## PEMURNIAN SIRUP GLUKOSA MENGGUNAKAN MEMBRANE
ULTRAFILTRATION
( Purification  glucose syrup using ultrafiltration membrane )

## Sudaryati HP, Jariyah, Tri Mulyani Setiyowati
Program Studi Teknologi Pangan-Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Jl.Raya Rungkut Madya Gunung Anyar Surabaya, 60295 Email : sudaryati.upnjatim@gmail.com jariyah_icha@yahoo.co.id

## ABSTRACT
Glucose  is  liquid  sugar  which  the  main  component    is  glucose,    its  obtained  from  the enzymatis  hydrolysis  of  starch,  then  neutralized  and  concentrated  to  a  certain  density.  In  general, purification  of  glucose  syrup  through  several  phases  and  will  cost  quite  expensive.    The  efficient method    purification  of  glucosa  syrup  with  used  ultrafiltration  membranes.  This  aimsof  the  research was  madeglucosesyrupfromarrowroot  starch,  andpurification  byultrafiltration  membranes.  The researchused  to  completely  randomized  design  two  factor,  thefirst  factor  is  pressureoperation  (2.34; 2.38 and 2.44 bar), the second factor is time operation (60; 40 and 120 minutes), with two replications. The best results was obatained operation pressure  at 2.44 bar with operation time of 120 minutes and the results of 54,76% DE, 42.68% reduction sugar, viscosity relative 1.38% and 64.13% of clarity.
Keywords : glucose syrup, ultrafiltration membrane

## ABSTRAK
Glukosa  adalah  gula  cair  yang  komponen  utama  adalah  glukosa  yang  merupakan  suatu larutan  yang diperoleh  dari hidrolisa pati, selanjutnya  dinetralisasi dan  dipekatkan sampai kepekatan tertentu.  Pada  umumnya  pemurnian  sirup  glukosa  melalui  beberapa  tahap  dan  membutuhkan  biaya cukup mahal. Metode pemurnian yang lebih efisien yaitu menggunakan membrane ultrafiltrasi.Penelitian  ini  bertujuan  membuat  sirup  glukosa  dari  pati  garut  ,  dan  dilakukan  pemurnian dengan  membran  ultrafiltrasi  dengan  menganalisis  pengaruh  tekanan  dan  waktu  operasi.  Penelitian ini menggunakana Rancangan Acak Lengkap terdiri dari dua faktor dengan  dua  kali ulangan. Faktor pertama yaitu tekanan operasi 2,34 ; 2,38 dan 2,44 bar , faktor kedua yaitu waktu operasi 60, 90, dan 120  menit.Hasil  terbaik  diperoleh  pada  perlakuan  tekanan  operasi  2,44  bar  dan  waktu  operasi  120 menit dengan hasil %  DE  54.76 %, kadar gula reduksinya 42.68%,  viskositas relative  1.3872 %  dan tingkat kejernihan 64.1256%.

## Kata kunci : sirup glukosa, membran ultrafiltrasi

## PENDAHULUAN
Glukosa adalah gula cair yang komponen  utama  adalah glukosa yang merupakan  suatu  larutan  yang  diperoleh  dari hidrolisa  pati,  selanjutnya  dinetralisasi  dan dipekatkan sampai kepekatan tertentu (Juadmidjojo,1992).  Garut  merupakan  salah satu  jenis  umbi-umbian  sebagai  jenis  sumber pati yang cukup potensial untuk dikembangkan.Bila  dilihat  dari  komposisinya maka kandungan pati garut cukup tinggi  yaitu:
20-85%
(Lingga dan Sarwono, 1992). Perbandingan  amilosa  dan  amilopektinnya adalah  15-30%  dan  70-85%  (Stephen,1995). Berdasarkan  kadar  pati  bisa  dijadikan  acuan untuk dijadikan sirup
glukosa (Tjokroadikoesoemo, 1986).
Pembuatan sirup glukosa dapat dilakukan  dengan  cara  hidrolisa  katalis  asam, kombinasi  asam  dan  enzim  serta  kombinasi enzim  dan  enzim.  Hidrolisa  pati  dengan kombinasi  enzim  dan  enzim  dapat  mencegah
adanya  reaksi  sampingan,  karena  sifat  katalis sangat spesifik, sehingga dapat mempertahankan  rasa  dan  aroma  bahan dasar  (Judoamidjojo,1992).Pemurnian  sirup glukosa akan menggunakan metode membran ultrafiltrasi.  Membran  ultrafiltrasi  merupakan proses  pemisahan  menggunakan  membran untuk  memisahkan  berbagai  zat  terlarut  BM tinggi,  aneka  koloid,mikroba  sampai  padatan tersuspensi dari air/cairan (Wenten, 2000).
Prinsip  dasar  pemisahan  dengan teknologi membran ultrafiltrasi adalah pemisahan berdasarkan ukuran partikel. Partikel-partikel dengan ukuran lebih kecil dari pori  membran  akan  melewati  membran  dan keluar  bersama  aliran  permeat  sedangkan partikel  yang  berukuran  besar  tidak  dapat melalui  membran  dan  keluar  bersama  aliran retentate.  Pada  proses  pemurnian  sirup glukosa  dengan  membran  ultrafiltrasi  terdapat beberapa  faktor  yang  dapat  mempengaruhi kinerja  membran  tersebut  diantaranya  adalah tekanan dan waktu. Hal ini disebabkan karena tekanan  sistem  ultrafiltrasi  biasanya  rendah, maka  dapat  menggunakan  pompa  diafragma biasa  kebutuhan  energinya  sesuai  desain sistem.  Begitu  pula  dengan  waktu  yang berpengaruh  pada  performence  membran (Wenten dan Wiguna 2000).

## METODE PENELITIAN
Bahan  penelitian  meliputi  :  pati  garut, enzim α-amilase  dan  glukoamilase,  membran cellulosa  acetat  ,CaCl 2 20  ppm,  HCL  1  N,  , larutan  iodine  0,01N,  aquadest.  Semua  bahan kimia yang digunakan adalah p.a (pro analisa). Alat  yang digunakan  yaitu saker water batch merk  Lauda  MT,  pH  meter  (WTW  50), buret  50  ml,  agiator  (  RZR  2020  merk Heidolph) , Spektrofotometer UV-Visible Shimadzu,  Hot  plate,  termometer,  stop  watch, timer,  pompa  vakum,  timbangan  analitik, timbangan kasar, krus porselin, oven, desikator, muffle  furnace ,  kondensor,  kertas saring  whatman  no.  41,  kertas  celulosa  nitrat diameter  0,45  mikron,  seperangkat  peralatan ultrafiltasi.  Sistem  ini  terdiri  atas  suatu  modul membrane  plate  and  frame,  membrane ultrafiltrasi (cellulose asetat, diameter pori 0.48 µm),  valve,  labu  umpan,  unit-unit  pengukur tekanan dan HPLC.
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap dua faktor ,dua kali ulangan.  Faktor  pertama  pada  penelitian  I yaitutekanan  operasi  2.15  bar,    2.18  bar,  dan 2.23 bar, dan faktor kedua yaitu waktu operasi 60, 90 dan 120 menit Data yang diperoleh dianalisis menggunakan  analisis  sidik  ragam  (ANOVA) dan bila terjadi pengaruh yang nyata dilanjutkan  uji  DMRT  5%  (Steel  and  Torrie, 1993).

## Prosedur penelitian
Pati garut 30% Sirup Glukosa +Enzim Glukoamilase 0,075 ml
+ HCl 0,1 N 5 ml
- % DE
- Kadar GulaReduksi
- Kejernihan
- ViskositasRelatif - UjiOrganoleptik (rasa, warna, aroma) - Profil gula

## Pencampuran I

## Pati Terlikuifikasi
Pendinginan 60 ⁰ C

## Pencampuran II
Sakarifikasi 24 jam ,suhu 60 o C,  pH 6.0 Membran ultrafiltrasi
Liquifikasi Pati (suhu 90°C-100°C pH 6,8-6,9)
Analisa : - Kadar air
- Kadar abu
- Kadar pati
 Amilosa
 Amilopektin
Aquadest 1 liter + Enzim α-amilase 0.075 ml
+ Ca 12 ml Tekanan (2.34,2.38 dan 2.44 bar)
Waktu ( 60.90 dan 120 menit)
Uji iodin 0,01 N (pH 6.2)

## Gambar 2. Rangkaian alat Membran

## HASIL  DAN PEMBAHASAN
Karakteristik kimia pati  garut
Hasil  analisa  bahan  baku  pati  garutyang meliputi kadar air, pati, amilosa,
amilopektin,  abu,  dan  pH  yang  hasilnya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1.  Komposisi kimia pati garut

## *SumbSumber: Damat (2008)
Hasil  pemurnian  sirup  glukosa  dengan membran ultrafiltrasi dari perlakuan tekanan dan  waktu  operasi  disajikan  pada  Tabel  2 berikut ini.
Hasil  analisis  beberapa  parameter  sirup glukosa  dari  perlakuan  konsentrasi  pati  garut dan  pH  sakarifikasi  dari  semua  parameter disajikan pada Tabel 2. Tabel 2, terlihat bahwa semakin  tinggi  tekanan  operasi  dan  semakin lama  waktu  operasi,  kadar  gula  reduksi semakin  meningkat,  karena  belum  terjadi penyumbatan pada membran sehingga kesempatan  gula  reduksi  nya  dapat  lolos melalui membran . Jadi semakin meningkatnya tekanan  dan  waktu  operasi  maka  gula  yang didapatkan  semakin  banyak,  sehingga  %DE meningkat.    Menurut  Baker  (2001)  tekanan yang besar dapat mendorong molekul-molekul kecil  yang  akan  terpisahkan  dengan  molekul yang  lain  pada  membran  begitu  pula  dengan waktu operasi yang lama akan memperpanjang  proses  operasi  sehingga memungkinan tersaringnya permeat akan lebih banyak  karena  membrane  dapat  digunakan untuk menyaring senyawa mikromolekul.
Selain  itu    juga  akan  menyebabkan  jumlah partikel padatan yang akan dipisahkan semakin
banyak menembus membran(Wenten,  2000),  dan  salah  satu partikel yang banyak lolos dari proses tersebut adalah  glukosa  yang  menentukan  besarnya kadar DE.
Peningkatan  viskositas  terjadi  dengan meningkatnya  tekanan  dan  lama,  karena semakin  tinggi  tekanan  dan  semakin  lama waktu  operasi  permeat  yang  dihasilkan semakin  meningkat,  sehingga  viskositas  juga meningkat,  akan  tetapi  kadar  airnya  menurun. Besarnya tekanan dan lamanya waktu operasi maka  viskositas  sirup  glukosa  yang  relative lebih  tinggi  karena  terjadinya  pembentukan cake yang tebal pada lapisan pada permukaan membrane (Mulder, 1996).
Tingkat  kejernihan  pada  sirup  glukosa rata-rata 31.38-31.97 dan secara statistik tidak menunjukkan  perbedaan,  hal  ini  karena pemurnian sirup glukosamenggunaan membran  ultrafiltrasi  tidak  mempengaruhi warna sirup glukosa yang dihasilkan. Parameter Analisa Literatur* Kadar air (%) 14.9 11,98 Kadar pati (%) 87.7 80,36 -   amilosa 16.9 - -  amilopektin 70.8 - Kadar abu (%) 0.56 3,17 pH 6,0 -
Tabel 2. Hasil pemurnian sirup glukosa dari perlakuan tekanan dan waktu operas
Ket : Rerata yang didampingi huruf berbeda berarti berbeda nyata (p< 0,05)

## Uji Organoleptik
Hasil uji organoleptik dengan uji hedonic atau
metode
Friedman dengan 20 panelisterhadap  rasa  sirup  glukosa  pati  garut
ranking  berkisar  antara  45-  146  menunjukan bahwa  tingkat  kesukaan  panelis  dapat  dilihat pada Tabel 3 dibawah ini:
Tabel 3. Nilai rangking uji kesukaan rasa, warna dan aroma sirup glukosa pati garut
Tabel  3  menunjukkan  bahwa  perlakuan  yang  mempunyai  nilai  ranking  tertinggi  yaitu  pada tekanan  operasi  2.44  dan  waktu  operasi  120  menit  yaitu  146  ,  karena  semakin  besar  tekanan  dan semakin  lama  waktu  operasi  pada  saat  penyaringan  sirup  glukosa  dengan  membrane  ultrafiltrasi maka  glukosa  yang  tersaring  juga  lebih  banyak  sehingga  kadar  gula  nya  lebih  tinggi  dan  dominan rasanya lebih manis , warna jernih, aroma khas gula cair,  dan disukai panelis.

## Hubungan  antara  Fluks  Permeat  dengan Tekanan Operasi
Salah  satu  parameter  penting  kinerja proses  membrane  ultrafiltrasi  adalah fluks , karena nilai fluks menentukan luasan membran  yang  diperlukan  (  Baker,  2001). Pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh  tekanan  membrane  terhadap  fluks penjernihan  sirup  glukosa,  maka  operasi
dilakukan  menggunakan  beberapa  tekanan yaitu  2.34  bar,  2.38  bar,  dan  2.44  bar  pada waktu operasi yang berbeda.
Fluks adalah  jumlah  volume  permeat yang  diperoleh  pada  operasi  membrane  per satuan  waktu  dan  satuan  luas  permukaan. Fluks dapat  dinyatakan  pada  persamaan berikut : (Wenten, 2000).
Perlakuan Gula Reduksi (%) Vikositas Relative (cps) Dextrosa ekuivalen (%) Tekanan Operasi (bar) Waktu Operasi (menit) 2.34 2.38 2.44 60 90 120 60 90 120 60 90 120 41.11 a 41.74 b 42.07 bc 42.34 c 42.39 c 42.49 c 42.52 c 42.59 c 42.68 c 1.3138 a 1.3167 b 1.3292 bc 1.3297 c 1.3366 c 1.3493 c 1.3555 d 1.3694 d 1.3947 d 51.10 a 52.87 b 53.14 bc 53.28 c 53.56 cd 53.86 d 54.04 de 54.50 e 54.76 e Perlakuan JumlahRangking Tekanan (bar) Waktu (menit) Rasa Warna Aroma 2.34 2.38 2.44 60 90 120 60 90 120 60 90 120 45.0 65.0 87.0 89.5 100.75 108.25 110.75 127.25 146.0 45.0 57.0 82.0 82.5 103.0 116.5 120.5 124.5 172.0 46.5 66.5 84.0 89.5 100.75 108.25 118.25 127.25 138.0
JV = T A V .
Dimana : JV = fluks Volume (L/
jam) V = volume Permeat (L) A = Luas Permukaan (
T = Waktu (jam)
Hubungan fluks permeat dengan tekanan operasi pada penelitian ini ditunjukan pada Tabel 4 :
Tabel 4. Hubungan fluks dan permeat dengan tekanan operasi Tekanan Operasi (bar) Waktu Operasi (bar) Volume Permeat (ml) Fluks (Liter/ jam) 2.34 60 90 120 358 455 566 99.58 126.39 157.22 2.38 60 90 120 673 751 811 186.94 208.61 225.27 2.44 60 90 120 842 977 990 233.89 271.39 275.00
Tabel  4  menunjukan  bahwa  semakin tinggi  tekanan  dan  semakin  lama  waktu operasinya  maka fluksnya semakin  tinggi, karena peningkatan tekanan dalam meningkatkan fluks pada  proses  ultrafiltrasi untuk  pemurnian  sirup  glukosa  sangatlah besar,  namun  peningkatan  tekanan  juga  akan menyebabkan  jumlah  partikel  padatan  yang akan  dipisahkan  semakin  banyak  menembus
membran. Meningkatnya tekanan akan menyebabkan partikel-partikel yang seharusnya  tertahan  akan  dipaksa  untuk  lolos dari  membrane  (Baker,  2001).Kecenderungan semakin  besar  tekanan  operasi  membran semakin  besar fluks permeat.  Kecenderungan terjadi  karena  tekanan  operasi  membrane yang tinggi dan waktu yang cukup panjang.
Tabel 5. Profil sirup glukosa hasil pemurnian dengan membrane ultra filtrasi metode HPLC
Tabel  5  terlihat  bahwa  pada  tekanan 2.44  bar  dan  waktu  operasi  120  menit menghasilkan  %DE  54.76  dengan  profil  gula dekstrin  0,330% ,  maltrotriosa  0,352%, maltosa 2,565% dan glukosa 33,472%.

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukan  terjadi interaksi yang nyata antara perlakuan tekanan dan waktu operasi terhadap dextrosa equivalen, viskositas, gula
reduksi,
organoleptik sedangkan kejernihan tidak terjadi interaksi yang nyata antar perlakuan. Hasil  terbaik  sirup  glukosa  yang dimurnikan  dengan  membran  ultrafiltrasi  yaitu tekanan  operasi  2.44  bar  dan  waktu  operasi 120  menit  ,dengan  DE  54.76  %,  kadar  gula reduksinya 42.68%, viskositas relatif 1.3872 % dan  tingkat  kejernihan  64.1256%.    Profil  gula yaitu  dekstrin  0,330%  ,  maltrotriosa  0,352%, maltosa 2,565% dan glukosa 33,472%.
Perlakuan %DE Kadar gula (%) Profil gula Tekanan operasi 2.44 bar waktu operasi 120 menit 54.76 0,330 Dekstrin 0,352 Maltotriosa 2,565 Maltosa 42,68 Glukosa

## Pustaka
Baker,  W.  (2001). Membrane  Tecnology  and Application. Mc Graw – Hill Companies.Inc
Damat  dan.Pangestuti,  A.P.  (2008).  Substitusi tepung  terigu  dengan  pati  garut  pada pembuatan  cake.  Proseding  Seminar Nasional PATPI. Yogyakarta.
Judoadmijoyo. (1992). Pembuatan Sirup Glukosa  dari  Pati  Ubi  Jalar  Metode Enzimatis.  Blog  at  WordPress.com.  [4 Oktober 2008].
Lingga, P.B., Sarwono.(1992). Bertanam Umbi-umbian . Penebar Swadaya.
Jakarta.
Mulder,  M.  (1996). Basic  Principles  of Membrane Technology Kluwer. Academik Publisher. Netherlands.
Stephen,  M.A.  (1995). Food  Polysacharides and  their  Application .  Marcell  dekker. Inc. New York.
Steel, R.G.D dan Torrie, J.H. 1993. Prinsip dan Prosedur  Statistika .  Granedia  Utama. Jakarta.
Tjokroadikoesoemo,  P.S.  (1986). HFS  dan Industri Ubi Kayu lainnya . Gramedia. Jakarta.
Wenten,  I.dan  Wiguna,  G.  (2000). Teknologi membran  Industri .  Institut  Teknologi Bandung. Bandung.