Oleh : Fitria Putri Herawati (Mahasiswi Teknik Industri Pertanian IPB University)
Produksi
umbi porang Indonesia tahun 2020 mencapai 142.000 ton/tahun dimana 89,65% diolah
menjadi chip porang untuk tujuan ekspor. Pada tahun 2023 - 2024 diprediksi akan
terjadi peningkatan produksi umbi porang mencapai 600.000 ton/tahun.Umbi porang
mayoritas saat ini dikenal oleh khalayak umum sebagai salah satu diversikasi pangan
yang tinggi serat.
Porang mengandung glukomannan yang sangat tinggi dan baik untuk kesehatan sebab dapat mengurangi kolesterol darah, memperlambat pengosongan perut, mempercepat rasa kenyang sehingga cocok untuk makanan diet dan bagi penderita diabetes.Selain dimanfaatkan untuk industri pangan, glukomannan ini juga menjadi salah satu bahan intermediet atau subtitusi dalam industri-industri non pangan. Potensi glukomannan dalam porang sangat tinggi pemanfaatannya sehingga perlu adanya pengkajian sifat atau karakteristik untuk meningkatkan hilirisi porang khususnya dalam industri non pangan.
(sumber : Kementerian Perindustrian RI )
Berdasarkan
penelitian pemetaan terkait sifat-sifatnya, tepung glukomanann memiliki
beberapa karakteristik yang bisa didalami untuk sasaran industri potensial non
pangan:
1. Sifat
Larut dalam Air
Glukomannan dapat larut dalam air dingin dengan membentuk
massa yang kental. Akan
tetapi, bila massa kental tersebut dipanaskan hingga
berbentuk gel, maka glukomanan tersebut tidak akan larut kembali dalam air.Kelarutan
glukomanann air pada
suhu ruang akan memberikan kekentalan yang
tinggi . Serat larut glukomanan dalam tepung umbi porang mampu membentuk
gel bersifat selulosa dan galactomannan. Sifat kelarutan dan pembentukan gelnya baik sehingga digunakan untuk bahan
penyalut dan kemasan pangan .
2. Sifat
Membentuk Gel
Sesuai dengan sifat larut dalam air, glukomannan akan
membentuk larutan sangat kental di
dalam air. Kekentalan ini disebabkan oleh gugus hidroksil
yang dimiliki oleh glukomanan ,sehingga polisakarida ini memiliki viskositas paling tinggi dari 12 jenis
polisakarida yang telah teruji.Glukomanan apabila ditambah air kapur zat
glukomannan akan membentuk gel dengan sifat khas dan tidak mudah
rusak.Glukomannan dalam air memiliki sifat mengembang dengan daya mengembangnya
138 - 200% sedangkan pati hanya 25%.
3. Sifat
Merekat atau Mengikat
Glukomanan apabila ditambahkan air akan memiliki sifat
merekat. Akan tetapi, apabila ditambahkan senyawa asam seperti asam asetat
sifat merekatnya akan hilang . Glukomanan dapat larut dalam air dingin
membentuk massa yang bersifat kental dan juga mempunyai sifat merekat yang
cukup kuat.
4. Sifat Pengemulsi
Glukomanan merupakan polisakarida alami yang bersifat
hidrofilik (mudah berinteraksi dengan air/ mudah larut dalam air)). Berat
molekul, gugus asetil, dan gugus cabang mempengaruhi kelarutan glukomanan.
Glukomanan telah dilaporkan dapat digunakan sebagai pengemulsi. Emulsi berguna
sebagai meningkatkan homogenitas dari pencampuran senyawa yang berbeda
kepolaran, seperti air dan minyak. Senyawa pengemulsi dari alam memiliki
beberapa keunggulan, seperti ketersediaan luas, stabilitas fisik dan kimia yang
baik, tidak berbahaya bagi kesehatan, dan biaya yang rendah .
5. Sifat Transparan (Membentuk Film)
Menurut beberapa penelitian, larutan
glukomannan dapat membentuk lapisan tipis yang memiliki sifat tembus
pandang, sehingga berpotensi untuk menjadi bahan subtitusi edible film.Larutan glukomannan dapat membentuk lapisan tipis (edible film) yang transparan apabila
ditambahkan gliserin dan larut dalam air serta pencernaan.Apabila glukomannan
ditambahkan NaOH maka film yang dihasilkan akan kedap air.
6.Sifat Mengendap
Larutan Glukomannan dapat diendapkan untuk rekristalisasi
dengan ditambahkan etanol sehingga akan menghasilkan bentuk kristal yang sama
saat di dalam umbi.Akan tetapi, bila glukomannan ditambahkan alkali (Na, K dan
Ca) maka kristal yang dihasilkan atau massa gel tidak dapat larut dalam air
walaupun pada suhu 100 C .Apabila ditambahkan timbal asetat, larutan glukomannan
akan membentuk endapan putih.Polimer glukomannan memiliki sifat atau karakter
istimewa yaitu sifat antara selulosa dan galaktomannan, sehingga mampu
mengalami proses mengkrsital serta membentuk serat-serta halus.
Potensi Pemanfaatan
Porang dalam Industri Non Pangan
Pemanfaatan
porang dalam industri non pangan telah digunakan sebagai bahan subtitusi untuk
industri cat, kertas, lem, dan farmasi. Adapun peluang pemanfaatan lainnya yang
bisa meningkatkan hilirisasi porang dalam industri non pangan :
A. Pewarnaan Tekstil
Sifat
pengemulsi glukomanan berpotensi dimanfaatkan dalam bidang produksi tekstil,
terkhususnya pada proses pewarnaan benang/kain. Zat warna pigmen umumnya tidak
larut dalam pelarut air. Zat warna ini tidak memiliki afinitas terhadap segala
macam serat. Penggunaannya pada bahan tekstil diperlukan zat pengikat untuk
membantu proses pengikatan zat warna tersebut pada serat. Pengikat yang
digunakan yaitu emulsi yang dicampur dengan putaran tinggi.Bahan pengemulsi
berfungsi menurunkan tegangan antar muka pada zat pewarna, air, dan bahan
tekstil. Selain mempermudah pencampuran zat warna, zat pengemulsi terbukti
dapat bersifat pelembut dan pelumas pada serat benang berbasis selulosa. Zat
pengemulsi mampu mempertahankan kelembapan untuk waktu yang lebih lama,
mengurangi kerusakan serat, serta mengurangi timbulnya pemborosan pada proses
produksi. Ukuran partikel glukomanan yang lebih kecil memiliki permukaan yang
lebih luas, sehingga lebih mudah terhidratasi dan cepat larut.Penelitian mendapatkan
bahwa ukuran 80-100 mesh memiliki polaritas maksimal.Kelarutan glukomanan tentu
mempengaruhi kinerja dan efektivitasnya sebagai pengemulsi.
B. Penguat Tenunan
Tepung
glukomanan dapat digunakan sebagai bahan pengkilap dan penguat tenunan yang
menggantikan tepung kanji. Proses penting dalam penenunan yaitu sizing, atau penganjian. Proses ini
merupakan pelapisan benang-benang dengan arah memanjang (benang lusi) dengan
campuran bahan kimia seperti Polyvinil
Alcohol (PVA), dextrin, teepol dan lemak binatang sehingga benang memiliki
daya tenun baik dalam proses weaving.
Tanpa perlakuan ini, benang dari bahan baku kapas atau nilon mudah putus saat
ditenun menggunakan mesin dengan kecepatan tinggi. Trend back to nature menjadi landasan penggunaan pati dalam
campuran kanji sebagai agen biosizing.
Pati dalam campuran kanji mempengaruhi kadar viskositas untuk dapat meresap ke
dalam benang kapas. Viskositas terlalu tinggi menyebabkan tidak meresapnya
kanji ke dalam benang. Sedangkan, viskositas rendah dapat meresap ke dalam
benang kapas tetapi film yang dihasilkan tidak lebih kuat dibandingkan
viskositas tinggi. Sehingga diperlukan kadar konsentrasi pati dalam campuran
kanji yang ideal.
Penggunaan
tepung glukomanan ini bisa menjadi alternatif pengganti kanji sebab dari segi
viskositasnya yang lebih tinggi dari kanji. Proses sizing atau penganjian tenunan diwali dengan pembuatan larutan
kanji dan glukomanan porang. Benang lusi dicelupkan ke dalam larutan kanji
hingga bertambah bobotnya. Kemudian dilewatkan pada mesin padder. Serat kapas
memiliki daya serap tinggi sehingga banyak menyerap larutan kanji. Selain
penambahan berat, proses sizing juga
meningkatkan kekakuan benang.
Menurut
penelitian, permintaan konsumen akan tekstil saat ini tidak hanya terletak pada
bentuk dan keawetan kainnya, tetapi juga pada kenyamanan pemakaiannya. Konsumen
lebih menyukai yang nyaman dan sehat dengan karakter tidak menyusut dan tidak
mengalami abrasi ,pilling lebih stabil, memperpanjang masa pakai, tidak mudah
pudar ,dapat menonjolkan pola tekstil serta memungkinkan udara bersirkulasi di
dalam kain serta menghilangkan kelembapan. Untuk itu, faktor-faktor tersebut
menjadikan perlu adanya pengujian trial and error untuk mendapatkan
perbandingan rasio dan konsentrasi glukomannan yang baik dalam pemanfaatan ini.
C. Biomaterial Super Absorbent Polimer
Berdasarkan
struktur kimianya, glukomannan memiliki gugus hidroksil -OH dan juga karboksil
yang membuat glukomannan bersifat hidrofilik.Hal ini membuat glukomannan
menjadi salah satu bahan alternatif adsorben yang dapat menyerap air lebih dari
100x beratnya sendiri Keunggulan sifat glukomannan dari bahan yang lain yakni
mampu menyerap air cukup tinggi , memilki viskositas tinggi meskipun
konsentrasi rendah serta dapat membentuk struktur gel.Glukomannan sangat
berpotensi untuk dijadikan hydrogel. Hidrogel merupakan salah satu produk
berbasis selulosa. Hidrogel sebagai bahan dasar polimer superabsorben merupakan
bahan yang dapat mengadsorpsi atau menyimpan cairan lebih banyak dari berat
bahan yang digunakan, dapat diaplikasikan untuk detoksifikasi limbah minyak,
penyerap zat warna, katalis penyerap urin dalam popok, kontak lensa mata.
Hydrogel
glukomannan yang terbentuk mempunyai sifat fisik yang rapuh dan tidak stabil
serta terbentuk melalui ikatan hidrogen. Oleh karena itu, perlu adanya
modifikasi dengan polimer/monomer berbasis akrilat yang reaktif dengan iradiasi
gamma. HSA poli (kalium akrilat)- g-glukomanan yang telah dimodifikasi dapat
dipertimbangkan sebagai bahan biomaterial khususnya untuk sebagai popok bayi
sebab daya serapnya telah teruji SNI. Menurut ISO 17190- 5-2001, daya serap
popok bayi adalah minimal 70 kali dari bobot awal. Pada modifikasi ini (Glukomannan
0,25 g) dapat menyerap Urea dan NaCl hingga 715 g/g -733 g/g. Sehingga bisa
menjadi alternatif untuk biomaterial popok atau bahan penyerap lainnya.
Daftar
Pustaka
Choudhury.
2014. Coloration of cationized cellulosic fibers – A review. AATCC Journal of
Research.
1(3):11 – 19. doi:10.14504/ajr.1.3.2.
Erizal,
Perkasa DP, GS Sulistioso, Sudirman, Juniarti Z, Hariyanti.2017.Sintesis dan karakterisasi
biodegradable
hidrogel superabsorben poli(kalium akrilat)-gglukomanan dengan teknik
iradiasi
gamma.Jurnal Sains MateriIndonesia.19(1):32-38.
Lee
HV, Hamid SBA, Zain SK. 2014. Review article conversion of lignocellulosic
biomass to
nanocellulose:
structure and chemical process. Science World J. 1-20.
Lu
W, Zheng B, Miao S. 2018. Improved emulsion stability and modified nutrient
release by
structuring
O/W emulsions using konjac glucomannan. Food Hydrocolloids. 81:120–128.
doi:10.1016/j.foodhyd.2018.02.034
Koswara,
S. (2013). Modul: Teknologi Pengolahan Umbi-Umbian Bagian 2: Pengolahan Umbi
Porang.
Southeast Asian Food And Agricultural Science and Technology (SEAFAST)
Center,
Institut Pertanian Bogor
Yan
C, Lin X, Luo X, Kang Y.2009.Flexibility modification of konjac glucomannan
film b
deacetylation.School
of materials science and engineering:China