| dc.description.abstract | Umbi porang (Amorphophallus muelleri Blume) merupakan sumber
glukomanan dengan kandungan tinggi serta memiliki karakteristik fungsional
penting seperti kemampuan mengentalkan, membentuk gel dan film, serta daya
serap air yang tinggi. Keunggulan sifat ini menjadikan glukomanan banyak
dimanfaatkan pada industri pangan, farmasi, dan kosmetik. Namun, pemanfaatan
langsung umbi porang terhambat oleh tingginya kadar kalsium oksalat yang bersifat
antinutrisi dan dapat menimbulkan iritasi serta risiko batu ginjal. Oleh karena itu,
proses pemurnian diperlukan untuk memperoleh glukomanan dengan kemurnian
tinggi dan aman digunakan. Kavitasi hidrodinamik merupakan salah satu teknologi
pemrosesan fluida yang berpotensi meningkatkan efisiensi pemurnian melalui
pembentukan gelembung kavitasi yang menghasilkan gaya geser intensif dan
mempercepat pelepasan senyawa pengotor.
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengevaluasi kondisi proses kavitasi
hidrodinamik untuk pemurnian glukomanan berdasarkan driving force bubble
implosion (DFBI) dan parameter proses; (2) mengevaluasi pengaruh penambahan
NaCl pada pelarut etanol terhadap degradasi kalsium oksalat dan kemurnian
glukomanan; (3) merancang proses scale-up kavitasi hidrodinamik yang efektif
berdasarkan DFBI dan kecepatan fluida; dan (4) menguji kinerja glukomanan
sebagai bahan pengental dalam formulasi lotion.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi proses kavitasi hidrodinamik
seperti rasio umbi porang–etanol, laju alir, diameter nozel, konsentrasi etanol, dan
jumlah siklus kavitasi berpengaruh signifikan terhadap DFBI dan kemampuan
pemisahan senyawa pengotor. Kondisi terbaik tercapai pada rasio umbi porang–
etanol 1:12 g/mL, laju alir 7 L/menit, diameter nozel 4 mm, etanol 40%, dan jumlah
siklus kavitasi 315 siklus. Pada kondisi ini, kavitasi hidrodinamik mampu
menurunkan kadar kalsium oksalat lebih dari 99% serta menurunkan pati dan serat
kasar secara signifikan. Peningkatan kadar glukomanan dan viskositas masing-
masing mencapai 1,4 kali dan 1,7 kali dibandingkan perlakuan tanpa kavitasi.
Efektivitas penghilangan oksalat menggunakan kavitasi hidrodinamik terbukti
lebih tinggi dibandingkan metode non-kavitasi maupun kavitasi ultrasonik.
Penelitian tahap kedua menunjukkan bahwa penambahan NaCl memfasilitasi
pertukaran ion yang meningkatkan degradasi kalsium oksalat namun memberikan
efek salting-in menyebabkan peningkatan kadar glukomanan pada filtrat umbi
porang. Peningkatan konsentrasi NaCl hingga 5% meningkatkan kadar oksalat total
dan glukomanan, namun menurunkan kadar tanin pada filtrat umbi porang. Jumlah
siklus kavitasi pada penggunaan pelarut etanol 40%-NaCl 5% meningkatkan
efektivitas penghilangan oksalat, namun menurunkan kestabilan granula
glukomanan, sehingga diperlukan kompromi antara efisiensi penghilangan oksalat
dan menjaga integritas glukomanan. Penggunaan pelarut kombinasi etanol 40%–
NaCl 1% menghasilkan kadar kalsium oksalat terendah sebesar 0,007% BK dengan
kadar glukomanan 81,68% BK.
Pada tahap skala pilot, desain geometri alat ditentukan menggunakan
persamaan kontinuitas untuk menjaga kesetaraan kecepatan fluida, sehingga
diperoleh diameter nozel 18 mm. Hasil uji menunjukkan bahwa proses skala pilot
mampu mempertahankan performa kavitasi yang setara dengan skala laboratorium,
ditunjukkan oleh nilai DFBI yang relatif sama. Penurunan kadar kalsium oksalat
tetap mencapai lebih dari 99%, meskipun peningkatan kadar glukomanan dan
penurunan serat kasar sedikit lebih rendah dibandingkan skala laboratorium. Hal ini
mengindikasikan adanya perbedaan distribusi energi dan homogenitas aliran pada
volume pemrosesan yang lebih besar.
Evaluasi aplikasi glukomanan sebagai bahan pengental menunjukkan bahwa
glukomanan hasil pemurnian memiliki perilaku reologi pseudoplastik dengan sifat
shear thinning lebih kuat dibandingkan xanthan gum pada konsentrasi 0,5%.
Glukomanan mampu meningkatkan viskositas dan kestabilan emulsi lotion tanpa
mempengaruhi pH produk. Kinerja emulsi yang dihasilkan setara dengan lotion
komersial, dan uji keamanan menunjukkan tidak adanya iritasi pada kulit, sehingga
glukomanan porang berpotensi digunakan sebagai pengental alami dalam formulasi
kosmetik.
Penelitian ini membuktikan bahwa proses pemurnian glukomanan berbasis
kavitasi hidrodinamik dengan pelarut etanol–garam mampu menghasilkan
glukomanan berkualitas tinggi dengan efektivitas penghilangan kalsium oksalat
sangat tinggi, dapat digandakan ke skala pilot dengan performa yang stabil, serta
menunjukkan potensi aplikasi yang kuat sebagai bahan pengental dalam industri
kosmetik. | |
