PENENTUAN WAKTU OPTIMUM PELEPASAN HCN DAN KADAR SIANIDA PADA UBI KAYU Manihot esculenta Crantz Oleh : Dewi Meliati Agustini, Lilis Siti Aisyah, Dasli Noerdin, Dilar Realita
ABSTRAK Telah dilakukan penentuan waktu optimum pelepasan HCN dan analisis kadar sianida dari umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu Manihot esculenta Crantz dengan menggunakan metode kertas alkali pikrat dengan Spektrofometer UV-Vis pada panjang gelombang 450 nm. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa waktu optimum pelepasan HCN adalah pada 48 jam. Kadar sianida dalam umbi ubi kayu adalah 110,68 ppm sedangkan dalam kulit dalam umbi ubi kayu adalah 629,15 ppm. Kata Kunci :
Ubi kayu, Manihot esculenta Crantz, HCN, waktu optimum pelepasan HCN
1. PENDAHULUAN Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan tanaman yang termasuk ke dalam famili (1) Euphorbiaceae. Sudah sejak lama sebangsa umbi - umbian memegang peranan penting dalam makanan penduduk Indonesia diantaranya ubi kayu. Di pulau Jawa ubi kayu sebagai tumbuhan makanan menempati urutan ketiga setelah padi dan jagung. Di musim kemarau atau daerah - daerah dimana keadaan makanan sangat kurang terutama beras, penduduknya mengganti bahan makanannya dengan ubi kayu. Selain dikonsumsi untuk bahan makanan penduduk, ubi kayu juga ditanam secara besar - besaran oleh perusahaan untuk diekspor. Dalam dunia perdagangan internasional, ubi kayu merupakan salah satu komoditi ekspor yang penting dalam bentuk gaplek gelondongan, gaplek tepung, dan tepung tapioka.(2) Tumbuhan ubi kayu dianggap penting karena menghasilkan umbi
yang mengandung zat gizi seperti air, karbohidrat, protein dan mineral. Tetapi ubi kayu dengan kadar sianida tinggi tidak dapat dikonsumsi secara langsung oleh masyarakat, karena dapat mengakibatkan keracunan bahkan kematian. Berdasarkan standar keamanan makanan Indonesia, ubi kayu dengan kadar sianida lebih dari 40 ppm termasuk ubi kayu beracun dan sangat berbahaya apabila dikonsumsi. Telah dilaporkan beberapa kasus keracunan dan kematian di beberapa negara Afrika, termasuk Indonesia akibat mengkonsumsi ubi kayu. Kandungan sianida dalam tumbuhan biasanya ditemukan sebagai sianogen glikosida seperti lotaustralin dan linamarin. Umbi ubi kayu dengan kadar sianida tinggi dapat dikurangi kandungan sianidanya dengan merendamnya pada waktu tertentu untuk menghilangkan sianida yang terlarut dalam air dalam bentuk HCN. Sehingga perlu dilakukan pengujian
PENENTUAN WAKTU … (Dewi Meliati A., Lilis Siti A., Dasli Noerdin, Dilar Realita)
9
untuk mengetahui waktu optimum pelepasan HCN dan kandungan sianidanya. 2. METODA PENELITIAN Pada penelitian ini menggunakan metode eksperimental sungguhan (true-eksperimental method). Sampel yang digunakan adalah umbi dan kulit dalam ubi kayu. Untuk mengetahui waktu optimum pelepasan HCN dan kadar sianida dilakukan dengan metode kertas alkali pikrat. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis. 2.1 Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan alat-alat gelas, ball pipet, spatula, parutan, plastik, Mortar, kertas Whatman No. 1, labu alas bundar, seperangkat alat destilasi, karet gelang, buret, Spektrofotometer UV-Vis Spectronic 20 Milton Roy Company. Bahan-bahan yang digunakan: asam klorida (HCl) 1 N, asam pikrat (C6H3(NO2)3), natrium sianida (NaCN), asam tartrat (C4H6O6) 5%, 10%, natrium hidroksida (NaOH) 10%, kalium iodida (KI) 10%, perak nitrat (AgNO3) 0,1 N, amoniak (NH3) 6 M, natrium karbonat (Na2CO3), akuades. Sampel ubi kayu karet Manihot esculenta Crantz yang diambil dari daerah Gunung Bohong Cimahi yang dideterminasi di STIH ITB 2.2 Prosedur Penelitian 1. Penentuan Waktu Optimum Pelepasan HCN Ditimbang masing - masing 1 g sampel ubi kayu yang telah dihaluskan, dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 mL. Ditambahkan 25 mL akuades, goyangkan perlahan agar tercampur merata. Digantungkan kertas alkali pikrat [kertas Whatman No.1 (18 x 2)
yang telah dibasahi larutan alkali pikrat dan dikeringkan] lalu tutup. Pada bagian atasnya dibungkus dengan plastik dan diikat. Masing - masing sampel dibiarkan selama 20 jam, 24 jam, 28 jam, 44 jam 48 jam, 52 jam dan 68 jam pada suhu kamar. Kemudian kertas Whatman tersebut diangkat dan dicuci dengan akuades, diamkan selama 15 menit dan tepatkan sampai volume 50 mL.Air cucian kemudian dibaca absorbannya pada panjang gelombang 540 nm. Ditentukan waktu optimumnya dari grafik hubungan absorbansi dan waktu. 2. Penentuan Kadar Sianida dengan Metode Kertas Alkali Pikrat Ditimbang 1 g sampel ubi kayu yang telah dihaluskan, dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 mL. Ditambahkan 25 mL akuades, goyangkan perlahan agar tercampur merata. Digantungkan kertas alkali pikrat [kertas Whatman No.1 (18 x 2) yang telah dibasahi larutan alkali pikrat dan dikeringkan] lalu tutup. Pada bagian atasnya dibungkus dengan plastik dan diikat. Dibiarkan selama 48 jam pada suhu kamar. Kemudian kertas Whatman tersebut diangkat dan dicuci dengan akuades, didiamkan selama 15 menit dan ditepatkan sampai volume 50 mL. Air cucian tersebut kemudian diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 540 nm. 3. Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Sianida Disiapkan larutan standar sianida 1 ppm, pipet ke dalam erlenmeyer 500 mL masing - masing 60 mL, 70 mL, 80 mL, 90 mL, 100 mL ,110 mL dan 120 mL. Masing-masing ditambahkan 25 mL HCl 1 N, kemudian kerjakan sesuai untuk prosedur untuk sampel di atas.
ARISTOTELES VOL. 10 NO. 1, OKTOBER 2012 : HAL. 9 – 16
10
Dibuat kurva kalibrasi larutan standar hubungan absorbansi dan konsentrasi. 4. Analisis Kualitatif HCN dengan Metode Kertas Alkali Pikrat Terhadap sisa ekstrak sampel pada metode kertas alkali pikrat ditambahkan 10 mL larutan asam tartrat 5%. Digantungkan kertas alkali pikrat kemudian ditutup. Dipanaskan dalam penangas air 50o C selama 15 menit. Kemudian diamati perubahan warna pada kertas alkali pikrat. Apabila warna kuning pada kertas berubah menjadi kuning kecoklatan sampai coklat kemerah - merahan berarti masih terdapat HCN pada sisa ekstrak. 5. Penentuan Kadar Sianida dengan Metode Titrimetri Argentometri. Ditimbang 50 g sampel ubi kayu yang sudah dihaluskan, masukkan ke dalam labu alas bulat. Ditambahkan 150 mL akuades, kemudian tutup dengan sumbat dan didiamkan selama 48 jam. Ditambahkan 10 mL asam tartrat 10%, Didestilasi dengan destilasi uap. Destilat ditampung dalam erlenmeyer yang sudah berisi 10 mL larutan NaOH 40%. Setelah destilat mencapai 300 mL destilasi dihentikan. Kemudian pada penampung tersebut ditambahkan beberapa tetes larutan kalium iodida 10%. Dititrasi dengan larutan AgNO3 0,1 N sampai warna larutan menjadi keruh kekuning - kuningan.
Tabel 3.1 Penentuan Waktu Optimum Pelepasan HCN
1. Penentuan Kadar Sianida dengan Metoda Kertas Alkali Pikrat Dari hasil analisis kuantitatif penentuan kadar sianida pada umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu dengan metode kertas alkali pikrat didapat kadar sianida pada sampel sebagai berikut : Tabel 3.2 Kadar Sianida pada Umbi dan Kulit Dalam Umbi Ubi Kayu
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Penentuan Waktu Optimum Pelepasan HCN Untuk menentukan waktu optimum pelepasan HCN pada sampel ubi kayu maka dilakukan pengukuran absorbansi pada berbagai variasi waktu dan diperoleh waktu optimumnya pada 48 jam. PENENTUAN WAKTU … (Dewi Meliati A., Lilis Siti A., Dasli Noerdin, Dilar Realita)
11
2. Analisis Kualitatif pada Sisa Ekstrak dengan Metode Kertas Alkali Pikrat Dari hasil pengujian pada sisa ekstrak sampel umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu, tidak memberikan perubahan warna pada kertas alkali pikrat yang menandakan HCN sudah teruapkan semua. 3. Penentuan Kadar Sianida dengan Metoda Titrimetri (Argentometri) Analisis kuantitatif penentuan kadar sianida dengan metoda ini terhadap sampel umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu tidak mendapatkan hasil karena kurangnya uap air pada labu sampel pada saat destilasi sehingga tidak ada destilat yang menetes. 3.2 Pembahasan Sebelum dilakukan analisis kuantitatif pada sampel, terlebih dahulu dilakukan penentuan waktu optimum pelepasan HCN dengan metode kertas alkali pikrat sebagai uji pendahuluan, kertas alkali pikrat pada tiap sampel yang sudah menangkap HCN dicuci dan dilakukan pengukuran absorbannya pada berbagai waktu (lihat tabel 4.1). Pada 48 jam dan 52 jam absorban yang didapat menunjukan hasil yang sama yaitu 0,1644 dan puncak yang dihasilkan paling tinggi (gambar 4.1) karena nilai absorban berbanding lurus dengan kadar sianida, sehingga ditentukan waktu optimum pelepasan HCN-nya pada 48 jam. Pada 68 jam warna kertas menjadi agak pudar sehingga terjadi penurunan absorban dan menurunnya kadar sianida. Kemungkinan, setelah 48 jam reaksi pembentukan HCN telah selesai sehingga ada senyawa lain yang menguap dan melarutkan alkali pikratHCN pada kertas dan menetes lagi ke
bawah.
Gambar 4.1 Kurva Penentuan Waktu Optimum Pelepasan HCN Pada analisis kuantitatif dengan metode kertas alkali pikrat, pembebasan sianida menggunakan hidrolisis oleh enzim yang ada dalam umbi ubi kayu sendiri tanpa penambahan enzim dari luar. Enzim -glukosidase yang ada dalam umbi ubi kayu memecahkan senyawa lotaustralin menjadi -D-glukosa dan 2hidroksi-2-metilbutananitril, linamarin menjadi -D-glukosa dan 2-hidroksi-2metilpropananitril. Kemudian dengan bantuan enzim hidroksinitriliase, 2hidroksi-2-metilbutananitril pecah menjadi 2-butanon dan HCN, 2hidroksi-2-metilpropananitril pecah menjadi 2-propanon dan HCN. HCN yang dibebaskan oleh enzim ditangkap oleh kertas alkali pikrat yang berbentuk persegi panjang dan berwarna kuning menjadi kuning kecoklatan hingga coklat kemerahan - merahan, yang berbanding lurus dengan konsentrasi sianida. Asam pikrat merupakan asam kuat yang bertindak sebagai pendonor proton sehingga melepaskan H+, ion karbonat dari Na2CO3 bereaksi dengan H+
ARISTOTELES VOL. 10 NO. 1, OKTOBER 2012 : HAL. 9 – 16
12
dari gugus OH- dari asam pikrat membentuk natrium pikrat (alkali pikrat).
Gambar 4.2 Reaksi hidrolisis lotaustralin dan linamarin menjadi HC OH 1
O-Na+ O 2 + N O-
O + 6 N -O 5
+ Na2CO3
+ HCO3- + Na+
3 4 + N O- O
Reaksi
+ O N O-
O + N -O
antara
N+ O- O
Asam
Gambar. 4.3 Pikrat dengan
Natrium
Karbonat
PENENTUAN WAKTU … (Dewi Meliati A., Lilis Siti A., Dasli Noerdin, Dilar Realita)
13
Gugus nitro yang ada dalam alkali pikrat membawa muatan positif parsial sehingga akan menarik elektron dari cincin benzen, jadi ada dua kemungkinan reaksi masuknya ion
sianida pada senyawa pikrat yang disarankan, yang pertama ion sianida akan mereduksi gugus nitro pada karbon nomor dua.
Gambar 4.4 Reaksi Pertama yang Disarankan antara Alkali Pikrat dengan Ion Sianida Yang kedua, masuknya dua ion sianida pada karbon nomor tiga dan lima pada senyawa pikrat.
Gambar. 4.5 Reaksi Kedua yang Disarankan antara Alkali Pikrat dengan Ion Sianida Metode yang dilakukan ini kurang sempurna karena tidak ada penambahan enzim dari luar atau penambahan basa untuk mendapatkan sianida potensial, karena enzim yang ada dalam setiap jaringan umbi kayu berbeda, sehingga harus ada penambahan enzim atau basa untuk memecahkan semua linamarin dan lotaustralin menjadi HCN, sehingga dimungkinkan sianida yang tertetapkan
dalam metode ini bukan sianogen potensial tetapi hanya sebagian sianida yang larut dalam air dengan bantuan enzim yang ada dalam umbi itu sendiri. Karena konsentrasi sianida pada sampel kulit dalam umbi ubi kayu terlalu tinggi, maka dilakukan 10 kali pengenceran agar masuk ke dalam konsentrasi standar sianida dan didapat absorban rata - ratanya 0,1098. Pencucian kertas alkali pikrat yang
ARISTOTELES VOL. 10 NO. 1, OKTOBER 2012 : HAL. 9 – 16
14
sudah mengikat HCN juga menentukan dalam penetapan ini, ketidak sempurnaan pencucian ini mengakibatkan tidak semua alkali pikrat-HCN tertetapkan. Masalah ini dapat diatasi dengan mencuci kertas alkali pikrat-HCN dengan volume pencucian sekecil mungkin yang dilakukan berulang kali sampai kertas berubah menjadi putih kembali sehingga pencucian dapat dilakukan lebih sempurna. Analisis kuantitatif dilakukan dengan metode kurva kalibrasi, seperti tampak pada Gambar 4.2 dari kurva kalibrasi tersebut diperoleh persamaan regresi linier (data dan perhitungan pada Lampiran A) yang dapat digunakan untuk menentukan kadar sianida pada umbi ubi kayu dan kulit dalam umbi ubi kayu. Dari perhitungan yang telah dilakukan, maka diperoleh kadar sianida dari umbi ubi kayu sebesar 110,38 ppm dan kulit dalam umbi ubi kayu sebesar 628,145 ppm (Tabel 4.2).
Gambar 4.6 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Sianida Untuk meyakinkan bahwa HCN sudah teruapkan semua, maka dilakukan uji kualitatif pada sisa ekstrak. Apabila kertas alkali pikrat berubah warna menjadi kuning
kecoklatan sampai coklat kemerah merahan, menandakan sisa ekstrak masih mengandung HCN. Dari hasil pengujian yang dilakukan, kertas alkali pikrat pada erlenmeyer sisa ekstrak umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu tidak terjadi perubahan warna, yang menandakan HCN sudah habis teruapkan. Penentuan kadar sianida pada umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu dengan metode titrimetri tidak mendapatkan hasil, karena pada saat sampel yang sudah dibiarkan selama 48 jam dan didestilasi dengan uap, tidak ada destilat yang menetes pada erlenmeyer. Hal ini dikarenakan kurangnya uap air yang mengalir ke labu sampel dari reaktor uap (labu akuades). Uap air yang mengalir ke labu sampel hanya sedikit dan sebagian besar sebelum sampai ke sampel telah mengembun. 4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Waktu optimum pelepasan HCN pada umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu adalah 48 jam. 2. Kadar sianida yang terlarut dalam air dalam bentuk HCN pada umbi dan kulit dalam umbi ubi kayu yang berasal dari Gunung Bohong, Cimahi, dengan metode kertas alkali pikrat masing - masing sebesar 110,68 ppm dan 629,15 ppm. 3. Pada metode titrimetri tidak mendapatkan hasil. 4. Umbi ubi kayu dengan kadar sianida tinggi tidak dapat dikonsumsi secara langsung karena kadar sianidanya yang tinggi.
PENENTUAN WAKTU … (Dewi Meliati A., Lilis Siti A., Dasli Noerdin, Dilar Realita)
15
DAFTAR PUSTAKA [1]. Departemen Kesehatan dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000, Investaris Tanaman Obat Indonesia (I), Jilid I, Bakti Husada, Jakarta. [2]. Soedjono, 1958, Umbi - Umbian, CV, Rosda, Bandung. [3]. Wulandari, Nurlita., 1998, Mempelajari Metode Penetapan Kadar Pati dan Kadar Hidrogen Sianida pada Tepung Ubi Kayu, Laporan Praktik Kerja Nyata, Bogor. [4]. Maulildi, Irfan.,1993 Penetapan Asam Sianida dalam Ubi Kayu dengan Cara Spektrofotometri dan Titrimetri, Laporan Praktik Kerja Nyata, Bogor. [5]. Hidayat, A dan D.S Damardjati., 2003, Uji Cepat Sianida pada Umbi dan Tepung Ubi Kayu, Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetika Pertanian, Bogor.
[6]. Bradburry, M.G., S.V. Egan and J.H. Bradburry, 1999, Picrate Paper Kits for Determination of Total Cyanogen in Cassava Roots and All forms of Cyanogens in Cassava Products. Journal of The Science of Food and Agriculture 79 p. 503601. BIODATA PENULIS 1. Dewi Meliati Agustini,
[email protected] 2. Lilis Siti Aisyah, 3. Dasli Noerdin, 4. Dilar Realita Program Studi Kimia Fakultas MIPA Universitas Jenderal Achmad Yani (UNJANI), Jl. Terusan Jenderal Sudirman, Cimahi, Jawa Barat --------- oo0oo ---------
ARISTOTELES VOL. 10 NO. 1, OKTOBER 2012 : HAL. 9 – 16
16
