Produksi selobiosa dari kulit umbi singkong menggunakan selulase dan uji aktivitas prebiotiknya atas pertumbuhan Lactobacillus plantarum.

Abstract

Kulit umbi singkong (Manihot utilissima sp) merupakan salah satu limbah dari industri pengolahan singkong. Eksplorasi dari pemanfaatan selulosa pada kulit singkong dilakukan untuk mendapatkan nilai tambah yang lebih besar dan menjawab kebutuhan industri, salah satunya adalah selobiosa sebagai alternatif sumber prebiotik. Selobiosa didapatkan melalui hidrolisis selulosa dengan enzim selulase. Penelitian ini bertujuan memproduksi selobiosa dengan waktu hidrolisis yang tepat serta menguji potensi selobiosa yang dihasilkan menggunakan bakteri probiotik Lactobacillus plantarum. Metode yang dilakukan pada penelitian ini meliputi karakterisasi bahan baku, ekstraksi selulosa dari kulit singkong, hidrolisis selulosa menjadi selobiosa, pengukuran total gula dan gula pereduksi produk hidrolisis, kinetika reaksi hidrolisis, uji kemampuan tumbuh probiotik dan penentuan skor aktivitas prebiotik. Proses hidrolisis memiliki kondisi pH 4,8, suhu 37oC, kecepatan agitasi 150 rpm, dan diamati selama 24 jam waktu hidrolisis. Penelitian ini menggunakan kulit umbi singkong varietas Gajah (GJ-0), ulujami (UJ 17) dan Ratim (RTM). Pada varietas terbaik akan dihidrolisi dengan konsentrasi selulase yang berbeda yaitu 1,15 U/mL dan 2,88 U/mL. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa selobiosa diidentifikasi terdapat pada hasil hidrolisis antara tepung kulit umbi singkong dnegan nilai derajat polimerisasi mendekati 2,00. Penggunaan varietas GJ 0, UJ 17 dan RTM sebagai substrat hidrolisis tidak memberikan perbedaan yang signifikan berdasarkan derajat polimerisasi yang terbentuk selama 6-12 jam. Penggunaan kosentrasi enzim selulase 1,15 U/mL dan 2,88 U/mL juga tidak memberikan perbedaan yang signifikan berdasarkan derajat polimerisasi yang terbentuk selama 6-12 jam. Selain itu berdasarkan kinetika reaksi ordo ke-0 pada pembentukan gula pereduksi menunjukkan nilai slope (k) yang tidak jauh berbeda antara penggunaan konsentrasi selulase 1,15 U/mL dan 2,88 U/mL. Oleh sebab itu kombinasi terbaik untuk produksi selobiosa adalah varietas GJ 0 yang dihidrolisis dengan 1,15 U/mL selama 6-12 jam, buffer sitrat pH 4,80, suhu inkubator shaker 37oC dan kecepatan agitasi 150 rpm. Selobiosa memiliki kemampuan untuk menumbuhkan L. Plantarum. Kondisi tersebut sesuai dengan peran selobiosa sebagai prebiotik untuk L. plantarum dalam saluran pencernaan manusia. Produk hidrolisis dari varietas GJ 0 dengan konsentrasi enzim selulase 2,88 U/mL memiliki skor aktivitas prebiotik yang lebih tinggi yaitu 0,74. Skor tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan produk hasil hidrolisis dari konsentrasi selulase 1,15 U/mL (0,60). Sedangkan produk hasil hidrolisis dari varietas singkong lainnya (UJ 17 dan RTM 22) memberikan skor aktivitas prebiotik yang lebih rendah dari varietas GJ 0 pada konsentrasi selulase yang sama (2,88 U/mL).