1. Teknik Budidaya Tanaman Sagu
- Nama Lain dari Tanaman Sagu
Sagu (Metroxylon sp.) di duga berasal dari Maluku dan Irian. Hingga saat ini belum ada data yangmengungkapkan sejak kapan awal mula sagu ini dikenal. Di wilayah Indonesia bagian
Timur, sagu sejak lama dipergunakan sebagai makanan pokok oleh sebagian
penduduknya terutama di Maluku dan Irian Jaya. Teknologi eksploitasi,
budidaya dan pengolahan tanaman sagu yang paling maju saat ini adalah di Malaysia.
Tanaman Sagu dikenal dengan nama Kirai di Jawa Barat, bulung, kresula, bulu, rembulung, atau resula di Jawa Tengah; lapia atau napia di Ambon; tumba di Gorontalo; Pogalu atau tabaro di Toraja; rambiam atau rabi di kepulauan Aru.Tanaman sagu masuk dalam Ordo Spadicflorae, Famili Palmae. Di kawasanIndo Pasifik terdapat 5 marga (genus) Palmae yang zat tepungnya telah dimanfaatkan, yaituMetroxylon, Arenga, Corypha, Euqeissona, dan Caryota.Genus yang banyak dikenal adalah Metroxylon dan Arenga, karena kandungan acinya cukup tinggi.
Sagu dari genus Metroxylon, secara garis besar digolongkan menjadi dua, yaitu : yang berbunga atau berbuah dua kali (Pleonanthic)
dan berbunga atau berbuah sekali (Hapaxanthic) yang mempunyai nilai
ekonomis penting, karena kandungan karbohidratnya lebih banyak. Golongan
ini terdiri dari 5 varietas penting yaitu :
- Metroxylon sagus,Rottbol atau sagu molat
- Metroxylon rumphii, Martius atau sagu Tuni.
- Metroxylon rumphii, Martius varietas Sylvestre Martius atau sagu ihur
- Metroxylon rumphii,Martius varietas Longispinum Martius atau sagu Makanaru
- Metroxylon rumphii,Martius varietas Microcanthum Martius atau sagu Rotan
Dari kelima varietas tersebut, yang memiliki arti ekonomis penting adalah Ihur, Tuni, dan Molat.
Sagu
mempunyai peranan sosial, ekonomi dan budaya yang cukup penting di
Propinsi Papua karena merupakan bahan makanan pokok bagi masyarakat
terutama yang bermukim di daerah pesisir. Pertanaman sagu di Papua cukup
luas, namun luas areal yang pasti belum diketahui. Berdasarkan data
penelitian dan pengambangan pertanian dapat diperkirakan luas hutan sagu
di Papua mencapai 980.000 ha dan kebun sagu 14.000 ha, yang tersebar
pada beberapa daerah, yaitu Salawati, Teminabuan, Bintuni, Mimika,
Merauke, Wasior, Serui, Waropen, Membramo, Sarmi dan Sentani.
Sentra penanaman
sagu di dunia adalah Indonesia dan Papua Nugini, yang diperkirakan
luasan budi daya penanamannya mencapai luas 114.000 ha dan 20.000 ha.
Sedangkan luas penanaman sagu sebagai tanaman liar di Indonesia adalah
Irian Jaya, Maluku, Riau, Sulawesi Tengah dan Kalimantan.
- Syarat Tumbuh
Jumlah
curah hujan yang optimal bagi pertumbuhan sagu antara 2.000 – 4.000
mm/tahun, yang tersebar merata sepanjang tahun. Sagu dapat tumbuh sampai
pada ketinggian 700 m di atas permukaan laut (dpl), namun produksi sagu
terbaik ditemukan sampai ketinggian 400 m dpl. Suhu optimal untuk
pertumbuhan sagu berkisar antara 24,50 – 29oC dan suhu minimal 15oC, dengan kelembaban nisbi 90%. Sagu dapat tumbuh baik di daerah 100 LS - 150 LU dan 90 – 180 darajat BT,
yang menerima energi cahaya matahari sepanjang tahun. Sagu dapat
ditanam di daerah dengan kelembaban nisbi udara 40%. Kelembaban yang
optimal untuk pertumbuhannya adalah 60%.
Tanaman sagu membutuhkan air yang
cukup, namun penggenangan permanen dapat mengganggu pertumbuhan sagu.
Sagu tumbuh di daerah rawa yang berair tawar atau daerah rawa yang
bergambut dan di daerah sepanjang aliran sungai, sekitar sumber air,
atau di hutan rawa yang kadar garamnya tidak terlalu tinggi dan tanah
mineral di rawa-rawa air tawar dengan kandungan tanah liat > 70% dan
bahan organik 30%. Pertumbuhan sagu yang paling baik adalah pada tanah
liat kuning coklat atau hitam dengan kadar bahan organik tinggi. Sagu
dapat tumbuh pada tanah vulkanik, latosol, andosol, podsolik merah
kuning, alluvial, hidromorfik kelabu dan tipe-tipe tanah lainnya. Sagu
mampu tumbuh pada lahan yang memiliki keasaman tinggi. Pertumbuhan yang
paling baik terjadi pada tanah yang kadar bahan organiknya tinggi dan
bereaksi sedikit asam pH 5,5 – 6,5.
Sagu
paling baik bila ditanam pada tanah yang mempunyai pengaruh pasang
surut, terutama bila air pasang tersebut merupakan air segar. Lingkungan
yang paling baik untuk pertumbuhannya adalah daerah yang berlumpur,
dimana akar nafas tidak terendam. Pertumbuhan sagu juga dipengaruhi oleh
adanya unsur hara yang disuplai dari air tawar, terutama potasium,
fosfat, kalsium, dan magnesium.
Pengertian
mengenai hutan sagu adalah hutan yang didominasi oleh tanaman sagu.
Selain sagu, masih bnyak tanaman lain yang ditemukan dalam kawasan
tersebut. Selain itu, dalam satu hamparan hutan sagu tidak hanya tumbuh
satu jenis sagu, tetapi terdapat beragam jenis sagu dan struktur
tanaman.
- Teknologi Perbanyakan tanaman sagu
Teknologi
perbanyakan tanaman sagu dapat dilakuan dengan metode generatif dan
vegetatif. Secara generatif yaitu dengan menggunakan biji yang berasal
dari buah yang sudah tua dan rontok dari pohonnya. Biji yang digunakan
adalah biji yang berasal dari pohon induk yang baik, yang subur dan
produksinya tinggi.
Perbanyakan
tanaman sagu secara vegetatif dapat dilakukan dengan menggunakan bibit
berupa anakan yang melekat pada pangkal batang induknya yang disebut
dangkel atau abut (jangan yang berasal dari stolon).
- Persemaian dan Pembibitan
D.1. Persyaratan Benih atau Bibit
Syarat bibit untuk pembibitan cara generatif
adalah biji yang digunakan sudah tua, tidak cacat fisik, besarnya
rata-rata dan bertunas. Syarat bibit untuk pembibitan cara vegetatif
adalah berasal dari tunas atau anakan yang umurnya kurang dari 1 tahun,
dengan diameter 10-13 cm dan berat 2-3 kg. Tinggi anakan +1 meter dan punya pucuk daun 3-4 lembar.
D.2. Penyiapan Benih atau Bibit
a). Cara generatif
Biji
yang digunakan berasal dari buah yang sudah tua dan jatuh/rontok dari
pohon induk yang baik, yaitu subur dan produksinya tinggi, tumbuh pada
lahan yang wajar serta produksi klon rata-rata tinggi. Biji/buah yang
diambil tersebut adalah buah yang tidak cacat fisik, besarnya rata-rata,
dan bernas.
b). Cara Vegetatif
Pembiakan
secara vegatatif dapat dilakukan dengan menggunakan bibit berupa anakan
yang melekat pada pangkal batang induknya. Adapun cara pengadaan adalah
sebagai berikut :
- Pengambilan dengkel dipilih yang terletak di permukaan atas.
- Pemotongan dilakukan di sisi kiri dan kanan sedalam 30 cm, tanpa membuang akar serabutnya.
- Dangkel
yang telah dipotong, dibersihkan dari daun-daun dan ditempatkan pada
tempat yang mendapat cahaya matahari langsung dengan bagian permukaan
belahan tepat pada tempat di mana cahaya matahari jatuh, selama 1 jam.
- Luka bekas irisan dangkel yang msih tertanam segera dilumuri dengan zat penutup luka (seperti : TB-1982 atau Acid Free Coalteer) untuk mencegah hama dan penyakit.
- Bibit sagu direndam dalam air aerobic selama 3-4 minggu. Setelah itu bibit ditanam.
- Penyiapan dangkel sebaiknya dilakukan pada waktu menjelang sore hari,
kemudian pada sore hari dangkel dikumpulkan dan pada waktu malam hari
diangkut ke lahan, untuk menghindari kerusakan dangkel oleh cahaya
matahari.
D.3. Teknik Penyemaian Benih
a) Cara generatif :
Secara generatif penyemaian benih tanaman sagu dapat dilakukan dengan cara perkecambahan tidak langsung, penyiapan media, penataan bibit dan pembibitan, sebagai berikut.
1. Perkecambahan tak langsung
- Penyiapan media : Wadah atau bak dari bata atau bambu berukuran tinggi 30-40 cm, panjang tidak lebih dari 2 meter dan lebar 1,2 – 1,5 cm. Selanjutnya sepertiga bagian bawah diisi pasir dan atasnya serbuk gergaji basah.
- Penataan
Bibit : bibit ditata dengan jarak 10 x 10 cm; 10 x 15 cm; atau 15 x 15
cm dengan posisi miring atau tegak, bagian lembaga diletakkan di bawah, ¾
bagian bibit ditekan dalam serbuk gergaji. Kelembaban media dijaga
antara 80-90%. Setelah umur 1-2 bulan dan sudah berdaun 2-3 lembar,
bibit dipindah ke bedeng pembibitan.
2. Pembibitan (Perkecambahan tak langsung di media pembibitan)
- Penyiapan
media : Tanah diolah sedalam 45-60 cm, digemburkan dan ditambah pupuk
dasar. Ukuran bedeng tinggi 30 cm; lebar 1,25 m; dan panjang + 8-10 dengan jarak antar bedengan 30-50 cm.
- Pengaturan
pembibitan tanpa penjarangan : Bibit ditanam dengan jarak 25 x 25cm
sampai dengan 40 x 40 cm. Pengaturan pembibitan dengan penjarangan :
Pada mulanya bibit ditanam dengan jarak rapat, yaitu 12,5 x 12,5 cm; 15 x
15 cm; atau 20 x 20 cm.
D.4. Pemeliharaan Penyemaian
Cara generatif dengan penjarangan :
- Dilakukan setelah satu bulan, yaitu menjadi 25 x 25 cm; atau 40 x 40 cm.
- Selama masa penyemaian kelembaban dipertahankan 80 – 90 %
- Diberi naungan agar tidak kena cahaya matahari langsung.
- Peyiraman dilakukan setiap saat.
D.5. Pemindahan Bibit
a). Cara generatif :
Bibit yang berumur 6 -12 bulan dapat dipindahkan atau ditanam. Cara pengangkatannya ke kebun atau tempat penanaman mudah dan murah.
b). Cara Vegetatif
Setelah diambil dapat langsung ditanam.
- Pengolahan Media Tanam
- Persiapan
Lahan
dipilih yang sesuai dengan ketentuan. Menurut kebiasaan petani sagu
Riau dan Maluku, penanaman sagu dilakukan pada awal musim hujan.
- Pembukaan Lahan
Lahan
dibersihkan dari semua vegetasi di bawah diameter 30 cm dekat permukaan
tanah dan semua pohon yang tinggal. Vegetasi bawah dan ranting –
ranting kecil tersebut dibakar dan abunya untuk pupuk. Pokok – pokok
batang yang besar, yang sulit penggaliannya dapat ditinggalkan begitu
saja di lahan, kecuali pokok – pokok yang berada pada calon baris
tanaman harus dibersihkan.
- Pembentukan bedengan
Dilakukan untuk penanaman dengan cara blok (biasanya dilakukan perusahaan perkebunan sagu). Adapun tata cara pembangunan blok adalah:
- Ukuran blok 400 x 400 m, jadi satu blok luasnya 16 ha. Biasanya di tengah – tengah blok dibangun kanal tersier.
- Kanal yang harus dibangun ada 3 macam, yaitu : kanal utama, kanal sekunder, dan kanal tersier.
- Kanal
utama adalah kanal yang digali tegak lurus terhadap sungai, dibangun di
setiap dua blok kebun sagu, jaraknya dari kanal utama satu dengan yang
lain adalah 800 m. Fungsinya sebagai pengaliran air dari sungai ke dalam
blok – blok sagu, dan sebagai jalur transportasi utama dari kebun ke
sungai dan sebaliknya, serta untuk penyanggah pengaruh air pasang. Kanal
utama ini lebarnya 2,5 m.
- Kanal
sekunder adalah kanal yang digali tegak lurus terhadap kanal utama
(melintang pada blok dan kanal utama). Kanal ini berfungsi sebagai
pembatas antara empat blok sagu disebelahnya; sebagai jalur transportasi
sagu dari kebun dan atau kanal tersier ke kanal utama. Lebar kanal
sekunder adalah 2 m.
- Kanal
tersier adalah kanal yang digali pada pertengahan blok atau di antara
dua blok atau melintangi di antara blok – blok yang saling berseberangan
dan sebagai jalur transportasi dari kebun sagu bagian dalam, ke sungai
atau kanal utama, atau ke kanal sekunder atau juga ke kanal tersier
melintang dan sebaliknya. Lebar kanal tersier adalah 1,5 m.
- Saluran drainase lebarnya 0,75 – 1,00 m.
- Lain - lain
Menentukan
sistem dan alat transportasi, karena lahan penanaman sagu didominasi
oleh lahan yang berupa rawa dan lahan pantai yang sering dipengaruhi
pasang surut. Lahan sebagian merupakan daerah berair, maka infrastruktur
harus terdiri atas sistem kanal sebagai pengganti jalan darat.
- Penanaman dan Penyulaman
- Penentuan Pola tanam
Penanaman dengan sistem blok adalah jarak tanam atau jarak lubang antar bervariasi antara 8-10 meter, sehingga satu hektar hanya menampung + 150 buah. Jarak tanam yang dianggap ideal adalah :
- Sagu Tuni 8 x 8 atau 9 x 9 m, hubungan segitiga sama sisi, sehingga 1 hektar akan memuat 143 tanaman.
- Sagu Ihur 9 x 9 m, hubungan segitiga sama sisi, sehingga 1 hektar akan memuat 143 tanaman.
- Sagu Molat 7 x 7, hubungan segi empat, sehingga 1 hektar akan memuat 2043 tanaman
- Jika ketiga varietas ditanam secara bersama – sama, maka ditanam secara terpisah menurut blok.
- Pembuatan Lubang tanam
Lubang
tanam digali sebulan/selambat-lambatnya 1 minggu sebelum penanaman
dengan ukuran lubang 30x30x30 cm. Hasil galian tanah bagian atas
dipisahkan dari tanah lapisan bawah dan dibiarkan beberapa hari. Pada
lubang tanaman itu ditempatkan pancang – pancang bambu, tiap lubang 2
pacang.
- Cara Penanaman
Cara
penanaman dilakukan dengan membenamkan dangkel ke dalam lubang tanaman.
Bagian pangkal dangkel ditutup dengan tanah remah bercampur gambut.
Tanah penutup jangan ditekan tapi dangkel jangan sampai bergerak. Tanah
lapisan atas dimasukkan sampai separuh lubang apabila mungkin di campur
puing – puing. Akar – akar dibenamkan pada tanah penutup lubang dan
pangkalnya agak ditekan sedikit ke dalam tanah.
- Penyiangan (pengendalian gulma)
Penyiangan
dilakukan terhadap gulma dan dilakukan pada sagu muda (3 – 4 tahun),
sebab rawan terhadap serangan hama. Gulma juga akan memperbesar peluang
kebun dilanda kebakaran. Proses penyiangan dapat dilakukan dengan
menggunakan tangan, sabit, parang, cangkul dan sebagainya. Hasil dari
penyiangan dipendam/dikomposkan. Bila gulma mengandung hama/vektor dan
kayu, dibakar dan abunya dijadikan pupuk.
- Pengendalian Hama dan Penyakit
Pada
tanaman sagu terdapat hama dan penyakit yang dapat mengurangi hasil
panen. Beberapa jenis hama dan penyakit adalah sebagai berikut.
Hama
a. Kumbang (Oryctes rhinoceros sp.)
Gejala
dari serangan hama ini adalah terdapat lubang pada pucuk daun bekas
gerekan kumbang, setelah berkembang tampak terpotong seperti di gunting
dalam bentuk segitiga. Pengendalian dapat dilakukan secara mekanis dan
bilogis. Pengendalian secara mekanis adalah dengan cara pohon – pohon
sagu yang mendapat serangan ditebang dan dibakar. Pengendalian secara
biologis dapat dengan menggunakan musuh alami.
b. Kumbang sagu (Rhynchophorus sp)
Ciri
dari serangan hama ini adalah, serangan sekunder setelah kumbang
oryctes biasanya meletakkan telur di luka bekas oryctes. Bila serangan
terjadi pada titik tumbuh dapat menyebabkan kematian pohon. Pengendalian
dapat dilakukan dengan cara mekanik dan biologis.
c. Ulat daun Artona (Artona catoxantha, Hamps. Atau Brachartona catoxantha)
Ulat
daun selain merusak daun pada sagu, juga menyerang pada daging buah,
ulat daun ini menyerang jaringan dalam daun. Pengendalian pada ulat daun
dapat dilakukan secara mekanik dan biologis.
d. Babi hutan
Binatang
ini merusak sagu tingkat semai dan sapihan (umur 1-3 tahun), memakan
umbut (pucuk batang yang masih muda). Pengendalian hama binatang ini
adalah dengan cara memburu dan membunuhnya agar populasi terkendali.
e. Kera (Macaca irus)
Binatang
ini mempunyai potensi untuk merusak bagian sagu muda dan selalu merusak
lebih banyak daripada yang dibutuhkan. Pengendalian untuk binatang ini
sama dengan pengendalian binatang babi hutan.
Penyakit
Penyakit yang biasanya terdapat pada tanaman sagu adalah bercak kuning yang disebabkan oleh cendawan Cercospora. Gejala dari penyakit ini adalah daun berbercak – bercak coklat.
- Pemupukan
Unsur
hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman sagu, antara lain
kalsium, kalium dan magnesium. Pada hutan sagu liar, pemeliharaan
tanaman berupa pemupukan jarang dilakukan. Berbeda dengan hutan budidaya
sagu yang mengejar produktivitas yang optimal, maka akan dilakukan
pemupukan. Beberapa jenis pupuk dan dosis pemupukan disajikan pada Tabel
65.
Pemupukan
dilakukan dengan membenamkan pupuk dalam tanah, agar tidak terbawa air
sebelum terabsorbsi oleh akar tanaman lahan yang berada di daerah
rawa/dataran rendah dan pasang surut yang sering yang terjadi luapan
air. Pemupukan dilaksanakan secara melingkar di sekeliling rumpun atau
secara lokal di daun sisi rumpun pada jarak sejauh pertengahan antara
ujung tajuk dengan pohon/rumpun sagu. Waktu pemupukan untuk tanaman sagu
muda adalah sampai 1 tahun menjelang panen, pemupukan dilakukan 1-2
kali setahun. Pemupukan sekali setahun, dilakukan pada awal musim hujan.
Sedangkan untuk pemupukan dua kali setahun dilakukan pada awal dan
akhir musim hujan, masing – masing dengan ½ dosis.
Ciri dan umur panen
Panen
dapat dilakukan umur 6 -7 tahun, atau bila ujung batang mulai
membengkak disusul keluarnya selubung bunga dan pelepah daun berwarna
putih terutama pada bagian luarnya. Tinggi pohon 10 – 15 m, diameter 60 –
70 cm, tebal kulit luar 10 cm, dan tebal batang yang mengandung sagu 50
– 60 cm. Ciri pohon sagu siap panen pada umumnya dapat dilihat dari
perubahan yang terjadi pada daun, duri, pucuk dan batang. Cara penentuan
pohon sagu yang siap panen di Maluku adalah sebagai berikut :
- Tingkat
Wela/putus duri, yaitu suatu fase dimana sebagian duri pada pelepah
daun telah lenyap. Kematangannya belum sempurna dan kandungan acinya
masih rendah, tetapi dalam keadaan terpaksa pohon ini dapat di panen.
- Tingkat
Maputih, ditandai dengan menguningnya pelepah daun, duri yang terdapat
pada pelepah daun hampir seluruhnya lenyap, kecuali pada bagian pangkal
pelepah masih tertinggal sedikit. Daun muda yang terbentuk ukurannya
semakin pandek dan kecil. Pada tingkat ini sagu jenis Metroxylon rumphii Martius sudah siap dipanen, karena kandungan acinya sangat tinggi.
- Tingkat
Maputih masa/masa jantung, yaitu fase dimana semua pelepah daun telah
menguning dan kuncup bunga mulai muncul. Kandungan acinya telah padat
mulai dari pangkal batang sampai ujung batang merupakan fase yang tepat
untuk panen sagu ihur (Metroxylon sylvester Martius)
- Tingkat
siri buah, merupakan tingkat kematangan terakhir, di mana kuncup bunga
sagu telah mekar dan bercabang menyerupai tanduk rusa dan buahnya mulai
terbentuk. Fase ini merupakan saat yang paling tepat untuk memanen sagu
jenis Metroxylon longisipium Martius
Cara Panen
Langkah-langkah pemanenan sagu adalah sebagai berikut :
- Pembersihan
untuk membuat jalan masuk ke rumpun dan pembersihan batang yang akan di
potong untuk memudahkan penebangan dan pengangkutan hasil tebangan.
- Sagu dipotong sedekat mungkin dengan akarnya. Pemotongan menggunakan kampak/mesin pemotong (gergaji mesin).
- Batang
dibersihkan dari pelepah dan sebagian ujung batangnya karena acinya
rendah, sehingga tinggal gelondongan batang sagu sepanjang 6 – 15 meter.
Gelondongan dipotong – potong menjadi 1-2 meter untuk memudahkan
pengangkutan. Berat 1 gelondongan adalah + 120 kg dengan diameter 45 cm dan tebal kulit 3,1 cm.
Periode Panen dan Perkiraan Produksi
Pemanenan kedua dilakukan dengan jangka waktu + 2
tahun. Perkiraan produksi hasil yang paling mendekati kenyataan pada
kondisi liar dengan produksi 40 – 60 batang/ha/tahun, jumlah empulur 1
ton/batang, kandungan aci sagu 18,5 %, dapat diperkirakan hasil per
hektar per tahun adalah 7 – 11 ton aci sagu kering. Secara teoritis,
dari satu batang pohon sagu dapat dihasilkan 100 -600 Kg aci sagu
kering. Rendemen total untuk pengolahan yang ideal adalah 15%.
2. Teknik Produksi Bioethanol Sagu
Bagian
terpenting dalam tanaman sagu adalah batang sagu karena merupakan
tempat penyimpanan cadangan makanan (karbohidrat) yang dapat
menghasilkan pati sagu. Tinggi batang sagu dewasa mencapai 10 m . Ukuran
dari batang sagu dan kandungan patinya tergantung pada jenis sagu, umur
dan habitatnya. Pada umur panen sekitar 11 tahun ke atas empulur sagu
mengandung pati sekitar 15-20 persen. Setiap pohon sagu dapat
menghasilkan tepung sagu berkisar antara 50-450 kg tepung sagu basah.
Kandungan
pati maksimal terjadi pada waktu sagu sebelum berbunga. Munculnya
primordia bunga biasanya menunjukkan kandungan pati menurun. Kandungan
pati menurun karena digunakan sebagai energi untuk pembentukan bunga dan
buah. Setelah pembungaan dan pembentukan buah, batang akan menjadi
kosong dan tanaman sagu mati. Keadaan tersebut mempermudah petani dalam
mengetahui kandungan pati sagu secara maksimal.
Sagu
merupakan salah satu sumber karbohidrat potensial disamping beras,
khususnya bagi sebagian besar masyarakat di kawasan Timur Indonesia
seperti Irian Jaya dan Maluku. Beberapa produk olahan dari pati sagu
antara lain papeda, soun, dan ongol-ongol. Diperkirakan hampir 90% areal
sagu Indonesia berada di Irian Jaya dan saat ini arealnya menyusut
akibat esksploitasi yang berlebihan. Sistem pengolahan sagu di Indonesia
masih sangat rendah yang ditandai dengan kapasitas dan produktivitas
pengolahan yang masih rendah.
Di
pasaran internasional tepung sagu digunakan sebagai bahan substitusi
tepung terigu untuk pembuatan biskuit, mie, sirup berkadar fruktosa
tinggi, industri perekat, dan industri farmasi. Pemanfaatan dan nilai
tambah sagu pada tingkat petani masih sangat sederhana. Hal ini karena
sebagian besar tujuan pengolahan sagu hanya untuk memenuhi kebutuhan
keluarga. Cara sederhana tersebut menghasilkan rendemen yang rendah dan
kurang efisien.
Sagu
memiliki kandungan karbohidrat, protein, lemak, kalsium, dan zat besi
yang tinggi. Dengan kandungan tersebut, sagu berpotensi dijadikan
sebagai bahan baku sirup glukosa yang dapat meningkatkan nilai tambah
sagu. Pati sagu mengandung 27% amilosa dan 73% amilopektin. Perbandingan
komposisi kadar amilosa dan amilopektin akan mempengaruhi sifat pati.
Semakin tinggi kadar amilosa maka pati bersifat kurang kering, kurang
lekat dan mudah menyerap air (higroskopis).
Pati
sagu memiliki granula yang berbentuk elips agak terpotong dengan ukuran
granula sebesar 20-60 mm dan suhu gelatinisasinya berkisar 60-72oC. Sedangkan menurut Wirakartakusumah et al., (1986) suhu gelatinisasi pati sekitar 72-90oC.
- Hidrolisis Pati
Sebagai
bahan baku bioetanol, pati sagu akan dihidrolisis untuk mendapatkan
glukosa, kemudian dilakukan fermentasi untuk mendapatkan bioetanol.
Hidrolisis pati sagu akan menghasilkan hidrolisat pati yang merupakan
cairan kental dengan komponen utamanya glukosa. Hidrolisis pati menjadi
glukosa dapat dilakukan dengan bantuan asam atau enzim pada waktu, suhu
dan pH tertentu. Berbagai cara hidrolisis pati telah banyak dikembangkan
diantaranya yaitu hidrolisis asam, hidrolisis enzim dan kombinasi asam
dan enzim.
Hidrolisis
pati menggunakan asam memiliki diagram proses yang sederhana, namun
memerlukan persyaratan peralatan yang rumit (tahan panas, tekanan
tinggi). Berbeda dengan hidrolisis enzimatis, selain kondisi proses yang
tidak ekstrim, pemakaian enzim dapat menghasilkan rendemen dan mutu
larutan glukosa yang lebih tinggi dibandingkan hidrolisis secara asam.
Pada hidrolisis secara enzimatis ikatan pati dipotong sesuai dengan
jenis enzim yang digunakan, sedangkan apabila menggunakan asam
pemotongan dilakukan secara acak.
Pada
proses hidrolisis pati sagu terdapat tiga tahapan dalam mengkonversi
pati yaitu tahap gelatinisasi, likuifikasi dan sakarifikasi. Tahap
gelatinisasi merupakan pembentukan suspensi kental dari granula pati,
tahap likuifikasi yaitu proses hidrolisis pati parsial yang ditandai
dengan menurunnya viskositas dan sakarifikasi yaitu proses lebih lanjut
dari hidrolisis untuk menghasilkan glukosa.
Pada
tahap likuifikasi terjadi pemecahan ikatan a-1,4 glikosidik oleh enzim
a-amilase pada bagian dalam rantai polisakarida secara acak sehingga
dihasilkan glukosa, maltosa, maltodekstrin dan a-limit dekstrin. Enzim.
a-amilase merupakan enzim yang menghidrolisis secara khas melalui bagian
dalam dengan memproduksi oligosakarida dari konfigurasi alfa yang
memutus ikatan a-(1,4) glikosidik pada amilosa, amilopektin, dan
glikogen. Ikatan a-(1,6) glikosidik tidak dapat diputus oleh a-amilase,
tetapi dapat dibuat menjadi cabang-cabang yang lebih pendek (Nikolov dan
Reilly, 1991). Enzim a-amilase umumnya diisolasi dari Bacillus amyloquefaciens, B. licheniformis, Aspergillus oryzae, dan A. niger. pH optimum untuk enzim ini sekitar 6 dengan suhu optimum 60oC. Jika suhu semakin ditingkatkan maka pH optimum pun semakin meningkat sampai sekitar tujuh.
Pada
likuifikasi pati biasanya a-amilase yang digunakan adalah yang memiliki
aktivitas tinggi, sehingga dosis enzim yang digunakan sekitar 0,5-0,6
kg/ton pati atau 1500 U/kg substrat kering. Enzim a-amilase komersial
dibuat oleh Novo Industri A/S antara lain dengan nama Termamyl yang
memiliki ketahanan terhadap suhu sekitar 95-110oC. Stabilitas Termamyl tergantung pada suhu, konsentrasi Ca2+,
kandungan ion dan ekuivalen dekstrosa. Dosis a-amilase yang biasa
digunakan antara 0.5 sampai 0.6 kg Termamyl 102 L per ton pati kering.
Satu kNU (kilo Novo a-amilase Unit) adalah jumlah enzim yang dapat
menghidrolisis 5,26 pati (gram standar) per jam suhu 37oC, pH 5,6 pada kondisi standar.
Setelah
terjadi likuifikasi, selanjutnya bahan akan mengalami proses
sakarafikasi oleh enzim amiloglukosidase. Amiloglukosidase merupakan
eksoenzim yang terutama memecah ikatan a-(1,4) dengan melepaskan
unit-unit glukosa dari ujung non reduksi molekul amilosa dan amilopektin
untuk memproduksi b-D-Glukosa. Nama trivial yang sering digunakan pada
enzim ini adalah amiloglukosidase (AMG), glukoamilase, dan gamma-amilase
(Kulp, 1975). Amiloglukosidase ditemukan pada tahun 1950-an dan
digunakan secara luas pada teknologi bioproses pati dan industri
makanan. Kegunaan yang luas dan spesifik menyebabkan amiloglukosidase
digunakan pada produksi gula cair.
Amiloglukosidase diproduksi dalam jumlah besar dari kapang dan khamir, tetapi hanyaAspergillus dan Rhizopus yang digunakan secara komersial. Suhu optimum untuk enzim amiloglukosidase berkisar 40-60oC dengan pH optimum 3-8.
Amiloglukosidase yang umumnya digunakan pada tahap likuifikasi berasal dariAspergillus niger.
Pada kondisi yang sesuai, enzim amiloglukosidase ditambahkan dengan
dosis berkisar 1,65-0,80 liter enzim per ton pati dengan dosis sebesar
200 U/kg pati (Chaplin dan Buckle, 1990). Amiloglukosidae yang berasal
dari Novo yaitu AMG tersedia dalam bentuk cair dengan aktivitas 200, 300
atau 4000 AGU g-1. Satu AGU (Amiloglukosidase Unit) adalah jumlah enzim yang menghidrolisis 1 mmol maltosa per menit pada suhu 25oC dan kondisi standar.
- Fermentasi Etanol
Hasil
hidrolisis pati selanjutnya difermentasi dengan bantuan mikroorganisme.
Mikroorganisme yang dipakai dalam fermentasi etanol adalah khamir.
Khamir yang biasa digunakan untuk menghasilkan etanol adalah Saccharomyces cerviseae.Saccharomyces cerviseae sering
dipakai pada fermentasi etanol karena menghasilkan etanol yang tinggi,
toleran terhadap kadar etanol yang tinggi, mampu hidup pada temperatur
tinggi, tetap stabil selama kondisi fermentasi dan dapat bertahan hidup
pada pH rendah.
Saccharomyces cerviseae bisa didapatkan dalam bentuk kultur murni maupun terkandung dalam ragi. Saccharomyces cerviseae bisa diproduksi menjadi ragi, baik untuk pembuatan roti (roti (baker’s yeast) ataupun pada pembuatan minuman beralkohol (brewing yeast dan wine yeast). Dalam pembuatan ragi digunakan strainSaccharomyces cerviseae yang berbeda. Strain Saccharomyces cerviseae yang berbeda memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda. Pada pembuatan ragi roti digunakan Saccharomyces cerviseae yang
memiliki sifat antara lain menghasilkan karbondioksida yang tinggi
serta mampu memberikan tekstur dan rasa yang baik. Sementara Saccharomyces cerviseae yang digunakan untuk produksi alkohol memiliki sifat antara lain mampu menghasilkan etanol yang tinggi.
Ragi roti mengandung sel hidup (viable cell) Saccharomyces cerviseae yang
mengalami asimilasi sel karena terdapat dalam kondisi aerobik
(Retledge, 2001). Ragi roti biasanya berbentuk kering dengan berat
kering 95% atau bentuk basah dengan berat kering 25-29%. Ragi roti
biasanya digunakan sebagai zat pegembang adonan dan untuk memberikan
tekstur serta rasa yang khas pada roti. Sementara itu ragi pada minuman
beralkohol (brewing yeast dan wine yeast) digunakan
sebagai inokulum pada pembuatan minuman beralkohol. Ragi yang paling
banyak digunakan dan tersedia banyak di pasaran adalah ragi roti.
Strain Saccharomyces cerviseae yang digunakan berbeda antara ragi roti dan ragi untuk industri alkohol.
Khamir
memerlukan medium dan lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan dan
perkembang biakannya. Unsur-unsur dasar yang dibutuhkan adalah karbon,
hidrogen, oksigen, fosfor, zat besi dan magnesium. Unsur karbon banyak
diperoleh dari dari gula, sumber nitrogen didapatkan dari amonia, asam
amino, peptida, pepton, nitrat atau urea tergantung pada jenis khamir.
Fosfor merupakan unsur penting dalam kehidupan khamir terutama dari
pembentukan alkohol dari gula.
Pada
permulaan proses fermentasi, khamir memerlukan oksigen untuk
pertumbuhannya sehingga fermentasi terjadi secara aerob. Setelah
terbentuk CO2, reaksi akan berubah menjadi anaerob. Alkohol
yang terbentuk akan menghalangi fermentasi lebih lanjut setelah tercapai
konsentrasi antara 13-15% volume. Konsentrasi alkohol akan menghalangi
fermentasi tergantung pada temperatur dan jenis khamir yang digunakan.
Khamir
tumbuh terbaik pada kondisi aerobik, walaupun demikian beberapa khamir
dapat tumbuh pada kondisi anaerobik. Proses respirasi pada kondisi
aerobik digantikan proses fermentasi pada proses anaerobik. Khamir akan
selalu berespirasi pada setiap keadaan yang memungkinkan karena energi
yang dihasilkan pada respirasi jauh lebih besar dibandingkan energi yang
dihasilkan pada fermentasi (Barnett et al., 2000). Bila
terdapat udara pada proses fermentasi maka etanol yang dihasilkan lebih
sedikit karena terdapat proses respirasi sehingga terjadi konversi gula
menjadi karbondioksida dan air.
Suhu optimum pertumbuhan khamir adalah pada suhu 25o-30oC dan maksimum pada 35oC-47oC. Sedangkan pH optimum adalah 4-5. Batas minimal aw untuk khamir biasa adalah 0,88-0,94 sedangkan untuk khamir osmofilik dapat tumbuh pada aw yang lebih rendah yaitu sekitar 0,32-0,65. Namun demikian banyak juga khamir osmofilik yang pertumbuhannya terhenti pada aw 0,78 seperti pada larutan garam ataupun sirup (Frazier dan Westhoff, 1978).
Menurut
Casida (1968) pH pertumbuhan khamir yang baik adalah rentang antara
3-6. Perubahan pH dapat mempengaruhi pembentukan hasil samping
fermentasi. pH pertumbuhan berhubungan positif dengan pembentukan asam
piruvat. Pada pH tinggi maka lag fase akan berkurang dan aktifitas
fermentasi akan naik. Pengaruh pH pada pertumbuhan khamir juga
tergantung pada konsentrasi gula dan etanol. Untuk menurunkan pH dapat
digunakan asam sitrat sedangkan untuk menaikkan pH dapat digunakan
natrium benzoat.
Amerine dan Cruess (1960) menyatakan bahwa proses pemecahan gula menjadi etanol dan CO2 dihasilkan
oleh sel khamir. Enzim yang berperan dalam pembuatan etanol dari
glukosa adalah heksosinase, fospoheksoisomerase, fosfofruktokinase,
aldose, triosefospate isomerase, gliseraldehid 3 fosfat dehydrogenase,
phosphoglycerokinase, piruvat karboksilase dan alkohol dehidrogenase.
Secara teoritis konversi molekul gula menjadi 2 molekul etanol dan 2 molekul CO2menururt persamaan Gay Lussac:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
(gula) (etanol) (karbondioksida)
Dari
persamaan di atas dapat dijelaskan bahwa 51,1% gula diubah menjadi
etanol dan 49,9% diubah menjadi karbondioksida. Akan tetapi hasil ini
kebanyakan tidak dapat dicapai karena adanya hasil sampingan. Pada
kenyataannya hanya 90-95% dari nilai ini yang dapat dicapai. Konsentrasi
alkohol yang dihasilkan dalam fermentasi tergantung pada jenis khamir
yang dipakai dan kadar gula. Sedangkan konsentrasi produk samping
dipengaruhi oleh temperatur, aerasi, kadar gula dan keasaman
(Underkofler dan Hickey, 1954).
Penambahan
inokulum khamir dapat dilakukan dengan berbagai bentuk diantaranya
dalam bentuk suspensi atau dalam bentuk kering. Banyaknya khamir yang
ditambahkan dalam fermentasi skala besar sekitar 1-3 % (Prescott dan
Dunn, 1959). Menurut Undekofler dan Hickey (1954) paling sedikit
penambahan starter aktif pada pembuatan anggur adalah sekitar 1% kalau
substrat yang digunakan bersih dan bebas dari khamir yang tidak
diinginkan.