Pati tapioka dan pati lainnya -secara kimia tersusun atas amilosa dan amilopek1in yang unit penyusun terkecilnya (monomer) adalah glukosa. Secara hidrolisis dan proses kimia lain pati ini dapat diubah menjadi gula dan senyawa lebih sederhana. Sebagai ukuran berapa kandungan gula sederhana (dekstrosa) yang menyusun produk pecahan pati digunakan DE (dextrose -equivGlent). Produk~produk tersebut : dekstrin, maItodekstrin, high maltose :;yrups, glucose syrups, high fructose syrups, dextrose. Pabrik gula cair (HFS, High Fructose Syrups) di Indonesia pertama kali didirikan pada paruh tahun 1970-an di Pasuruan, Jawa Timur. Sayang pabrik ini tak lama beroperasi -tutup, konon katanya terjadi masalah manajemen. Beberapa pabrik HFS antara lain empat buah di Jawa Barat (masing-masing dua buah di Bogor, sebuah di Subang, sebuah di TasikmaJaya ) dan dua buah Lampung. Pad a tahun 2003 didirikan pabrik gulacair, maltodekstrin dan glukosa di Cilegon, Jawa Barat, berbahan baku jagung yang diharapkan akan memulai produksi pada tahun 2004. Pengolahan Gula dari Pati Prinsip pengolahan pati (apasaja) menjadi gula pada intinya adalah proses pemecahan secara kimiawi, hidrolisis polimer pati menjadi monomer (penyusun) nya, yaitu glukosa. Proses ini sudah lama dikenal, sekitar tahun 1940-an, yang dimawali dengan proses hidrolisis asam. Sampai dengan tahun 1960-an berkembang menjadi proses asam-enzim, yang terdiri atas proses likuifaksi (asam) dan sakarifikasi (enzim amiloglukosidase, AMG). Proses ini berkembang dengan modifikasi enzim-enzim, sampai tahun 1970-an : likuifaksi (enzim, amilase), dekstrinasi (enzim, beta amiJase) dan sakarifikasi (AMG) . Pada tahun 1970-1975 digunakan enzim amilase tahan panas (tennostabil) pada likuifaksi dan dektrinisasi. Perkembangan selanjutnya, banyak dilakukan terhadap jenis proses hidrolisis enzimatik ini, antara lain batch menjadi continuous process, dari system enzim bebas ke enzim imobil, serta penggunaan enzim hasil modifikasi rekayasa genetika. Pada pengolahan gula cair menggunakan bahan baku pati cassava atau tapioka, pati disiapkan dalam bentuk slurry dalam tangki penyiapan atau penampungan. Dari tanki penampungan, larutan pati dialirkan ke tangki penyagaan (buffering tank) untuk mengatur pH dan kandungan mineral dengan penambahan larutan penyangga (buffer) terdiri atas NaOH, Na2C03 dan CaCh, selanjutnya dilakukan Iikuifaksi secara bertingkat dengan pencampuran enzim amilase. Pertama, larutan pati dialirkan kedalam flash jet cooker (I IOC) dicampur dengan suspensi enzim. Selanjutnya campuran ini dialirkan kedalam bak penampungan (retention tank) dan didiamkan selama 2-2,5 jam, dan kolom likuifaksi (15-20 menit). Dengan melalui pemisah (separator), yang berfungsi melakukan pemisahan partikel padatan dan cair , dikeluarkan hasil likuifaksi berupa dekstrin (nilai DE sekitar 60). Proses selanjutnya adaJah sakarifikasi, menggunakan enzim AMG pada tangki sakarifikasi selama 40 -48 jam, pada suhu 60oC, dan diperoleh cairan gula dengan DE 36-42. Cairan gula ini seJanjutnya dilakukan penyaringan melalui penyaring karbon aktif, untuk menghilangkan warna (pemucatan) kemudian cairan jernih dilakukan pemisahan mineral dalam kolom penukar ion (ion exchanger) secara seri berturut-turut : kation, anion, kation masing-masing selama ] -2 jam. Dari kolom ini dihasilkan sirup dengan konsentrasi gula 25 30 % (DE 93-95). Untuk menghasilkan sirup dengan konsentrasi gula 78-82%, sirup ini dilakukan penguapan (evaporasi) dalam triple effect evaporator. Selanjutnya sirup glukosa ditampung dalam tangki penampungan. Sirup glukosa menjadi bahan baku untuk produk gula dan turunannya (Lihat uraian pada paragraph berikutnya).

Untuk pengolahan sirup glukosa menjadi fruktosa, maka sirup encer yang dihasilkan dari kolom penukar ion, dialirkan kedalam tangki penyangga, untuk buffering dengan penambahan Na2C03, dan MgS04.7 H20. Selanjutnya larutan dialirkan kedalam tangki atau kolom isomerisasi, dengan penambahan larutan enzim isomerase. Selama proses isomerasasi, glukosa diubah menjadi fruktosa. Selanjutnya campuran glukosa dan fruktosa ini dipucatkan, melalui kolom atau penyaring karbon aktif, dan penghilangan mineral dalam kolom atau tangki penukar ion. secara seri (Iihat uraian sebelumnya). Tahap terakhir adalah pemekatan dalam multiple effect evaporator, schingga diperoleh sirup fruktosa dengan kadar bah an kering 7] % dan gula (campuran) :92-95%. Sirup ini disebut HFCS 42. Selain HFCS 42, diperdagangan dikenal juga HFCS 55 (kandungan fruktosa 55%) dan HFCS 80 (kandungan truktosa 80%). HFCS 55 dihasillkan dengan pencampuran HFCS 42 dan HFCS 80. Yang terakhir ini diperoleh dengan cara pemisahan secara kromatografi. Glukosa dan gula lain yang dihasilkan pad a proses pembuatan HFCS, dialirkan kembali (recycling) ke prosl;;s awal isomerisasi. Deskripsi lebih lanjut mengenai gula cair tersebut diuraikan pada paragraph berikut . Sifat fisik dan kimiawi sirup fruktosa jagung tersebut disajikan pada Tabel 2.

Tabel2. Ciri-ciri sirup fruktosa Ciri HFCS 42 HFCS 55 HFCS 90 Padatan (%) 7] 77 80

PH 3-4 3-4 3-4

Kemanisan 90 -100 100-110 120 -160

(glukosa 100)

Fruktosa, % bahan kering 42 55 80

Glukosa,% bahan kering 52 41 8

Oligosakarida,% bahankering 6 4 2

Viskositas (cp 37,8%) 75 150 520

Abu (%) 0,03 0,03 0,03

Dekstrin Produk ini dapat diproses secara sederhana dengan melakukan pemanasan suspensi pati, dengan penambahan asam. Dekstrin ban yak digunakan pada industri kertas untuk bahan pelapis (adesif) dan pengkilap. Maltodekstrin (DE =10 -20). DiperoJeh dengan proses likuifikasi suspensi pati pada suhu 95 -105C, pada pH 6,0 -6,5 selama 2 3 jam dengan penambahan enzim a -amiJase. MD ini tingkat kemanisannya kurang, mudah dicerna, sifat elektronlitik rendah. MD cocok digunakan untuk makanan bayi, pangan diabetik (tak meningkatkan kadar guJa penderita diabetes), campuran kreamer, kopi/teh instan, minuman olah raga, pembentuk tekstur (krim, saus, salad), chewing-gum, pengganti Jemak. High Maltose Syrups (DE = 20 -45). DihasiJkan dengan proses likuifikasi yang dilanjutkan dengan sakarifikasi. Untuk meningkatkan perolehan maltosa, digunakan enzim f3 -ami lase dan pulunase. Sakarifikasi dilakukan pada suhu 55 -60C selama 40 48 jam. Sifat sirup maltosa sarna dengan sirup glukosa, tetapi lebih tinggi viskositasnya dan lebih rendah higroskopis, tingkat kemanisan 30 -40 % sukrosa. Glucose Syrups (DE = 68 -98). Glukosa (atau dekstrosa) dan sirup glukosa dengan DE tinggi banyak digunakan untuk perbaikan sifat fisik dan kimia prod uk (pangan dan non pangan), pengawetjam dan jeli. GJukosa kristal sangat penting fungsinya dalam bidang medis/farmasi dan dietetik. Di bidang medis digunakan sebagai Jarutan infus. Oleh karena D-gJukosa secara kimia dan biokimiawi (fermentasi), maka gula ini merupakan bahan baku yang penting untuk bioindustri, antara Jain untuk produksi sorbitol dan mannitol (i'eduksi, hidrogenasi), asam gJukoronat (oksidasi), vitamin C, asam amino (fermentasi), isoglukosa (enzimatik), bioplastik (kimia atau fermentasi). Oleh karena itu produk-produk tersebut dipilah sebagai produk industri_berbasis jagung generasi ketiga (lihat uraian). Sirup gJukosa diproduksi melalui tahapan proses Iikuifikasi dan sakarifikasi. Sakarifikasi dimuJai saat hasiJ Iikuifikasi mencapai DE = 15 20, dengan penambahan enzim AMG (amiloglukosidase), pada suhu 60 e, pH 3,8 -4,5. Waktu yang digunakan untuk mencapai DE optimal (97 -98) berkisar an tara 48 -72 jam. Proses pembuatan sirup glukosa dapat juga merupakan satu kesatuan proses untuk memproduksi HFS (high fructose syrups) dengan melanjutkan ke satu tahapan proses berikutnya yaitu isomerisasi (lihat highfructose syrups -pada paragrafberikut). High Fructose Syrups (DE = 97). Isomerisasi glukosa merupakan tahapan akhir dari proses konversi pati menjadi fruktosa. Isomerisasi dilakukan dengan enzim isomerase. Sirup glukosa (45 % bobot kering) pad a pH 7 5 dan adanya kofaktor Mg2+ disterilkan, kemudian dipanaskan pad a suhu suhu 60 e dan dialirkan pada reaktor kolom yang berisi enzim (imobilisasi). Proses berlangsung selama 100 200 jam. Selepas isomerisasi dilakukan filtrasi dan penjernihan (menggunakan karbon aktif), dan penghilangan mineral (demineralisasi) melalui penukar ion (ion exchanger) kemudian evaporasi sampai diperoleh kadar padatan kering antara 70 72 %. Prod uk yang dihasilkan adalah HFS dengan kandungan fruktosa 42 % atau disingkat HFS 42. Penerapan teknik kromatografi, di awal tahun 1980-an memungkinkan dihasilkan HFS 90 disebut juga UHFS (ultra high fructose syrups). Banyak negara menggunakan HFS dengan kandungan 55 % fruktosa. HFS 55 ini dapat dihasilkan dengan pencampuran HFS 42 dan HFS 90. HFS55 Sirup ini banyak digunakan sebagai pemanis dan pembentuk (forming agents) pada marmalade, jam, buah kaleng, jus buah dan produk-produk susu. Oleh karena tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,2 -1,8 kali sukrosa, dengan kalori lebih rendah, gula ini ban yak digunakan untuk pemanis rendah kalori dan am an untuk penderita diabetes. Selain itu fruktosa ditambahakn ke dalam bahan pangan untuk memperbaiki rasa, warna, konsistensi serta ketahanan produk. Diagram aIir proses produksi HGS dan HFS (terpadu dengan minyak jagung) dari pati jagung dapat dilihat pada Gambar 2.

Siklodekstrin (cyclodextrins, CD). Sesuai dengan namanya CD adalah merupakan polimer (dekstrin) yang tersusun oleh molekul glukosa, secara meJingkar. Bentuk molekul yang tersusun oleh CD menyerupai kue donat, dengan cincin luar bersifat hidrofobik, dan bagian dalam rongga bersifat polar (hidrofilik). CD banyak digunakan sebagai bah an pengikat dan penstabil serta antioksidan pada industri farmasi, pangan, kosmetika dan parfum. CD merupakan penurun kolesterol sehingga banyak digunakan untuk bahan dietik. CD juga berfungsi dalam industri medis untuk proteksi suatu gugus fungsional dari obat. CD dapat diproduksi secara fermentasi atau enzimatik dengan bahan dasar pati. Secara fermentasi, pengubahan dilakukan oleh bakteri yang menghasilkan enzim CGTase (cyc/o-glycosy/ transferase) secara aerobik, pada suhu 45C selama 24 -48 jam. Pad a proses enzimatik, pengubahan dikatalisis dengan enzim CGTase pada suhu 40 -45C selama 48-72 jam.

Gambar 3. Konversi Pati Menjadi Gula dan Turunannya