Gula Fruktosa dari Singkong
7
08
2008
oleh:
Slamet Soeseno
Tulisan ini pernah diterbitkan dalam Majalah Bulanan Intisari No. 235 Edisi Februari 1983, Hal.126-136
Agaknya pabrik biang gula Sodiumsiklamat di Indonesia kita dikasihi
oleh Tuhan. Sebab, meskipun sudah di-SOS-kan bahaya penggunaan siklamat
itu dalam INTISARI Oktober 1982 yang lalu, namun masyarakat kita
tenang-tenang saja memakainya terus, dalam industri makanan dan minuman.
Kita tidak ribut tentang gula siklamat, tetapi ramai membicarakan gula
singkong.
Belum sampai jajaran pabrik gula singkong seperti yang dibangun di
Gondanglegi, Malang, itu diberi kesempatan giling, menghasilkan gula
fruktosa, (yang lebih aman daripada Sodiumsiklamat), di antara para
pembicara sudah ada yang khawatir kalau-kalau pabrik semacam itu akan
sulit mendapat enzim pengolah, yang terpaksa diimpor terus-menerus. Apa
tidak akan jadi mahal gulanya, nanti?
Perlu langkah gerak cepat, untuk mendirikan pabrik enzim ini, di bumi Indonesia kita sendiri.
Mengapa fruktosa?
Tetapi mengapa kita ingin beralih dari pabrik tebu ke pabrik singkong?
Harga gula pasir dari tebu(yang Rp 520,00 sekilo di gudang BULOG
itu), terus terang terlalu mahal untuk dipakai sebagai pemanis minuman,
yang harus bisa dijual lagi dengan harga miring. Mahalnya bukan karena
pabrik tebu kita tidak mampu, melainkan karena produksi gula pasir
tahunan tidak seimbang dengan kebutuhan yang terus-menerus membengkak,
sejalan dengan laju pertambahan penduduk yang meledak! Dari negara
eksportir gula pasir terkemuka, sebelum Perang Dunia II dulu, (kepadatan
penduduk baru 40 juta jiwa), Indonesia kini (kepadatan penduduk 150
juta lebih), sudah berubah menjadi importir gula terkemuka, di dunia.
Jadi pendek kata, perlu gula jenis lain, tetapi jangan siklamat!
Tidak hanya di Indonesia saja kebutuhan gula nasional merepotkan orang.
Sebab, gula sakarosa yang biasa mereka makan, (diambil dari tebu
Saccharum officinarum dan bit gula Beta vulgaris forma altissima), hanya
musiman adanya. Di luar musim, pabrik mereka menganggur. Itu jelas
menambah biaya eksploitasi mubazir, yang(enak saja) dibebankan pada para
konsumen. Sudah lama juga mereka mencari akal, bagaimana memperoleh
pemanis dari sumber lain sebagai pengganti sakarosa. Maka, ditemukanlah
kemudian teknik pembuatan gula fruktosa dari amylum.
Masih berkerabat
Tetapi omong-omong, kita ini sudah ceplas-ceplos berbicara tentang
fruktosa, sakarosa, dan amylum, tanpa menjelaskan apa yang dimaksud
dengan istilah itu. Amylum atau zat pati seperti yang terkandung dalam
nasi putih, kalau cukup lama kita kunyah, makin lama makin terasa manis,
karena pengaruh enzim ptyalin dari air liur. Mengapa?
Diteorikan oleh para kimiawan organik bahwa amylum itu tersusun dari
berjuta-juta molekul monosakarida yang merangkai menjadi rantai panjang
polisakarida. Polisakarida amylum ibarat satu keluarga besar terdiri
dari ayah-ibu, anak-anak dan cucu-cucu yang sedang reuni, bergandengan
tangan berlapis-lapis sedang ‘foto-bersama’. Kalau kemudian diurak-urak
lagi (diurai oleh kerja enzim) sampai bercerai-berai, maka pecahan
polisakarida amylum itu dapat ditemukan kembali sebagai kumpulan molekul
yang lebih kecil. Bisa berupa disakarida maltosa (kalau yang
mencerai-beraikan itu enzim ptyalin dalam mulut kita), bisa juga
monoskarida glukosa (kalau yang menggempur itu enzim amylase).
Berkat gagasan Jacobus van ‘t Hoff (pemenang hadiah Nobel untuk Kimia
tahun 1901) dan Le Bel tentang struktur molekul stereometris, yang
dituangkan dalam buku mereka Le chimie dans l’espace, tahun 1875 dulu,
kita kini mewarisi gambaran bagaimana struktur molekul monosakarida itu,
yang disempurnakan oleh Haworth dari Inggris tahun 1927. Ia berupa
rantai 6 atom Karbon yang melingkar dalam ruang, bersama 6 atom Oksigen,
yang di sana sini mengandung 12 atom Hidrogen.
Dalam praktek, monosakarida yang sedang kita bicarakan ini sudah lama
kita kenal sebagai glukosa, yang dirumuskan dalam buku pelajaran kimia
SMTA sebagai C6H12O6. sejenis gula sederhana, yang manisnya tidak
seberapa. Glukosa terdapat antara lain dalam darah kita. Kalau
kebanyakan, kita malah dikatakan ‘sakit gula’ sampai dicium semut.
Molekul glukosa ini kadang-kadang juga bertingkah. Ia berubah susunan
menjadi molekul fruktosa, sehingga sifatnya pun berbeda. Padahal
atom-atom yang menyusunnya tetap sama, berupa Karbon, Hidrogen dan
Oksigen. Peristiwanya boleh diibiratkan sebagai pergantian kelamin anak
laki-laki menjadi gadis. Masih manusia juga. Hanya susunannya yang
berbeda.
Perubahan struktur molekul dari glukosa menjadi fruktosa, tanpa
kehilangan atau ketambahan apa-apa ini, yang di kalangan kimiawan
dikenal sebagai stereoisomeri, malah kebetulan bagi umat manusia.
Soalnya, fruktosa itu terasa lebih manis daripada glukosa.
Fruktosa sebenarnya juga sudah lama kita kenal dan temukan secara alami
dengan rumus C6H12O6 juga, dalam sari buah, sayuran manis, dan madu
lebah.
Kalau glukosa dan fruktosa menggabung menjadi satu molekul disakarida
(ibarat dua muda-mudi yang berumah tangga, menempuh hidup baru), maka
yang diperoleh bukan disakarida maltosa seperti yang kita rasakan
setelah mengunyah nasi putih itu, melainkan semacam gula lain lagi, yang
dikenal sebagai sakarosa seperti yang dihasilkan dari sari tebu dan bit
gula.
Ketika orang menemukan teknik pembuatan gula sakarosa untuk pertama
kalinya dulu, umat manusia seluruh dunia bergembira, karena bisa membeli
gula pasir yang lebih manis dan lebih praktis, daripada gula glukosa
(dari sari buah) dan fruktosa (dari madu). Tetapi kini, gula sakarosa
sudah tidak murah lagi, dan kita mau kembali ke zaman pemakaian fruktosa
lagi.
Lebih alamiah
Jepang sudah sejak tahun 1970 menghasilkan gula fruktosa, meskipun bukan
dari singkong, tetapi jagung. Di Indonesia, setelah studi yang
mendebarkan, Departemen Pertanian baru belakangan ini (tahun 1982)
memelopori pendirian pabrik gula singkong di Jawa Timur dan Sumatra
Selatan, dengan harapan bisa sekali merengkuh dayung, dua tiga pulau
terlampaui. Yaitu mengatasi kekurangan gula (dari tebu), menolong para
petani singkong (untuk memasarkan hasil karyanya ke alamat yang lebih
mantap), dan sekalian juga menyaingi pabrik biang gula Sodiumsiklamat.
Lucunya, fruktosa kalau sudah berbentuk larutan, sukar mengkristal. Ia
tidak membentuk endapan jelek seperti gula tebu dalam sari buah sirsak
botolan bila dimasukkan ke lemari es. Karena itu, fruktosa juga lebih
dsukai sebagai pemanis yang tetap menarik bagusnya, bagi industri jelly
(selai) dan sari buah botolan.
Rasa gula fruktosa itu juga lebih alamiah seperti manisnya buah segar
asli, sampai ia diberi nama fruktosa, yang lebih kurang berarti ‘gula
buah-buahan’. Ha! Bukankah ini cocok seperti pucuk dicinta ulam tiba
bagi industri minuman botolan air jeruk buatan, sari anggur sintetik,
dan lain-lain sari buah ester, yang sebenarnya tidak diambil dari buah,
melainkan dari lemari obat-obatan?
Dari pati ke lem kanji
Tetapi bagaimana mereka merubah pati singkong menjadi gula fruktosa?
Kalau dipikir-pikir, prosesnya tidak serumit proses pembuatan gula pasir
dari tebu. Tetapi juga tidak begitu sederhana sebagaimana
digampang-gampangkan oleh para penganjurnya. Ubi kayu yang sudah dicuci
bersih, dirajang dan digiling dengan mesin, sambil diguyur air, agar
dapat diambil sari patinya. Pabrik yang harus mengolah singkong
berton-ton sehari, tidak sempat mengupas kulit ubi itu satu per satu.
Lagipula, air yang mengandung pati itu toh bisa melayang sendiri di
bagian atas nanti, dan dapat dialirkan ke bak lain, sementara kulit,
ampas, dan kotoran mengendap dengan sendirinya di bagian bawah bak
penampung hasil rajangan.
Air berpati ini setelah berkumpul cukup banyak perlu diencerkan lagi,
sampai diperoleh larutan yang kepekatan tepungnya tetap mantap, sekitar
35%. Larutan seencer inilah yang kemudian dicampur dengan asam chlorida
encer dulu agar suasananya asam (pH antara 6,0 dan 6,5), sehingga mudah
diionisasikan. Jadi lebih cepat buyar berantakan. Kemudian dibubuhkan
enzim alphaamylase (diperdagangkan sebagai Termamyl) sambil dipanaskan.
Dalam suasana asam panas inilah, zat pati yang ada diubah menjadi
dextrin semua, hanya dalam beberapa jam saja.
Dextrin ialah zat pati juga, tetapi berbentuk lain, yang sebenarnya
sudah lama kita kenal sebagai lem kanji. Di Amerika, dextrin jagung waxy
corn, Zea mays ceratina, digunakan secara besar-besaran untuk merekat
perangko, meterai tempel dan amplop surat udara. Tetapi di Jepang,
dextring dari jagung manis, Zea mays saccharata, digunakan untuk membuat
gula fruktosa. Lem-lem cukup dibuat secara sintetik dari bahan plastik
saja.
Seperti kunci
Bagaimana cara kerja enzim itu dalam proses bongkar-membongkar molekul zat pati menjadi molekul dextrin itu?
Umat manusia baru mengetahui seluk beluk enzim, ketika para kimiawan
pada tahun 1800 mempelajari reaksi kimia akibat sesuatu zat yang
dihasilkan oleh ragi Saccharomyces. Lalu mereka menggunakan istilah
Yunani, enzyme, (yang berarti ragi), bagi zat itu. Ragi (Saccharomyces)
yang menghasilkan ragi (enzim)!
Pada penelitian itu ditarik kesimpulan, bahwa cairan yang diperas dari
ragi bir Saccharomyces carlsbergensis berlaku seperti anak kunci pembuka
proses, terbuat dari rangkaian atom yang terus menerus bergerak.
Untuk memahami kesimpulan ini, marilah membayangkan bahwa sebutir sel
ragi dapat kita gilas sampai gepeng, dengan penggilas adonan kue.
Andaikata kita mampu menggilas sampai beberapa juta kali, niscaya
butiran sel ragi yang semula sebesar titik pada huruf I ini sudah pipih
seperti kain plastik panjang lebar, yang meliputi seluruh Lapangan
Banteng. Ha! Sekarang barulah tampak bahwa ragi itu tersusun dari atom
dan elektron ribuan juta billiun banyaknya. Semuanya tidak diam seperti
besi tua, tetapi bergerak terus-menerus, selama hayat dikandung badan.
Tiap elektron saling balapan mengelilingi proton pada masing-masing
atom. Atom yang membentuk molekul berputar-putar seperti lager roda
gila. Gigi roda yang satu pas betul masuk ke gigi roda yang lain.
Anehnya, roda-roda (molekul) dalam ragi itu kalau dilepas dari hubungan
organisasi ‘sel ragi’nya, ternyata masih tetap saja berputar terus, dan
bisa menjalankan gigi-gigi roda (molekul) lain. Bagian yang sudah lepas
dari ragi ini berlalu seperti anak kunci. Definisi kunci ialah: sebuah
benda yang membuka (memulai mendorong) sesuatu proses, tetapi ia sendiri
tidak terlibat dalam perkara.
Kalau kita menggunakan kunci kontak untuk menjalankan Jaguar Amerika tua
misalnya, Mercy Tiger temanten, atau VW Kodok dinas, maka setelah
selesai, kunci itu masih bisa kita kantongi lagi. Ia tidak peot,
walaupun sebelumnya menjadi alat untuk menjalankan berbagai roda dan
gigi mesin Kodok dinas.
Enzim amylase pun, mula-mula bergabung dengan molekul besar zat pati
yang akan dibongkar itu, seperti anak kunci bergabung dengan kunci rumah
hantu, dengan jalan masuk ke dalam kubang kunci. Lemudian, karena kunci
itu diputar dan gigi-giginya pas betul dengan gigi-gigi induk kunci
pada pintu, maka pintu itu bisa dibuka. Tetapi kunci amylase tidak perlu
kita putar. Ia bisa berputar sendiri, kemudian memecah ikatan molekul
besar zat pati yang telah dimasukinya. Sesudah molekul zat pati pecah
dan molekul pecahannya berantakan, kunci amylase itu lepas lagi sendiri,
meninggalkan lubang dari molekul pertama tadi. Ia pindah ke molekul zat
pati lain yang belum berantakan. Begitu seterusnya, ia keluar-masuk
lubang kunci berulang-ulang, puluhan juta kali.
Karena enzim kadang-kadang disebut juga ferment, maka proses yang
digerakkan oleh anak kunci bergigi itu tidak lazim disebut enzimasi,
melainkan fermentasi.
Dari lem ke gula
Dextrin hasil fermentasi kemudian dipompa ke dalam tangki penggulaan
untuk diragikan lebih lanjut menjadi gula glukosa. Sekarang proses
dilanjutkan oleh enzim amylo-glukosidase, dengan dibubuhi asam chlorida
(agar pH cairan turun menjadi 4,5), kemudian dipanaskan pula. Dalam
waktu 2 hari, hasilnya dapat dipungut, berupa sirop gula glukosa. Tetapi
sudah tentu masih kotor. Karena itu, semuanya dipompa ke tempat
penyaringan, berisi karbon (arang) aktif, yang daya penyerapan
kotorannya kuat sekali. Bagi Indonesia kita, karbon aktif ini juga
barang impor. Tetapi sudah lama juga diangan-angankan untuk tidak
mengimpor karbon aktif semacam itu lagi, kalau kita berhasil membuatnya
sendiri dari tempurung kelapa yang dibuang percuma berlimpah-limpah
sebagai limbah.
Sirop glukosa yang sudah bersih kemudian dipompa ke tempat penguapan
vacuum, yang terus-menerus dipanaskan, agar kadar airnya berkurang.
Tetapi sambil dipompa melalui sejumlah pipa penyalur yang lumayan
panjangnya, sirop itu dibubuhi enzim isomerase (diperdagangkan sebagai
sweetzyme) yang mampu merubah glukosa menjadi fruktosa.
Sebagai tersirat dalam uraian di muka, zat yang bahannya sama, tetapi
struktur moleklulnya menyimpang (seperti glukosa dan fruktosa itu),
dikenal sebagai stere-isomer. Karena itu, proses pengubahan glukosa
menjadi fruktosa ini pun dikenal dalam pabrik sebagai isomerisasi.
Tetapi jelas tidak mungkin (dan juga tidak perlu) glukosa yang ada
diisomerkan semua menjadi fruktosa. Mendekati separuhnya saja juga sudah
manis bukan main, dan sudah dapat dijual dengan harga pantas. Hasil
akhir isomerisasi itu berupa sirop yang mengandung fruktosa 42%, glukosa
52% dan rupa-rupa pecahan polisakarida 6%.
Dipisah lebih pekat
Sirop fruktosa yang meninggalkan tempat pengering sudah makin kental,
dengan kadar air hanaya tinggal 29%. Untuk mempertinggi lagi kadar
fruktosanya, perlu dilakukan pemisahan fruktosa itu dari bagiannya yang
lain, secara chromatografik. Suatu teknik pemisahan, berdasarkan
kecenderungan zat yang akan dipisah itu untuk diserap secara
berbeda0beda cepatnya. Sirop fruktosa campuran itu dialirkan melalui
bahan penyerap dalam tabung pemisah, bersama cairan penggentor. Karena
kecenderungan fruktosa untuk diserap itu memang berbeda dengan glukosa,
maka iapun bergerak dalam tabung itu dengan kecepatan yang berbeda pula
dengan glukosa. Fruktosa yang keluar ditampung dalam tempat tersendiri,
terpisah dari tempat glukosa.
Dalam praktek, sudah tentu tidak mungkin diperoleh hasil pemisahan yang
seratus persen berupa fruktosa murni. Atau seratus persen glukosa murni.
Yang terjadi selalu fruktosa (sebagian besar) bercampur dengan glukosa
sedikit. Atau glukosa (sebagian besar) bercampur fruktosa sedikit. Hasil
pemisahan chromatografik ini sudah bagus, kalau tersusun dari fruktosa
55%, glukosa 42% dan p[olisakarida rupa-rupa lainnya 3%.
Biar cair saja
Karena harga gula kristal kering dari fruktosa itu lebih mahal daripada
gula cairnya, sudah tentu para pabrik penghasil minuman ringan (seperti
teh botol, sari kopi, sirop buah), bahan makanan kalengan (seperti
buah-buahan), es krim dan susu kental manis, lebih murah membeli gula
cair ini daripada gula berbentuk pasir. Itulah sebabnya, gula dari
singkong dikatakan lebih murah daripada gula pasir tebu. Dengan
pengertian, bahwa ia dibeli dalam bentuk cair.
Untuk keperluan memaniskan minuman dan makanan kalengan memang kurang
cerdik kalau memakai gula pasir. Sebab, gula itu kemudian toh dicairkan
lagi. Lalu untuk apa membayar ongkos pengkristalan gula dalam pabrik?
Bagi mereka yang cerdik ini, gula cair singkong dijual dalam kemasan
kaleng ukuran 25 kg atau 30 kg, dan container yang lebih besar, yang
mampu memuat gula 1 ton atau 4 ton.
Untuk keperluan rumah tangga kita? Misalnya para ibu yang membuat kue
catering atau arisan keluarga besar? Gula cair dalam kemasan besar itu
memang masih perlu dikemasi lagi dalam botol kemasan yang lebih kecil.
Oleh siapa? Jelas bukan oleh pabrik gula singkong lagi, melainkan
industri sekunder yang bertindak sebagai pengecer, seperti para pabri
repacking. Sodiumsiklamat, misalnya.
Daripada mengepak gula siklamat, bagaimana kalau kita banting setir
mengemasi gula fruktosa cair dari singkong ini? Jelas lebih sehat,
berkalori, dan tidak diomeli oleh anak cucu.
Sumber : http://tunjungsari.wordpress.com/2008/08/07/gula-fruktosa-dari-singkong/