HIDROLISIS PATI DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis) DENGAN KOMBINASI STEAM EXPLOSION DAN ASAM SITRAT PADA PEMBUATAN DEKSTRIN

SYARIFAH YUSRA, Dr. Ir. Chusnul Hidayat; Prof. Dr. Yudi Pranoto, STP, MP;Prof. Dr. Chairil Anwar

2020 | Disertasi | DOKTOR ILMU PANGAN

INTISARI Batang dan umbut kelapa sawit merupakan bagian tanaman yang berpotensi sebagai sumber pati. Pati dari batang dan umbut sawit diperoleh dengan metode ekstraksi basah. Modifikasi pati menjadi produk dekstrin dapat dilakukan untuk memperbaiki sifat fungsional pati dan memperluas penggunaan pati dalam produk pangan. Dekstrin disebut juga oligosakarida yang dapat diperoleh dengan cara hidrolisis. Hidrolisis pati menjadi dekstrin dapat dilakukan baik secara fisik, kimiawi, atau kombinasi fisiko-kimia. Tujuan dari penelitian ini adalah:1) Mengetahui perubahan kualitas dan kuantitas pati pada bagian batang dan umbut yang diekstraksi dengan metode basah; 2) Mengkaji adanya pengaruh suhu pada proses hidrolisis pati menjadi produk dekstrin dengan proses SE; 3) Mengkaji adanya pengaruh keasaman (pH) dengan proses hidrolisis pati menjadi produk dekstrin dengan proses SE; 4) Mengevaluasi adanya pengaruh pregelatinisasi pada proses hidrolisis pati menjadi produk dekstrin dalam pr oses SE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan pati batang dan umbut (setelah tiga kali pencucian) masing-masing adalah 95,36 ± 0,01% dan 37,03 ± 0,72%. Kandungan amilosa dan amilopektin pati batang lebih tinggi daripada umbut. Selain itu, umbut sawit mengandung protein tinggi (19,28% db) dan lemak (9,27% db). Ukuran granula pati umbut diklasifikasikan sebagai butiran yang sangat kecil (2-5 μm) sedangkan pati batang sebagai butiran kecil dan menengah (5-25 μm). Modifikasi pati batang dengan perlakuan SE menjadi dekstrin yang terbaik diperoleh pada suhu 120 °C. Pada perlakuan ini diperoleh nilai dextrose equivalent (DE) 10,33 dan kelarutan 55,64%. Hasil terbaik suhu 120 °C dikombinasi dengan asam sitrat terjadi peningkatan nilai DE pada pH3 dan pH4 masing-masing 14,03 dan 10,48%. Hasil ini memunculkan dugaan baru bahwa peningkatan kelarutan pada proses SE tidak hanya meningkat pada suhu tinggi, namun dapat juga meningkat pada suhu rendah. Dimungkinkan ukuran partikel yang besar pada pati batang menyebabkan batang lebih cepat mengendap didasar rektor sebelum mencapai suhu perlakuan. Semakin tinggi suhu semakin lama waktu tinggal, sehingga menyebabkan sampel tidak tergelatinisasi secara sempurna. Pada perlakuan pH1 dan pH2 sampel sudah membentuk pasta dan tidak membentuk kristal sebagai dekstrin. Kondisi terbaik modifikasi pati menjadi produk dekstrin diperoleh pada perlakuan pregel-pH3-SE. Pada perlakuan ini diperoleh kelarutan 75,94%, berat molekul 60100 g/mol dan DE 15,92. Pita vibrasi baru terlihat di wilayah bilangan gelombang 1717 cm-1 pada analisis spektrofotometer Fourier Trasform Infra Red (FTIR). Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan bahwa bentuk granula pati yang bulat sudah tidak terlihat setelah kombinasi perlakuan. Pengujian Rapid Visco Analyzer (RVA) menunjukkan penurunan viskositas berkorelasi positif terhadap penurunan berat molekul (MW), peningkatan kelarutan dan DE setelah perlakuan dilakukan dengan kombinasi pregelatinisasi. Hal ini dikaitkan dengan sampel yang tidak mengendap didasar reaktor karena terlarut sempurna dengan adanya pregelatinisasi. Hasil ini dianggap paling mendekati dengan hasil pengujian dekstrin komersial (DK) yaitu pada nilai kelarutan 94,11%, nilai DE 18,86, dan MW 44000 g/mol.

Stem and sheath palm oil is a potential crop as a source of starch. Starch from stem and sheath palm is obtained by wet extraction method. Starch modification can be done to improve the functional properties of starch and expand the use of starch in food products. Dextrin is also called oligosaccharides which can be obtained by hydrolysis.The modification of starch to dextrin can be performed either physically, chemically, or in a physico-chemical combination. The objectives of this research were: 1) Knowing the changes in the quality and quantity of starch in the stems and sheath extracted by the wet method; 2) To study the effect of temperature on the hydrolysis of starch into dextrin products using the SE process; 3) Assessing the effect of acidity (pH) with the hydrolysis of starch into dextrin products by the SE process; 4) To evaluate the effect of pregelatinization on the hydrolysis of starch to dextrin products in the SE process. Results showed that starch contents of steam starch and sheath flour (after three times of washing) were 95.56±0.01 % and 37.03 ± 0.72 %, respectively. Amylose and amylopectin contents of stem starch were higher than that of sheath starch. Besides, sheat flour contained high protein (19.28 % db) and lipid (9.27 % db). The granules of sheath flour are classified as very small granules (2-5 µm) while those of stem starch as small to medium granules (5-25 µm). Modification of stem starch with SE treatment to dextrin is best obtained at a temperature of 120 °C. At this treatment obtained DE10,33% and solubility 55.64%. The best result temperature 120 °C combined with citric acid occurs increased value of DE in pH3 and pH4 respectively 14.03% and 10.48%. These results raise a new assumption that the increase in solubility in the SE process will not only increase at high temperatures, but can also increase at low temperatures. It is possible that the large particle size of the stem starch causes the stems to settle faster at the bottom of the rector before reaching the treatment temperature. The higher the temperature, the longer the residence time, so that the sample does not gelatinize completely. On the treatment of pH1 and pH2 samples were already forming pasta and did not form crystals as dextrin. The results showed that the best condition of starch modification for dextrin production was obtained by Pregel-pH3-SE. Solubility, molecular weight, and DE of dextrin were 75.94%, 60100 g/mol, and 15.92%, respectively. A new peak was observed in the region of the wavenumber 1.717 cm-1 at FTIR analysis. The result of Scanning Electron Microscopy (SEM) indicates that the round shape of the starch granule is not visible after the combination of treatment. The Rapid Visco Analyzer (RVA) test showed a decrease in viscosity was positively correlated with a decrease in molecular weight (MW), an increase in solubility and DE after the pregelatinized combination treatment was carried out. This is associated with the sample which did not settle at the bottom of the reactor because it was completely dissolved in the presence of pregelatinization. This result is considered the closest to the commercial dextrin (DK) test results, namely the solubility value of 94.11%, the DE value of 18.86, and the MW of 44000 g / mol.

Kata Kunci : Batang-umbut kelapa sawit, steam explosion, asam sitrat, pregelatinisasi, dekstrin