampiran 15. Data Analisis Penentuan Perlakuan Terbaik Metode

Zeleny............................................................................................................... 74

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan penggunaan polisakarida larut air (PLA) pada industri-

industri pangan di Indonesia sangat tinggi, dapat dilihat pada tahun 2000

Indonesia mengimpor bahan tambahan makanan berupa gum sebesar 3.095

ton/tahun (Herlina dan Wiwik, 2010). Selain itu kebutuhan akan pati termodifikasi

juga cukup besar, tercatat pada tahun 2006 Indonesia mengimport 283.046 ton

produk pati termodifikasi (Deptan, 2005). Melihat tingginya kebutuhan dan

banyaknya industri yang menggunakan PLA ataupun pati sehingga perlu dicari

cara untuk mendapatkan PLA dan juga pati dari tanaman yang berasal dari

Indonesia. Dioscorea sp. atau yang biasa disebut dengan tanaman uwi-uwian

merupakan tanaman yang banyak ditemukan di Indonesia dan mengandung

karbohidrat serta serat sebesar 80% dan 9,37% (Udensi et al, 2008), sehingga

berpotensi sebagai sumber polisakarida larut air (PLA) maupun pati.

Ekstraksi PLA dari gembili menggunakan 3 metode: maserasi

menggunakan air, enzim papain, dan ragi tempe, telah dilaporkan oleh Harijono

dkk. (2012), serta penggunaan air dan koagulasi dengan etanol oleh Herlina dan

Wiwik (2010), dan dari umbi gadung oleh Rahmawati (2010) dan Hartati (2010).

Ekstraksi menggunakan metode maserasi membutuhkan waktu yang lama yaitu

berkisar 3 jam, 4 jam, bahkan ada yang sampai 12 jam (Diniyah dkk., 2013 ;

Widjanarko dkk., 2011 ; Harijono dkk., 2012). Selain itu, metode maserasi juga

membutuhkan pelarut dalam jumlah yang cukup banyak dan ekstraksi kurang

maksimal dikarenakan terdapat beberapa senyawa yang sulit diekstrak pada

suhu kamar (Mukhriani, 2014).

Ekstraksi dengan modifikasi dari metode maserasi, seperti ekstraksi

berbantuan energi gelombang mikro, memerlukan waktu proses yang pendek,

rendemen besar dan kebutuhan pelarut yang lebih sedikit. Suhu, jenis dan

volume pelarut, waktu ekstraksi, ukuran partikel, dan daya alat penghasil

gelombang mikro merupakan variabel proses yang harus diperhatikan.

Nurdjanah dan Usmiati (2006) yang mengekstrak pektin dari kulit labu kuning

menyimpulkan bahwa semakin tinggi suhu ekstraksi akan menyebabkan

terjadinya peningkatan energi kinetik larutan sehingga difusi pelarut ke dalam sel

jaringan semakin meningkat pula. Mereka menggunakan suhu ekstraksi sebesar

30oC, suhu ekstraksi sebaiknya jauh dibawah suhu gelatinisasi dari pati labu

2

karena pada suhu di atas 30oC molekul pati akan banyak menyerap air yang

digunakan sebagai pelarut. Hartati (2010) menunjukkan bahwa semakin lama

ekstraksi maka rendemen yang dihasilkan semakin tinggi pula. Daya microwave

juga menjadi salah satu faktor keberhasilan ekstraksi (Wang et al., 2014). Daya

yang optimal dalam ekstraksi buah piteguo adalah 550 W dan lebih dari itu justru

menurunkan kadar rendemen yang dihasilkan.

Rasio bahan terhadap pelarut yang digunakan juga beragam, mulai dari

1:45 (b/v) untuk ekstraksi pada buah pitego, 1:25 (b/v) pada ekstraksi rumput laut

coklat, dan 1:6 (b/v) untuk ektraksi dari kulit kopi robusta (Wang, dkk., 2014;

Rosa, dkk., 2011; Rahmawati, 2014). Semakin besar rasionya cenderung

dihasilkan rendemen yang sedikit, seperti yang dilaporkan oleh Hartati (2010).

Volume pelarut yang besar akan mengakibatkan terjadinya pembengkakan

berlebih (excessive swelling) pada material yang diekstraksi yang berakibat

timbulnya thermal stress yang berlebih akibat dari penyerapan gelombang mikro

oleh air (Chen et al, 2007; Wang et al, 2010).

Penambahan energi gelombang mikro pada ekstraksi secara maserasi

dapat menyebabkan senyawa yang berada di dalam sel dengan mudah mengalir

ke pelarut karena kecepatan memutuskan sel ataupun jaringan lebih tinggi

(Mandal et al., 2007; Utara et al., 2010). Dengan bantuan gelombang mikro

beberapa jenis bahan juga dapat diekstrak secara bersamaan dengan waktu

yang lebih singkat (Salas, 2010). Ekstraksi berbantu gelombang mikro belum

pernah diaplikasikan untuk mengekstrak pati dan PLA secara simultan dari uwi

putih (Dioscorea alata) sehingga menarik untuk dikaji efektifitasnya.

1.2 Rumusan Masalah

Ekstraksi berbantu gelombang mikro dilaporkan dapat menghasilkan

rendemen yang lebih tinggi dibandingkan metode konvensional seperti maserasi.

Akan tetapi ekstraksi berbantu gelombang mikro ini belum pernah diterapkan

pada proses ekstraksi pati dan PLA secara simultan dari uwi putih. Terdapat

beberapa faktor penting yang dapat mempengaruhi keberhasilan dari ekstraksi

berbantu gelombang mikro diantaranya adalah lama waktu ekstraksi dan rasio

bahan terhadap pelarut air. Kedua variable proses ini akan dikaji pada penelitian

ini untuk dipelajari pengaruhnya terhadap rendemen dan karakteristik pati dan

PLA diperoleh.

3

1.3 Tujuan Penelitian

Mendapatkan kondisi lama proses ekstraksi dan rasio bahan terhadap

pelarut air yang tepat dalam ekstraksi simultan berbantu gelombang mikro untuk

pati dan PLA dari tepung uwi putih.

1.4 Manfaat

Memberikan informasi mengenai kemungkinan ekstraksi pati dan PLA

secara simultan dari umbi-umbian yang mengandung kedua senyawa tersebut

dengan cara ekstraksi maserasi berbantuan gelombang mikro dan menggunakan

pelarut air.

1.5 Hipotesis

Diduga terdapat kondisi lama proses ekstraksi dan rasio bahan terhadap

pelarut air yang tepat untuk mengekstrak pati dan PLA secara simultan dari

tepung uwi putih berbantu gelombang mikro.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Uwi Putih (Dioscorea alata)

Uwi putih (Dioscorea alata) merupakan tumbuhan yang menghasilkan

umbi, hidup semusim dan merambat. Dioscorea alata ini termasuk kedalam ordo

Liliales, famili Dioscoreaceae, genus Dioscorea, dan spesies Dioscorea alata L

(Setyantoro dan Walokosari, 2012). Tanaman uwi-uwian ini juga memiliki

berbagai macam spesies diantaranya adalah Dioscorea bulbifera (huwi

buah), Disocorea nummularia (huwi upas), Dioscorea pentaphylla (huwi

sawut/fibrous yam), Dioscorea pentaphyla, Dioscorea

esculenta (gembili), Disoscorea hispida (gadung), dan beberapa sub spesies

lainnya (Trustinah dan Astanto, 2013). Tanaman ini selain sebagai sumber

karbohidrat dan serat, juga berpotensi sebagai sumber polisakarida larut air

(PLA).

Ubi kelapa atau uwi diperkirakan berasal dari Asia kemudian menyebar

ke Asia Tenggara, India, Semenanjung Malaysia dan Kepulauan Pasifik. Ubi

kelapa adalah tanaman pangan pokok berpati yang sangat penting dalam

pertanian tropika dan sub tropika karena tanaman ini menunjukkan siklus

pertumbuhan yang kuat. Diantara jenis-jenis Dioscorea yang tumbuh di

Indonesia, ubi kelapa merupakan penghasil umbi yang paling enak dimakan.

Batang ubi kelapa berbentuk bulat dan dapat tumbuh hingga mencapai 3 – 10 m.

Daun ubi kelapa tunggal dan berbentuk jantung. Umbi bulat diliputi rambut akar

yang pendek dan kasar. Panjang ubi kelapa berkisar 15.5 – 27.0 cm dan

berdiameter 5.25 – 10.75 cm (Adicandra dan Estiasih, 2016).

Uwi membentuk umbi di dalam tanah dan juga membentuk umbi pada

batang ketiak daun yang disebut umbi gantung atau bulbil, yang rasanya lebih

enak dibanding umbi tanahnya. Selain untuk dimakan, ubi kelapa dapat juga

sebagai obat tradisional. Komponen tertinggi dalam umbi ialah karbohidrat

kurang lebih seperempat bagian dari berat umbi segar. Sebagian besar

karbohidrat dalam bentuk pati yang terdiri dari amilosa dan amilopektin (Richana

dan Titi, 2004).

Uwi mengandung lendir yang terdiri dari mannan-protein sebesar 5%

yang berpengaruh pada sifat fisiko-kimia. Lendir ini dapat mengikat air sehingga

dapat menghambat pembengkakan granula pati sehingga dapat meningkatkan

5

suhu gelatinisasi (Yeh et al., 2009). Pada saat pembuatan pati, lendir dihilangkan

karena dapat mengganggu pengendapan butiran pati dari uwi. Lendir dapat

digunakan sebagai pengental dan pembentuk gel dalam produk makanan,

karena uwi mengandung protein dan polisakarida larut air yang bersifat sebagai

senyawa penurun tegangan alami (surface active agent) alami sehingga dapat

menggabungkan protein dan polisakarida dalam larutan (Fu et al., 2005).

Komposisi umbi uwi dapat dilihat pada Tabel 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Umbi Uwi

Komposisi Jumlah

Kalori 367 kkal

Protein 6,7%

Lemak 0,88%

Karbohidrat 80%

Kalsium 0,06%

Fosfor 0,02%

Besi 0,002%

Vit C 0,03%

Sumber: Udensi et al (2008).

Uwi putih (Dioscorea alata) tumbuh di tanah datar hingga ketinggian 800

m dpl, tetapi dapat juga tumbuh pada ketinggian 2.700 m dpl. Pada musim

kemarau umbinya mengalami masa istirahat. Agar tidak busuk biasanya umbinya

disimpan di tempat kering, atau dibungkus abu. Menjelang musim hujan umbi ini

akan bertunas. Umbi yang telah bertunas digunakan sebagai bibit. Setelah masa

tanam 9-12 bulan, umbinya dapat dipanen (Plantus, 2008). Dioscorea alata

memiliki keragaman bentuk luas dan umumnya berukuran besar sehingga masih

banyak dijumpai di pasar-pasar tradisional. Zat antigizi di dalam umbi adalah

imbibitor amilase, tanin, dan asam fitat yang dapat didekomposisi oleh panas dan

air (Eprilliati, 2000). Indrastuti et al (2012) melaporkan bahwa perlakuan

perendaman 24 jam dan suhu pengeringan 500C menghasilkan viskositas akhir

yang tinggi dan menghasilkan tepung uwi yang dapat dijadikan bahan pembuat

edible paper yaitu sebagai pengganti tepung beras dalam pembuatan kulit lumpia

basah.

6

Gambar 2.3 Uwi Putih (Dioscorea alata)

(Tiara, 2012)

2.2 Polisakarida

Polisakarida merupakan senyawa karbohidrat kompleks, yang

mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida. Molekul-molekul

monosakarida tersebut kemudian tersusun membentuk rantai lurus ataupun

bercabang. Pada umumnya, 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-

tumbuhan merupakan selulosa. Hal ini dikarenakan selulosa merupakan salah

satu komponen terpenting dalam pembentukan dinding sel tumbuh-tumbuhan

(Nainggolan dan Adimunca, 2005). Polisakarida juga dikenal sebagai karbohidrat

majemuk yang mempunyai susunan kompleks dengan berat molekul yang besar.

Makromolekul ini merupakan polimer monosakarida atau polimer turunan-turunan

monosakarida. Pada pemanasan dengan fenilhidrazin, polisakarida tidak dapat

membentuk osazon. Monomer polisakarida terdapat dalam bentuk piranosa dan

furanosa (Sumardjo, 2009).

Polisakarida adalah ikatan dari beberapa gula sederhana yang

dihubungkan dalam ikatan glikosida. Oligosakarida merupakan polisakarida yang

sederhana dimana mengandung beberapa satuan gula, namun demikian antara

oligosakarida dan polisakarida tak ada batas yang tegas. Polisakarida meliputi

pati, selulosa dan dekstrin, merupakan substan yang amorph sebagian besar tak

larut dalam air dan tak berasa mempunyai perumusan (C6H10O5)n.H2O atau (C-

5H8O4)n.H2O, dimana n sangat besar (Sastrohamidjojo, 2005).

Pada umumnya polisakarida memiliki molekul yang lebih besar dan

kompleks daripada mono dan oligosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu

macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang

mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida. Polisakarida merupakan

senyawa berwarna putih dan tidak berbentuk kristal, tidak mempunyai rasa manis

7

dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Beberapa karbohidrat yang penting antara

lain adalah amilum, glikogen, dekstrin, dan selulosa (Muhaimin, 2008).

Diantara banyak polisakarida yang terdapat di alam, ada yang struktur

kimianya mengandung nitrogen, tetapi ada juga yang struktur kimianya tidak

mengandung nitrogen. Berdasarkan monosakarida penyusunnya, polisakarida

yang tidak mengandung nitrogen dapat dibedakan menjadi pentosan dan

heksosan. Polisakarida yang mengandung nitrogen sering disebut polisakarida

campuran sebab umumnya termasuk heteropolisakarida (Sumardjo, 2009).

Pada makhluk hidup, polisakarida berperan sebagai bahan makanan,

terutama sebagai bahan makanan pembentuk energi. Polisakarida yang

berfungsi sebagai bahan makanan disebut polisakarida nutrisi, misalnya amilum

dan glikogen. Selain itu, polisakarida juga dapat berperan sebagai pelindung sel-

sel organisme atau sebagai bahan kerangka penunjang jaringan tubuh

(Sumardjo, 2009). Menurut Schmid dan Labuza (2002) pada polisakarida

terdapat pati dan juga polisakarida non pati, yang termasuk pada polisakarida

non pati adalah selulosa, hemiselulosa, β-glukan, serat makanan, pektin, gum,

dan mucilage.

2.2.1 Pati

Pati merupakan karbohidrat yang terdiri atas amilosa dan amilopektin.

Amilosa adalah bagian polimer linier dengan ikatan α-(1,4) unit glukosa yang

memiliki derajat polimerisasi setiap molekulnya yaitu 102-104 unit glukosa.

Sedangkan amilopektin merupakan polimer α-(1,4) unit glukosa yang memiliki

percabangan α-(1,6) unit glukosa dengan derajat polimerisasi yang lebih besar

yaitu 104-105 unit glukosa. Bagian percabangan amilopektin terdiri dari α-D-

glukosa dengan derajat polimerisasi sekitar 20-25 unit glukosa (Kusnandar,

2011). Pada umumnya granula pati mengandung komponen amilosa lebih

rendah dibandingkan kandungan amilopektinnya. Persentase amilosa biasanya

berkisar antara 18% hingga 28%. Bentuk granula pati seperti kristalin, padat,

tidak larut air, dan sedikit terhidrasi (Peroni et al., 2006). Dibawah ini merupakan

struktur dari amilosa dan amilopektin.

8

Gambar 2.4 Struktur Amilosa dan Amilopektin

(Martinez et al, 2004)

Amilosa merupakan bagian dari rantai lurus yang dapat memutar dan

membentuk daerah sulur ganda. Pada permukaan luar amilosa yang bersulur

tunggal terdapat hidrogen yang berikatan dengan atom O- 2 dan O-6 (Chaplin,

2002). Amilosa mampu membentuk gel setelah granula pati dimasak, yaitu

terjadinya gelatinisasi dan pasta. Sifat ini sangat jelas terjadi pada pati yang

mengandung amilosa. Pati yang mengandung amilosa tinggi biasanya digunakan

sebagai pembentuk gel. Bila pasta pati tersebut mendingin, energi kinetik tidak

lagi cukup tinggi untuk melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk

bersatu kembali. Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta

berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula. Dengan

demikian mereka menggabungkan butir pati yang membengkak itu menjadi

semacam jaring-jaring membentuk mikrokristal dan mengendap. Proses

kristalisasi kemali pati yang telah mengalami gelatinisasi disebut retrogradasi

(Winarno, 2002).

Menurut Krzyzaniak et al (2003), amilopektin merupakan percabangan

karbohidrat yang memiliki berat molekul 105 – 108. Dalam satu cabang yang ada

pada ikatan α-1,6-D-glukosaterdiri dari sekitar 20-25 unit ikatan 1,4-G-glukosa.

Jumlah dari masing-masing fraksi tersebut tergantung pada sumber tanaman dan

kondisi tempat tumbuhnya. Dalam struktur granula pati, posisi amilosa dan

amilopektin berada dalam suatu cincin-cincin dengan jumlah cincin sekitar 16

buah dalam suatu granula pati. Cincin-cincin dalam suatu granula pati tersebut

9

terdiri atas lapisan-lapisan yaitu cincin lapisan amorf dan cincin lapisan

semikristal (Hustiany, 2006).

Amilosa dan amilopektin berperan dalam menentukan karakteristik fisik,

kimia dan fungsional pati. Amilosa berkontribusi terhadap karakteristik gel karena

kehadiran amilosa berpengaruh terhadap pembentukan gel (Parker, 2003).

Menurut Chaplin (2002), proporsi amilosa dan amilopektin dari berbagai sumber

pati berbeda-beda demikian juga dengan bentuk dan ukuran granula yang

disusunnya. Umumnya pati memiliki proporsi amilopektin yang jauh lebih besar

jika dibandingkan dengan amilosa. Kandungan amilosa pada kebanyakan

sumber pati biasanya berkisar antara 20-30% dan amilopektin 70-80%. Adanya

perbedaan karakteristik granula pati akan sangat berpengaruh pada sifat fisik,

sifat kimia dan sifat fungsional pati. Viskositas, ketahanan terhadap pengadukan,

gelatinisasi, pembentukan tekstur, kelarutan pengental, kestabilan gel, cold

swelling dan retrogradasi dipengaruhi oleh rasio amilosa dan amilopektin serta

ukuran granula pati.

Bagian daging umbi dan lendir pada uwi putih juga mengandung banyak

pati yang dapat dijadikan sumber karbohidrat untuk pasokan energi bagi

manusia. Pati juga sering dimanfaatkan dalam industri pangan sebagai

biodegradable film untuk menggantikan polimer plastik karena ekonomis, dapat

diperbaharui, dan memberikan karakteristik fisik yang baik (Bourtoom, 2007).

2.2.2 Polisakarida Larut Air (PLA)

Polisakarida Larut Air (PLA) merupakan serat pangan larut air yang

didefinisikan sebagai komponen dalam tanaman yang tidak terdegradasi secara

enzimatis menjadi sub unit-sub unit yang dapat diserap di lambung dan usus

halus. PLA biasanya juga disebut hidrokoloid, pada industri makanan PLA

digunakan untuk mencapai kualitas yang diharapkan dalam hal viskositas,

stabilitas, tekstur, dan penampilan. PLA adalah hasil kondensasi dari

monosakarida (pentosa dan heksosa) dan asam organik yang terbentuk dari

gula-gula reduksi. Jika PLA dihidrolisis akan menghasikan bermacam macam

monosakarida antara lain rhamonosa, fruktosa (metil pentosa), arabinosa, D-

glukosa, D-mannosa, D-galaktosa, asam D-galakturonat atau asam D-glikoronat

(Tensiska, 2008).

Polisakarida larut air (PLA) merupakan prebiotik yang berfungsi untuk

kesehatan pencernaan. PLA termasuk ke dalam golongan oligosakarida yang

tersusun oleh inulin. Inulin ini berfungsi untuk melancarkan proses pencernaan di

10

dalam tubuh dan meningkatkan kesehatan usus sehingga membantu

penyerapan kadar gula darah secara optimal (Lingga, 2010).

Sifat Polisakarida Larut Air (PLA) yang kental dan membentuk gel dapat

menghambat penyerapan makronutrien dan menurunkan respon glukosa

(Weickert dan Pfeiffer, 2008). Fermentasi PLA dikolon akan menghasilkan asam

lemak rantai pendek seperti asam asetat, propionat, dan butirat. Asam lemak

rantai pendek seperti butirat ternyata dapat memacu apotosis sel kanker kolon,

peningkatan produksi asam lemak rantai pendek menguntungkan karena dapat

menurunkan produksi glukosa oleh hati (Lunn dan Burttriss, 2007).

Pada polisakarida larut air misalnya pektin, β-glukan, dan gum dan

beberapa hemiselulosa mempunyai kemampuan menahan air dan dapat

membentuk cairan kental dalam saluran pencernaan. Dengan kemampuan ini

serat larut dapat menunda pengosongan makanan dari lambung, menghambat

pencampuran isi saluran cerna dengan enzim pencernaan yang menyebabkan

terjadinya pengurangan penyerapan zat makanan di bagian proksimal.

Mekanisme inilah yang menyebabkan terjadinya penurunan penyerapan

(absorbsi) asam amino dan asam lemak oleh serat larut air (Saputro dan

Estiasih, 2015).

Dioscorea alata mengandung mucilage kental yang terdiri dari larutan

glikoprotein, dietary fiber, dan diosgenin yang dapat mengatur metabolisme

lemak. Glikoprotein dan polisakarida pada uwi putih merupakan bahan bioaktif

yang berfungsi sebagai serat pangan larut air dan bersifat hidrokoloid yang

bermanfaat untuk menurunkan kadar glukosa didalam darah dan kadar total

kolestrol, terutama kolestrol LDL (Low Density Lipoprotein) (Trustinah dan

Astanto, 2013). Pada industri pangan PLA dapat dimanfaatkan sebagai food

ingridient, antara lain sebagai bahan pengikat air, pembentuk gel, pembentuk

tekstur, sebagai bahan pengental, dan dapat juga dijadikan bahan untuk

menstabilkan emulsi (Herlina dan Wiwik, 2010).

2.3 Ekstraksi

Pada pembuatan polisakarida larut air dilakukan metode ekstraksi.

Ekstraksi merupakan metode pemisahan berdasarkan perbedaan koefisien

distribusi zat terlarut dalam 2 larutan yang berbeda fasa dan tidak saling

bercampur. Ekstraksi dilakukan dengan beberapa pertimbangan faktor, yaitu

kemudahan dan kecepatan proses, kemurnian produk yang tinggi dan efektivitas

11

serta selektivitas yang tinggi. Ekstraksi tidak melibatkan perubahan fasa

sehingga tidak membutuhkan energi (Gozan, 2006).

Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut

sehingga terpisah dari bahan yang tidak larut dengan pelarut cair. Senyawa aktif

yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan ke dalam golongan

minyak atsiri, alkaloid, flavonoid, dan lain-lain. Dengan diketahuinya senyawa

aktif yang dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dan cara

ekstraksi yang tepat (Departemen Kesehatan RI, 2000). Struktur kimia yang

berbeda-beda akan mempengaruhi kelarutan dan stabilitas senyawa-senyawa

tersebut terhadap pemanasan, udara, cahaya, logam berat, dan derajat

keasaman, oleh karena itu perlu diketahuinya jenis senyawa yang terkandung

dalam sumber antimikroba agar mempermudah pemilihan pelarut dan metode

ekstraksi yang tepat (Mawaddah, 2008)

Adapun jenis-jenis metode ekstraksi yang dapat digunakan adalah

sebagai berikut:

1. Maserasi

Maserasi merupakan metode yang paling sederhana dan banyak

digunakan. Metode ini dilakukan dengan memasukkan serbuk tanaman dan

pelarut yang sesuai ke dalam wadah inert yang tertutup rapat pada suhu kamar.

Proses ekstraksi dihentikan ketika tercapai kesetimbangan antara konsentrasi

senyawa dalam pelarut dengan konsentrasi dalam sel tanaman. Setelah proses

ekstraksi, pelarut dipisahkan dari sampel dengan penyaringan (Mukhriani, 2014).

Menurut Departemen Kesehatan RI (2000), maserasi bertujuan untuk

menarik zat-zat dari dalam bahan baik yang tahan terhadap pemanasan ataupun

yang tidak tahan terhadap pemanasan. Secara teknologi maserasi termasuk

ekstraksi dengan prinsip metode pencapaian konsentrasi pada keseimbangan.

Maserasi dapat dilakukan dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan

pada suhu ruang.

Kerugian utama dari metode maserasi ini adalah memakan banyak

waktu, pelarut yang digunakan cukup banyak, dan besar kemungkinan beberapa

senyawa hilang. Selain itu, beberapa senyawa mungkin saja sulit diekstraksi

pada suhu kamar. Namun di sisi lain, metode maserasi dapat menghindari

rusaknya senyawa-senyawa yang bersifat termolabil (Mukhriani, 2014).

12

2. Perkolasi

Perkolasi merupakan proses melewatkan pelarut organik pada sampel

sehingga pelarut akan membawa senyawa organik bersama-sama pelarut.

Efektivitas dari proses ini hanya akan lebih besar untuk senyawa organik yang

sangat mudah larut dalam pelarut yang digunakan. Keuntungan dari metode ini

adalah tidak diperlukannya proses pemisahan ekstrak sampel, sedangkan

kerugiannya adalah selama proses tersebut, pelarut menjadi dingin sehingga

tidak melarutkan senyawa dari sampel secara efisien (Darwis, 2000).

Menurut Mukhriani (2014), pada metode perkolasi serbuk sampel

dibasahi secara perlahan dalam sebuah perkolator (wadah silinder yang

dilengkapi dengan kran pada bagian bawahnya). Pelarut ditambahkan pada

bagian atas serbuk sampel dan dibiarkan menetes perlahan pada bagian bawah.

Kelebihan dari metode ini adalah sampel senantiasa dialiri oleh pelarut baru.

Sedangkan kerugiannya adalah jika sampel dalam perkolator tidak homogen

maka pelarut akan sulit menjangkau seluruh area. Selain itu, metode ini juga

membutuhkan banyak pelarut dan memakan banyak waktu.

Cara perkolasi dianggap lebih baik dibandingkan dengan cara maserasi

karena aliran pelarut menyebabkan adanya pergantian larutan yang terjadi

dengan larutan yang konsentrasinya lebih rendah, sehingga meningkatkan

derajat perbedaan konsentrasi. Selain itu, ruangan diantara butir-butir serbuk

simplisia membentuk saluran tempat mengalir pelarut. Karena kecilnya saluran

kapiler tersebut, maka kecepatan pelarut cukup untuk mengurangi lapisan batas,

sehingga dapat meningkatkan perbedaan konsentrasi (Departemen Kesehatan

RI, 2000).

3. Sokletasi

Sokletasi merupakan proses ekstraksi yang menggunakan penyarian

berulang dan pemanasan. Penggunaan metode sokletasi adalah dengan cara

memanaskan pelarut hingga membentuk uap dan membasahi sampel. Pelarut

yang sudah membasahi sampel kemudian akan turun menuju labu pemanasan

dan kembali menjadi uap untuk membasahi sampel, sehingga penggunaan

pelarut dapat dihemat karena terjadi sirkulasi pelarut yang selalu membasahi

sampel. Proses ini sangat baik untuk senyawa yang tidak terpengaruh oleh

panas (Darwis, 2000).

Prinsip ekstraksi metode sokletasi adalah penggunaan panas untuk

menguapkan pelarut agar naik ke atas dan kemudian mengembun membasahi

13

serbuk sampel yang berada di dalam selongsong kertas, sehingga komponen

aktifnya dapat terekstrak. Akan tetapi, jika sampel berupa rempah-rempah yang

dikeringkan atau dipanaskan, maka minyak volatil yang terdapat di dalamnya

dapat menguap sehingga sifat bakteriostatiknya kemungkinan akan hilang

(Mawaddah, 2008).

4. Destilasi Uap

Destilasi uap merupakan suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas)

bahan. Proses destilasi uap lebih banyak digunakan untuk senyawa organik yang

tahan terhadap suhu tinggi, yang lebih tinggi dari titik didih pelarut yang

digunakan (Darwis, 2000). Destilasi uap biasanya digunakan untuk

mengekstraksi minyak esensial (campuran berbagai senyawa menguap). Selama

pemanasan, uap terkondensasi dan destilat (terpisah sebagai 2 bagian yang

tidak saling bercampur) ditampung dalam wadah yang terhubung dengan

kondensor. Kerugian dari metode ini adalah senyawa yang bersifat termolabil

dapat terdegradasi (Seidel, 2006).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Inesticha (2012), ekstraksi

dilakukan dengan air dan dilanjutkan dengan sedimentasi alami, dan didapatkan

hasil berupa ampas, fraksi 1, fraksi 2, dan endapan. Ampas yang dihasilkan

mengandung pati yang cukup tinggi, yaitu sebesar 31,81%. Selain pati, ampas

juga mengandung senyawa-senyawa lain seperti protein, serat, dan lemak.

Kadar protein ampas sebesar 5,23% dan kadar serat kasar nya sebesar 13,56%.

Filtrat yang dihasilkan kemudian dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan

4500 rpm selama 20 menit, dan didapatkan hasil berupa endapan dan

supernatan. Inesticha (2012) melakukan penelitian mengenai ekstraksi uwi yang

dilakukan secara sedimentasi, dan didapatkan endapan yang mengandung

protein kasar, serat kasar, pati, dll. Untuk kadar protein kasar yang di dapatkan

sebesar 6,52%, kadar pati sebesar 60,36%, dan kadar serat kasar sebesar

2,88%.

Sedangkan untuk supernatan yang telah di evaporasi diduga

mengandung PLA dan protein. Kurniawan (2016) melakukan ekstraksi uwi,

dimana filtrat yang dihasilkan dilanjutkan dengan sentrifugasi dan evaporasi, dan

didapatkan kandungan protein sebesar 99,07 rpm. Sementara itu, Aldera (2010)

mengekstraksi porang dan didapatkan supernatan hasil sentrifugasi yang

14

memiliki kadar protein sebesar 0,61%-0.96% dan kadar glukomanan sebesar

51,86%-65,46%.

Ekstraksi dilakukan secara bertahap, dimana pada satu kali ekstraksi

dibagi menjadi tiga tahap penambahan pelarut. Pada tahap pertama ekstraksi

dilakukan dengan penambahan 1/3 pelarut dari total pelarut yang dibutuhkan,

kemudian hasil ekstraksi disaring menggunakan kain saring sehingga didapatkan

filtrat dan ampas. Ampas kemudian diekstraksi kembali dengan penambahan 1/3

pelarut dari total pelarut yang dibutuhkan. Tahapan ini diulang sebanyak tiga kali,

kemudian filtrat yang didapatkan dari ketiga tahapan tersebut dijadikan satu dan

menjadi filtrat total. Perlakuan ekstraksi seperti ini bertujuan untuk menjaga agar

pelarut yang digunakan tetap baru dan tidak mudah jenuh, sehingga dapat

mengekstrak senyawa-senyawa yang diinginkan lebih optimal. Seperti yang

dikatakan oleh Delazar et al (2012), penggunaan pelarut baru akan

menyebabkan pengeluaran senyawa target (solute) ke dalam pelarut (solvent)

dapat berjalan lebih optimal dan kemungkinan pelarut mengalami kejenuhan juga

bisa dihindari.

2.4 Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro

Ekstraksi berbantu gelombang mikro merupakan salah satu metode

ekstraksi yang memanfaatkan radiasi gelombang mikro untuk memanaskan

pelarut secara cepat dan efisien, oleh karena itu ekstraksi dapat dilakukan

dengan cepat untuk mengekstrak secara selektif dari berbagai macam bahan

(Jain et al, 2009). Ekstraksi ini memanfaatkan energi yang ditimbulkan oleh

gelombang mikro dengan frekuensi 0,3 – 300 GHz dalam bentuk radiasi non-

ionisasi elektromagnetik (Delazar et al., 2012).

Metode ini merupakan teknik ekstraksi yang relatif baru, yaitu salah satu

dari pengembangan ekstraksi metode maserasi. Ekstraksi berbantu gelombang

mikro ini mengkombinasikan antara energi gelombang mikro dan teknik ekstraksi

konvensional dengan pelarut (maserasi). Prinsip dari ekstraksi ini adalah energi

gelombang mikro menyebabkan pergerakan molekuler dengan cara migrasi ion

dan rotasi dipol, pergerakan yang sangat cepat ini menghasilkan gesekan yang

pada akhirnya menghasilkan energi panas didalam bahan sehingga dinding sel

maupun jaringan bahan akan rusak, dan solute akhirnya keluar (Delazar et al.,

2012).

Menurut Mandal et al. (2007), ketika air yang berasal dari dalam sel

bahan menjadi panas akibat radiasi gelombang mikro, air tersebut menguap dan

15

menghasilkan tekanan tinggi pada dinding sel, sehingga sel bahan menjadi

bengkak (swelling). Tekanan tersebut mendorong dinding sel dari dalam,

meregangkan, dan memecahkan sel tersebut. Sehingga akan menyebabkan

rusaknya matrik bahan dan mempermudah keluarnya senyawa yang diinginkan

dari dalam bahan ke pelarut di sekitarnya.

Migrasi ion terlarut akibat radiasi gelombang mikro juga memudahkan

penetrasi pelarut ke dalam matriks bahan, sehingga memudahkan pengeluaran

(releasing) senyawa aktif. Molekul ini akan menyebabkan panas terlokalisir dan

pengembangan volume, sehingga terjadi pemecahan dinding sel sistem dan

memudahkan senyawa yang berada didalam sel mengalir ke pelarut (Mandal et

al., 2007).

Ekstraksi menggunakan bantuan gelombang mikro hampir sama seperti

maserasi ataupun perkolasi, namun kecepatan dalam memutuskan sel ataupun

jaringan lebih tinggi. Selain itu ekstraksi dengan microwave ini juga

membutuhkan waktu yang lebih singkat, pelarut lebih sedikit, tingkat ekstraksi

lebih tinggi, dan kerugian terhadap produk juga lebih rendah (Utara et al., 2010).

Kelebihan ekstraksi berbantu gelombang mikro adalah waktu ekstraksi

dan kebutuhan pelarut yang lebih rendah dibandingkan dengan metode ekstraksi

konvensional. Beberapa jenis bahan juga dapat diekstrak secara bersamaan

menggunakan ekstraksi ini dengan waktu yang lebih singkat dibandingkan

dengan ekstraksi metode soxhlet dan hasil rendemen yang menyerupai hasil

ekstraksi dari metode fluida superkritis. Akan tetapi tetap diperlukan kehati-hatian

dalam ekstraksi dengan bantuan gelombang mikro, apabila menggunakan

pelarut yang mudah terbakar (fammable) ataupun ekstrak yang mengandung

senyawa termolabil (thermo-labile) dalam pelarut yang memiliki faktor disipasi

yang tinggi (Salas, 2010).

2.7 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ekstraksi Berbantu Gelombang

Mikro

Selama proses ekstraksi terdapat beberapa faktor yang harus

diperhatikan agar proses ekstraksi berjalan dengan efisien dan sesuai dengan

yang diharapkan. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi ekstraksi antara lain:

1. Jenis dan Volume Pelarut

Pemilihan pelarut harus didasarkan pada sifat polaritas, stabilitas, dan

harga. Konsep like dissolves like merupakan konsep yang menjelaskan adanya

fenimena dalam proses ekstraksi, nilai kepolaran pelarut harus sedekat mungkin

16

dengan kepolaran sampel (Nurmillah, 2009). Prinsip ekstraksi menggunakan

pelarut adalah bahan yang akan diekstrak dikontakkan langsung dengan pelarut

selama selang waktu tertentu, sehingga komponen yang akan diekstrak akan

terlarut dalam pelarut kemudian diikuti dengan pemisahan pelarut dari bahan

yang diekstrak (Mawaddah, 2008).

Selain itu, faktor yang dapat mempengaruhi pemilihan jenis pelarut adalah

sifat fisikokimia dan toksisitas pelarut tersebut. Selektivitas dan kemampuan

pelarut untuk melarutkan zat yang diinginkan juga penting untuk diperhatikan,

seperti tegangan permukaannya, viskositasnya, stabilitasnya, reaktivitasnya, dan

toksisitasnya. Beberapa pelarut yang disetujui keberadaannya untuk

mengekstraksi zat analit yang akan dikonsumsi manusia antara lain aseton,

etanol, etil asetat, propanol, dan propil asetat (Miereles, 2009).

Pada ekstraksi menggunakan gelombang mikro, pemilihan pelarut juga

dipengaruhi oleh konstanta dielektrik yang dimiliki oleh suatu pelarut. Pelarut

yang memiliki konstanta dielektrik tinggi dapat menyerap gelombang mikro lebih

kuat. Matriks bahan berinteraksi dengan gelombang mikro saat dikelilingi oleh

pelarut dengan konstanta dielektrik yang rendah, sehingga kondisi lingkungan

ekstraksi menjadi dingin (Christen, 2002).

Untuk mengekstrak polisakarida larut air (PLA) pada umbi-umbian seperti

gembili, ekstraksi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut air ataupun

etanol (Herlina, dkk., 2012). Ekstraksi PLA dapat dilakukan dengan

menggunakan pelarut air karena sifatnya larut dalam air, selain itu pelarut air ini

juga memiliki beberapa keuntungan diantaranya adalah relatif murah, tidak

mudah terbakar, dan dapat gunakan bila senyawa yang akan diekstrak larut air

(Prasetyo dkk., 2012).

Volume pelarut yang digunakan juga penting untuk diperhatikan. Pada

ekstraksi dengan bantuan gelombang mikro, volume yang digunakan harus

cukup meyakinkan bahwa seluruh matriks padatan selalu terendam dalam

pelarut. Banyaknya pelarut yang digunakan tergantung pada jenis simplisia,

namun dengan banyaknya pelarut yang digunakan maka akan semakin banyak

energi dan waktu yang diperlukan untuk mengkondensasi larutan ekstraksi dan

proses pemurnian. Sehingga ditemukanlah rasio yang tepat dan banyak

diaplikasikan yaitu dengan perbandingan 10:1 (mL/mg) hingga 20:1 (mL/mg)

(Mandal et al., 2007).

17

2. Waktu Ekstraksi

Sama seperti metode ekstraksi pada umumnya, waktu merupakan faktor

yang berpengaruh terhadap jalannya ekstraksi. Dengan naikknya waktu

ekstraksi, maka jumlah analit yang terkestrak juga akan meningkat, meskipun

degradasi dari kualitas bahan yang diekstrak mungkin terjadi. Biasanya, dengan

waktu 15-20 menit saja sudah cukup untuk mengekstrak suatu bahan, akan

tetapi dengan waktu 40 detik telah diketahui juga dapat memberikan hasil yang

lebih baik. Waktu pemancaran gelombang mikro juga dipengaruhi oleh sifat

dielektrik dari pelarut. Pelarut seperti air, etanol, dan methanol mungkin akan

menaikkan suhu secara drastis pada saat pemaparan, dimana akan beresiko

pada konstituen yang labil terhadap suhu (Mandal et al., 2007).

Semakin lama waktu ekstraksi, maka semakin lama waktu kontak antara

pelarut dan solute sehingga perolehan ekstrak akan semakin besar. Namun bila

waktu yang dibutuhkan terlalu lama maka secara ekonomis proses ekstraksi

tersebut berlangsung dengan tidak efisien (Prasetyo dkk., 2012).

3. Daya Gelombang Mikro

Daya gelombang mikro dan waktu pemaparan merupakan faktor yang

saling berkaitan selama berlangsungnya proses ekstraksi. Kombinasi dari daya

yang rendah atau sedang dengan waktu pemaparan yang lebih lama akan

membawa hasil yang lebih baik. Pada umumnya, efisiensi dari ekstraksi

meningkat dengan menaikkan daya gelombang mikro mulai dari 30 hingga 150

W. Dengan waktu ekstraksi yang singkat (1 dan 2 menit), zat analit yang

diperoleh juga ikut meningkat seiring dengan dinaikkannya daya gelombang

mikro. Akan tetapi, daya yang tinggi dengan paparan gelombang mikro akan

menyebabkan resiko degradasi termal dari zat yang diinginkan. Pada daya yang

lebih tinggi, kemungkinan kemurnian ekstrak yang diperoleh akan berkurang. Hal

ini terjadi akibat adanya suhu yang lebih tinggi yang merupakan hasil dari daya,

sehingga sel akan lebih cepat mengalami kerusakan (Mandal et al., 2007).

Meningkatnya efisiensi pada daya rendah dicapai pada ekstraksi dengan

durasi yang singkat. Namun demikian, pada ekstraksi dengan daya microwave

yang lebih tinggi (400-1200 W), variasi daya tidak memberikan pengaruh yang

nyata terhadap rendemen hasil ekstraksi (Gao et al., 2006).

4. Ukuran Partikel

Ukuran partikel bahan dan kondisi bahan ketika dilakukannya ekstraksi

dapat mempengaruhi proses ekstraksi senyawa target pada metode ekstraksi

18

berbantu gelombang mikro ini. Ukuran partikel bahan umumnya berkisar antara

100 µm hingga 2 mm. Bubuk halus (fine powder) dapat meningkatkan ekstraksi

karena memiliki luar permukaan yang lebih besar, sehingga mempermudah

kontak antara matriks bahan dan pelarut. Selain itu, partikel halus juga akan

memperdalam proses penetrasi gelombang mikro ke dalam matriks bahan. Akan

tetapi, partikel halus ini akan menambah kesulitan pada saat proses pemisahan

matriks dari pelarut setelah dilakukannya proses ekstraksi. Oleh karena itu,

proses ekstraksi biasanya dilanjutkan dengan proses sentrifugasi, penyaringan,

dan pemerasan agar membantu mengurangi kesulitan tersebut (Mandal et al.,

2007).

5. Suhu

Pada proses ekstraksi berbantu gelombang mikro, suhu dan daya

gelombang mikro juga merupakan dua hal yang saling berkesinambungan,

dimana suhu tinggi disebabkan oleh tingginya daya gelombang mikro yang

dipaparkan. Suhu tinggi yang dihasilkan akan menghidrolisis ikatan eter pada

selulosa, dimana selulosa merupakan konstituen dinding sel tanaman, dan

mengubah selulosa menjadi fraksi terlarut dalam waktu 1-2 menit. Suhu tinggi

pada dinding sel bahan akan meningkatkan dehidrasi selulosa dan menurunkan

kekuatan mekanis selulosa, sehingga pelarut lebih mudah melarutkan senyawa

aktif yang berada didalam sel (Mandal et al., 2007).

2.8 Sentrifugasi

Sentrifugasi merupakan proses pemisahan partikel berdasarkan berat

partikel tersebut terhadap densitas layangnya. Gaya sentrifugal ialah proses

yang terjadi apabila perubahan berat partikel dari keadaan normal pada 1 xg

(sekitar 9,8 m/s2) menjadi meningkat seiring dengan kecepatan serta sudut

kemiringan perputaran partikel tersebut terhadap sumbunya. Pada pemisahan,

partikel yang memiliki densitas lebih tinggi daripada pelarut akan turun

(sedimentasi), dan partikel yang lebih ringan akan mengapung ke atas

(Prasetyawan, 2010). Prinsipnya yakni dengan meletakkan sampel pada suatu

gaya dengan memutar sampel pada kecepatan tinggi, sehingga terjadi

pengendapan partikel, atau organel-organel sel berdasarkan bobot molekulnya.

Substansi yang lebih berat akan berada di dasar (pelet), sedangkan substansi

yang lebih ringan akan terletak di atas (supernatan) (Miller, 2000).

19

Pemisahan sentrifugal menggunakan prinsip dimana objek diputar secara

horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau

silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat

bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya

gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung

sesuai berat jenis masing-masing partikel, gaya tersebut adalah gaya sentrifugal.

Gaya inilah yang menyebabkan partikel-partikel menuju dinding tabung dan

terakumulasi membentuk endapan (Zulfikar, 2008). Dengan adanya teknik ini,

proses pengendapan suatu bahan akan lebih cepat dan optimum dibandingkan

dengan teknik biasa. Untuk contoh dari sentrifugasi dapat dilihat pada Gambar

2.5.

Gambar 2.5 Alat Sentrifugasi

(Mujiati, 2014)

Sentrifugasi tidak hanya dapat digunakan untuk memisahkan sel atau

organel subselular, melainkan juga digunakan untuk pemisahan molekular.

Prinsip sentrifugasi didasarkan atas fenomena bahwa partikel yang tersuspensi

di dalam suatu wadah akan mengendap ke dasar wadah karena pengaruh

gravitasi. Laju pengendapan tersebut dapat ditingkatkan dengan cara

meningkatkan pengaruh gravitasional terhadap partikel. Hal ini dapat dilakukan

dengan menempatkan tabung berisi suspensi partikel kedalam rotor suatu mesin

sentrifugasi, kemudian diputar dengan kecepatan tinggi (Yuwono, 2009).

Sampel yang akan di sentrifugasi diletakkan pada suatu gaya dengan

memutar sampel pada kecepatan tinggi, sehingga terjadi pengendapan partikel,

atau organel-organel sel berdasarkan bobot molekulnya. Substansi yang lebih

berat akan berada di dasar (pelet), sedangkan substansi yang lebih ringan akan

terletak di atas (supernatan) (Miller, 2000). Pada penelitian kali ini filtrat hasil

20

ekstraksi berbantuan gelombang mikro dilanjutkan dengan proses sentrifugasi.

Sentrifugasi ini bertujuan untuk mengendapkan pengotor seperti pati, sehingga

supernatan hasil sentrifugasi diharapkan

21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Pengolahan Pangan

Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Laboratorium Pilot Plan Jurusan Teknologi

Hasil Pertanian, Universitas Brawijaya Malang. Untuk pengujian sampel

dilakukan di Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan Jurusan Teknologi Hasil

Pertanian Universitas Brawijaya Malang dan PT. Maxzer Solusi Steril, Malang.

Penelitian dilakukan pada bulan Oktober 2016 sampai dengan Mei 2017.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah cabinet dryer (buatan

lokal) dengan pengatur suhu otomatis, timbangan analitik (OHAUS/Scout Pro),

slicer (buatan lokal), disc mill (buatan lokal), sentrifugasi (Thermo Scientific/SL

40), dan modified-MAE (Sharp R-200 GS). Pada ekstraksi kali ini menggunakan

microwave yang telah dimodifikasi dengan pompa vakum dan kondensor. Pompa

vakum bertujuan untuk menciptakan kondisi vakum didalam microwave,

sehingga suhu yang digunakan pada ekstraksi menjadi lebih rendah, yaitu hanya

300C. Selain itu, dengan adanya kondensor berfungsi untuk pendingin balik,

sehingga mencegah terjadinya pengurangan pelarut yang digunakan untuk

ekstraksi. Microwave modifikasi yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Microwave modifikasi dengan Pompa Vakum dan Kondensor

22

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah uwi putih yang berasal

yang dijual komersiil di Pasar Besar Kota Malang. Uwi putih ini memiliki berat

berkisar 3-4 kg, memiliki bentuk umbi yang berlekuk-lekuk, memiliki kulit

berwarna coklat dan daging umbi berwarna putih (Gambar 3.2).

Gambar 3.2 Uwi Putih yang Berasal dari Pasar Besar

Bahan-bahan kimia untuk analisa yang berkualitas p.a. diantaranya

adalah enzim alfa amilase, enzim glukoamilase, enzim pepsin, buffer phosphat

(Merck), CuSO4.5H2O (Sigma Aldrich), K2SO4 (Mallimckrodt), NaOH (Merck),

HCl (Merck), asam borat (Sigma Aldrich). Sedangkan yang berkualitas teknis

adalah H2SO4 (Merck), petroleum eter, aseton dan etanol 95%.

3.3 Rancangan Percobaan

Penelitian ini dilakukan menggunakan Rangkaian Acak Lengkap (RAL)

dengan menggunakan dua faktor yang akan diulang sebanyak 2 kali

pengulangan. Faktor pertama adalah rasio bahan dengan pelarut (b/v) (R) yang

terdiri dari 3 level. Sedangkan faktor kedua adalah lama waktu ekstraksi (T) yang

terdiri dari 3 level. Faktor dan level yang dikaji dalam penelitian ini terdiri dari:

Faktor 1 adalah rasio bahan dengan pelarut yang digunakan (R)

R1= 1 : 10 (b/v) jumlah uwi dan pelarut yang digunakan



Faktor 2 adalah lama ekstraksi berbantuan gelombang mikro (T)

T1= 5 menit

T2= 10 menit

T3= 15 menit

Total kombinasi perlakuan disajikan pada Tabel 3.1.

23

Tabel 3.1. Perlakuan Pada Ekstraksi Simultan Pati dan PLA Berbantuan

Gelombang Mikro pada Tepung Uwi Putih

Perbandingan bahan:pelarut (air) (gr/mL) Lama Ekstraksi

T1 T2 T3 R1 R1T1 R1T2 R1T3 R2 R2T1 R2T2 R3T2 R3 R3T1 R3T2 R3T3

Keterangan : R1T1 : Perbandingan bahan : pelarut 1:10 dengan lama ekstraksi 5 menit R1T2 : Perbandingan bahan : pelarut 1:10 dengan lama ekstraksi 10 menit

R1T3 : Perbandingan bahan : pelarut 1:10 dengan lama ekstraksi 15 menit R2T1 : Perbandingan bahan : pelarut 1:15 dengan lama ekstraksi 5 menit R2T2 : Perbandingan bahan : pelarut 1:15 dengan lama ekstraksi 10 menit

R2T3 : Perbandingan bahan : pelarut 1:15 dengan lama ekstraksi 15 menit R3T1 : Perbandingan bahan : pelarut 1:20 dengan lama ekstraksi 5 menit R3T2 : Perbandingan bahan : pelarut 1:20 dengan lama ekstraksi 10 menit

R3T3 : Perbandingan bahan : pelarut 1:20 dengan lama ekstraksi 15 menit

3.4 Pelaksanaan Penelitian

3.4.1 Penelitian Pendahuluan

Pada penelitian ini dillaksanakan penelitian pendahuluan sebelum

dilakukan penelitian utama, penelitian pendahuluan bertujuan untuk mengetahui

dan memahami lebih dalam mengenai metode penelitian serta diagram alir yang

telah dibuat. Pada penelitian pendahuluan ini dicoba beberapa rasio diantaranya

1:5, 1:8, 1:10, 1:12, dan 1:14. Akan tetapi, pada rasio 1:5 sampel belum

sepenuhnya terendam oleh pelarut, baru pada rasio 1:10 sampel terendam oleh

pelarut. Sehingga untuk penelitian utama rasio yang digunakan dimulai dari 1:10,

1:15, dan 1:20. Sedangkan untuk suhu ekstraksi pada penelitian pendahuluan

dicoba suhu 250C, 300C, dan 350C. Didapatkan hasil terbaik yaitu dengan suhu

300C, karena ketika suhu 250C belum terdapat perubahan pada saat ekstraksi.

Sedangkan ketika menggunakan suhu 350C, saat proses ekstraksi terlalu panas

dan menyebabkan pati yang terdapat pada larutan yang diekstrak akan

mengalami gelatinisasi. Pati uwi putih memiliki suhu gelatinisasi sebesar 750C,

akan tetapi pada ekstraksi berbantu gelombang mikro ini digunakan microwave

yang sudah dimodifikasi dengan pompa vakum, sehingga suhu gelatinisasi dapat

menurun.

Pemurnian protein juga dilakukan pada penelitian pendahuluan ini.

Pemurnian protein dilakukan dengan cara menambahkan larutan garam jenuh ke

dalam supernatan hasil ekstraksi dengan rasio antara larutan garam dan sampel

1:1. Penambahan larutan garam jenuh ini bertujuan untuk mengendapkan protein

24

yang terkandung pada supernatan. Akan tetapi pada saat diuji kualitatif protein,

tetap menunjukkan hasil positif, sehingga penambahan larutan garam jenuh

dianggap tidak efektif dalam pemurnian protein. Pada penelitian pendahuluan

juga dilakukan uji kualitatif protein dan pati yang terdapat pada filtrat, supernatan,

ampas, dan endapan hasil ekstraksi. Uji kualitatif protein dilakukan dengan

menambahkan larutan biuret kedalam filtrat, supernatan, endapan, dan ampas.

Hasil uji kualitatif dengan larutan biuret menunjukkan hasil positif pada filtrat,

supernatan, dan ampas. Hasil positif ini ditunjukkan dengan terbentuknya warna

violet pada filtrat, supernatan, dan ampas. Sedangkan untuk uji kualitatif pati

dilakukan dengan menambahkan larutan iodin pada filtrat, supernatan, ampas,

dan endapan hasil sentrifugasi. Uji ini menunjukkan hasil positif pada filtrat,

supernatan, ampas, dan endapan. Hasil positif ditunjukkan dengan terbentuknya

warna biru pekat pada ampas dan endapan dan warna agak violet pada filtrat

dan supernatan.

Berdasarkan penelitian pendahuluan, maka didapatkan suhu microwave

sebesar 300C, rasio bahan:pelarut (b/v) yang digunakan sebesar 1:10, 1:15, dan

1:20. Sedangkan lama waktu ekstraksi yaitu 5 menit, 10 menit, dan 15 menit.

Fraksi supernatan dan fraksi endapan yang didapatkan dianalisa kadar air, total

padatan, kadar pati, dan kadar protein. Selanjutnya untuk perlakuan terbaik

masing-masing fraksi dianalisa serat kasar dan serat pangan enzimatis.

3.4.2 Proses Pembuatan Tepung Uwi Putih (modifikasi dari Putri, 2013)

Dipilih uwi putih yang telah disortasi sesuai dengan beratnya yaitu

berkisar antara 3-4 kg. Kemudian uwi dipotong menjadi chip menggunakan slicer

dengan ketebalan rata-rata 1-2 mm. Chip uwi selanjutnya dikeringkan

menggunakan pengering kabinet dengan suhu 400C selama 12 jam. Uwi yang

sudah kering kemudian ditepungkan menggunakan discmill dengan ayakan 40

mesh. Setelah itu tepung uwi disimpan dalam freezer pada suhu -200C.

3.4.3 Proses Ekstraksi Simultan Pati dan Polisakarida Larut Air dari Uwi

Putih Berbantuan Gelombang Mikro (modifikasi dari Inesticha, 2012)

Uwi putih yang sudah ditepungkan kemudian ditimbang sebanyak 20

gram. Selanjutnya dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan pelarut air

sesuai dengan perlakuan (1:10, 1:15, 1:20). Proses ekstraksi lalu dilakukan

menggunakan microwave modifikasi dengan memasukkan erlenmeyer kedalam

microwave suhu 300C dan waktu sesuai dengan perlakuan (5 menit, 10 menit, 15

25

menit). Pada setiap tahapan ekstraksi dibagi menjadi tiga kali ekstraksi, dimana

ekstraksi pertama dengan penambahan pelarut 1/3 dari total pelarut yang

dibutuhkan, dan waktu ekstraksi juga dibagi menjadi tiga (5 menit= 2 menit, 2

menit, 1 menit; 10 menit= 4 menit, 3 menit, 3 menit; 15 menit= 5 menit, 5 menit, 5

menit) kemudian hasil ekstraksi di saring dan didapatkan filtrat 1 dan ampas 1.

Setelah itu, ampas 1 ditambahkan pelarut lagi sebanyak 1/3 dari total pelarut

yang dibutuhkan, kemudian hasil ekstraksi di saring dan didapatkan filtrat 2 dan

ampas 2. Ampas 2 yang didapatkan kemudian ditambahkan pelarut sebanyak

1/3 dari total pelarut yang dibutuhkan, kemudian hasil ekstraksi di saring dan

didapatkan filtrat 3 dan ampas 3. Setelah itu, filtrat 1, 2, dan 3 dijadikan satu

menjadi filtrat total.

Untuk memaksimalkan hasil ekstraksi, setelah ekstraksi berlangsung

dilanjutkan dengan pemisahan oleh sentrifugasi. Hasil ekstraksi kemudian di

saring menggunakan kain saring dan dihasilkan filtrat dan ampas. Filtrat yang

didapatkan dilakukan pemisahan menggunakan sentrifugasi dengan kecepatan

4500 rpm selama 20 menit. Hal ini dilakukan untuk memaksimalkan proses

pemisahan PLA. Hasil dari sentrifugasi akan terbentuk dua fraksi yaitu

supernatan dan endapan. Supernatan yang dihasilkan kemudian diuapkan

menggunakan water bath hingga volume 100 ml dan dianalisis kadar pati, kadar

protein, total padatan, dan rendemen. Sedangkan endapan yang dihasilkan

kemudian dikeringkan dengan pengering kabinet suhu 450C dan dilakukan

analisis kadar air, kadar pati, kadar protein, dan rendemen. Setelah itu, perlakuan

terbaik hasil analisa akan dilakukan analisa lebih lanjut untuk kandungan serat

pangan dan serat kasarnya.

3.4.4 Analisa Tepung Uwi Putih

1. Kadar air metode oven (AOAC, 1995)

2. Kadar pati metode enzimatis (Winarno, 1995)

3. Kadar serat pangan metode enzimatis (Asp, 1992)

4. Kadar serat kasar (Sudarmadji, dkk., 1997)

5. Kadar protein/ N total metode Kjeldhal (AOAC, 2001)

6. Rendemen (AOAC, 1995)

3.4.5 Analisa Endapan

1. Kadar air metode oven (AOAC, 1995)


26





3.4.6 Analisa Supernatan

1. Total padatan (Yoshimassa, 2009)






3.5 Analisa Data

Data yang diperoleh dianalisa menggunakan Analysis of Varian (ANOVA)

dan dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan’s Multiple Range Test) apabila

terdapat interaksi dan pengaruh yang nyata antar faktor, atau dengan uji BNT (α=

0,05). jika tidak terdapat interaksi antar faktor. dgdfgdfgdfgdfgdfgdfgdfgdfg

27

3.6 Diagram Alir Penelitian

Dikupas

Dicuci bersih

Diiris dengan ketebalan 1-2 mm dengan slicer

Dikeringkan dengan pengering kabinet suhu 400C selama 12 jam

Digiling dengan disc mill ukuran 40 mesh

Gambar 3.3 Diagram Alir Pembuatan Tepung Uwi Putih

(modifikasi dari Putri, 2013)

Uwi Putih

Chips uwi

Tepung Uwi

Analisis Kimia:

- Kadar air

- Kadar serat

pangan enzimatis

- Kadar serat kasar

- Kadar pati

enzimatis

- Uji rendemen

- Kadar Protein

28

Gambar 3.4 Diagram Alir Ekstraksi Simultan Berbantu Gelombang Mikro untuk

Pati dan Polisakarida Larut Air dari Uwi Putih (modifikasi dari Inesticha, 2012)

Disaring menggunakan

kain saring

Filtrat Total

Diulang 3 kali

Filtrat

Disentrifugasi dengan kecepatan 4500 rpm selama 20 menit

Analisa : Total Padatan, Kadar

Pati, Kadar Protein, Rendemen,

Kadar Serat Kasar, dan Kadar

Serat Pangan

Analisa : Kadar Air, Kadar Pati,

Kadar Protein, Rendemen,

Kadar Serat Kasar, dan Kadar

Serat Pangan

Diuapkan suhu 450C dengan

water bath hingga volume 100

ml

Pencampuran Filtrat 1, 2 dan 3

Ampas

Supernatan

a

Endapan

Tepung Uwi Putih

Ditimbang 20 gram

Diekstraksi menggunakan

modified-MAE suhu 30ºC

dengan variasi waktu

Air 1/3 dari total

pelarut yang

dibutuhkan

Dikeringkan dengan pengering

kabinet suhu 450C

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah uwi putih yang

sudah ditepungkan. Adapun tujuan dari analisa bahan baku adalah agar dapat

melihat perbandingan kandungan bahan setelah diekstraksi dan sebelum

dilakukan ekstraksi. Karakteristik bahan baku ini meliputi kadar air, kadar pati,

kadar protein, dan kadar serat pangan. Hasil analisa karakteristik bahan baku ini

dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Analisa Bahan Baku Ekstraksi Pati dan PLA dari Uwi Putih

Komponen (% bb) Hasil Penelitian Penelitian Terdahulu

Air 8,73 9,931)

Pati 58,82 52,252) Protein 7,22 7,881)

Serat Kasar 8,20 4,762)

Serat Pangan 12,75 -

1) Afidin, dkk (2014) 2) Richana dan Sunarti (2004)

Bahan baku yang digunakan memiliki karakteristik yang tidak jauh

berbeda dari hasil yang diperoleh peneliti sebelumnya. Berdasarkan hasil

penelitian ini, tepung uwi putih memiliki kadar air sebesar 6,21%, kadar pati

58,82%, kadar protein 7,22%, kadar serat kasar 11,58 dan kadar serat pangan

sebesar 12,75%. Sedangkan menurut penelitian terdahulu, tepung uwi putih

memiliki kadar air sebesar 9,93%, kadar pati 52,25%, kadar protein 7,88%, kadar

serat kasar 4,76% dan untuk kadar serat pangan belum ada yang melaporkan.

Perbedaan karakteristik bahan baku antara hasil penelitian dengan penelitian

terdahulu dapat disebabkan oleh beberapa faktor. Adanya perbedaan kadar pati

disebabkan oleh perbedaan varietas faktor genetik dan tingkat usia tanaman

(Hoseney, 1998). Menurut Epriati (2000), perbedaan komposisi kimia ini juga

sangat tergantung pada kesuburuan tanah tempat tanaman tersebut tumbuh.

2000). Selain itu, pre-treatment yang dilakukan sebelum penelitian serta cara

analisa yang digunakan diduga juga merupakan faktor yang menyebabkan

perbedaan komposisi suatu komoditas.

30

1.2 Kadar dan Rendemen Protein di dalam Fraksi Supernatan dan Fraksi

Endapan

Sentrifugasi dimaksudkan menghasilkan dua fraksi, yaitu fraksi

supernatan (cair) dan fraksi endapan (padatan). Fraksi supernatan diharapkan

didominasi senyawa PLA, sedangkan fraksi endapan mengandung lebih banyak

pati. PLA merupakan senyawa glikoprotein sehingga kadar protein pada masing-

masing fraksi merupakan indikator tingkat keberadaan senyawa

Pada supernatan, hasil analisa ragam untuk kadar dan rendemen protein

(Lampiran 3 dan Lampiran 4) menunjukkan bahwa perlakuan rasio

bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi memberikan pengaruh yang nyata

(α=0,05) terhadap kadar protein supernatan, dan terdapat interaksi diantara

keduanya. Pada endapan, hasil analisa ragam kadar dan rendemen protein

endapan (Lampiran 5 dan Lampiran 6) menunjukkan bahwa perlakuan rasio


(α=0,05) terhadap kadar protein endapan, akan tetapi tidak terdapat interaksi

diantara keduanya. Rendemen protein endapan hanya dipengaruhi (α=0,05) oleh

rasio bahan:pelarut saja. Data tersaji pada kadar protein dari masing-masing

fraksi dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Perbandingan Kadar dan Rendemen Protein dalam Fraksi

Supernatan dan Fraksi Endapan1)

Rasio Bahan:Pelarut

(b/v)

Lama

Waktu Ekstraksi

(menit)

Fraksi Supernatan

Fraksi Endapan

Kadar

Protein (%)

Rendemen

Protein (%)

Kadar

Protein (%)

Rendemen

Protein (%)

1:10

5 4,17 a 20,85 a 0,67 0,041

10 4,69 b 23,44 b 0,55 0,048

15 5,17 c 25,84 c 0,38 0,033

1:15

5 5,26 c 26,28 c 1,05 0,127

10 5,36 cd 26,78 cd 0,79 0,120

15 5,59 d 27,93 d 0,62 0,095

1:20

5 4,78 b 23,88 b 1,34 0,167

10 5,14 c 25,72 c 0,99 0,164

15 5,19 c 25,96 c 0,85 0,144

DMRT (5%) 0,33 – 0,33 1,50 – 1,67 1) Perhitungan rendemen protein disajikan pada Lampiran 2

31

Kadar dan rendemen protein yang terdapat pada fraksi supernatan lebih

tinggi dibandingkan fraksi endapan. Kadar protein pada fraksi supernatan

berkisar antara 4,17% - 5,59%, sedangkan pada fraksi endapan hanya sekitar

0,38% - 1,34%. Demikian pula rendemen protein pada fraksi supernatan (20,85%

- 27,931%), jauh lebih besar daripada yang terdapat pada fraksi endapan yang

sebesar 0,033% - 0,167%. Hal ini sudah sesuai dengan yang diharapkan,

dimana persentase protein pada supernatan lebih tinggi daripada endapan

sehingga dapat dikatakan bahwa hasil ekstraksi berupa PLA kasar berada pada

fraksi supernatan. Kadar dan rendemen protein tertinggi diperoleh dari kombinasi

perlakuan rasio bahan:pelarut sebesar 1:15 (b/v) dan ekstraksi 15 menit,

sedangkan yang terendah diperoleh dari kombinasi perlakuan rasio

bahan:pelarut sebesar 1:15 dan lama ekstraksi 5 menit.

Fraksi Supernatan

Banyak penelitian menujukkan bahwa PLA dalam umbi-umbian keluarga

Disocorea merupakan glikoprotein sehingga dapat diasumsikan fraksi yang

mengandung kadar protein yang tinggi juga mengandung kadar PLA yang tinggi

pula. Seperti yang dikatakan oleh Tsukui et al (1999), PLA yang terdapat pada

umbi uwi merupakan getah kental yang mengandung glikoprotein. Glikoprotein

itu sendiri merupakan senyawa kompleks antara protein dengan rantai

oligosakarida (glikan) yang terikat secara kovalen (Murray, 2002).

Sampai batas tertentu, semakin besar rasio pelarut yang digunakan dapat

meningkatkan kadar protein yang diperoleh, tetapi menurun pada rasio di atas

1:15. Berlebihnya pelarut yang digunakan diduga akan menyebabkan energi

gelombang mikro banyak terserap oleh molekul pelarut sehingga yang sampai ke

matriks bahan hanya kecil dan menyebabkan menurunnya jumlah senyawa yang

dapat diekstrak (Chan et al., 2011). Berbeda degan proporsi pelarut, paparan

oleh gelombang mikro yang semakin lama dapat memberikan energi ekstraksi

yang lebih besar sehingga lebih banyak protein terekstrak. Seperti yang

dijelaskan oleh Krishnaswamy et al (2012), difusi senyawa target dari matriks

bahan ke dalam pelarut juga meningkat seiring dengan semakin lamanya waktu

ekstraksi. Selain itu, paparan energi gelombang mikro juga dapat meningkatkan

kecepatan pergerakan molekuler dengan cara migrasi ion dan rotasi dipol.

Pergerakan yang sangat cepat ini menghasilkan gesekan yang pada akhirnya

menghasilkan energi panas didalam bahan sehingga dinding sel maupun

32

jaringan bahan akan rusak, dan solute akhirnya lebih banyak keluar (Delazar et

al., 2012).

Fraksi Endapan

Tabel 4.3 menunjukkan semakin banyak rasio pelarut yang digunakan,

maka semakin besar pula kadar protein yang terkandung. Rerata kadar protein

tertinggi diperoleh dari perlakuan dengan rasio bahan:pelarut sebesar 1:20 (b/v)

yaitu 1,06%, dan untuk rerata kadar protein terendah diperoleh dari perlakuan

dengan rasio bahan:pelarut sebesar 1:10 (b/v) yaitu 0,53%. Hal yang serupa juga

terjadi pada rendemen protein pada endapan, tertinggi berada pada perlakuan

rasio:bahan sebesar 1:20 (b/v), yaitu 0,16% dan terendah diperoleh pada rasio

bahan:pelarut 1:10 dengan nilai sebesar 0,04%.

Tabel 4.3. Rerata Kadar dan Rendemen Protein Endapan Ekstrak Protein dan

PLA dari Uwi Putih dengan Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut

Rasio Bahan:Pelarut (b/v)

Kadar Protein (%)

Rendemen Protein (%)

1:10 0,53 a 0,04 a 1:15 0,82 b 0,11 b

1:20 1,06 b 0,16 c

BNT (α=0,05) 0,24 0,03

Kadar protein dan rendemen protein pada endapan mengalami kenaikan

seiring dengan banyaknya pelarut yang digunakan. Air merupakan senyawa

polar sehingga dapat berinteraksi dengan molekul protein yang juga bersifat

polar sehingga semakin banyak pelarut maka protein yang dapat terlarut juga

meningkat. Menurut Gao et al (2006), apabila volume pelarut yang digunakan

semakin besar, maka luas medan elektromagnetik akan semakin besar, dan

menyebabkan kontak antara matriks bahan dengan energi gelombang mikro juga

semakin besar. Di sisi lain, penggunaan pelarut yang berlebihan akan

menyebabkan terhambatnya transfer energi gelombang mikro karena terserap

oleh pelarut sebelum sampai kedalam matriks bahan (Chan et al., 2011).

Perlakuan lama waktu ekstraksi sebesar 5 menit dan 10 menit

menghasilkan rendemen protein yang sama yaitu 0,11%, sedangkan ekstraksi

selama 15 menit cenderung menurunkan rendemen menjadi 0,09%.

Kecenderungan serupa terjadi pada kadar protein ekstrak, semakin lama

paparan gelombang mikro berakibat pada penurunan kadar protein ekstrak.

Kadar protein tertinggi diperoleh dari perlakuan ekstraksi selama 5 menit yaitu

33

1,02%, sedangkan yang terendah diperoleh dari perlakuan ekstraksi selama 15

menit yaitu 0,62%. Hasil analisa ragam menunjukkan bahwa perlakuan lama

waktu ekstraksi tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap rendemen

protein endapan (Tabel 4.4).

Tabel 4.4. Rerata Kadar dan Rendemen Protein Endapan Hasil Ekstraksi

Simultan Pati dan PLA dari Uwi Putih dengan Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi

Lama Waktu Ekstraksi (menit)

Rerata Kadar Protein (%)

Rendemen Protein (%)

5 1,02 b 0,11a 10 0,77 a 0,11a

15 0,62 a 0,09a

BNT (α=0,05) 0,24 0,03

Perbedaan rentang lama paparan yang digunakan pada perlakuan, yaitu

5-15 menit, dapat dikatakan terlalu kecil bedanya sehingga dampaknya pada

hasil ekstraksi juga belum nyata. Hal itulah yang diduga sebagai penyebab nilai

rendemen protein tidak terlalu berbeda, walaupun dengan semakin lama waktu

yang diberikan rendemen protein cenderung menurun. Paparan gelombang

mikro akan menimbulkan panas hal ini disebabkan karena molekul-molekul pada

bahan bersifat elektrik dipol, yang artinya molekul tersebut memiliki muatan

negatif pada satu sisi dan muatan positif pada sisi yang lain. Akibatnya, dengan

kehadiran medan elektrik yang berubah-ubah yang diinduksikan melalui

gelombang mikro pada masing-masing sisi akan berputar untuk saling

mensejajarkan diri satu sama lain. Pergerakan molekul ini akan menciptakan

panas seiring dengan timbulnya gesekan antara molekul yang satu dengan

molekul lainnya (Kingston and Haswell, 1997) dan semakin lama waktu

paparannya akan mendorong peningkatan suhu yang lebih besar. Protein

merupakan senyawa yang mudah terkoagulasi oleh panas, koagulasi merupakan

kondisi dimana protein tidak dapat lagi terdispersi sebagai suatu koloid karena

unit ikatan yang terbentuk cukup banyak (Makfoeld, 2008) dan menjadi tidak

larut.

Menurunnya kadar dan rendemen protein pada endapan dengan semakin

lamanya waktu ekstraksi juga dikarenakan semakin lama waktu iradiasi akan

menyebabkan efek dari rotasi dipol yang terjadi menjadi lebih besar, dan

menyebabkan temperatur pelarut naik secara cepat sehingga kelarutan senyawa

target juga menjadi meningkat (Hayat dkk, 2009). Protein yang terikat pada PLA

34

diduga tidak terendapkan tetapi berada pada fraksi supernatant dan yang

terdapat pada fraksi endapan cenderung lebih sedikit.

1.3 Kadar dan Rendemen Pati dalam Fraksi Supernatan dan Fraksi

Endapan

Pada penelitian ini ekstrak pati diduga banyak terkandung pada fraksi

endapan. Hal ini dikarenakan pati alami memiliki sifat susah larut terhadap

pelarut air dan memiliki berat molekul lebih berat dibandingkan protein, sehingga

pada saat dilakukan pemurnian dengan sentrifugasi pati yang berada pada filtrat

akan mengendap dan membentuk endapan. Berbeda dengan fraksi supernatan,

protein menjadi senyawa pengotor yang terkandung pada ekstrak pati hasil

ekstraksi. Perbandingan kadar pati serta rendemen pati pada fraksi supernatan

dan fraksi endapan disajikan pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Perbandingan Kadar dan Rendemen Pati dalam Fraksi Supernatan

dan Fraksi Endapan1)

Rasio Bahan:Pelarut

(b/v)

Lama Waktu

Ekstraksi (menit)

Fraksi Supernatan

Fraksi Endapan

Kadar Pati (%)

Rendemen Pati (%)

Kadar Pati (%)

Rendemen Pati (%)

1:10

5 0,75 3,74 17,48 1,09

10 0,69 3,43 22,35 2,01

15 0,57 2,87 23,12 1,84

1:15

5 0,67 3,32 21,95 2,68

10 0,53 2,66 22,07 3,40

15 0,48 2,40 26,24 4,04

1:20

5 0,58 2,88 19,68 2,44

10 0,50 2,48 22,83 3,82

15 0,43 2,15 24,12 4,02

1) Perhitungan rendemen pati disajikan pada Lampiran 7

Kadar pati dan rendemen pati yang terdapat pada fraksi endapan lebih

tinggi dibandingkan fraksi supernatan. Kadar pati pada fraksi endapan berkisar

antara 17,48% - 24,12%, jauh lebih besar daripada yang terdapat pada fraksi

supernatan yang hanya sekitar 0,43% - 0,75%. Demikian pula rendemen pati

pada fraksi endapan 1,09% - 4,04%, cenderung lebih besar daripada yang

terdapat pada fraksi supernatan yang sebesar 2,15% - 3,74%. Akan tetapi,

terdapat rendemen pati endapan yang lebih kecil dibandingkan dengan

supernatan, hal ini dikarenakan ketika perhitungan rendemen pati pada endapan,

35

kadar pati dikali dengan berat kering endapan, dimana berat kering dari endapan

tersebut bervariasi berkisar antara 1,03 gr – 3,54 gr sehingga mempengaruhi

hasil akhir dari perhitungan rendemen pati. Apabila melihat dari kadar pati pada

kedua fraksi, hal ini sudah sesuai dengan yang diharapkan, dimana persentase

pati pada endapan lebih tinggi daripada supernatan sehingga dapat dikatakan

bahwa hasil ekstraksi berupa pati berada pada fraksi endapan.

Fraksi Supernatan

Hasil analisa ragam kadar dan rendemen pati pada supernatan

(Lampiran 8 dan 9) menunjukkan bahwa masing-masing perlakuan rasio

bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi menghasilkan kadar dan rendemen pati

yang berbeda nyata (α=0,05), tetapi tidak ada interaksi keduanya. Nilai rerata

kadar dan rendemen pati supernatan ekstrak pati dan PLA dari uwi putih dengan

pengaruh rasio bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi berturut-turut dapat

dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut terhadap Kadar dan Rendemen Pati

Supernatan Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air


Rerata Kadar Pati (%)

Rerata Rendemen Pati (%)

1:10 0,67 b 3,34 c 1:15 0,56 a 2,79 b

1:20 0,50 a 2,51 a

BNT(α=0,05) 0,09 0,09

Kadar pati supernatan tertingi diperoleh dari perlakuan rasio

bahan:pelarut sebesar 1:10 yaitu 0,67%, sedangkan yang terendah didapatkan

dari perlakuan rasio bahan:pelarut sebesar 1:20 yaitu 0,50%. Semakin banyak

jumlah pelarut yang ditambahkan menyebabkan kadar pati pada supernatan

semakin menurun. Kecenderungan serupa terlihat pada rendemen pati yang

menurun seiring dengan semakin banyaknya pelarut yang ditambahkan.

Pada umumnya, semakin banyak rasio pelarut yang digunakan pada

ekstraksi maka akan meningkatkan kadar senyawa yang terekstrak. Pati alami

bersifat agak sulit larut di dalam air sehingga pati akan mengendap dan tidak ikut

terlarut bersama pelarut. Selain itu, penggunaan pelarut yang terlalu banyak

menyebabkan energi gelombang mikro yang dihasilkan akan terserap ke dalam

pelarut sebelum energi gelombang mikro tersebut masuk ke dalam bahan (Li et

al., 2010), sehingga pati yang terekstrak ke dalam supernatan cenderung

menurun. Menurunnya kadar pati pada supernatan juga dapat disebabkan

36

semakin meningkatnya senyawa lain yang terekstrak, dan menyebabkan

kemampuan pelarut untuk mengekstrak pati menjadi menurun. Hal ini berkaitan

dengan tingkat kejenuhan pelarut, dimana apabila pelarut sudah mencapai titk

optimal maka akan mengalami kejenuhan dan tidak mampu mengekstrak lagi.

Kadar pati pada supernatan tertinggi diperoleh dari lama waktu ekstraksi

sebesar 5 menit yaitu 0,67% dan semakin menurun dengan perpanjangan waktu

sehingga yang terendah diperoleh pada lama ekstraksi 15 menit sebesar 0,51%

(Tabel 4.7). Hal serupa didapatkan pada rendemen pati.

Tabel 4.7. Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi terhadap Kadar dan Rendemen Pati

Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air

Lama Waktu Ekstraksi

(menit)

Rerata Kadar Pati

(%)

Rerata Rendemen Pati

(%)

5 0,66 b 3,32 b

10 0,55 b 2,77 a 15 0,51 a 2,56 a

BNT (α=0,05) 0,09 0,09

Penurunan kadar dan rendemen pati pada supernatan seiring dengan

lamanya waktu ekstraksi diduga merupakan indikasi bahwa senyawa-senyawa

yang terekstrak paling awal adalah yang mempunyai densitas besar serta tidak

terikat kuat oleh komponen lain dalam bahan. Senyawa-senyawa yang lebih kecil

ukuran partikelnya dan terikat lebih kuat oleh komponen lain dalam matriks

bahan terlepas belakangan. Pada saat sentrifugasi granula pati dan molekul

dengan densitas besar akan mengendap, sedangkan fraksi pati yang ukuran dan

densitasnya kecil akan berada di bagian supernatan. Belum diketahui fraksi pati

yang mana yang lebih banyak dijumpai pada supernatant. Karena prinsip

sentrifugasi didasarkan atas fenomena bahwa partikel yang tersuspensi dalam

suatu wadah (tabung) akan mengendap ke dasar karena pengaruh gravitasi. Hal

ini dapat dilakukan dengan menempatkan tabung ke dalam rotor suatu mesin

sentrifusi kemudian diputar dengan kecepatan tinggi. Laju pengendapan tersebut

dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan pengaruh gravitasi terhadap

partikel (Yuwono, 2008). Kusnandar (2010) mengatakan kelarutan pati alami

yang belum dimodifikasi sangat terbatas di dalam air.

Fraksi Endapan

Hasil analisa ragam kadar pati endapan ekstrak dari uwi putih (Lampiran

10) menunjukkan bahwa perlakuan rasio bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi

37

dan interaksi keduanya memberikan pengaruh yang nyata (α=0,05) terhadap

kadar pati endapan ekstrak uwi putih. Hasil uji lanjut DMRT dapat dilihat pada

Tabel 4.8.

Tabel 4.8. Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap

Kadar Pati Endapan Ekstrak Uwi Putih dengan Pelarut Air



Rerata Kadar Pati (%)

Notasi

1:10

5 17,48 a

10 22,35 cd 15 23,11 d

1:15

5 21,95 c

10 22,07 c

15 26,24 f

1:20

5 19,68 b

10 22,83 d

15 24,12 e

DMRT (5%) 0,61-0,68

Rerata kadar pati endapan tertinggi sebesar 26,24% yang diperoleh dari

perlakuan rasio bahan:pelarut 1:15 dengan lama waktu ekstraksi sebesar 15

menit dan terendah sebesar 17,48% diperoleh dari perlakuan rasio bahan:pelarut

1:10 dengan lama waktu sebesar 5 menit. Seperti telah disampaikan dimuka

bahwa pelarut yang terlalu banyak akan menyerap energi gelombang mikro yang

lebih besar sehingga yang dapat bertumbukan dengan komponen bahan akan

lebih. Pada rasio pelarut yang lebih kecil (1:15) dengan lama paparan gelombang

mikro yang tepat, dalam hal ini 15 menit, maka diduga daya yang diterima bahan

lebih optimal sehingga dapat mengekstrak fraksi pati yang berdensitas besar.

Pada saat sentrifugasi, pati jenis ini akan mengendap.

Hasil analisa ragam untuk rendemen pati pada endapan ekstrak uwi putih

dengan pelarut air (Lampiran 11) menunjukkan bahwa perlakuan rasio


(α=0,05) terhadap rendemen pati endapan, tetapi tidak terdapat interaksi antar

keduanya. Nilai rerata rendemen pati endapan ekstrak dari uwi putih dengan

pengaruh rasio bahan:pelarut dan pengaruh lama waktu ekstraksi berturut-turut

dapat dilihat pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10.

38

Tabel 4.9. Rerata Rendemen Pati Endapan Ekstrak dari Uwi Putih dengan

Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air



1:10 1,64 a

1:15 3,37 b 1:20 3,43 b

BNT(α=0,05) 0,54

Penggunaan rasio pelarut yang rendah (1:10) menghasilkan rendemen

pati paling kecil dan kenaikan rendemen yang nyata hanya diperoleh pada

peningkatan rasio pelarut menjadi 1:15, sedangkan lebih besar dari nilai itu

(1:20) tidak menghasilkan perbedaan rendemen pati yang nyata. Hasil tersebut

menegaskan sekali lagi bahwa apabila pelarut yang digunakan terlalu banyak

maka energi yang tersisa untuk mengekstrak komponen pati dari bahan semakin

kecil. Sebagian besar energi gelombang mikro terserap oleh pelarut.

Tabel 4.10. Rerata Rendemen Pati Endapan Ekstrak dari Uwi Putih dengan

Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi



5 2,07 a 10 3,08 b

15 3,30 b BNT(α=0,05) 0,54

Hal serupa juga terjadi pada paparan gelombang mikro di atas 10 menit.

Tidak ada perbedaan yang nyata antara paparan 10 dan 15 menit terhadap

rendemen pati pada endapan ekstrak. Data pada Tabel 4.10 juga

mengindikasikan bahwa pada awal paparan gelombang mikro, pati yag

berdensitas tinggi yang lebih dahulu terlepas dari matriks bahan yang diekstrak.

Ketika dilanjutkan dengan sentrifugasi akan terendapkan. Menurut Herlina dkk.

(2015), setelah sentrifugasi pati tersebut akan terpisah dengan supernatan dan

membentuk endapan.

Menurut Routray dan Orsat (2012), pada umumnya rendemen ekstraksi

akan meningkat seiring dengan meningkatnya waktu iradiasi gelombang mikro.

Dalam hal ini banyaknya rendemen endapan diduga juga mengandung banyak

pati. Pada ekstraksi berbantuan gelombang mikro ini pati yang terperangkap

didalam matriks bahan akan dipaksa keluar menuju pelarut (Anton, dkk., 2017).

39

4.4 Rendemen Ekstrak Kasar PLA

Berat rendemen (bahan padat) ekstrak dalam supernatan diperoleh dari

hasil perkalian kadar total padatan dengan volumenya setelah pemekatan (100

mL). Asumsinya densitas supernatan pekat sama dengan 1. Rendemen bahan

padat ekstrak diperoleh dengan membagi berat rendemen bahan padat dengan

berat tepung (20 g) dan dikalikan 100%. Bahan padatan yang terdapat didalam

supernatan mencerminkan banyaknya PLA yang tercampur senyawa pengotor

yang terekstrak sehingga rendemen bahan padat dalam supernatan dapat

disebut sebagai rendemen ekstrak kasar PLA.

Hasil analisa ragam rendemen ekstrak kasar PLA uwi putih (Lampiran

12) menunjukkan bahwa perlakuan rasio bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi

memberikan pengaruh nyata (α= 0,05) terhadap rendemen ekstrak kasar PLA

uwi putih, akan tetapi tidak ada interaksi antar keduanya. Datanya berturut-turut

dapat dilihat pada Tabel 4.11 dan 4.12.

Tabel 4.11 Rerata Rendemen Ekstrak Kasar PLA dari Tepung Uwi dengan Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air


Rerata Rendemen (%)

1:10 5,75 a

1:15 8,25 b 1:20 6,36 a

BNT (0,05) 1,12

Tabel 4.12. Rerata Rendemen Ekstrak Kasar PLA (Supernatan) dari Tepung Uwi

Putih dengan Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi Lama Waktu

Ekstraksi (menit) Rerata

Rendemen (%)

5 5,60 a 10 7,01 b

15 7,76 b

BNT (0,05) 1,12

Rendemen ekstrak kasar PLA supernatan terendah diperoleh dari rasio

bahan:pelarut sebesar 1:10, yaitu 5,75%, sedangkan rerata rendemen tertinggi

didapatkan dari rasio bahan:pelarut 1:15 sebesar 8,25%. Rerata rendemen

ekstrak kasar PLA supernatan dipengaruhi oleh lama waktu ekstraksi, paling

tinggi sebesar 7,76% (15 menit), sedangkan rendemen terendah diperoleh pada

lama ekstraksi 5 menit yaitu sebesar 5,60%. Semakin lama waktu ekstraksi maka

rendemen supernatan yang didapat juga cenderung meningkat.

Bahan padatan yang terdapat didalam supernatan lebih didominasi oleh

senyawa PLA yang molekulnya berikatan dengan protein dengan sedikit

40

senyawa pengotor terutama pati. Oleh karena itu besarnya rendemen PLA

mempunyai kecenderungan yang serupa dengan kadar protein supernatan

(Tabel 4.2).

Menurut Xu et al (2012), pada ekstraksi menggunakan gelombang mikro,

penggunaan pelarut yang terlalu banyak dapat menurunkan rendemen senyawa

yang terekstrak. Hal ini disebabkan karena adanya penurunan energi radiasi dari

daya gelombang mikro yang terpenetrasi kedalam bahan. Senyawa yang ikut

terekstrak ke dalam pelarut bukan hanya senyawa yang diinginkan, tetapi juga

terdapat senyawa-senyawa lain, terutama pati. Seperti yang dikatakan oleh

Wanasundera dan Ravindran (1994), umbi uwi mengandung senyawa-senyawa

seperti vitamin, protein, pati, dan juga oksalat.

Dengan waktu yang lebih lama maka difusi pelarut ke dalam matriks

tepung dan memberi kesempatan yang lebih lama bagi pelarut untuk kontak

dengan PLA dan melarutkannya. Menurut Kurniasari (2008), meningkatnya

waktu ekstraksi juga akan meningkatkan gesekan antar molekul material dengan

gelombang mikro, gesekan ini menyebabkan dinding sel maupun jaringan bahan

akan rusak, sehingga semakin banyak pula energi yang terserap oleh bahan

sehingga solute akan banyak keluar. Energi yang dilepaskan oleh gelombang

mikro merupakan energi thermal, sehingga semakin lama waktu ekstraksi maka

juga akan meningkatkan energi thermal yang dikeluarkan, oleh karenanya sel

yang terdapat pada bahan akan pecah dan rendemen ekstrak akan semakin

banyak (Thirugnanasambandham, 2015). Selain itu, semakin lamanya waktu

ekstraksi akan menyebabkan kontak antara pelarut dengan bahan akan semakin

lama sehingga dari keduanya akan terjadi pengendapan massa secara difusi

sampai terjadi keseimbangan konsentrasi larutan di dalam dan diluar bahan

ekstraksi (Bernasconi, 1995).

4.5 Kadar Air dan Rendemen Pati Kasar

Pada bagian sebelumnya sudah dikemukakan bahwa pati akan banyak

terdapat pada endapan hasil sentrifugasi. Hasil analisa ragam kadar air dan

rendemen pati kasar (endapan) ekstrak uwi putih dengan pelarut air (Lampiran

13 dan 14) menunjukkan bahwa perlakuan rasio bahan:pelarut air dan lama

waktu ekstraksi memberikan pengaruh yang nyata (α= 0,05) terhadap kadar air

dan rendemen pati kasar ekstrak uwi putih, akan tetapi tidak terjadi interaksi

antara keduanya (Tabel 4.13 dan Tabel 4.14).

41

Tabel 4.13. Rerata Kadar Air dan Rendemen Esktrak Pati Kasar (Endapan) dari

Uwi Putih dengan Pengaruh Rasio Bahan:Pelarut Air


Rerata Kadar Air (%)

Rendemen Pati Kasar (%)

1:10 11,88 a 8,73 a

1:15 12,29 a 16,74 b 1:20 13,29 b 17,63 b

BNT (α=0,05) 0,63 2,91

Tabel 4.14. Rerata Kadar Air dan rendemen Ekstrak Pati Kasar (Endapan) dari

Uwi Putih dengan Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi

Lama Waktu Ekstraksi

(menit)

Rerata Kadar Air

(%)

Rendemen Pati

Kasar (%)

5 11,74 a 11,66 a 10 12,27 a 16,00 b 15 13,45 b 15,44 b

BNT (α=0,05) 0,63 2,91

Kadar air dan rendemen ekstrak pati kasar meningkat dengan semakin

banyaknya pelarut, tetapi di atas rasio bahan:pelarut sebesar 1:15 tidak

memberikan peningkatan yang nyata, tetapi untuk lama paparan sampai 15

menit masih mengalami peningkatan yang nyata.

Hasil analisa menunjukkan bahwa kadar air endapan meningkat seiring

dengan meningkatnya rasio bahan:pelarut dan lama waktu ekstraksi. Hal ini

dapat terjadi dikarenakan didalam endapan diduga mengandung pati yang

memiliki sifat mengikat air. Sehingga semakin lama pati tersebut kontak dengan

air maka semakin besar kemungkinan pati mengikat lebih banyak air, begitupula

dengan semakin banyaknya pelarut yang diberikan. Kandungan amilosa dan

amilopektin yang terdapat pada endapan berpengaruh terhadap penyerapan air

(Putri, 2011). Selain pati, komponen-komponen lain yang terkandung didalam

tepung uwi juga turut berkontribusi dalam mengikat air dan meningkatkan kadar

air pada endapan. Meningkatnya waktu ekstraksi dan rasio bahan:pelarut akan

menyebabkan banyaknya senyawa-senyawa yang ikut terkestrak dan keluar dari

matriks bahan, ketika dilakukan sentrifugasi terdapat senyawa-senyawa yang

mengendap salah satunya adalah pati (Herlina, dkk., 2015). Akibatnya semakin

tinggi pula kadar air yang nantinya akan diikat oleh senyawa yang mengendap

tersebut.

Semakin banyak pelarut yang digunakan maka luas medan

elektromagnetik juga semakin besar sehingga menyebabkan kontak antara

matriks bahan dengan gelombang mikro semakin tinggi pula Gao et a. (2006).

42

Hal tersebut memberikan kesempatan kepada energi gelombang mikro untuk

memecah matriks bahan dan menyebabkan senyawa-senyawa keluar menuju

pelarut. Meningkatnya rendemen seiring dengan bertambahnya pelarut

disebabkan semakin tingginya senyawa-senyawa yang sudah keluar dari dalam

sel akan tetapi tidak dapat larut ke dalam pelarut air, sehingga akan membentuk

endapan dan menaikkan rendemen endapan. Selain itu, kenaikan rendemen

endapan seiring dengan banyaknya pelarut yang ditambahkan dapat terjadi

karena sudah jenuhnya pelarut yang digunakan, sehingga senyawa yang

diekstrak sudah tidak mampu lagi untuk larut bersama pelarut air. Menurut Farida

(2015), semakin banyak pelarut yang digunakan akan meningkatkan kontak

antara matriks bahan dengan pelarut, akan tetapi apabila sudah mencapai titik

optimal maka pelarut akan mengalami kejenuhan dan tidak dapat menampung

senyawa yang akan terekstrak lagi.

Semakin lama waktu ekstraksi maka rendemen yang dihasilkan semakin

tinggi, akan tetapi rendemen menurun dan cenderung konstan pada lama

ekstraksi 15 menit. Semakin lama waktu ekstraksi diduga yang lebih banyak

terekstrak adalah senyawa yang lebih mudah larut kedalam pelarut (supernatan),

sedangkan pati yang berdensitas besar dan kurang larut air sudah terekstrak

terlebih dahulu. Pati memiliki densitas sebesar 1.5 g/cm3, sedangkan air hanya 1

g/cm3 (Guine et al., 2016). Seperti yang dikatakan oleh Rahmawati (2013),

apabila waktu kontak bahan dengan pelarut yang terkena paparan terjadi secara

singkat maka akan menghasilkan energi panas yang sedikit, sehingga hanya

sedikit sel yang pecah. Mandal dkk (2007) menyatakan bahwa secara umum

waktu optimum dalam ekstraksi gelombang mikro berkisar antara 15-20 menit.

4.5 Pemilihan Perlakuan Terbaik

Pemilihan perlakuan terbaik pada penelitian ini menggunakan metode

Multiple Atribute (Zeleny, 1982). Adapun parameter yang digunakan antara lain

rendemen, kadar pati, dan kadar protein. Untuk perlakuan terbaik supernatan

parameter yang diharapkan memiliki nilai ideal minimal adalah kadar pati dan

total padatan, sedangkan yang diharapkan memiliki nilai ideal maksimal adalah

kadar protein dan rendemen. Untuk perlakuan terbaik endapan parameter yang

diharapkan memiliki nilai ideal minimal adalah kadar protein, dan yang memiliki

nilai ideal maksimal adalah kadar pati, kadar air, dan rendemen. Perlakuan

terbaik yang dipilih memiliki tingkat kerapatan yang paling kecil. Perhitungan

43

pemilihan perlakuan terbaik dapat dilihat pada Lampiran 15. Hasil penentuan

perlakuan terbaik supernatan dan endapan disajikan pada Tabel 4.15.

Tabel 4.15. Hasil Penentuan Perlakuan Terbaik Ekstraksi Simultan Pati dan PLA

dari Uwi Putih Rasio

Bahan: Pelarut

Lama Sonikasi (menit)

L1 L2 Lmax Hasil Rank

1:10 5 0,347368703 0,019877442 0,347368703 0,714614847 9

1:10 10 0,274386572 0,011334122 0,274386572 0,560107266 7

1:10 15 0,2002822 0,009075559 0,2002822 0,409639958 4

1:15 5 0,243453051 0,011208459 0,243453051 0,498114561 6

1:15 10 0,190137989 0,007850172 0,190137989 0,388126149 3

1:15 15 0,118715668 0,005861087 0,118715668 0,243292424 1

1:20 5 0,317803325 0,017785657 0,317803325 0,653392308 8

1:20 10 0,208993343 0,01161727 0,208993343 0,429603957 5

1:20 15 0,170717598 0,01015184 0,170717598 0,351587036 2

Perlakuan terbaik untuk ekstraksi simultan PLA dan pati berbantu

gelombang mikro adalah ekstraksi dengan rasio bahan:pelarut sebesar 1:15

selama 15 menit. Perlakuan terbaik yang sudah didapat selanjutnya dianalisa

serat pangan dan serat kasar, dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.16.

Tabel 4.16. Kadar Serat Pangan Serat Kasar pada Hasil Terbaik Ekstrak Kasar

PLA dan Ekstrak Kasar Pati dari Uwi Putih

Parameter

Rasio bahan:pelarut 1:15 dan Ekstraksi 15 menit

1)

Supernatan Endapan

Serat Kasar (%) 1,55 5,42

Serat Pangan (%) 13,22 0,63

1) Perlakuan terbaik

Supernatan mengandung serat kasar sebesar 1,55% dan serat pangan

sebesar 13,22%. Untuk perlakuan terbaik endapan mengandung serat kasar

sebesar 5,42% dan serat pangan sebesar 0,63%. Hal ini menunjukkan bahwa

kadar serat kasar tertinggi terkandung pada endapan, sedangkan serat pangan

tertinggi terkandung pada supernatan. Serat pangan yang terkandung didalam

supernatan ataupun endapan diasumsikan sebagai PLA. Karena PLA

merupakan serat pangan larut air (Saputro dkk, 2015). Sehingga pada saat

dilakukan sentrifugasi serat pangan ini akan larut bersamaan dengan pelarut air,

oleh karenanya kadar serat pangan pada supernatan lebih tinggi dibandingkan

44

endapan. Sedangkan serat kasar merupakan serat yang terdapat pada tumbuh-

tumbuhan yang tidak larut pada air, sehingga pada saat dilakukan sentrifugasi

serat kasar akan terpisah dari pelarut air dan membentuk endapan bersamaan

dengan pati. Sehingga dapat diasumsikan fraksi supernatan mengandung PLA

yang lebih tinggi dibandingkan fraksi endapan. Harijono, dkk (2012) melakukan

ekstraksi PLA dari umbi gembili yang diekstraksi dengan metode maserasi

menghasilkan kadar ekstrak kasar PLA sebesar 4,24%. Perbedaan kadar PLA ini

dapat disebabkan oleh metode ekstraksi yang dilakukan, dimana penambahan

energi gelombang mikro pada ekstraksi secara maserasi dapat menyebabkan

senyawa yang berada di dalam sel dengan mudah mengalir ke pelarut karena

kecepatan memutuskan sel ataupun jaringan lebih tinggi (Mandal et al., 2007;

Utara et al., 2010).

45

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

a. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil ekstrak kasar PLA dan pati kasar

ditentukan oleh rasio bahan terhadap air sebagai pelarut. Rasio bahan

terhadap pelarut di atas 1:15 dan waktu kurang dari 15 menit ternyata

kurang efektif mengekstrak kedua senyawa di atas. Sentrifugasi pada

kecepatan 4500 rpm selama 20 menit dapat memisahkan PLA dari pati, di

mana PLA sebagian besar terdapat pada fraksi supernatan, sedangkan

senyawa pati merupakan penyusun dominan pada fraksi endapan.

Pemisahan keduanya belum cukup efektif karena ekstrak kasar PLA

mengandung pengotor pati dan sebaliknya ekstrak kasar pati masih

mengandung PLA.

b. Tujuan penelitian dapat dicapai karena diperoleh kombinasi perlakuan yang

terbaik. Kondisi yang tepat untuk ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk

pati dan PLA secara simultan dari uwi putih yaitu dengan rasio bahan

terhadap pelarut sebesar 1:15 dan lama waktu 15 menit. Hasil perlakuan

terbaik tersebut menghasilkan rendemen ekstrak kasar PLA dan ekstrak

kasar pati masing-masing sebesar 8,91% dan 17,86 %. Kandungan serat

kasar dan serat pangan pada ekstrak kasar PLA masing-masing sebesar

1,545% dan 13,22% serat pangan, sedangkan ekstrak kasar pati berkadar

serat kasar 5,420% dan serat pangan sebesar 0,625%. Ekstrak kasar PLA

memiliki kadar protein sebesar 5,59%, kadar pati 0,48% dan ekstrak kasar

pati memiliki kadar protein sebesar 0,62%, kadar pati 26,24%.

5.2 Saran

1. Ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk PLA dan pati secara simultan

sebaiknya dilakukan dengan rasio bahan terhadap pelarut tidak lebih dari

1:15 karena untuk penguapan airnya cukup sulit. Demikian pula lama

ekstraksi di bawah 15 menit kurang efisien.

2. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut untuk ampas hasil ekstraksi agar

dapat mengetahui persentase pati dan PLA yang tertinggal di ampas.

46

DAFTAR PUSTAKA

Adicandra, R.M. dan Teti Estiasih. 2016. Beras Analog dari Ubi Kelapa Putih

(Discorea alata L.): Kajian Pustaka. Jurnal Pangan dan Agroindustri.

Vol 4 No 1: 383-390.

Afidin, Muhammad Nur., Yusuf Hendrawan., Rini Yulianingnsih. 2014. Analisis

Sifat Fisik dan Kimia pada Pembuatan Tepung Umbi Uwi Ungu

(Dioscorea alata), Uwi Kuning (Dioscorea alata), dan Uwi Putih

(Dioscorea alata). Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosostem.

Vol 2 No 3: 297-303

Aldera, Meta. 2010. Ekstraksi Glukomanan dari Tepung Porang

(Amorphophallus oncophyllus) dengan Metode Ultrasonik (Kajian

Proporsi Tepung Porang dan Lama Ekstraksi). Skripsi. Fakultas

Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang.

Anonim. 2015. Uwi, Pangan Fungsional yang Prospektif. Dilihat pada tanggal

27 Desember 2016. http://bkpd.jabarprov.go.id/uwi-pangan-fungsional-

yang-prospektif/

Anonymous, 2009. Dioscorea alata. Dilihat pada 1 Desember 2016.

www.ecocrop.fao.org.

AOAC. 1995. Official Methods of Analysis. 16 th Edit. Assosiation of Official

Analitical Chemist Int., Washington D.C

AOAC. 2001. Protein (Crude) in Animal Feed, Forage (Plant Tissue), Grain,

and Oilseed. J. AOAC. Int

AOAC, 2005. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical

Chemists. Benjamin Franklin Station. Washington.

Asp NG, Schweizer TF, Southgate DAT, Theander O. 1992. Dietary Fiber

Analysis. In Dietary Fibre a Component of Food. Nutritional Function

in Health and Disease. Schweizer TF, & CA Edwards (ed). London.

Belitz, H.D. and W. Grosch. 1999. Food Chemistry. Springer Verlag. Berlin.

Bernasconi, G., H. Gerster, H. Hauser, H. Stauble and E. Scheneifer. 1995.

Teknologi Kimia Bagian 2. Penerjemah: Handjojo L dan Pradnya

Paramita. Jakarta.

Chaplin, M. 2002. The Use of Enzymes in Starch Hydrolisis. Dilihat pada 30

Desember 2016. http://www.sbu.ac.uk.

Chen, H.L., Wang, C.H., Chan, C.T. dan Wang, T.C. 2003. Effects of

Taiwanese Yam (Dioscorea alata L. Cv Tainung No. 2) on the Mucosal

http://bkpd.jabarprov.go.id/uwi-pangan-fungsional-yang-prospektif/

http://bkpd.jabarprov.go.id/uwi-pangan-fungsional-yang-prospektif/

http://www.ecocrop.fao.org/

http://www.sbu.ac.uk/

47

Hydrolase Activites and Lipid Metabolism in Balb/C Mice. Nutrition

Research 23: 791-801.

Chen, Y., Xie, M.Y., Gong, X.F., 2007, Microwave Assisted Extraction Used

for the Isolation of Total Triterpenoid Saponins from Ganoderma

atrum. Journal of Food Engineering, 81:172-170.

Christen, P., Kaufman, B. 2002. Recent Extraction Techniques for Natural

Products: Microwave Assited Extraction and Pressurized Solvent

Extracion. Phytochemical Analysis 13 (2): 105-113.

Darwis D. 2000. Teknik Dasar Laboratorium Dalam Penelitian Senyawa

Bahan Alam Hayati, Workshop Pengembangan Sumber Daya

Manusia Dalam Bidang Kimia Organik Bahan Alam Hayati. FMIPA

Universitas Andalas. Padang.

Delazar A., Nahar L., Hamedeyazdan S., Darker D. S. 2012. Microwave-

Assisted Extraction in Natural Products Isolation. Methods Mol Biol

vol 864, 89-115.

Departemen Kesehatan RI. 2000. Parameter Standar Umum Ekstrak

Tumbuhan Obat. Diktorat Jendral POM-Depkes RI. Jakarta.

Departemen Pertanian RI. 2005. Pengembangan Usaha Tepung Tapioka.

Direktorat Pengolahan dan Pemasaran Hasil. Jakarta.

Diniyah, N., Maryanto, Ahmad Nafi, Demi Sulistia, dan Achmad Subagio. 2013.

Ekstraksi dan Karakterisasi Polisakarida Larut Air dari Kulit Kopi

Varietas Arabika (Coffea arabica) dan Robusta (Coffea canephora).

Jurnal Teknologi Pertanian. Vol. 14 No. 2.

Epriliati, Indah. 2000. Potensi Dioscorea dalam Pangan Fungsional. Jurnal

Teknologi Pangan dan Gizi. Vol. 1 Nomor 1.

Farida, R. 2015. Ekstraksi Antosianin Limbah Kulit Manggis Metode

Microwave Assisted Extraction (Lama Ekstraksi Dan Rasio

Bahan:Pelarut). Jurnal Pangan Dan Agroindustri 3 (2): 362-373.

Fauziyah., Solikin., dan B.W. Sedjati. 2010. Laporan Eksplorasi Dioscoreaceae

di wilayah Kabupaten Pasuruan. UPT BKT Kebun Raya Purwodadi-

LIPI. Purwodadi.

Fu, Y.T., Huang, P.Y., Chu, C.J. 2005. Use of Continous Bubble Separation

Process for Separating and Recovering Starch and Mucilage from

Yam (Dioscorea pseudojaponica yamamoto). LWT (38): 735-744.

48

Gao, M., Song, B., Lin, C., 2006, Dynamic Microwave Assisted Extraction Of

Flavonoids From Saussurea Medusa Maxim. Cultured Cells,

Biochemical Engineering Journal, 332: 79-83.

Gozan, Misri. 2006. Absorpsi, Leaching, dan Ekstraksi pada Industri Kimia.

Universitas Indonesia (UI-Press). Jakarta.

Guine, Raquel de Pinho F., Correia, Paula Maria dos R. 2016. Engineering

Aspects of Cereal and Cereal-Based Products. CRC Press. Boca

Raton.

Harijono., Teti Estiasih, Wenny Bekti Sunarharum, dan I Komang Suwita. 2012.

Efek Hipoglikemik Polisakarida Larut Air Gembili (Dioscorea

esculanta) yang Diesktrak dengan Berbagai Metode . Jurnal Teknologi

dan Industri Pangan Vol. XXIII No. 1

Hartanti, N.S. dan T.K. Prana. 2003. Analisis Kadar Pati dan Serat Kasar

Tepung Beberapa Kultivar Talas (Colocasia esculenta L. Schott).

Jurnal Natur Indonesia 6 (1) : 29-33

Hartati, Indah. 2010. Isolasi Alkaloid dari Tepung Gadung (Dioscorea hispida

Dennst) dengan Teknik Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro. Tesis.

Universitas Diponedoro. Semarang.

Hayat, K., Hussain, S., Abbas, S., Farooq, U., Ding, B., Xia, S., Jia, C., Zhang,

X., and W. Xia. 2009. Optimized Microwave-Assisted Extraction Of

Phenolic Acids From Citrus Mandarin Peels and Evaluation Of

Antioxidant Activity In Vitro. Separation and Purification Technology,

70: 63-70.

Herlina. 2012. Karakterisasi dan Aktivitas Hipolipidemik serta Potensi

Prebiotik Polisakarida Larut Air Umbi Gembili (Dioscorea esculenta

L.). Disertasi Program Doktor. Ilmu-Ilmu Pertanian Fakultas Pertanian

Universitas Brawijaya. Malang.

Herlina., Wiwik S.W. 2010. Identifikasi dan Karakterisasi Struktur

Polisakarida Larut Air dari Umbi Gembili (Dioscorea esculanta L.).

Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Jember. Jember.

Herlina., Triana Lindriati., Dicki Hardi Wantoro. 2015. Karakteristik Ekstrak

Kasar Polisakarida Larut Air dari Biji Buah Durian (Durio zibethinus

Murr.). Jurnal Teknologi Pertanian. Vol 16: 21-30.

49

Hoseney, R.C. 1998. Principal of Cereal Science and Technology 2nd

Edition. American Association of Cereal Chemist Inc., St. Paul,

Minnesota. USA.

Hustiany, R. 2006. Modifikasi Asilasi dan Suksinilasi Pati Tapioka sebagai

Bahan Enkapsulasi Komponen Flavor. Disertasi. Institut Pertanian

Bogor. Bogor.

Indrastuti E., Harijono, B. Susilo. 2012. Karakteristik Tepung Uwi Ungu

(Dioscorea alata L.) yang Direndam dan Dikeringkan sebagai Bahan

Edible Paper. Jurnal Teknologi Pertanian 13(3): 169–176.

Inesticha, Kenya. 2012. Karakteristik Polisaksarida Larut Air (PLA) Fraksi

Non PLA dari Umbi Gembili (Dioscorea esculanta) dan Umbi Uwi

(Dioscorea alata) yang di Ekstraksi dengan Air dan Sedimentasi

Alami. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya.

Malang.

Jain, T., V. Jain, R. Pandey, A. Vyas, S. S. Shukla. 2009. Microwave Assisted

Extraction for Phytoconstituents – An Overview. Asian Journal

Research Chemistry , 1 (2), 19-25.

J. Ruales, Valensia, S. dan Nair, B. 1993. Effect of Processing on The

Physicochemical Characteristics of Quinoa Flour (Chenopodium

Quinoa, Wild). 46 (1): 13-19.

Kingston, H.M., Haswell, S.J. 1997. Microwaved-enhancedchemistry.

American Chemical Society. Washington DC.

Krzyzaniak, W., Bialas, W., Olesienkiewicz, A., Jankowski, T., Grajek, W. 2003.

Characteristics of Oligosaccharides Produced by Enzimatic

Hydrolysis of Potato Starch Using Mixture of Pullulanases and

Alpha-Amylases. Journal of Polish Agricultural Universities 6 (2).

Kurniawan, Sofyan. 2016. Isolasi Protein dari Umbi Uwi (Dioscorea alata) dan

Uji Aktivitas Antioksidan menggunakan Metode DPPH (2,2-diphenyl-

1-picrylhydrazyl). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas

Brawijaya. Malang.

Kurniasari, L. 2008. Kajian Ekstraksi Minyak Jahe menggunakan Metode

Microwave Assisted Extraction (MAE). Momentum 4 (2).

Kusnandar, Feri. 2011. Kimia Pangan Komponen Makro. Dian Rakyat. Jakarta.

Kusnandar, Feri. 2010. Teknologi Modifikasi Pati dan Aplikasinya di Industri

Pangan. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. IPB. Bogor.

50

Lingga, L. 2010. Cerdas Memilih Sayuran. PT AgroMedia Pustaka. Jakarta.

Lingga, P., B. Sarwono, F. Rahardi, P. C. Rahardja, J. J. Afriastini, R. Wudianto

dan W. H.Apriadji. 1986. Bertanam Ubi-Ubian. Penebar Swadaya.

Jakarta.

Lunn, J dan Buttriss, J.L. 2007. Carbohydrates and Dietary Fibre. Nutrition

Scientist, British Nutrition Foundation. London.

Makfoeld, D. 2008. Kamus Istilah Pangan dan Nutrisi. Penerbit Kanisius.

Yogyakarta.

Mandal, V., Mohan, Y., Hemalath, S. 2007. Microwave Assisted Extraction-An

Innovative and Promising Extraction Tool for Medicinal Plant

Research. Phcog Rev. 1 (1) :7-18.

Mawaddah, R. 2008. Kajian Hasil Riset Potensi Antimikroba Alami dan

Aplikasinya dalam Bahan Pangan di Pusat Informasi. Fakultas

Teknologi Pertanian IPB. Bogor.

Miereles, M. Angela A. 2009. Extracting Bioactive Compounds for Food

Products, Theory and Applications. CRC Press. Boca Raton.

Miller J.N. 2000. Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry,

4th ed. Harlow. Prentice Hall.

Mujiati, Diah. 2014. Alat Pemisah Campuran Zat Sentrifigase. Dilihat 23 Juni

2017. https://digital-meter-indonesia.com/alat-pemisah-campuran-zat-

sentrifugase/.

Mukhriani. 2014. Ekstraksi, Pemisahan Senyawa, dan Identifikasi Senyawa

Aktif. Jurnal Kesehatan. Vol. VII No. 2: 362.

Murray R.K. 2002. Biokimia Harper. Eds. 24. EGC. Jakarta

Nainggolan, O dan C. Adimunca. 2005. Diet Sehat Dengan Serat. Cermin Dunia

Kedokteran No. 147.

Neckers, C. D. 2007. Organic Chemistry. John Wiley and Sons. New York.

Nurmillah, O.Y. 2009. Kajian Aktivitas Antioksidan dan Antimikroba Ekstrak

Biji, Kulit Buah, Batang, dan Daun Tanaman Jarak Pagar (Jatropha

curcas L). Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Parker, R. 2003. Introduction to Food Science. Delmar. USA.

Peroni, F.G.H., Rocha, T.S., Franco, C.M.L. 2006. Some Structural and

Physicochemical Characteristic of Tuber and Root Starches. Food

SciTech Int. 12 (6): 505-513.

51

Prasetyo, S.S., Henny Sunjaya, Yohanes Yanuar N. 2012. Pengaruh Rasio

Massa Daun Suji/Pelarut, Temperatur, dan Jenis Pelarut Pada

Ekstraksi Klorofil Daun Suji Secara Batch dengan Pengontakan

Dispersi. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat.

Universitas Katolik Parahyangan. Bandung.

Prawiranegara, D. 1996. Daftar Komposisi Bahan Makanan. Direktorat Gizi

Departemen Kesehatan RI. Bhratara. Jakarta.

Prosky L, Asp NG, Schweizer TF, Devries JW, Furda I. 1988. Determination of

Insoluble, Soluble, and Total Dietary Fiber in Foods and Food

Products. Journal Association Official Analytical Chemists. 71:1017-1023

Putri, Sefanadia. 2011. Kajian Sifat Fisikokimia Tepung Jagung Nikstamal

dan Aplikasinya Sebagai Bahan Baku. Tesis. Universitas Lampung.

Bandar Lampung.

Putri, S. E. 2013. Ekstraksi Air Terhadap Umbi Suweg dan Uwi dan

Karakterisasi Fraksi dari Sedimentasi Alami. Skripsi. Universitas

Brawijaya. Malang

Rahmawati, A. 2010. Efek Hipoglikemik Ekstrak Kasar Polisakarida Larut Air

Non-Pati Umbi Gadung (Dioscorea hispida Dennst.) yang Diperoleh

dari Berbagai Metode Ekstraksi pada Tikus Hiperglikemia. Tesis.

Universitas Brawijaya. Malang.

Rahmawati, R.S. 2012. Ekstraksi Polisakarida Larut Air Kulit Kopi Robusta

(Coffea canephora) Berdasarkan Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi.

Skripsi. Universitas Jember. Jember.

Richana, N dan Titi C.S. 2004. Karakterisasi Sifat Fisikokimia Tepung Umbu

dan Tepung Pati dari Umbi Ganyong, Suweg, Ubi Kelapa dan

Gembili. Jurnal Pasca Panen. 1(1): 29-37.

Routray, Winny dan V. Orsat. 2012. Microwave-assisted Extraction of

Flavonoids. Food and Bioprocess Technology 5: 409-424.

Salas, P.G. 2010. Phenolic-Compound-Extraction System for Fruit and

Vegetable Samples. Moleculer. 15: 8813-8826.

Saputro, S. P. Dan Teti Etsiasih. 2015 .Pengaruh PLA dan Serat Pangan Umbi

Terhadap Glukosa Darah. Jurnal Pangan dan Agroindustri. Vol. 3 No 2:

756-762.

52

Sastrohamidjojo, Hardjono. 2005. Kimia Organik; Stereokimia, Karbohidrat,

Lemak Dan Protein. Penerbit Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta.

Schmidt, R. J. 1994. Botanical Dermatologv Databax-Dioscorea. Dalam

Potensi Dioscorea dalam Pangan Fungsional. Jurnal Teknologi Pangan

dan Gizi Vol. 1 No. 1. Surabaya.

Seidel V., 2006. Initial and Bulk Extraction. Dalam Natural Products Isolation.

2nd ed. Humana Press Inc. New Jersey.

Setyantoro dan Walokosari. 2012. Kajian Etnobotani Tanaman Uwi (Dioscorea

alata): Pemanfaatan dan Peranannya dalam Usaga Pengganti

Makanan Pokok Keluarga di Desa Kebonsari Kecamatan

Kademangan Kabupaten Blitar, Jatim. Karya Ilmiah. Program Studi

Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Nusantara PGRI Kediri.

Sudarmadji, S. 1977. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian.

Liberty. Yogyakarta

Sumardjo, D. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa

Kedokteran. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Tensiska, 2008. Serat Makanan. Makalah. Jurusan Teknologi Industri Pangan.

Fakultas Teknologi Industri Pertanian. Universitas Padjajaran. Bandung.

Tiara, L. 2012. Dioscoreaceae. Dilihat 15 Agustus 2017. http://dioscoreaceae.e-

monocot.org/taxonomy/term/1788.

Trustinah., Astanto Kasno. 2013. Uwi-uwian (Dioscorea) : Pangan Alternatif

yang Belum Banyak Dieksploitasi. Dilihat 12 Desember 2016.

http://balitkabi.litbang.pertanian.go.id/info-teknologi/1171-uwi-uwian-

dioscorea-pangan-alternatif-yang-belum-banyak-dieksploitasi.html

Tsukui, M T. Nagashima, H. Sato, T. Kozima, dan W. Tanimura. 1999.

Characterization of yam (Dioscorea opposita Thunb.) mucilage and

polysaccharide with different varieties. J Jpn Soc Food Sci

Technol,vol. 46, pp 575-580.

Udensi E.A, H.O. Oselebe and O.O. Iweala. 2008. The Investigation of

Chemical Composition and Functional Properties of Water Yam

(Dioscorea alata): Effect of Varietal Differences. Pakistan Journal of

Nutrition 7 (2): 342-344.

http://balitkabi.litbang.pertanian.go.id/info-teknologi/1171-uwi-uwian-dioscorea-pangan-alternatif-yang-belum-banyak-dieksploitasi.html

http://balitkabi.litbang.pertanian.go.id/info-teknologi/1171-uwi-uwian-dioscorea-pangan-alternatif-yang-belum-banyak-dieksploitasi.html

53

Wanasundera JPD and G Ravindran. 1994. Nutritional Assesment of Yam

(Dioscorea alata) Tubers. Plant Foods of Human Nutr. 46: 33–39.

Wang, Y.L., Xi, G.S., Zheng, Y.C., Miao, F.S., 2010, Microwave Assisted

Extraction from Chinese herb Radix puerariae. Journal of Medicinal

Plant Research, 4(4):304-308.

Wang, Y., Feifan L., Xiaofeng L., Weijie Z., dan Mingjun Y. 2014. Optimization

of Microwave-Assisted Extraction of Water-Soluble Polysaccharides

from Piteguo Fruit by Response Surface Methodology. Food Science

and Technology Research. Vol. 20 No. 4.

Wardhana, Hendra. 2015. Inilah Umbi-Umbian Lokal Indonesia yang

Berpotensi sebagai Pangan Alternatif. Dilihat pada tanggal 27

Desember 2016. http://www.kompasiana.com/wardhanahendra/inilah-

umbi-umbian-lokal-indonesia-yang-berpotensi-sebagai-pangan-

alternatif_5528be196ea83488268b4 5b3

Weickert MO, Pfeiffer AFH. 2008. Metabolic Effects of Dietary Fiber

Consumptionand Prevention of Diabetes. J Nutrs 138: 439-442.

Widjanarko, S.B., Aji Sutrisno, dan Anni Faridah. 2011. Efek Hidrogen

Peroksida Terhadap Sifat Fisiko-Kimia Tepung Porang

(Amorphophallus oncophyllus) dengan Metode Maserasi dan

Ultrasonik. Jurnal Teknologi Pertanian Vol. 12 No. 3.

Winarno, F.G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama.

Jakarta.

Winarno. 1995. Enzim Pangan. PT Gramedia Utama. Jakarta.

Yeh, A.I., Chan, G.C., Chuang. 2009. Effect of Water Content and Mucilage on

Physico-Chemical Characteristics of Yam (Dioscorea alata Purpurea)

Starch. Journal of Food Engineering (95): 106-114.

Yoshimassa, T. 2009. Current Strategy of Metawater on Methane

Fermentation of Palm Oil Plant Wastewater. Metawater Co.Ltd.

Jepang.

Yuwono, Triwibowo. 2009. Biologi Molekular. Erlangga. Jakarta.

Zulfikar. 2008. Kimia Kesehatan. Jilid 3. Departemen Pendidikan Nasional,

Jakarta.

http://www.kompasiana.com/wardhanahendra/inilah-umbi-umbian-lokal-indonesia-yang-berpotensi-sebagai-pangan-alternatif_5528be196ea83488268b4%205b3



ekstraksi berbantu gelombang mikro untuk pati dan …repository.ub.ac.id/8109/1/fikriyatul...

Documents