PENGAMBILAN INULIN DARI TANAMAN UMBI DAHLIA (dahlia spp.L) DENGAN MENGGUNAKAN PELARUT AIR Syafridawati 1), Aldila P. Ananta 1), Ir. Elmi Sundari, MT,1) dan Dra. Munas Matynis, M.Si1) Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hata Jalan Gdajah Mada No. 19 Gunung Pangilun Olo Nanggalo, Padang, Sumatera Barat E-mail :
[email protected] Abstrak Di Sumatera Barat, bunga Dahlia dikenal untuk tujuan wisata karena bunganya yang indah dan menarik. Selama ini masyarakat kurang mengetahui bahwa umbi bunga Dahlia memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena mengandung inulin sekitar 69 -75%. Inulin merupakan polimer fruktosa berserat tinggi dan bersifat prebiotik yang bermanfaat bagi kesehatan di dalam tubuh.Tujuan penelitian adalah mencari rendemen inulin maksimum dengan metode ekstraksi dengan memvariasikan temperatur ekstraksi, waktu ekstraksi dan perbandingan massa dengan pelarut. Data diambil dengan memvariasikan temperatur ekstraksi (60˚C,70˚C,80˚C dan 90˚C), waktu ekstraksi (2, 4 dan 6 jam) dan perbandingan massa dengan pelarut (1:1,1:2 dan 1:3). Pelarut yang digunakan adalah air. Sampel yang digunakan adalah umbi bunga Dahlia yang diambil dari Biaro,Bukittinggi,Sumatera Barat . Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah perolehan inulin terbanyak yaitu 2,67% pada temperatur 70˚C ,rasio sampel dengan pelarut 1:2 dan waktu ekstraksi selama 4 jam. Kata kunci: inulin, umbi bunga dahlia, prebiotik.
Pendahuluan
Bunga dahlia selama ini dikenal karena kembangnya yang indah dan menawan.Bunga dahlia tumbuh subur di dataran tinggi Sumatera Barat (salah satunya di Kabupaten Agam). Tanaman dahlia selama ini hanya dimanfaatkan sebagai tanaman hias karna warna bunganya yang cantik dan beragam, seiring perkembangan zaman bunga dahlia terlupakan karna banyaknya bunga-bunga lain yang dikembangkan, sehingga petani bunga banyak yang meninggalkan bunga dahlia. Untuk tujuan wisata, kabupaten Agam telah menyemai 100 batang bunga dahlia. Sejak dicanangkan Kota Bukittinggi menjadi The City Of Dahlia oleh Ketua Dekarnas Sumbar,Nevi Irwan Prayitno
maka bunga dahlia tidak hanya dimanfaatkan sebagai tanaman hias tetapi umbi dahlia diambil inulinnya dan diolah menjadi produk pangan (Vinayananda, S. 1998) Tabel komposisi umbi bunga dahlia No.
Komposisi
1 2 3 4 5 6 7
Karbohidrat Inulin Gula reduksi Serat Lemak Protein Abu
Kadar %/% berat kering 76,8-82,80 69,26-75,48 4,4-6,6 3,3-5,4 0,5-1,0 3,9-5,7 0,2-0,4
Inulin larut dalam air, tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon atau usus besar. Di dalam usus tersebut,
sebagian besar inulin akan difermentasi menjadi asam-asam lemak rantai pendek dan beberapa mikroflora spesifik yang menghasilkan asam laktat. Sehingga, pH kolon menurun dan pertumbuhan bakteri patogen seperti E.coli dan Clostridia terhambat. Inulin dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik seperti Bifidobacteriumadolesentis,Bifidobacteri uminfantis,Bifidobacteriumbreve,Bifido bacteriumlongum,Lactobacillus plantarum,Lactobacillusrhamnosus,Lact obacillus reuteri, dan Lactobacillus delbruechii. Mekanisme itulah yang mendukung inulin sebagai prebiotik dan berimplikasi pada peningkatan kekebalam tubuh seseorang. Penelitian inulin dari umbi dahlia sudah dilakukan sejak tahun 2009. Sejak saat itu sejumlah peneliti (LIPI) bersama Pusat Penelitian Kimia Bandung mengembangkan produksi inulin dari umbi Dahlia. Pada 2010, inulin umbi Dahlia berhasil diproduksi melalui proses yang cukup rumit, mulai dari panen, proses pengupasan umbi, lalu dilumat dengan alat chopper. Ekstrak umbi dahlia yang sudah halus diperas menjadi fitrat umbi dahlia. Inulin hasil pengendapan, lalu inulin bentuk granular dan langkah selanjutnya inulin bentuk serbuk dengan kadar kemurnian 95 persen siap digunakan. Kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan etanol lebih besar dari yang dikristalisasi dengan air. Hal ini terlihat mencolok sekali mulai pada temperature 600 C. Pada temperature 600 C, kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan etanol adalah 47 gr/100 gr, sedangkan kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan air adalah 1,57 gr / 100 gr (Phelps, 1965). Pada suhu 1000 C kelarutan inulin yang dikristalisasi dengan air adalah 36,5 gr/ 100 gr. Kelarutan inulin dalam air yang dilaporkan Leite dkk, (2004) adalah sekitar 6 % pada 100 C dan 35 % pada 900 C.
Kelarutan inulin juga dipengaruhi oleh derajat polimerisasi (DP) inulin. Inulin dengan rentang DP kecil dari 30 lebih larut dalam air dan mempunyai viskositas yang lebih rendah dibandingkan dengan inulin dengan rentang DP 2 sampai 60 (Wada dkk,2005). Selain itu DP inulin juga di pengaruhi oleh pemanasan. Inulin bebas air dapat terdegradasi akibat pemanasan dengan temperature diatas 1350 C (Bohm,dkk 2005). Uji kualitatif inulin dapat dilakukan dengan resorsinol. Inulin dengan resorsinol dalam larutan HCl menghasilkan warna merah (Yumizar, 1989). Warna ini terbentuk karena reaksi fruktosa dengan resorsinol. Inulin dapat dihidrolisis dengan baik menjadi fruktosa dalam medium asam pada pH 1-2 suhu 80- 1000 C. Selain itu inulin mempunyai kemampuan untuk membentuk mikro kristal jika disebar dalam air atau susu. Kristal-kristal ini tidak mengendap dalam mulut tetapi berinteraksi untuk membentuk suatu krem yang halus. Inulin dapat berfungsi sebagai emulsifier , stabilizer, dan teksturizer pada konsentrasi 2-5 % dalam makanan yang mengandung daging. Karena sifat-sifat tersebut inulin digunakan sebagai bahan penstabil pada makanan kadar lemak rendah. Inulin memenuhi syarat sebagai bahan penstabil karena inulin tidak berasa , terdispersi baik dalam air dan cocok sekali dikombinasikan dengan makanan kadar lemak rendah, seperti susu skim (Niness,1999). Kadar inulin hasil penelitian terdahulu masih bervariasi, sehingga menimbulkan pertanyaan apakah tempat tumbuh bunga dahlia, jenis dahlia, waktu tumbuh dan proses pengambilan inulin mempengaruhi kadar inulin. Untuk itu perlu dilakukan penelitian lanjutan sehingga diperoleh kadar inulin
3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
2 jam 4 jam 90 1;2
Pengambilan inulin dengan metode ekstraksi satu tahap dengan menggunakan pelarut air dan menguji rasio pelarut dan umpan, temperatur, waktu ekstraksi ekstraksi. Umbi bunga Dahlia ahlia yang telah dibersihkan diperkecil ukurannya. Selanjutnya dilakukan pemisahan n filtrat (larutan pati) dan residu (padatan sisa). Larutan pati kemudian dimasukkan ke dalam lemari pendingin (temperatur 10 oC) selama 24 jam. Filtrat kemudian disaring dengan menggunakan vacuum. Pati ati diekstrak dengan menggunakan pelarut air panas dan dibiarkan untuk beberapa waktu. Setelah itu dilakukan pemisahan pati dan larutan. Larutan dimasukkan kembali ke dalam lemari pendingin dingin dan dibiarkan dibiarka untuk beberapa waktu tertentu sesuai waktu yang telah ah ditetapkan. Larutan dikeluarkan dari lemari pendingin dan dipisahkan endapan dan filtrat.. Endapan yang diperoleh dipero dikeringkan didalam oven. Inulin kering
80 1;3
Metode
Umbi dahlia sangat mudah teroksidasi di udara bebas. Oksidasi dapat menyebabkan terbentuknya senyawa baru secara alami, sehingga kandungan inulin dalam umbi akan menurun. Oleh karena itu harus segera digunakan setelah pemanenan untuk menghindari terjadinya proses oksidasi. Pada gambar dibawah ini dapat dilihat perolehan inulin berdasarkan ratio bahan dan pelarut.
80 1;1
Peralatan Gelas Piala (pyrex),, gelas ukur, water batch, kertas saring,, timbangan, pompa vakum, oven, cawan porseln, desikator, lemari pendingin, juicer,
Hasil dan Pembahasan
70 1;2
Bunga Dahlia (berasal dari Biaro, Bukittinggi Sumatera Barat Indonesia), air, Recorcinol ( merck KGaA), ), HCl (Merck). (Mer
60 1;3
Bahan
Penelitian ini dilakukan dengan parameter peubah rasio pati dan pelarut 1:1, 1:2, dan 1:3, waktu pengontakan 2,4, dan 6 jam, temperatur 60,70,80,90 oC.Pelarut Pelarut yang digunakan adalah air. Parameter yang dipertahankan tetap yaitu, massa sampel dan waktu pengendapan yaitu 2x24 jam. jam Analisa inulin dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif.
60 1;1
Bahan dan Metode Penelitian
yang dikeluarkan dari oven dianalisa secara kualitatif menggunakan larutan resorsinol.
kadar inulin %
optimum. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi kadar inulin dari umbi bunga Dahlia yang terdapat at di Sumatera Barat melalui beberapa parameter yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya yang menggunakan umbi bunga Dahlia yang berasal dari daerah lain.
6 jam
ratio & temperatur
Gambar 1. Pengaruh ratio bahan dan pelarut terhadap kadar inulin
Perbandingan bahan dengan pelarut yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 :1, 1:2, dan 1:3. Dari hasil yang didapatkan, pada perbandingan 1;3 perolehan inulin berkurang. Sedangkan
Inulin merupakan polimer dari senyawa
fruktosa,
rumuskimia
yang
merupakan
3 2.5
kadar inulin (%)
pada perbandingan an 1 : 2 perolehan inulin lebih banyak (Gambar 4.1). Berdasarkan teori, seharusnya jika rasio pelarut dengan bahan baku besar maka akan memperbesar pula jumlah senyawa yang terlarut. Akibatnya laju ekstraksi kstraksi akan semakin meningkat (lansida blogspot.2011)
jika dibiarkan berkontak dengan udara
4
1
6
0.5 0 60 1;2
dari
glukosa. Glukosa yang ada pada umbi
2
1.5
secara
bagian
2
70 1;2 80 1;2 Temperatur
90 1;2
Gambar 2. Pengaruh temperatur terhadap kadar inulin pada ratio 1:2
dapat menghasilkan senyawa sebagai Gambar ambar
berikut : C6H1206
mikroorganisme
Glukosa
4.2
temperatur 2C2H5OH+ 2CO2
Etanol
Karbondioksida
menunjukkan berpengaruh
bahwa terhadap
perolehan inulin. Pada temperatur 70°C pada
perbandingan bahan dengan
pelarut 1:2 memperoleh inulin lebih banyak dibandingkan temperatur 600C Sehingga mengurangi kandungan inulin,
dan 800C serta 900C. Hal ini disebabkan
akibatnya inulin yang terekstrak akan
karena suhu dan waktu ekstraksi terlalu
berkurang
tinggi menyebabkan kerusakan terhadap
walaupun
dalam
jumlah
pelarut yang lebih banyak, yaitu pada ratio
1:3
dan
suhu
0
90 C.Hal
inulin.
Menurut Yujaroenetal (2009)
ini
kelarutan zat terlarut pada partikel yang
kemungkinan juga disebabkan karena
diekstraksi di dalam pelarut akan naik
proses terekstraknya inulin dalam umbi
bersamaan dengan kenaikan temperatur
dahlia akan maksimal pada kondisi saat
untuk memberikan laju ekstr ekstraksi yang
ratio bahan dengan pelarut pada 1 : 2
lebih tinggi.Suhu ekstraksi yang tinggi
(batasan kelarutannya).
menyebabkan peningkatan energi kinetik larutan sehingga difusi pelarut ke dalam sel jaringan semakin meningkat.
3 kadar inulin %
2.5 2 60
1.5
Hasil uji kualitatif inulin menggunakan resourchinol dapat dilihat pada gambar 4, yang menunjukkakn adanya inulin dengan adanya prubahan warna menjadi merah.
70
1
80
0.5
90
0 2
4
6
waktu pengontakan
Gambar 2. pengaruh waktu pengontakan terhadap kadar inulin
Gambar 4. Hasil Pengujian Inulin I
Hasil penelitian (gambar 4.3) menunjukkan bahwa waktu ekstraksi mempengaruhi perolehan kadar inulin.
Kesimpulan
pada pengontakan 2 dan 4 jam perolehan kadar inulin meningkat ,dari dari
1 %
menjadi 2,67 %. Namun pada waktu 6 jam inulin yang diperoleh cendrung menurun menjadi 1,5 %. Hal ini diperkirakan an kelarutan maksimum inulin dalam air pada waktu 4 jam sudah mencapai titik jenuhnya. Waktu ektraksi yang pendek akan memberikan hasil yang rendah sebab tidak semua bahan dapat diambil. Semakin lama waktu ekstraksi maka kesempatan berkontak semakin besar besa hingga hasilnya juga bertambah sampai titik jenuhnya,Susmirah (2009).
Kadar umbi
inulin yang terdapat pada dahlia
Sumatera
yang
Barat
berasal
adalah
dari
2,67%,
diperoleh pada temperature 70 oC, rasio bahan dan pelarut 1:2, dan waktu ekstraksi 4 jam Kadar inulin yang diperoleh lebih sedikit
dari
perolehan
penelitian
terdahulu,kondisi ini dapat terjadi karena umbi bunga dahlia yang digunakan tidak berasal dari 1 jenis warna bunga sehingga mempengaruhi perolehan kadar inulin.
5. Phelps,CF (1965). The physical properties of inulin solution.
Daftar Pustaka
1. Antara Sumbar. (29/11/2012). Sumbar
Berpeluang
Kembangkan
Bunga
Dahlia
Biochem.J 95:41-47.
6. Roberfroid, prebiotics subsrates
Bernilai Ekonomis
MB
;
:
prefenrential
specific
germs
American journal 2. At Tachrirotul, M, “Inulin : Nutrisi Bakteri Baik dan Musuh Bakteri
(2001)
.
of clinical
nutrition. Vol. 73. No.2 406S – 409S
Patogen”,
http://attadotcom.wordpress.com,
7. Rukmana, R.(2004). Dahlia Prospek Agribisnis dan Teknik
27/04/2013
Budi Daya. Yogyakarta:Kanisius 3. Kulminskaya, AA ;Arand , M ; Eneyskaya,
EV;
Ivanen,
,
KA;
DR;Shabalin
shislyannikov, SM ; saveliev, AN ; koorneva, OS; neustroev, KN. Biochemical
(2003).
characterization of aspergillus
8. Yurmizar. inulin
penandaan
(1989)
dengan
radionuklida
teknesium-99m
dan
biodistribusinya
pada
skripsi
.
FMIPA
tikus
PADANG:
Universitas Andalas
awamori exoinulinase : subrate binding
characteristics
regioselectivity
of
and
hydrolysis.
Biochimica at byophisica Acta 1650.22-29.
4. Maaruf, Yustini, dkk .2011. Penentuan Kadar RBB Pada dyeinulin Secara HPLC Melalui Pembentukan Senyawa dyeinulin. FMIPA UNP.
9. Widyatmoko,
D.,
“Inulin
Bunga Dahlia Cegah Kanker Usus, http://Padangekspres.co.id, 27/04/2013
