Penentuan pH dan Suhu Optimum Isomerisasi Pembuatan Sirup Fruktosa dari Hidrolisat Onggok Menggunakan Katalis Mg/Al

Keryanti Keryanti; Ayu Ratna Permanasari; Resti Nurul Hidayah; Rizkiya Hasanah

doi:10.25273/cheesa.v5i1.10243.1-12

Penentuan pH dan Suhu Optimum Isomerisasi Pembuatan Sirup Fruktosa dari Hidrolisat Onggok Menggunakan Katalis Mg/Al

Keryanti Keryanti, Ayu Ratna Permanasari, Resti Nurul Hidayah, Rizkiya Hasanah

Abstract

Onggok merupakan limbah padat yang dihasilkan dari industri tepung tapioka yang masih mengandung karbohidrat dalam bentuk pati sebesar 70,37%, amilosa 17,22% dan amilopektin 53,15%. Onggok berpotensi untuk diolah menjadi sirup fruktosa melalui proses hidrolisis pati yang dilanjutkan dengan isomerisasi gula hidrolisat. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pH dan suhu optimum isomerisasi pembuatan sirup fruktosa dari hidrolisat onggok melalui eksperimen dan analisis Response Surface Methodology (RSM). Proses hidrolisis untuk memecah pati menjadi glukosa dilakukan secara enzimatis, sedangkan isomerisasi untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa dilakukan menggunakan katalis hidrotalsit Mg/Al yang disintesis sendiri. Variasi pH dan suhu isomerisasi ditentukan menggunakan desain eksperimen RSM. Dari percobaan didapatkan bahwa kondisi optimum isomerisasi yaitu pada pH 7 dan suhu 120 ^oC dengan yield sebesar 36,19% dan selektivitas sebesar 25,88%. Selanjutnya, melalui contour plot dan surface plot dari analisis RSM dapat diprediksi bahwa yield dan selektivitas fruktosa dapat mencapai masing-masing sebesar 17,87% dan 35,07% pada pH 6,58 dan suhu 126,2 ⁰C.

Keywords

hidrotalsit Mg/Al; isomerisasi; metode permukaan respon; onggok; sirup fruktosa

Full Text:

DOWNLOAD PDF

References

Asngad, A. (2005). Perubahan Kadar Protein pada Fermentasi Jerami Padi dengan Penambahan Onggok untuk Makanan Ternak. Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, 6(1), 65–74.

Basahel, S. N., Al-Thabaiti, S. A., Narasimharao, K., Ahmed, N. S., & Mokhtar, M. (2014). Nanostructured mg-al hydrotalcite as catalyst for fine chemical synthesis. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 14(2), 1931–1946. DOI: 10.1166/jnn.2014.9193

Delidovich, I., & Palkovits, R. (2014). Catalytic activity and stability of hydrophobic Mg-Al hydrotalcites in the continuous aqueous-phase isomerization of glucose into fructose. Catalysis Science and Technology, 4(12), 4322–4329. DOI: 10.1039/c4cy00776j

Dwi, D., & Sugiarti, S. (2019). Modifikasi Zeolit Alam Ende dengan Garam Logam serta Potensinya Sebagai Katalis Transformasi Glukosa Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural. Alchemy Jurnal Penelitian Kimia, 15(2), 203–218. DOI: 10.20961/alchemy.15.2.28180.203-218

Fajrin, A. E., Hartono, S., & Waluyati, L. R. (2016). Permintaan Gula Rafinasi Pada Industri Makanan Minuman Dan Farmasi Di Indonesia. Agro Ekonomi, 26(2), 150. DOI: 10.22146/agroekonomi.17267

Foster, J., Barkus, E., & Yavorsky, C. (2006). Understanding and Using Advanced Statistics, London: Sage Publications Ltd

Harlan, J. (2018). Analisis Regresi Linear. Depok: Gunadarma

Hasanah, N., Saskiawan, I. (2015). Aktivitas selulase isolat jamur dari limbah media tanam jamur merang. In Prosiding Seminar Nasional Masyarakat Biodiversitas Indonesia, 1(5), 1110–1115. Semarang. LINK

Kusbandari, A. (2015). Analisisis kualitataif kandungan sakarida dalam tepung dan pati umbi ganyong (Canna edulis Ker.). Pharmaciana, 5(1), 35–42. DOI: 10.12928/pharmaciana.v5i1.2284

Leardi, R. (2009). Experimental design in chemistry: A tutorial. Analytica Chimica Acta, 652(1–2), 161–172. DOI: 10.1016/j.aca.2009.06.015

Li, C., Wang, Y., Zhang, Y., Wang, M., Sun, X., & Cui, H. (2020). Isomerization Kinetics of Glucose to Fructose in Aqueous Solution with Magnesium-Aluminum Hydrotalcites. Chemistry Select, 5, 270–279. DOI: 10.1002/slct.201903959

Mahreni, & Sulistyowati, E. (2004). Pembuatan “ High Fructose Syrup ” Dari Tepung Maizena Secara Enzimatis ( The Making Of High Fructose Syrup From Cornmeal Flour Through Enzymization ). In Prosiding SNTPK VI 2004 (pp. 7–15).

Miftahudin, H. (2021). Siaran Pers: Kemenperin Jaga Ketersediaan Bahan Baku Gula untuk Industri Mamin. Kemenperin. Retrieved February 10, 2021, LINK

Mun, D., Thanh, N., & Huynh, T. (2017). Facile isomerization of glucose into fructose using anion-exchange resins in organic solvents and application to direct conversion of glucose into furan compounds. Research on Chemical Intermediates, 43(10), 5495–5506. DOI: 10.1007/s11164-017-2942-3

Musita, N. (2018). Kajian Sifat Fisikokimia Tepung Onggok Industri Besar Dan Industri Kecil. Majalah Tknologi Agro Industri (Tegi), 10(1), 19–24. DOI: 10.46559/tegi.v10i1.3990

Permanasari, A. R., Fauzan, A., Rachmalia, N. L., Elfanti, R., & Wibisono, W. (2020). Fructose syrup production from Onggok with isomerization process by Mg/Al hydrotalcite catalyst and glucose isomerase enzyme. Journal of Physics: Conference Series, 1450(1), 1–9. DOI: 10.1088/1742-6596/1450/1/012002

Permanasari, A. R., & Yulistiani, F. (2015). Pembuatan Gula Cair Dari Pati Singkong dengan Menggunakan Hidrolisis Enzimatis. Fluida, 11(2), 9–14.

Pratiwi, Y. H., Ratnayani, O., & Wirajana, I. N. (2018). Perbandingan Metode Uji Gula Pereduksi dalam Penentuan Aktivitas α-L-Arabinofuranosidase dengan Substrat Jamur Kelapa (Cocos nucifera). Jurnal Kimia, 134. DOI: 10.24843/jchem.2018.v12.i02.p07

Rahmawati, A. Y., & Sutrisno, A. (2015). Hidrolisis tepung ubi jalar ungu (Ipomea batatas L.) secara enzimatis menjadi sirup glukosa fungsional: kajian pustaka. Pangan dan Agroindustri, 3(3), 1152–1159.

Safitri, T., Sulistyaningsih, T., & Kusumastuti, E. (2019). Preparasi Mg/Al/Fe-NO3 Hidrotalsit Secara Kopresipitasi. Indonesian Journal of Chemical Science, 8(1), 41–46.

Steinbach, D., Klier, A., Kruse, A., Sauer, J., Wild, S., & Zanker, M. (2020). Isomerization of glucose to fructose in hydrolysates from lignocellulosic biomass using hydrotalcite. Processes, 8(6), 1–15.

Takamine, S., Iida, T., Okuma, K., Shimonishi, T., Izumori, K., & Matsuo, T. (2015). Process of producing sugar composition comprising D-Psicose and D-Allose via strong alkaline isomerization of D-Glucose/D-Fructose or alkaline pre-treatment of D-Glucose/D-Fructose followed by isomerization in the presence of a basic ion exchange resin. United States patent, US 9,109,266 B2.

Yu, S., Kim, E., Park, S., Kyu, I., & Chul, J. (2012). Isomerization of glucose into fructose over Mg – Al hydrotalcite catalysts. Catalysis Communications, 29, 63–67. DOI: 10.1016/j.catcom.2012.09.015