## PENGARUH SUHU TERHADAP PRODUKSI ASAM LEVULINAT DARI INULIN UMBI DAHLIA (Dahlia Sp.)
Rosa Murwindra, Saryono Sikumbang,Amir Awaluddin, Amilia Linggawati
FTK Universitas Islam Kuantan Singingi FMIPA Universitas Riau Email: rosamurwindra@gmail.com

## ABSTRACT
Dahlia is a floriculture plant with tuber that rich in inulin. Inulin is soluble in hot water and it will settle on cool temperature in alcohol. The inulin extraction to use hot water from dahlia tuber take from Bukittinggi of West Sumatra. Extraction result from 100 g dahlia tuber is 4% inulin (w/w dahlia tuber), such as inulin flour is white gray. As qualitative test with Seliwanoff and Nelson-Somogyi methods, that inulin positive contain of fructose  and  reducing  sugar.  This  inulin  can  be  converted  into  levulinic  acid  using  acid  catalyst  at  high temperature. Production of levulinic acid with variate reaction temperature from 130 – 170 o C. The reaction of inulin convertion is done in ampul that burned in oven. In this experiment, conversion of inulin to be levulinic acid is high 26,25% (w/w inulin) using acid catalyst of hydrochloride acid 1 M and heating 170 o C about 15 minutes.
Keywords : Dahlia tuber (Dahlia sp.), inulin, levulinic acid.

## 1. PENDAHULUAN
Tanaman dahlia memiliki bunga yang indah dengan  warna-warni  yang  beragam.  Tanaman dahlia  tumbuh  secara  liar  di  pinggir  jalan maupun  di  tanam  di  rumah-rumah  penduduk serta ada yang di budidayakan untuk bunga hias. Namun, umbi dari tanaman dahlia tidak pernah dimanfaatkan  kecuali  sebagai  bibit.  Umbi dahlia  yang  tidak  termanfaatkan  ini  biasanya akan  menjadi  limbah,  padahal  umbi  dahlia merupakan  sumber  inulin  yang  paling  baik, dengan kadar inulin sekitar 14% dari berat umbi (Hariono et al., 2009). Banyaknya inulin yang terdapat dalam umbi dahlia merupakan potensi besar untuk diolah menjadi platform chemical. Salah satu contoh platform chemical adalah asam levulinat. Asam levulinat dapat digunakan dalam  pembuatan  berbagai  senyawa  kimia organik, polimer dan bermanfaat dalam industri farmasi  (Bozell et  al .,  2000;  Girisuta,  2007).
Asam Levulinat diperoleh dari reaksi hidrolisis karbohidrat  seperti  selulosa,  levulosa,  inulin dan  pati  mengunakan  katalis  asam  pada  suhu tinggi.  Polimer  gula  ini  akan  terdegradasi menjadi  monomernya  kemudian  terbentuk  zat antara hidroksi  metil  furfural (HMF)  dan selanjutnya  asam  levulinat  (Girisuta,  2007). Salah satu sumber derivat gula fruktosa adalah inulin.  Oleh  karena  itu,  inulin  berpotensi
dikembangkan  untuk  memproduksi  asam levulinat.
Penelitian ini diawali dengan ekstraksi inulin dari  umbi  dahlia  yang  diperoleh  di  daerah Sumatra Barat Desa Kamang Hilir Kecamatan Kamang Magek Kabupaten Agam, Bukittinggi. Ekstraksi  umbi  dahlia  dilakukan  dengan  cara pemanasan  pada  suhu  80-90 o C,    karena  pada suhu 55 o C jumlah inulin yang larut hanya 5% (Simanjuntak et al. 2004) . Menurut Robertfroid (2005)  inulin  hasil  ekstraksi  memiliki  derajat polimerisasi (DP) lebih rendah dengan molekul linier  rata-rata  12  dibandingkan  dengan  inulin yang  diisolasi  dari  bakteri  dengan  rantai bercabang dan DP besar dari 1000. Selain itu, inulin  lebih  mudah  dihidrolisis  oleh  asam dibandingkan  dengan  karbohidrat  lain  seperti selulosa  dan  pati  (Barklay et  al. 2010).  Oleh karena  itu,  inulin  hasil  ekstraksi  dari  umbi dahlia  relatif  lebih  mudah  dikonversi  menjadi asam levulinat.
Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan  untuk  mengkonversi  inulin  dari umbi  dahlia  menjadi  asam  levulinat.  Reaksi hidrolisis  dan  konversi  Inulin  menjadi  asam levulinat  dipengaruhi  oleh  suhu,  waktu  dan konsentrasi  katalis  asam  (Yan et  al .,  2008). Suhu  memainkan  peranan  penting  dalam menentukan seberapa cepat reaksi berlangsung.
Suatu reaksi berlangsung lebih cepat pada suhu yang  tinggi.  Konversi  inulin  menjadi  asam levulinat  lebih  mudah  dilakukan  pada  suhu tinggi  daripada  suhu  rendah.  Girisuta  (2007) melaporkan  bahwa  asam  levulinat  dihasilkan lebih  banyak  pada  suhu  yang  tinggi  dengan waktu reaksi yang lebih singkat menggunakan asam  encer.  Berdasarkan  penelitian  Yan et al (2008),  hasil  asam  levulinat  semakin  tinggi dengan naiknya suhu reaksi, namun pada suhu reaksi  tertentu  asam  levulinat  yang  dihasilkan berubah menjadi lakton dan humin. Oleh karena itu,  pada  penelitian  ini  untuk  memproduksi asam  levulinat  dilakukan  variasi  parameter yang dapat mempengaruhi proses hidrolisis dan konversi  inulin  yaitu  variasi  suhu  reaksi  dari 130 o C,  140 o C,  150 o C,  160 o C,  170 o C,  dengan menggunakan katalis asam klorida (HCl) 0,1 M dan waktu reaksi 15 menit.
Tujuan  pada  penelitian ini  adalah  ekstraksi inulin  dari  tanaman  umbi  dahlia,  analisis pengaruh  suhu  reaksi  terhadap  konsentrasi glukosa, fruktosa, asam levulinat, asam formiat dan  memberikan  informasi  awal  proses produksi  asam  levulinat  dari  inulin  hasil ekstraksi  umbi  dahlia  menggunakan  katalis asam klorida.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah  umbi dahlia, etanol pa 96%, arang aktif, asam klorida (HCl),  asam  levulinat,  asam  formiat,  glukosa, fruktosa,  H 2 SO 4 ,  aquabides,  air  RO  ( reverse osmosis ), reagen seliwanoff dan reagen Nelson- Somogyi.
Alat-alat  yang  digunakan  adalah  blender, oven, ayakan 100 mesh, termometer, hot plate Cimarec  Bornstead  Thermolyne, timbangan Kern ALJ-220-4, HPLC (Hitachi) yang terdiri dari:  pompa  L-2130,  kolom  asam  organik Aminex  HPX-87H,  kolom  oven  L-2300, auto sampler L-2200, detektor refraktif indeks, alat penghilang  gas  (degasser)  Elmasonic  S  100H (Elma),  penyaring  Sartorius  Sedim  (Biotech) Gettingan  Germany,  sentrifus  mikro,  sentrifus IEC  Centra  CLt  International  Equipment Company,  dan  peralatan  gelas  yang  biasa digunakan dalam penelitian.
Umbi  dahlia  dibersihkan  dari  tanah  yang melekat, dikupas, dicuci, dipotong-potong kecil dan  ditimbang.  Potongan  umbi  diblender dengan  penambahan  air  1:2  (b/v),  lalu dipanaskan pada penangas air hingga suhu 80- 90 o C,  selama  ±30  menit.  Setelah  dingin, campuran  disaring  dengan  kain  dan  diambil filtratnya.  Filtrat  yang  diperoleh  diukur volumenya  dan  ditambahkan  etanol  30% sebanyak 40% dari total volume filtrat. Larutan disimpan  dalam freezer pada  suhu  ±-4 o C selama  18  jam,  untuk  mengendapkan  inulin. Endapan  yang  terbentuk  dikeluarkan  dan dibiarkan  pada  suhu  ruang  selama  ±2  jam. Setelah  endapan  mencair  lalu  disentrifugasi 1500 rpm selama 15 menit, sehingga diperoleh endapan  inulin.  Endapan  inulin  selanjutnya ditambah  air  dengan  perbandingan  1:2  (b/v), kemudian dipanaskan pada penangas air hingga suhu  60-70 o C  selama  ±30  menit.  Ke  dalam larutan ini ditambahkan karbon aktif sebanyak 1-2% (b/v). Selanjutnya larutan disaring, diukur volumenya dan filtrat yang diperoleh ditambah etanol  30%  sebanyak  40%  dari  total  volume filtrat  dan  didinginkan  dalam freezer selama ±18  jam.  Setelah  pendinginan  tahap  II  ini endapan  yang  terbentuk  dikeluarkan  dan dicairkan  pada  suhu  ruang  ±2  jam,  kemudian disentrifugasi 1500 rpm selama 15 menit. Hasil sentrifugasi  berupa  endapan  putih  inulin dikeringkan  di  udara  terbuka,  sehingga diperoleh  tepung  inulin.  Tepung  inulin  yang diperoleh diuji dengan reagen seliwanof untuk memastikan  adanya  gula  fruktosa  dan  Nelson Somogyi  untuk  memastikan  adanya  gula pereduksi.  Tepung  inulin  yang  positif mengandung gula pereduksi dikonversi menjadi asam levulinat pada variasi suhu reaksi 130-170 o C,  menggunakan  katalis  asam  klorida  0,1  M dan waktu reaksi 15 menit.
Variasi  Suhu  Reaksi. Larutan  induk substrat inulin dibuat dengan perbandingan zat padat  dan  zat  cair  1:20  (5%  substrat)  dengan cara melarutkan 1 g inulin dalam 20 ml larutan katalis. Konsentrasi larutan katalis asam klorida dibuat  konstan  yaitu  0,1  M.  Sebanyak  5  buah ampul  diisi  dengan  ±1  ml  larutan  substrat. Ujung  ampul  dibakar  sampai  tertutup  rapat.
Masing-masing ampul dipanaskan dalam oven pada variasi suhu yaitu : 130; 140; 150; 160 dan 170 o C  selama  15  menit.  Setiap  ampul  yang dikeluarkan  dicelupkan  ke  dalam  air  es  untuk menghentikan reaksi. Larutan dikeluarkan dari ampul,  dipindahkan  ke  dalam  ependorf  dan disimpan  dalam  pendingin  untuk  selanjutnya dianalisis  dengan  HPLC.  Larutan  sampel sebanyak 200 μl dimasukkan dalam micro tube dan diencerkan dengan menambahkan 1800 μl air  RO  (reverse  osmosis).  Larutan  disentifus dengan kecepatan 13000 rpm selama 15 menit. Sebanyak 400 μl larutan supernatan dipipet ke dalam  botol  vial  kemudian  diinjeksikan  ke dalam  HPLC.  Konsentrasi  masing-masing sampel  dihitung  dengan  membandingkan  luas area yang diperoleh pada kromatogram HPLC dengan  kurva  standar  dari  setiap  senyawa glukosa,  fruktosa,  asam  levulinat  dan  asam formiat.  Penentuan  konsentrasi  asam  levulinat sebagai berikut:
Kadar asam levulinat (%)= Konsentrasi asam levulinat hasil reaksi ( mg mL ) Konsentrasi inulin ( mg mL )

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi  dari  100  g  umbi  dahlia menghasilkan tepung inulin sebanyak 4% berat basah. Inulin diperoleh dengan cara pemanasan parutan umbi dahlia dengan air 1:2 (b/v), suhu 80-90 o C  selama  30  menit.  Pemanasan bertujuan  untuk  melarutkan  inulin  yang terkandung di dalam umbi karena inulin bersifat larut  dalam  air  panas  dan  hanya  sedikit  larut dalam  air  dingin  atau  alkohol  (Hariono et  al.
2009). Larutan umbi yang telah dingin disaring dan  diperoleh  filtrat  berwarna  coklat  gelap. Warna  yang  terbentuk  pada  larutan  inulin  ini terjadi  karena  adanya  reaksi  Maillard.  Reaksi Maillard  adalah  reaksi  antara  karbohidrat (khususnya  gula  pereduksi)  dengan  gugus amina primer yang menghasilkan warna coklat. Proses  pencoklatan  dapat  disebabkan  karena substrat,  enzim,  suhu  dan  waktu.  Gula-gula nonreduksi  (seperti  sukrosa)  tidak  bereaksi dengan  protein  pada  suhu  rendah,  tetapi  pada suhu tinggi terjadi pemecahan ikatan glikosidik dari  sukrosa  yang  menghasilkan  glukosa  dan fruktosa.  Glukosa  dan  fruktosa  tersebut memiliki  sifat  pereduksi  sehingga  dapat
melangsungkan  reaksi  Maillard  (Widowati et al. 2005),  sedangkan  sukrosa  tidak  memiliki sifat pereduksi (Winarno 1997).
Etanol  digunakan  sebagai  pelarut  karena lebih  selektif,  netral  dan  dapat  bercampur dengan  air.  Disamping  itu,  selain  dapat mengendapkan  inulin  dari larutan,  etanol juga dapat  menyebabkan  protein  dan  zat-zat  warna ikut  terekstrak.  Filtrat  yang  telah  dipresipitasi dengan  etanol,  disimpan  pada  suhu  rendah. Menurut Rahayuningsih dan Purnawati (1993) bila larutan tersebut disimpan pada suhu rendah ±  -4 o C  selama  18  jam,  akan  membentuk endapan  putih  yang  disebut  sebagai  inulin. Untuk  memisahkan  endapan  tersebut,  filtrat yang  telah  dipresipitasi  dan  didinginkan, dibiarkan mencair pada suhu ruang selama ±2 jam  kemudian  disentrifugasi.  Endapan  hasil sentrifus  ini  berwarna  putih  kecoklatan (endapan inulin).
Endapan  kemudian  dipanaskan  kembali dengan air 1:2 (b/v), suhu 60-70 o C selama 30 menit.  Pemanasan  ulang  bertujuan  agar  inulin dapat  terlarut  kembali  dalam  air  serta  dapat mendenaturasi protein yang dapat menyebabkan  reaksi  pencoklatan  ( browning) . Setelah proses pemanasan ulang, larutan inulin ditambahkan arang aktif yang berfungsi sebagai bleaching  agent untuk  mengurangi  warna coklat  yang  terbentuk.  Pada  penelitian  yang dilakukan  oleh  Andyani  (2001),  penambahan arang aktif sebanyak 1-2% (b/v) mempengaruhi perbedaan  penampakan  warna  inulin.  Inulin yang  diekstraksi  dengan  penambahan  arang aktif berwarna lebih putih daripada inulin yang tidak  ditambahkan  arang  aktif.  Hal  ini  karena pada  saat  pemucatan  semua  komponen  warna seperti  tannin,  serta  komponen  karbonil  yang sangat  berperan  dalam  reaksi  pencoklatan ( browning ) terikat dalam arang aktif, sehingga komponen pemberi warna dalam larutan dapat diminimalisir  (Andyani  2001).  Setelah  arang aktif  ditambahkan,  larutan  didinginkan, kemudian  disaring.  Filtrat  yang  diperoleh ditambahkan  etanol  30%  sebanyak  40%  dari total  volume  filtrat  dan  didinginkan  kembali. Proses  pemisahan  inulin  dengan  cara sentrifugasi diulangi kembali sehingga didapat
endapan  yang  lebih  bersih  (inulin  hasil ekstraksi).  Endapan  ini  kemudian  dikeringkan di  udara  terbuka  lalu  dihaluskan  sampai berbentuk bubuk.
Inulin yang dihasilkan dari proses ekstraksi umbi  dahlia  berwarna  putih  abu-abu.  Pada tepung  inulin  dilakukan  uji  Seliwanoff  dan Nelson-Somogyi,  dapat  dilihat  pada  Tabel  1. Berdasarkan uji seliwanoff terhadap inulin hasil ekstraksi umbi dahlia memperlihatkan perubahan warna yang begitu cepat dari bening menjadi  merah  bata  setelah  dipanaskan  dalam air  mendidih.  Hal  ini  mengindikasikan  bahwa inulin  yang  diekstraksi  dari  umbi  dahlia  pada penelitian  ini  adalah  positif  merupakan polifruktosa.  Pada  penentuan  gula  reduksi dengan  metode  Nelson-Somogyi  dilakukan dengan menambahkan reagen Nelson-Somogyi dan dipanaskan dalam air mendidih selama 20 menit  memberikan  warna  merah  bata, kemudian ditambahkan reagen Arsenomolibdat membentuk  kompleks molibden  blue yang berwarna biru. Hal ini mengindikasikan bahwa inulin yang diekstraksi dari umbi dahlia positif mengandung gula-gula pereduksi.
Tabel 1. Uji Seliwanoff dan Nelson-Somogyi
Tepung Inulin Jenis uji Warna larutan inulin Warna inulin + reagen Hasil uji Seliwanoff Bening Merah jingga Fruktosa (+) Gula pereduksi (+)
Nelson- Somogyi
Bening Biru
Produksi  asam  levulinat  dilakukan  dengan mengkonversi  inulin  menggunakan  asam klorida pada variasi suhu reaksi. Tepung inulin yang  dipanaskan  dalam  oven  pada  variasi
konsentrasi  suhu  reaksi  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
Gambar 1. Pemanasan Sampel Selama 15 Menit dengan Konsentrasi HCl 0,1 M pada Variasi Suhu Reaksi (Kiri ke Kanan: 130, 140, 150, 160, dan 170°C).
Berdasarkan  gambar  1,  semakin  tinggi konsentrasi  suhu  reaksi  maka  larutan  yang semula  berwarna  putih  keabuan  akan  berubah menjadi  kuning  muda.  Warna  kuning  akan berubah menjadi lebih pekat mendekati orange dan  semakin  pekat  lagi  menjadi  kecoklatan yang  disertai  dengan  terbentuknya  endapan hitam (humin).
Larutan hasil hidrolisis inulin berada dalam campuran  berbagai  macam  senyawa  seperti glukosa,  fruktosa, hidroksi  metil  furfural (HMF),  asam  levulinat,  asam  formiat,  asam- asam  organik  lainnya,  larutan  katalis  asam klorida dan endapan hitam (humin). Gambar 2 berikut  merupakan  salah  contoh  hasil  analisis HPLC yang menunjukkan puncak dari senyawa glukosa, fruktosa, HMF, asam formiat dan asam levulinat pada kondisi suhu reaksi 170 o C, asam klorida 0,1 M selama 15 Menit.
Gambar 2. Kromatogram Larutan Hasil Reaksi pada Pemanasan 170 o C, Konsentrasi Asam Klorida 0,1 M Selama 15 Menit.
Berdasarkan  gambar  2,  tinggi  puncak glukosa  (RT  10.120),  tinggi  puncak  fruktosa (RT 11.140), tinggi puncak HMF (RT 33.027), tinggi puncak asam levulinat (RT 17.250) dan tinggi  puncak  asam  formiat  (RT  15.137). Jika dibandingkan tinggi puncak asam formiat (RT 15.137)  sekitar  1  dengan  tinggi  puncak  asam levulinat  (RT  17.250)  sekitar  5,  dan  luas  area asam  formiat  adalah  443438  sedangkan  luas area asam levulinat adalah 2257719, memiliki perbandingan  1:5.  Hal  ini  berarti  bahwa  asam levulinat  lebih  dominan  dalam  larutan  hasil reaksi karena molekulnya lebih besar daripada asam  formiat,  meskipun  dalam  satuan  molar konsentrasi asam levulinat hampir sama dengan asam formiat.
Variasi suhu reaksi. Suhu merupakan salah satu  faktor  yang  penting  untuk  mengkonversi senyawa-senyawa  yang  berasal  dari  biomassa (seperti  karbohidrat)  menjadi  asam  levulinat (Yan et al. 2008).  Semakin  tinggi  suhu reaksi maka  gerakan  molekul-molekul  substrat  akan semakin  kuat,  tumbukan  sering  terjadi  dan kecepatan  reaksipun  semakin  cepat  sehingga konversi  akan  semakin  besar  pula.  Hal  ini disebabkan  pada  suhu  tinggi,  atom-atom melepas  dan  menerima  elektron  lebih  mudah sehingga  meningkatkan  peluang  terjadinya reaksi kimia (Fang & Hanna, 2002).
Akan tetapi, peningkatan produk hasil reaksi yang dilakukan melalui peningkatan suhu reaksi
kadang-kadang  tidak  efektif,  karena  mungkin saja  hasil  yang  diharapkan  tidak  stabil  pada suhu  tinggi  (Widjadjanti,  2005).  Hal  ini disebabkan karena adanya glukosa yang pecah menjadi arang (warna larutan hasil semakin tua) (Mastuti  &  Ardiana,  2010).  Oleh  sebab  itu, diperlukan  suhu  yang  tepat  agar  reaksi berlangsung  lebih  cepat  dan  menghasilkan produk yang tinggi.
Girisuta  (2007)  melaporkan  bahwa  suhu reaksi produksi asam levulinat dari bahan baku fruktosa  berkisar  antara  100-162 o C,  namun berdasarkan  pengamatan  awal  penelitian  ini, pada  suhu  100-120 o C  tidak  terjadi  reaksi  di dalam  ampul  (perubahan  warna)  sehingga variasi suhu dimulai dari 130-170 o C. Pengaruh variasi  suhu  reaksi  dari  130-170  °C menggunakan  asam  klorida  0,1  M  selama  15 menit  terhadap  konsentrasi  senyawa-senyawa hasil konversi inulin umbi dahlia adalah sebagai berikut:
Glukosa. Pada suhu 130 o C-150 o C konsentrasi glukosa  mengalami  penurunan (Gambar  3).  Penurunan  konsentrasi  glukosa terjadi  karena  glukosa  telah  mulai  terkonversi menjadi HMF, namun HMF belum terkonversi menjadi asam levulinat dan asam formiat. Hal ini terbukti dengan tidak ditemukannya produk akhir asam levulinat dan asam formiat (Gambar 7).
Minutes 0 10 20 30 40 50 60 u R IU 0 5 10 u R IU 0 5 10 7 .1 6 7 9 .1 3 3 1 0 .1 2 0 1 0 .8 0 7 1 1 .1 0 0 1 2 .0 5 3 1 3 .3 7 3 1 5 .1 3 7 1 6 .4 1 7 1 7 .2 5 0 1 9 .3 4 7 2 0 .7 6 0 2 3 .1 6 3 3 3 .0 2 7 3 9 .7 2 0 4 9 .4 1 3
Gambar 3. Hasil Konversi Inulin Menjadi Glukosa Setelah Pemanasan pada Variasi  Suhu Reaksi Akan  tetapi,  pada  suhu  lebih  dari  150 o C konsentrasi glukosa kembali naik sampai suhu 170 o C  yaitu  dari  0,941  mg/mL  menjadi  1,208 mg/mL.  Kenaikan  konsentrasi  glukosa  ini disebabkan  karena  senyawa  sukrosa  yang  ada dalam  inulin  umbi  dahlia  telah  terhidrolisis menjadi fruktosa dan glukosa. Menurut Rachma (2006)  sukrosa  adalah  gula  nonreduksi  dan stabil  terhadap  panas.  Sukrosa  akan  berubah atau pecah menjadi dua komponen monosakarida  (glukosa  dan  fruktosa)  dalam larutan asam. Reaksi ini akan dipercepat dengan peningkatan  keasaman  dan  peningkatan  suhu. Sukrosa  jika  dipanaskan  akan  meleleh  pada suhu ± 160 o C menjadi larutan yang jernih dan kemudian  perlahan-lahan  pada  suhu  ±  170 o C akan  berubah  menjadi  larutan  yang  berwarna coklat.  Proses  ini  disebut  nonenzimatis browning.  Pada  suhu  yang  lebih  tinggi  yaitu
antara 190 o C-220 o C terjadi dekomposisi secara lengkap dan menghasilkan karamel. Pemanasan lebih lanjut akan menghasilkan CO 2 , CO, asam asetat  dan  aseton  (Rachma,  2006).  Selain  itu, proses  konversi  dari  glukosa  menjadi  HMF lebih lambat jika dibandingkan dengan konversi HMF menjadi asam levulinat (Girisuta, 2007), sehingga  konsentrasi  glukosa  yang  ditemukan masih tinggi.
Fruktosa. Pada suhu 130 o C-170 o C konsentrasi fruktosa mengalami  penurunan (Gambar  4).  Penurunan  ini  terjadi  karena fruktosa telah mulai terkonversi menjadi HMF dan  selanjutnya  asam  levulinat.  Menurut Nguyen  (2008),  fruktosa  akan  mengalami degradasi menghasilkan HMF dengan cepat jika direaksikan dengan asam encer.
Gambar 4. Hasil Konversi Inulin Menjadi Fruktosa Setelah Pemanasan pada Variasi Suhu Reaksi.
Berdasarkan  Gambar  3  dan  4,  terdapat perbedaan  antara  glukosa  dan  fruktosa. Fruktosa lebih cepat terkonversi menjadi HMF daripada glukosa. Menurut Barklay et al (2010), inulin apabila dihidrolisis dengan air atau asam akan  mengalami  pemotongan  pada  ikatan
glikosidik.  Ikatan  glukosa-fruktosa  Inulin  4-5 kali  lebih  tahan  terhadap  hidrolisis  asam daripada  ikatan  fruktosa-fruktosa,  sehingga fruktosa  lebih  dahulu  lepas  daripada  glukosa. Selain itu, bila dibandingkan dengan stabilitas glukosa, fruktosa 40 kali lebih rentan terhadap
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 130 140 150 160 170 [Glukosa]… Suhu (°C) [ G lu ko sa ] ( m g/ m L) 0 10 20 30 40 50 60 130 140 150 160 170 [Fruktosa] mg/mL Suhu (°C) [Fru kt osa ] ( m g/ m L)
degradasi  asam  encer  pada  suhu  tinggi  dan hampir  90%  degradasi  fruktosa  menghasilkan HMF,  asam  levulinat  dan  asam  formiat. Fruktosa  menghasilkan  lebih  banyak  HMF daripada  glukosa  karena  fruktosa  memiliki stuktur  cincin  yang  tidak  stabil  dan  sering membentuk  cincin  terbuka  sehingga  lebih cenderung  mengalami  enolasi,  sedangkan glukosa memiliki struktur cincin yang stabil dan fraksi cincin terbuka dalam larutan lebih sedikit sehingga enolasi relatif lebih rendah.
Asam  Levulinat. Pada  suhu  140 o C konsentrasi  asam  levulinat  yang  diperoleh masih  sangat  sedikit  (Gambar  5).  Hal  ini disebabkan karena pada waktu reaksi 15 menit, fruktosa  hasil  hidrolisis  baru  terkonversi menjadi  HMF  dan  masih  sedikit  sekali  yang terkonversi  menjadi  asam  levulinat.  Namun, pada suhu reaksi 150°C dianggap memberikan energi  yang  cukup  untuk  mengkonversi  HMF menjadi asam levulinat dan asam formiat.
Gambar 5. Hasil Konversi Inulin Menjadi Asam Levulinat Setelah Pemanasan pada Variasi Suhu Reaksi.
Berdasarkan  gambar  5,  konsentrasi  asam levulinat yang diperoleh dari suhu 140 o C-170 o C berkisar  antara  0,85%  hingga  26%.  Perolehan konsentrasi  asam  levulinat  tersebut  dianggap masih rendah. Jika suhu dinaikkan di atas 170 o C kemungkinan  perolehan  konsentrasi  asam levulinat  akan  terus  meningkat.  Akan  tetapi, karena  keterbatasan  peneliti  suhu  reaksi tertinggi  yang  digunakan  untuk  memproduksi asam levulinat pada penelitian ini hanya sampai 170 o C.
Asam  Formiat. Pada suhu  130 o C-170 o C konsentrasi  asam  formiat  meningkat  dengan
semakin  tingginya  suhu  reaksi  (Gambar  6). Asam formiat merupakan hasil sampingan dari konversi  glukosa  dan  fruktosa  menjadi  asam levulinat pada suhu tinggi dengan katalis asam. Pola kenaikan konsentrasi asam formiat hampir sama dengan pola kenaikan asam levulinat. Hal ini  disebabkan  karena  dalam  setiap  reaksi konversi  HMF  menjadi  asam  levulinat  selalu melepaskan  1  molekul  asam  formiat,  namun konsentrasi asam formiat yang dihasilkan lebih rendah  daripada  asam  levulinat  dalam  satuan berat (mg/mL).
Gambar 6. Hasil Konversi Inulin Menjadi Asam Formiat Setelah Pemanasan pada Variasi Suhu Reaksi .
Pengaruh suhu terhadap konsentrasi masing- masing  senyawa  glukosa,  fruktosa,  asam
levulinat  dan  asam  formiat  dapat  dilihat  pada diagram  gabungan  Gambar  7  berikut.
0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 130 140 150 160 170 [Asam levulinat]… [Asa m le vu lin at ] (m g/ m L) Suhu (°C)
Berdasarkan  gambar  7,  suhu  pada  proses konversi  inulin  sangat  berpengaruh  terhadap perolehan  asam  levulinat.  Konsentrasi  asam
levulinat cenderung meningkat dengan semakin meningkatnya suhu reaksi.
Gambar 7. Diagram Konsentrasi Masing-masing Senyawa Hasil Konversi Inulin pada Variasi Suhu Reaksi Selama 15 Menit dengan Konsentrasi HCl 0,1 M.

## 4. KESIMPULAN
Kadar inulin yang diperoleh dari 100 g umbi dahlia  segar  sebesar  4%  (b/b  umbi  dahlia). Kadar  asam  levulinat  yang  diperoleh menggunakan  substrat  inulin  5%  pada pemanasan 170 o C konsentrasi asam klorida 0,1 M selama 15 menit adalah 26,25% (b/b inulin). Produksi  asam  levulinat  sangat  dipengaruhi oleh faktor suhu reaksi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada Bapak Prof. Dr. Saryono, M.Si dan Bapak Prof. Dr.  Amir  Awaluddin,  M.Si  selaku  tim  yang telah membiayai penelitian ini dari Dana Hibah Insidental dengan No.331/UNlg-2/PL2011.

## DAFTAR PUSTAKA
Andyani, N.F. (2001). Produksi sirup fruktosa dari  inulin dahlia  pinnata  cav. secara
hidrolisis asam. Skripsi. Jurusan Teknologi Industri Pertanian. FATETA- IPB.
Barklay,  T.,  Markovic,  M.G.,  Cooper,  P  &
Pertovsky, N. (2010). Inulin-A  versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses. J Excipient and Food Chem 1(3): 27-50.
Bozell,  J.J.,  Moens,  L.,  Wang,  Y., Neuenswander,  G.G.,  Fitzpatrick,  S.W., Bilski, R.J & Jarnefeld, J.L. (2000). The Use  of  Renewable  Feedstocks  for  the
Production  of  Chemicals  and  Materials. National  Renewable  Energy  Laboratory 1617  Cole  Boulevard  Golden,  CO 8040.1.
Fang, Qi & Hanna, M.A., (2002). Experimental Studies  of  Levulinic  Acid  Production From  Whole  Kernel  Grain  Shorgum. Industrial  Agricultural  Products  Center,
University  of  Nebraska.  Lincoln.  NE 68583-0730, USA. Bioresource Technology 81 (187-192).
Girisuta,  B.  (2007). Levulinic  Acid  from Lignocellulosic  Biomass .  University  of Groningen. ISBN 978-90-367-3228-4.
Hariono, M., Akbar, M.F., Sularsih, I., Najihah,
L.,  Purwadi,  S  &  Nugrahani,  A.W. (2009).  Extraction,  identification  and acetylation  of  inulin  from  Dahlia  tuber (dahlia  pinata  cav.). The  9th  National Symposium  on  Polymeric  Materials NSPM.
Mastuti,  E.  &  Ardiana.,  S.,  (2010).  Pengaruh Variasi  Temperature  dan  Konsentrasi Katalis  Pada  Kinetika  Reaksi  Hidrolisis Tepung  Kulit  Ketela  pohon.  Jurusan Teknik  Kimia.  Teknik  Universitas Sebelas Maret. Ekuilibrium Vol 9. No. 1.
Hal 23-27.
Nguyen,  S.K.  (2008).  Hydrolytic  Methods  for the Quantification of Fructose-
Equivalents  in  Herbaceous  Biomass.
Tesis. Oregon State University.
Rachma.,  A.,  (2006). Kajian  Pengaruh  Suhu, pH,  Waktu  dan  Konsentrasi  Inhibitor Akar  Kawao  (Milletia  sericea)  pada Degradasi  Sukrosa  oleh  Invertase. Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor Rahayuningsih,  M  &  R.  Purnawati.  (1993).
Perbaikan  Konversi  Mikrobial  Inulin menjadi Fruktosa . di dalam Susdiana, Y. 1997.  Ekstraksi  dan  karakterisasi  inulin dari  umbi  dahlia  ( Dahlia  pinnata Cav). Skripsi, unpublished . Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Robertfroid,  M.B.  (2005).  Introducing  inulin- type fructans. British Journal of Nutrition 93(1): S13-S25.
Simanjuntak.,  Rachmat.,  &  J.  Rosalinda,  N., (2004). Tumbuhan  Indonesia  Sebagai
Sumber inulin. Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI. Alchemy.  Vol.  3 No. 1. 8-14.
Widjajanti.,  E.,  (2005). Pengaruh  Katalisator
Terhadap Laju Reaksi. Makalah
Pengabdian  pada  Masyarakat.  FMIPA. UNY. Yogyakarta Widowati, Sunarti, T.C & Zaharani, A. (2005) . Ekstraksi,  karakterisasi  dan  kajian potensi  inulin  dari  umbi  dahlia  ( Dahlia pinnata L.). Makalah  Seminar  Rutin Puslitbang Tanaman Pangan, Bogor, 16 Juni 2005.
Winarno, F.G. (1997). Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama. Yan,  L.,  Yang,  Naikun,  Pang,  H.  &  Liao,  B. (2008).  Production  of  Levulinic  Acid from  Bagasse  and  Paddy  Straw  by Liquefaction  in  the  Presence  of Hydrochloride  Acid. Research  Article. Department  of  Chemical  Physics,  Hefei National  Laboratory  for  Physical Science  at  Microscale,  University  of Science and Technology of China, Hefei,
P. R. China. DOI:10.1002/clen.200700100. 36 (2):
158-163.