## Ekstraksi dan Karakterisasi Nano Glukomanan dari Umbi Talas (Colocasia esculenta L.)
Winny Iftari 1 , Kurnia Widhi Astuti 2,* , Erna Styani 3 , Arum Widyasmara 2 , Chairil Anwar 3
1) Program Studi Nanoteknologi Pangan, Politeknik AKA Bogor, Bogor, 16154, Indonesia
2) Program Studi Analisis Kimia, Politeknik AKA Bogor, Bogor, 16154, Indonesia
3) Program Studi Pengolahan Limbah Industri, Politeknik AKA Bogor, Bogor, 16154, Indonesia
*E-mail: kurniawidhi@kemenperin.go.id (Received: 27 Oktober 2023; Accepted: 28 Desember 2023; Published: 31 Desember 2023)

## Abstrak
Glukomanan  digunakan  sebagai  bahan  tambahan  pangan  pada  industri  pangan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  metode  ekstraksi  paling  baik  untuk  menghasilkan  nano  glukomanan  berdasarkan  kemiripan karakteristiknya  dengan  glukomanan  komersil.  Pada  penelitian  ini,  glukomanan  diekstraksi  dari  umbi  talas melalui dua metode ekstraksi, yaitu dengan pengeringan (CK) dan penggilingan langsung menggunakan etanol bertingkat  (CB).  Ekstrak  glukomanan  dibuat  menjadi  nano  glukomanan  menggunakan Planetary  Ball  Mill . Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran partikel nano glukomanan metode CK dan CB sebesar 415 nm dan 331  nm,  sementara  ukuran  partikel  glukomanan  komersil  sebesar  2773  nm.  Nano  glukomanan  CK  dan  CB memiliki  pH  5.8  dan  6.6,  sementara  pH  glukomanan  komersil  sebesar  5.8.  Nano  glukomanan  CB  memiliki kelarutan  paling  baik,  yaitu  pada  perbandingan  air  dan  glukomanan  1:5,  sementara  kelarutan  glukomanan komersil sebesar 1:20. Hasil analisis spektrum FTIR menunjukkan bahwa terdapat pita serapan gugus fungsi C- O-C (ikatan glikosidik) pada bilangan gelombang 1016 cm -1 yang merupakan ciri khas dari glukomanan. Dapat disimpulkan  bahwa  metode  ekstraksi  penggilingan  langsung  dengan  etanol  bertingkat  menghasilkan  nano glukomanan dengan karakteristik paling mendekati glukomanan komersil.

## Kata kunci: Ekstraksi; karakterisasi; nano glukomanan; talas

## Abstract
Glucomannan used as food additives in the food industry. This research aims to determine the best extraction technique to producing nano glucomannan based on its  similarity to commercial glucomannan. Glucomannan was  extracted  from  taro  tubers  in  two  ways  extraction  method,  that  was  drying  (CK)  and  wet  grinding  using graded ethanol (CB). The glucomannan extract then made into nano glucomannan by using Planetary Ball Mill. Based on the results, particle size of nano glucomannan CK and CB are 415 nm and 331 nm, while the particle size of commercial glucomannan is 2773 nm. Nano glucomannan CK and CB have a pH of 5.8 and 6.6, while commercial glucomannan has lower pH, 5.8. The solubility of nano glucomannan CB is the best, with ratio of nano glucomannan and distilled water of 1:5, while commercial glucomannan is completely soluble in a ratio of 1:20. FTIR characterization of nano glucomannan CK and CB showed the presence of C-O-C functional groups at  1016  cm -1 ,  that  indicates  the  glucomannan  presenced. Based  on  research,  it  can be concluded  that  the  wet milling  extraction  technique with  graded  ethanol  produces  better  nano glucomannan  with  characteristics  that are closest to commercial glucomannan.
Keywords: Characterisation; extraction; nano glucomannan; taro

## PENDAHULUAN
Glukomanan  dapat  membentuk  gel  jika ditambahkan  air  sehingga  digolongkan  sebagai hidrokoloid.  Sifat  hidrokoloid  glukomanan  sangat kuat  dan  unik.  Menurut  Parry,  (2010)  dalam (Nurlatifah,  2016),  glukomanan  dapat  larut  dalam air  dingin  sehingga  dapat  digunakan  sebagai alternatif  hidrokoloid  pada  pembuatan  milkshake atau  diaplikasikan  pada  produk  yang  tidak memerlukan pemanasan.
Aplikasi  glukomanan  sebagai  hidrokoloid di  industri  pangan  sangat  luas.  Umumnya hidrokoloid  digunakan  sebagai  bahan  tambahan pangan  (BTP)  untuk  penstabil,  pembentuk  gel, pengemulsi, pengental, ataupun pembentuk lapisan film.  Glukomanan  sebagai  BTP  digunakan  untuk memperbaiki  ataupun  meningkatkan  mutu  produk pangan.  Glukomanan  dari  umbi  talas  yang diekstraksi  dengan  etanol  70%  dan  pengadukan selama  90  menit  dapat  dijadikan  edible  film  buah segar  (Hartiati  &  Harsojuwono,  2019).  Hasil
penelitian  (Manab,  2019),  menunjukkan  bahwa minuman  kefir  susu  kambing  yang  ditambahkan tepung  porang  kaya  glukomanan  menjadi  lebih stabil  selama  penyimpanan.  (Rahmi  et  al.,  2021) mengungkapkan bahwa glukomanan dapat digunakan  sebagai  pengganti  Sodium  Tripoly Phospat (STPP) untuk pengenyal bakso. Selain itu, glukomanan  dapat  digunakan  sebagai  penstabil pada pembuatan cream cheese (Guna et al., 2020).
Berbagai  metode  ektraksi  dan  pemurnian glukomanan  telah  diteliti.  Menurut  (Aryanti  & Abidin, 2015), ektraksi glukomanan dapat dilakukan  dengan  menggabungkan  perlakuan mekanis  dan  kimiawi.  Perlakuan  mekanis  melalui pencacahan  dan  pengeringan,  sedangkan  metode kimiawi  dengan  menggunakan  pelarut  air  ataupun etanol.  Menurut  (Pasaribu  et  al.,  2019),  pencucian serpih  kering  porang  dengan  alkohol  50%  dan  2% NaHSO3 dapat meningkatkan kemurnian glukomanan menjadi 83,96%. Penggilingan langsung  umbi  porang  menggunakan  etanol bertingkat  (60-80%)  menghasilkan  glukomanan dengan  kemurnian  sebesar  90%  (Nurlela  et  al., 2022).
Hasil  penelitian  yang  dilakukan  oleh (Widjanarko  et  al.,  2015),  menginformasikan bahwa  penepungan  umbi  porang  dengan  metode ball  mill  selama  4  jam  dapat  meningkatkan kemurnian glukomanan menjadi 70,35%. Penerapan  nanoteknologi  mulai  banyak  digunakan di bidang pangan. Menurut (Sudibyo & Djumarman,  2008),  penerapan  nanoteknologi  di industri  pangan  digunakan  untuk  meningkatkan nilai sensori, meningkatkan kemampuan hidrokoloid, meningkatkan bioavailibilitas zat gizi, memperbaiki  sifat-sifat  mekanis,  menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan,  meningkatkan  daya  simpan,  serta banyak  manfaat  lainnya  yang  masih  dapat dieksplorasi.  Penerapan  nano  teknologi  pada penelitian  ini,  diharapkan  dapat  meningkatkan kemampuan  hidrokoloid  nano  glukomanan  dari umbi talas.

## METODOLOGI Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  umbi  talas  bogor  ( Colocasia  esculenta L. ),  aquadest,  etanol  96%  ( food grade).  Alat  yang digunakan  adalah  neraca  analitik,  peralatan  gelas, slicer , magnetic  stirrer , Planetary  Ball  Mill, Particle  Size  Analyzer ( PSA ),  dan Fourrier Transform Infra-Red ( FTIR ).
Metode Penelitian A. Ektraksi  Glukomanan  Cara  Kering  (CK) (Hartiati & Harsojuwono, 2019)
Pada  metode  ekstraksi  ini,  umbi  talas  diiris dan  dikeringkan  sehingga  menjadi  keripik  talas. Keripik  talas  kemudian  dihaluskan  menggunakan
grinder sehingga diperoleh tepung talas. Glukomanan  dalam  tepung  talas  diisolasi  dengan perendaman dalam etanol secara bertingkat (60%- 70%-80%)  pada  suhu  75°C  selama  30  menit sambil  diaduk  lalu  disaring.  Endapan  kemudian dikeringkan menggunakan oven.

## B. Ekstraksi  Glukomanan  Cara  Basah  (CB)
(Nurlela et al., 2022)
Berbeda  dengan  CK,  irisan  umbi  talas  tidak dikeringkan  terlebih  dahulu.  Irisan  umbi  talas langsung digiling bersama etanol secara bertingkat dimulai  dari  etanol  60%  lalu  disaring,  kemudian diulangi  kembali  untuk  etanol  70%  dan  80%. Endapan  yang  diperoleh  kemudian  dikeringkan menggunakan oven.
C. Pembuatan  Nano  Glukomanan (Widjanarko et al., 2015)
Ekstrak  glukomanan  yang  telah  dikeringkan kemudian  dihaluskan  menggunakan Planetary Ball  Mill sehingga  diperoleh  tepung  glukomanan yang  berukuran  nano.  Kecepatan  putaran  diatur sebesar 350 rpm selama 2 jam.

## D. Karakterisasi Nano Glukomanan
Tepung nano glukomanan kemudian dikarakterisasi sifat kelarutannya, keasaman, ukuran partikel menggunakan PSA , serta identifikasi gugus fungsi menggunakan FTIR .

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Ukuran Partikel Nano Glukomanan
Tepung  glukomanan  CK  dan  CB  hasil penelitian  ini  sudah  memiliki  ukuran  partikel nano.  Glukomanan  dari  perlakuan  CB  memiliki ukuran partikel lebih kecil daripada perlakuan CK dan  komersial.  Hasil  pengukuran  partikel  tepung glukomanan  talas  dan  pembandingnya  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1.  Hasil  pengukuran  partikel  tepung glukomanan Nama sampel Ukuran partikel (nm) Nilai index polidispersitas Glukomanan CK 415 1.215 Glukomanan CB 331 0.402 Glukomanan komersial 2773 0.010
Penggilingan  talas  bersama  etanol  secara bertingkat,  selain  dapat  memisahkan  glukomanan dari komponen lainnya (Nurlela et al., 2022), juga dapat  memperkecil  ukuran  partikel  glukomanan. Hal  ini  menyebabkan  tepung  nano  glukomanan
CB  memiliki  ukuran  partikel  lebih  kecil  daripada CK.
Nilai index polidispersitas ( PDI ) dari nano glukomanan  CK  masih  sangat  tinggi.  Sementara itu,  nilai PDI nano  glukomanan  CB  mendekati 0.3,  artinya  distribusi  ukuran  partikel  lebih seragam.  Menurut  (Dipahayu  &  Kusumo,  2021), nilai PDI <  0,3  menandakan  partikel  dalam sampel  tidak  mudah  teraglomerasi  sehingga ukuran partikel terdistribusi dengan baik.

## Kelarutan Nano Glukomanan
Berdasarkan  hasil  penelitian,  diperoleh data  bahwa  kelarutan  tepung  nano  glukomanan CK dan CB dalam aquades adalah 1:5, sedangkan kelarutan  tepung  glukomanan  komersial  dalam aquades  sebesar  1:20.  Hal  ini  disebabkan  ukuran partikel tepung glukomanan komersial lebih besar daripada  glukomanan  hasil  penelitian  yang dilakukan.  Menurut  (Widjanarko  et  al.,  2015), Ukuran  partikel  glukomanan  lebih  besar  10-20 kali  lipat  daripada  pati,  sehingga  kemurnian glukomanan pada  tepung umbi  porang  yang  tidak lolos 100 mesh lebih tinggi daripada tepung umbi porang yang lolos 100 mesh.
Tepung  glukomanan  komersial  memiliki kemurnian  yang  tinggi  yaitu  80-90%  ( grade  A ) sehingga  menunjukkan  sifat  hidrokoloid  yang sangat  baik  meskipun  tanpa  pemanasan.  Tepung glukomanan  komersial  mampu  mengembang  dan mengikat air dengan baik sebelum larut sempurna dan  membentuk  gel.  Hal  ini  sejalan  dengan pernyataan    Imeson,  (2010)  dalam  (Nurlela  et  al., 2022)  bahwa  glukomanan  dengan  kemurnian tinggi  lebih  sulit  larut  dalam  air  daripada glukomanan dengan kemurnian yang lebih rendah.
Penampakan Visual Tepung Nano Glukomanan Tepung  glukomanan  komersial  memiliki warna kuning kecoklatan hingga coklat, sedangkan  tepung  nano  glukomanan  CK  yang dihasilkan  berwarna  putih  keabuan  dan  tepung nano glukomanan CB berwarna putih kekuningan, seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Penampakan visual tepung glukomanan komersial grade B (kiri atas), tepung nano glukomanan CB (kanan atas), tepung glukomanan komersial grade A (kiri bawah), dan tepung nano glukomanan CK
(kanan bawah)
Pada  penelitian  ini,  sifat  transparan  yang menjadi  ciri  khas  dari  gel  glukomanan  tidak muncul  pada  nano  glukomanan  CK  dan  CB  saat dilarutkan  dalam  air,  seperti  pada  Gambar  2  dan Gambar  3.  Hasil  serupa  juga  diperoleh  (Rahmi  et al.,  2021),  dimana  tepung  glukomanan  komersial memiliki  sifat  transparansi  yang  baik  saat dilarutkan  dalam  air  sebab  memiliki  kemurnian glukomanan yang tinggi.
Gambar 2. Sifat gel tepung glukomanan komersil grade B (kiri) dan grade A (kanan)

## Gambar 3. Sifat gel tepung nano glukomanan CK
(kiri) dan CB (kanan)
Derajat Keasaman (pH) Derajat keasaman
tepung nano glukomanan CK dan tepung glukomanan komersial,  yaitu  5,8,  sedangkan  pH  tepung  nano glukomanan  CB  sebesar  6,6.  Menurut  (Alvita  et al.,  2021),  glukomanan  dapat  dijadikan  sebagai bahan  pembentuk  gel  pada  permen  jelly  jeruk kalamansi dikarenakan stabilitas gel yang dibentuk  sangat  baik  pada  pH  4-7,  serta  tidak membentuk endapan meskipun pada kondisi asam pada pH 3,3.

## Identifikasi Gugus Fungsi
Pada analisis FTIR, menunjukkan serapan  vibrasi  ulur  gugus  -OH  pada  bilangan gelombang  3278  cm -1 pada  tepung  nano glukomanan CK, sedangkan tepung nano glukomanan CB menunjukkan serapan vibrasi ulur gugus  -OH  pada  3288,80  cm -1 .  Serapan  pada bilangan gelombang 2926 cm -1 (CK) dan 2927 cm -
1 (CB)  menunjukkan  vibrasi  ulur  gugus  C-H alkana. Menurut Darmawati et. al ., (2020), puncak serapan  gugus  metil  glukomanan  pada  Panjang gelombang 2920 cm -1 .  Pita serapan pada bilangan gelombang  1643  cm -1 (CK)  dan  1641  cm -1 (CB) menunjukkan  adanya  gugus C=O.  Chao-bo et  al.,
(1999)  menyatakan  bahwa  puncak  serapan spektrum  pada  gugus  karbonil  glukomanan  yang
ditambahkan  akrilamida  terletak  pada  Panjang gelombang sekitar 1671 cm -1 .
Pita  serapan  pada  daerah  bilangan gelombang  1016,37  cm -1 (CK)  dan  panjang gelombang  1016,77  cm -1 (CB)  menunjukkan adanya  gugus  fungsi  C-O-C  (ikatan  glikosidik). Menurut  Widjanarko et  al .,  (2011)  menunjukkan bahwa  gugus  fungsi  C-O-C  berada  pada  bilangan gelombang  sekitar  1027  cm -1 .  Pita  serapan  pada Panjang gelombang 848,60 cm -1 (CK) dan Panjang gelombang  842,92  cm -1 (CB)  menunjukkan adanya serapan vibrasi tekuk -CH. Gugus glukosa dan manosa dapat terlihat pada Panjang gelombang  814  cm -1 dan  873  cm -1 yang berhubungan  dengan  vibrasi  tekuk  gugus  -CH. Hasil  analisis  IR  ekstraksi  glukomanan  CK  dan CB ditunjukkan pada Gambar 4 dan Gambar 5.
Gambar 4. Spektrum IR tepung nano glukomanan CK
Gambar 5. Spektrum IR tepung nano glukomanan CB
Gambar 6. Overlay spektrum IR dari tepung glukomanan komersial (biru), tepung nano glukomanan CB (merah), tepung nano glukomanan CK (hitam)
Pita serapan pada tepung nano glukomanan  CK  dan  CB  memiliki  hasil  yang mirip  dengan  glukomanan  komersial.  Hasil perbandingan  analisis  FT-IR  dapat  ditunjukkan pada  Tabel  2.  Berdasarkan  data  tersebut,  dapat diketahui  bahwa  gugus  fungsi  yang  muncul  pada spektrum IR tepung nano glukomanan CK dan CB muncul  pada  bilangan  gelombang  yang  sangat mirip pada tepung glukomanan komersial.
Tabel 2. Hasil identifikasi gugus fungsi tepung nano glukomanan Gugus fungsi Bilangan gelombang glukomanan (cm-1) CK CB Komersil O-H ulur 3278.67 3288.8 3312.11 C-H alkana 2925.32 2927.81 2918.2 C=O ulur 1643.82 1641.22 1614.33 C-O-C ulur 1016.37 1016.66 1010.4 C-H tekuk 848.6 842.92 871.63

## KESIMPULAN
Ekstraksi glukomanan menggunakan metode CB menghasilkan tepung nano glukomanan  dengan  ukuran  partikel  sebesar  331 nm  (CB),  sedangkan  ekstraksi  metode  CK menghasilkan  tepung  nano  glukomanan  dengan ukuran partikel sebesar 415 nm.
Tepung  nano  glukomanan  CB  memiliki penampakan  visual,  kelarutan,  dan  kemampuan membentuk  gel  yang  lebih  mendekati  tepung glukomanan  komersial  daripada  tepung  nano glukomanan CK.

## DAFTAR PUSTAKA
Alvita,  L.  R.,  Elsyana,  V.,  &  Kining,  E.  (2021). Formulasi  Permen  Jelly  Jeruk  Kalamansi Dengan  Substitusi  Glukomanan  Konjak.
Journal  Of  Nutrition  And  Culinary  (JNC) ,
1 (2), 11–19. https://jurnal.unimed.ac.id/2012/index.php/J NC/article/view/26863/0 Aryanti, N., & Abidin, Y. K. (2015). EKSTRAKSI
GLUKOMANAN DARI PORANG LOKAL. METANA , 11 (01), 21–30.
Dipahayu, D., & Kusumo, G. G. (2021). Formulasi dan  Evaluasi  Nano  Partikel  Ekstrak  Etanol Daun  Ubi  Jalar  Ungu  (Ipomoea  batatas  L.) Varietas Antin-3. Jurnal Sains Dan
Kesehatan , 3 (6), 781–785. https://doi.org/10.25026/jsk.v3i6.818
Guna,  F.  P.  D.,  Bintoro,  V.  P.,  &  Hintono,  A. (2020). Pengaruh Penambahan Tepung
Porang  sebagai  Penstabil  terhadap  Daya Oles,  Kadar  Air,  Tekstur,  dan  Viskositas Cream  Cheese. Jurnal  Teknologi  Pangan ,
4 (2), 88–92.
www.ejournal-
s1.undip.ac.id/index.php/tekpangan.
Hartiati,  A.,  &  Harsojuwono,  B.  A.  (2019).
Pengaruh  Konsentrasi  Pelarut  dan  Lama Pengadukan
terhadap
Karakteristik Glukomanan Ubi Talas sebagai Bahan Edible
Film  Buah  Segar. Jurnal  Ilmiah  Teknologi Pertanian AGROTECHNO , 4 (2), 62–67. Manab,  A.  (2019).  Sifat  Fisiko  Kimia  Minuman Kefir Susu Kambing yang Ditambah Tepung Porang  Modifikasi. Disertasi.  Universitas Brawijaya . Nurlatifah,  A.  (2016).  Pengaruh  Penambahan Tepung Glukomanan Porang (Amorphophallus oncophyllus) dan
Karaginan  Terhadap  Sifat  Fisik  dan  Sensoris Milkshake. Skripsi  (Tidak  Di  Publikasikan). Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Nurlela,  N.,  Ariesta,  N.,  Santosa,  E.,  &  Muhandri, T.  (2022).  Physicochemical  properties  of glucomannan  isolated  from  fresh  tubers  of Amorphophallus  muelleri  Blume  by  a multilevel extraction method. Food Research , 6 (4), 345–353.
https://doi.org/10.26656/fr.2017.6(4).580
Pasaribu,  G.,  Hastuti,  N.,  Efiyanti,  L.,  Waluyo,  T.
K.,  &  Pari,  G.  (2019).  Optimasi  Teknik Pemurnian Glukomanan Pada Tepung Porang (Amorphophallus  muelleri  Blume)  (The Glucomannan
Purification Tecniques
Optimation  of  Porang  (Amorphophallus muelleri  Blume)  Flour  Amorphophallus. Jurnal  Penelitian  Hasil  Hutan , 37 (7),  201– 208.
Rahmi,  N.,  Salim,  R.,  Khairiah,  N.,  Yuliati,  F., Hidayati,  S.,  Rufida,  Lestari,  R.  Y.,  & Amaliyah,  D.  M.  (2021).  Pemanfaatan  dan Pengolahan  Tepung  Glukomanan  Umbi Porang  (Amorphophallus  muelleri)  Sebagai Bahan  Pengenyal  Produk  Olahan  Bakso. Jurnal  Riset  Teknologi  Industri , 15 (2),  348– 361.
Sudibyo,  A.,  &  Djumarman.  (2008). Penerapan Nanoteknologi  dalam  Industri  Pangan  dan Pengembangan  Regulasinya (pp.  171–183). Jurnal Riset Industri. Vo. 2, No. 3.
Widjanarko,  S.  B.,  Widyastuti,  E.,  &  Rozaq,  F.  I.
(2015). The Effect of Porang (Amorphophallus  muelleri  Blume)  Milling Time  Using  Ball  Mill  (Cyclone  Separator) Method  Toward  Physical  and  Chemical Properties  of  Porang  Flour. Jurnal  Pangan Dan Agroindustri , 3 (3), 867–877.