SKRIPSI
KAJIAN PENGARUH DOSIS DAN LAMA INKUBASI DEKSTRANASE TERHADAP DEGRADASI DEKSTRAN DALAM NIRA TEBU TERTUNDA GILING (KASUS SISTEM TEBANG TEBU HIJAU)
Oleh ISTRO SETIAWAN F34101073
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR ISTRO SETIAWAN. F34101073. The Influence of Doze and Incubation Time on The Degradation of Delayed Cane Juice Dextran by Dextranase (Case Study on Green Cane Harvest System). Under Supervision of Titi Candra Sunarti. 2007.
SUMMARY Indonesia had experience in glory time as strong self sufficient and sugar exporter country. So ironic, exactly now Indonesia was recorded as ten major sugar importer countries of the world. Increasing of Indonesia’s sugar import was caused by lower national sugar production that only about 50 % from all national sugar consumption (Arianto, 2003). High taxes of imported sugar is not a good solution to overcome this national sugar crisis. The best solution for sugar industry in Indonesia is by increasing the national sugar productivity that must integrated with classical problem faced by sugar factory. Most of cane harvesting in Indonesia were conducted by Green Cane Harvest System. Problems of delayed cane at sugar production process were caused by old milling equipment and low milling capacity, especially at cane milling season. Decreasing of cane quality as loss of sucrose caused by delayed milling is higher than loss at processing factory, especially by Leuconostoc mesenteroides bacteria infection in field, during transportation and production, that are capable for synthesis sucrose to dextran. According to MRLI (1998), 62 % of sucrose lost around the milling time caused by microbiological inversion. High dextran concentration also can cause increasing of juice viscosity and become various problem to sugar manufacturing processing. This condition significantly influenced to the decreasing sugar yield and quality, moreover to high risk economy costing for sugar factory according to Mochtar (1995) that can reach about Rp. 1.3-2.6 billion (4000 ton/day milling capacity at 150 day milling time). This research consist of preliminary and main research. Preliminary research was to determine the cane changes during delayed milling time, characteristics of delayed cane juice, profile of bacteria growth and dextran production during delayed time, and the characteristic of used dextranase. Main research was to study the effect of dextranase dozes and incubation times concerning to the reducing sugar content, dextran degradation content, viscosity, total suspended solid, and pH from the delayed cane during degradation process. The result showed that the change of cane quality was decreased by delayed milling time. The characteristic of milling delayed cane juice after 48 hours as follows : decreasing the juice volume yield until 51.15 ± 6.50 %, spesific grafity 1.352, TSS 12.5 ± 0.55 obrix, viscosity 1.18 ± 0.02 cP, total sugar content 144.27 ± 16.59 mg/ml, reducing sugar content 15.15 ± 2.65 mg/ml, sucrose content 131.99 ± 14.88 mg/ml, dextran content 230-240 ppm, temperature of juice 25-27 oC and pH 5.5. Profile of L. mesenteroides growth is normal and dextran production increased during delayed milling time. Dextran production pattern was mixed pattern of with the bacterial growth. The used dextranase has activity of 248.66 UD/ml, specific activity of 73.13 UD/mg protein, optimum temperature at 50 oC and optimum pH at 5.5. The result of main research shows the enzyme doze and incubation time increasing the reducing sugar and dextran degradation content, but reversely decreasing viscosity, pH and TSS of cane juice. The best combination treatment for dextran degradation in milling delayed cane juice is by using 80 UD of enzyme/l juice and 60 minutes of incubation time based on the increasing of
reducing sugar content and the amount of dextran degradation, and also monitored by the decreasing of viscosity that higher than another treatments. Analysis of variance and Duncan test shows that the increasing of reducing sugar content and the degradation of dextran are influenced by enzyme dozes, incubation time and both interactions, while viscosity is influenced by incubation time and both interactions, the pH is influenced only by incubation time, and TSS is not influenced by all treatments. Partial correlation analysis shows that the increasing of reducing sugar content, degraded dextran, and decreasing of viscosity have correlations to each other. Decreasing of TSS only correlated to the decreasing of pH, while decreasing of pH also correlated with the decreasing of viscosity.
ISTRO SETIAWAN. F34101073. Kajian Pengaruh Dosis dan Lama Inkubasi Dekstranase terhadap Degradasi Dekstran dalam Nira Tebu Tertunda Giling (Kasus Sistem Tebang Tebu Hijau). Di bawah Bimbingan Titi Candra Sunarti. 2007.
RINGKASAN Indonesia pernah mengalami masa kejayaan sebagai negara swasembada dan eksportir gula yang kuat. Ironisnya, saat ini Indonesia justru tercatat dalam 10 negara pengimpor gula terbesar di dunia. Meningkatnya impor gula Indonesia disebabkan oleh rendahnya produktifitas gula nasional yang hanya mampu memenuhi 50 % dari total kebutuhan konsumsi gula nasional (Arianto, 2003). Kenaikan bea tarif masuk gula impor saja, bukan merupakan solusi terbaik dalam mengatasi krisis pergulaan nasional. Solusi terbaik bagi industri gula di Indonesia adalah dengan mengupayakan peningkatan produktivitas gula nasional yang harus terintegrasi dengan permasalahan yang sering dihadapi pabrik gula. Mayoritas panen tebu di Indonesia dilakukan menggunakan sistem tebang tebu hijau (STTH). Masalah tebu tertunda giling pada proses produksi gula disebabkan oleh tuanya alat giling dan rendahnya kapasitas giling, terutama saat musim giling. Turunnya kualitas tebu berupa kehilangan sukrosa akibat masa tunda giling (MTG) jauh lebih besar dibanding saat pengolahan di pabrik, terutama disebabkan oleh infeksi bakteri Leuconostoc mesenteroides yang mampu mensintesa sukrosa menjadi dekstran selama di lahan, pengiriman, dan produksi. Menurut MRLI (1998), kehilangan sukrosa sekitar masa giling sebesar 62 % disebabkan oleh inversi mikrobiologi. Konsentrasi dekstran yang tinggi dapat pula menyebabkan peningkatan viskositas nira dan menimbulkan berbagai permasalahan pada proses pengolahan gula. Kondisi ini berpengaruh nyata terhadap penurunan rendemen dan kualitas gula, bahkan beresiko terhadap biaya ekonomi tinggi yang menurut Mochtar (1995) dapat mencapai Rp 1,3 - 2,6 milyar (kapasitas giling 4000 ton/hari dan masa giling 150 hari). Penelitian ini terdiri atas penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk mempelajari perubahan tebu selama MTG, karakteristik nira tebu tertunda giling, pola pertumbuhan bakteri dan produksi dekstran selama MTG, serta karakteristik dekstranase yang digunakan. Penelitian utama bertujuan untuk mengkaji pengaruh perlakuan dosis dan lama inkubasi dekstranase terhadap kadar gula pereduksi, kadar dekstran terdegradasi, viskositas, total padatan terlarut (TSS), dan pH nira tebu tertunda giling STTH selama proses degradasi dekstran dengan keluaran berupa kombinasi terbaik dari kedua perlakuan tersebut. Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa penurunan kualitas tebu sangat dipengaruhi oleh MTG. Karakteristik nira tebu tertunda giling (48 jam) memiliki rendemen nira hingga 51,15 ± 6,50 %, spesific grafity 1.352, TSS 12,5 ± 0,5 obrix, viskositas 1,18 ± 0,02 cP, kadar total gula ± 127,68-160,86 mg/ml, kadar gula pereduksi 15,15 ± 2,65 mg/ml, kadar sukrosa 131,99 ± 14,88 mg/ml, kadar dekstran 230-240 ppm, suhu 25-27 oC dan pH 5,5. Pola pertumbuhan L. mesenteroides normal dan pola produksi dekstran meningkat selama MTG. Produksi dekstran yang terjadi merupakan pola campuran produksi produk dengan pertumbuhan bakteri. Dekstranase yang digunakan memiliki aktivitas 248,66 UD/ml, aktivitas spesifik 73,13 UD/mg protein, suhu optimum 50 oC dan pH optimum 5,5. Hasil penelitian utama menunjukkan bahwa dosis enzim dan lama inkubasi berpengaruh terhadap peningkatan kadar gula pereduksi dan kadar dekstran terdegradasi yang berakibat pada penurunan viskositas, pH, dan TSS nira
tebu. Kombinasi perlakuan terbaik untuk degradasi dekstran dalam nira tebu tertunda giling adalah dengan menggunakan dosis enzim 80 UD/l nira dan lama inkubasi 60 menit berdasarkan peningkatan kadar gula pereduksi dan peningkatan kadar dekstran terdegradasi tertinggi dibandingkan kombinasi perlakuan lainnya Analisa sidik ragam dan uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa peningkatan kadar gula pereduksi dan dekstran terdegradasi dipengaruhi oleh dosis enzim, lama inkubasi dan interaksi keduanya. Viskositas dipengaruhi oleh lama inkubasi dan interaksi keduanya, pH dipengaruhi oleh lama inkubasi, sedangkan brix tidak dipengaruhi oleh semua perlakuan. Analisa korelasi parsial menunjukkan peningkatan kadar gula pereduksi, peningkatan kadar dekstran terdegradasi dan penurunan viskositas saling berkorelasi. Penurunan TSS hanya berkorelasi dengan penurunan pH, sementara penurunan pH juga berkorelasi dengan penurunan viskositas.
KAJIAN PENGARUH DOSIS DAN LAMA INKUBASI DEKSTRANASE TERHADAP DEGRADASI DEKSTRAN DALAM NIRA TEBU TERTUNDA GILING (KASUS SISTEM TEBANG TEBU HIJAU)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh ISTRO SETIAWAN F34101073
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
KAJIAN PENGARUH DOSIS DAN LAMA INKUBASI DEKSTRANASE TERHADAP DEGRADASI DEKSTRAN DALAM NIRA TEBU TERTUNDA GILING (KASUS SISTEM TEBANG TEBU HIJAU)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh ISTRO SETIAWAN F34101073 Dilahirkan di Bogor pada tanggal 11 November 1982 Tanggal Lulus : 2 Mei 2007
Disetujui, Bogor,
Agustus 2007
Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, MSi. Dosen Pembimbing PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “ Kajian Pengaruh Dosis dan Lama Inkubasi Dekstranase terhadap Degradasi Dekstran dalam Nira Tebu Tertunda Giling (Kasus Sistem Tebang Tebu Hijau )” merupakan hasil karya asli saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, Agustus 2007 Yang membuat pernyataan,
ISTRO SETIAWAN F34101073
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 11 November 1982 sebagai anak sulung dari tiga bersaudara dari pasangan Kastaman dan Kushartini. Penulis menempuh jenjang pendidikan di TK PURATA 2 Cibinong (1988-1989), SD PURATA 2 Cibinong (1989-1995), SLTP Negeri 1 Cibinong (1995-1998), dan SMUN 3 Bogor (1998-2001). Penulis pernah meraih NEM terbaik di tingkat SD dan termasuk 10 besar NEM terbaik pada kelulusannya di SLTP. Pada akhir pendidikan di SLTA, penulis berkesempatan mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2001 menjadi mahasiswa
di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama masa kuliah penulis bergabung dalam Himpunan Profesi Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN) dan di luar kampus aktif dalam organisasi KARANG TARUNA di Kelurahan Pakansari Cibinong-Bogor dengan menjabat Ketua Bidang Kewirausahaan dengan harapan dapat berkesempatan menambah wawasan, berbagi pengalaman, dan mencari peluang mengaplikasikan ilmu yang diperolehnya selama masa kuliah di masyarakat sekitar tempat tinggalnya. Penulis menjalani Praktek Lapangan di PG/PS. Madukismo–PT. Madu Baru Daerah Istimewa Yogyakarta selama 2 bulan pada tahun 2004 dibawah bimbingan Dr. Ir. Agung P. Murdanoto, MAgr selaku Pembimbing Akademiknya dengan laporan yang berjudul “Mempelajari Efisiensi dan Optimasi Proses Produksi Alkohol dan Spiritus di PS. Madukismo – PT. Madu Baru Yogyakarta”. Penulis mengakhiri masa studinya di IPB dengan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Pengaruh Dosis dan Lama Inkubasi Dekstranase terhadap Degradasi Dekstran dalam Nira Tebu Tertunda Giling (Kasus Sistem Tebang Tebu Hijau)“ dibawah bimbingan Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, MSi sebagai Pembimbing Akademiknya pada periode tahun 2005-2007.
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kajian Pengaruh Dosis dan Lama Inkubasi Dekstranase Terhadap Degradasi Dekstran Dalam Nira Tebu Tertunda Giling (Pada Kasus Sistem Tebang Tebu Hijau)”. Skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Strata satu pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, MSi selaku Pembimbing Akademik yang telah menerima penulis menjadi anak bimbingannya atas dukungan, bimbingan serta arahan selama penelitian dan menyelesaikan penulisan skripsi. 2. Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, Msi dan Ir. Prayoga Suryadarma, MT selaku Penguji Ujian Skripsi atas bimbingan dan arahan selama menyelesaikan skripsi. 3. Dr. Ir. Agung P. Murdanoto, MAgr yang pernah menjadi Pembimbing Akademik penulis atas ilmu dan pengalaman dalam menghayati jiwa dan nyawa dasar seorang TIN sejati. 4. Ir. Arief S., selaku Kabid. Produksi PT. Madu Baru Yogyakarta yang menginspirasikan penulis untuk menemukan arti pentingnya seorang TIN bagi industri dan masyarakat di sekitarnya. 5. Bapak, Ibu, dan kedua adikku atas suport moril maupun materil serta do’a tulus yang diberikan selama penulis menuntut ilmu di bangku kuliah. 6. Mas Dwi Cahyo selaku rekan se-penelitian, Firmansyah, dan Rifqi atas kebersamaan dan kerjasamanya selama penelitian dan penyelesaian skripsi. 7. Teman-teman TIN 38, adik-adikku TIN 39, serta para staf laboran TIN atas segala bantuan dan kebersamaannya. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat kekurangan, namun penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat dijadikan rujukan untuk penelitian selanjutnya. Bogor, Agustus 2007 Penulis DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ...................................................................................
v
DAFTAR ISI ..................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ........................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
xi
