KARAKTERISASI PEKTIN HASIL EKTRAKSI KULIT BUAH JERUK MANIS (Citrus aurantium L) DENGAN VARIASI PELARUT
KARYA TULIS ILMIAH
OLEH PRIAGUNG ARYO WIJAKSONO NIM 13.037
AKADEMI ANALIS FARMASI DAN MAKANAN PUTRA INDONESIA MALANG AGUSTUS 2016
KARAKTERISASI PEKTIN HASIL EKSTRAKSI KULIT BUAH JERUK MANIS (Citrus aurentium L) DENGAN VARIASI PELARUT
KARYA TULIS ILMIAH Diajukan kepada Akademi Anlisis Kimia Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Malang untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan program D-3 bidang Analis Farmasi dan Makanan
OLEH PRIAGUNG ARYO WIJAKSONO NIM 13.037
AKADEMI ANALIS FARMASI DAN MAKANAN PUTRA INDONESIA MALANG AGUSTUS 2016
ABSTRAK
Aryo, Priagung. 2016. Ekstraksi dan Karakterisasi Pektin Dari Kulit Buah Jeruk Manis (Citrus AurantiumL.) Dengan Variasi Pelarut. Karya Tulis Ilmiah. Akademi Analis Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Malang. Pembimbing : Fitri Eka Lestari, S.Gz. Kata Kunci : ekstraksi, kulit jeruk, pektin, kadar metoksil, derajat esterifikasi kadar galakturonat
Kulit jeruk manis (Citrus Aurantium L) merupakan limbah yang tidak dimanfaatkan oleh masyarakat. Kandungan utama pada kulit jeruk manis ini adalah pektin dan minyak atsiri. Pektin merupakan senyawa polisakarida dengan bobot molekul yang tinggi dan banyak terdapat ditumbuhan. Pektin merupakan serat larut air, dan memiliki karaktrisitik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pektin yang dihasilkan dari ekstrak kulit buah jeruk manis (Citrus Aurantium L). Karakterisasi pektin ini menggunakan beberapa parameter pegujian meliputi penentuan berat ekivalen, kadar metoksil, kadar asam galakturonat, dan derajat esterifikasi. Perbedaan pelarut, Ph. Hasil dari karakterisasi pektin ini menunjukkan bahwa rendemen pektin (3,4% -5,7%) rendemen tertinggi didapatkan dari hasil pelarut HCl. Berat ekivalen berkisar 3806 – 6510, berat ekivale tertinggi didapat dari hasil pelarut deionization water. Pekti termasuk pektin bermetoksil rendah, dengan kadar metoksil berkisar 1,5%3,62%. Kadar asam galakturonat berkisar antara 45,70%-82,71%. Derajat esterifikasi berkisar antara 19,09-24,95%
i
ABSTRACT
Aryo, Priagung. 2016. Characterization of pectin extracted from sweet orange pell(Citrus AurantiumL.) with variation solvent. Karya Tulis Ilmiah. Academy of Food and Pharmacy Analyst Putra Indonesia Malang. Pembimbing : Fitri Eka Lestari, S.Gz. Keyword : extraction, pectin, seet orange peel, levels of methoxyl, degree of estrification, galacturonic acid conteent
Sweet orange peel (Citrus aurantium L) is waste that is not utilized by the community. The main content of the skin sweet oranges are pectin and essential oils. Pectin is a polysaccharide compound with high molecular weights and there are many on plant. Pectin is a soluble fiber, and has a charachteristics. This study aims to determine the characteristics of the resulting pectin from the fruit peel extract sweet orange (Citrus aurantium L). Characterization of pectin uses several parameters includes determining test of equivalent weight, the levels of methoxyl, galacturonic acid content and degree of esterification. The results of this pectin characterization showed that the yield of pectin (3.4% -5.7%) the highest yield obtained from the solvent HCl. Equivalent weight ranges from 3806 - 6510, the highest ekivale weight gained by deionization water solvent. Pektin including pectin a low methoxyl, with methoxyl content ranges from 1.5% -3.62%. Galacturonic acid levels ranged between 45.70% -82.71%. The degree of esterification ranges from 19.09 to 24.95%
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah yang berjudul “Ekstraksi dan Karakterisasi Pektin Kulit Jeruk Manis (Citrus Aurantium L.)dengan Variasi Pelarut“ ini tepat pada waktunya. Tujuan penulisan karya tulis ilmiah ini sebagai persyaratan untuk menyelesaikan program D-3 di Akademi Analis Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Malang. Sehubungan dengan terselesaikannya karya tulis ilmiah ini, saya mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak sebagai berikut. 1. Ibu Dra. Wigang Solandjari, M.SI.,selaku Direktur Akademi Analis Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Malang. 2. Ibu Fitri Eka Lestari, S.Gz., selaku dosen pembimbing. 3. Ibu Ayu Ristamaya Yusuf, A.md, ST., selaku dosen penguji. 4. Bpk Candra, ES., S.Si., Mpd selaku dosen penguji. 5. Bapak dan Ibu Dosen Akademi Farmasi Putra Indonesia Malang beserta staf. 6. Orang tua tercinta yang telah memberikan dorongan secara spiritual materil serta restunya dalam menuntut ilmu. 7. Rekan-rekan mahasiswa dan semua pihak yang langsung/ tak langsung telah memeberikan bimbingan, bantuan, serta arahan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa Karya Tulis Ilmiah ini masih mempunyai beberapa kekurangan. Oleh karena itu, saran-saran akan sangat diharapkan. Semoga Karya Tulis Ilmiah ini bermanfaat.
Malang, Agustus 2016
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i ABSTRACT ............................................................................................................ ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... ix BAB I ...................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 3 1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 3 1.4 Ruang Lingkup dan Keterbatasan Penelitian .................................................... 4 1.5
Definisi Istilah dan Singkatan ...................................................................... 4
BAB II ..................................................................................................................... 5 TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................................... 5 2.1
Tinjauan Jeruk Manis ................................................................................... 5
2.1.1
Taksonomi Jeruk Manis ........................................................................... 5
2.1.2
Kandungan Jeruk Manis ........................................................................... 5
2.2
Pektin............................................................................................................ 7
2.3
Sifat Fisika ................................................................................................... 9
2.4.1
Derajat Metoksil ..................................................................................... 11
2.4.2
Derajat Esterifikasi ................................................................................. 12
2.5
Ekstraksi ..................................................................................................... 13
2.5.1
HCl ......................................................................................................... 14
2.5.2
Asam Oksalat.......................................................................................... 14
2.5.3
Deionization Water................................................................................. 15
2.7
Kerangka Teori........................................................................................... 17 iv
BAB III.................................................................................................................. 18 METODE PENELITIAN ...................................................................................... 18 3.1
Rancangan Penelitian ................................................................................. 18
3.2
Populasi dan Sampel .................................................................................. 19
3.2.1
Populasi .................................................................................................. 19
3.2.2
Sampel .................................................................................................... 19
3.3
Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................................... 19
3.3.1
Lokasi ..................................................................................................... 19
3.3.2
Waktu ..................................................................................................... 19
3.4
Definisi Operasional dan Variabel ............................................................. 19
3.5
Alat dan Bahan ........................................................................................... 22
3.5.1
Alat ......................................................................................................... 22
3.5.2
Bahan ...................................................................................................... 22
3.6
Prosedur...................................................................................................... 22
3.6.1
Ekstraksi ................................................................................................. 22
3.6.2
Prosedur Uji Berat Ekivalen ................................................................... 23
3.6.3
Prosedur Uji Kadar Metoksil .................................................................. 23
3.6.4
Prosedur Pengujan Kadar Asam Galkturonat ......................................... 24
3.6.5
Prosedur Pengujian Derajat Esterifikasi ................................................. 24
4.1
Pembuatan Ekstrak pektin .......................................................................... 25
BAB V................................................................................................................... 35 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 35 5.1
Kesimpulan ................................................................................................ 35
5.2
Saran........................................................................................................... 36
LAMPIRAN .......................................................................................................... 39
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standard Mutu Pektin ........................................................................... 15 Tabel 2.2 Spesifikasi Pektin FI IV ...................................................................... 16 Tabel 3.1 Definisi Operasional ............................................................................ 20 Tabel 4.1 Hasil Rendemen (%) ........................................................................... 26 Tabel 4.2 Hasil pengujian Sifat Fisik .................................................................. 27 Tabel 4.3 Karakterisasi Hasil Pektin .................................................................... 28
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Buah Jeruk ........................................................................................ 5 Gambar 2.2 Penampang Melintang Jeruk ............................................................. 5 Gambar 2.3 Rumus Molekul Pektin ....................................................................... 7 Gambar 2.4 Struktur Asam Galaktronat ................................................................. 9 Gambar 2.5 Struktur Dinding Sel Tanaman .......................................................... 9 Gambar 2.6 Rumus Molekul Pektin Bermetoksil Tinggi...................................... 11 Gambar 2.7 Rumus Molekul Pektin Bermetoksil Rendah .................................... 11 Gambar 2.8 Kerangka Teori ................................................................................. 17 Gambar 4.1 Diagram Berat Ekivalen ................................................................... 29 Gambar 4.2 Diagram Kadar Metoksil .................................................................. 30 Gambar 4.3 Diagram Kadar Galakturonat ........................................................... 32 Gambar 4.4 Diagram Derajat Esterifikasi ............................................................ 33
vii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Rendemen Tepung Pektin ................................................................ 40 Lampiran 2. PerhitunganBerat Ekivalen ............................................................... 41 Lampiran 3. Perhitungan Kadar Metoksil ............................................................. 43 Lampiran 4. Perhitungan Kadar Asam Galakturonat ............................................ 44 Lampiran 5.Perhitungan Derajat Esterifikasi ........................................................ 48 Lampiran 6. Proses Pembuatan Tepung Pektin .................................................... 49
viii
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan Kepanjangan LM
Low Methoxyl
HM
High Methoxyl
LDL
Low Density Lipoprotein
HDL
High Density Lipoprotein
AuA
Asam Uronic Anhydro
ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Jeruk manis (Citrus Aurantium L) merupakan jenis jeruk yang banyak diusahakan dan paling luas penyebarannya di Indonesia. (Sarwono, 1994), hal ini dikarenakan proses pembibitan serta perawatanya yang cukup mudah jika dilakukan dengan baik dan benar. Tanaman ini bisa
diusahakan di
daerah dataran rendah sampai dengan daerah berketinggian 770 meter di atas permukaan laut (Sarwono, 1994).Produksi buah jeruk manis di Indonesia saja selama tiga tahun terakhir cenderung meningkat. Faktanya produksi jeruk di Indonesia tahun 2014kurang lebih mencapai 1.600.000 ton atau 2,6% dari produksi negara di Asia Tenggara (Ditjen Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian, 2014). Selain itu jeruk juga merupakan buah-buahan yang sering kita jumpai dimanapun di daerah Indonesia, hal ini menunjukkan kalau buah jeruk memiliki populasi penyebaran yang cukup luas di Indonesia. Tetapi dengan semakin besar hasil produksi buah jeruk di indonesia maka semakin besar limbah yang dihasilkan oleh pihak industri atau non industri, contohnya produsen pangan membuat suatu produk baru yang berbahan dasar buah jeruk baik jus jeruk, perisa jeruk dan lainnya. Para produsen pangan ini sebagian besar hanya memanfaatkan bagian pulp-nya saja pada buah jeruk sedangkan kulitnya akan dibuang, padahal pada kulit jeruk ini jika diolah dengan benar didalamnya masih banyak
1
2
terkandung senyawa yang baik untuk kesehatan diantaranya adalah serat yang larut dalam air yaitu pektin yang sangat baik untuk pencernaan. Pektin digunakan secara luas sebagai komponen fungsional pada industri makanan karena kemampuannya membentuk gel encer dan menstabilkan protein (May, 1990). Penambahan pektin pada makanan akan mempengaruhi proses metabolisme dan pencernaan khususnya pada adsorpsi glukosa dan tingkat kolesterol (Baker, 1994). Tidak hanya itu, pektin juga dapat membuat lapisan yang sangat baik yaitu sebagai bahan pengisi dalam industri kertas dan tekstil, serta sebagai pengental dalam industri karet, sedangkan untuk indutri farmasi pektin ini dapat dimanfaatkan sebagai campuran obat-obatan untuk berbagai jenis penyakit, antara lain: obat diare, disentri radang usus besar, obat luka, haemostatic agent, sehingga keperluan akan pektin ini mamng cukup besar. Pektin merupakan kompleks polisakarida anion yang terdapat pada dinding sel primer dan interseluler pada tanaman tingkat tinggi. Asam galakturonat merupakan molekul utama penyusun polimer pektin, dan biasanya gula netral juga terdapat dalam pektin (O’Neill et al, 1990; Visser dan Voragen, 1996). Ditinjau dari sifatnya pektin dapat bersifat koloid reversibel, yaitu dapat dilarutkan dalam air, diendapkan, dikeringkan, dan dapat dilarutkan kembali tanpa perubahan sifat fisiknya. Penambahan air pada pektin kering akan terbentuk gumpalan seperti pasta yang kemudian menjadi larutan. Proses tersebut dapat dipercepat dengan penambahan gula. Larutan pektin bersifat asam terhadap kertas lakmus, tidak larut dalam alkohol dan dalam pelarut organik lainnya seperti
3
metanol, aseton, atau propanol. Berat molekul rata-rata preparat pektin sangat bervariasi, berkisar antara 50.000 hingga 150.000 gr/mol. Berat molekul pektin dipengaruhi oleh sumber dan cara isolasi (Monsoor dan Proctor, 2001). Pektin berbentuk bubuk, tidak beracun, larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik. Serat larut air ini atau pektin sendiri merupakan senyawa yang terkandung didalam kulit buah jeruk sehingga perlu dilakukan tahap ekstraksi terlebih dahulu sebelum dilakukan proses yang lain dan dimanfaatkan. Proses ekstraksi itu dengan menggunakan pelarut yang bisa mengekstrak pektin dari kulit jeruk seperti asam sulfat, asam klorida, asam asetat, asam sitrat dan lain-lain. (Fitriani,2003) namun diantara semua pelarut itu, salah satu pelarut tersebut nantinya akan bisa memberikan hasil ekstraksi pektin secara optimal. Sehingga perlu dilakukan lebih lanjut mengenai proses ekstraksi dengan menggunakan variasi pelarut, suhu dan waktu ekstraksi agar menghasilkan rendemen yang cukup banyak pada ekstraksi pektin ini. 1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang yang telah dijelaskan diatas, bagaimanakah karakterisasi hasil ekstraksi pektin dari kulit buah jeruk dengan menggunakan variasi pelarut ? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penilitian berdasarkan rumusan masalah diatas untuk mengetahui karakterisasi hasil ekstraksi kulit buah jeruk dengan menggunakan variasi pelarut.
4
1.4 Ruang Lingkup dan Keterbatasan Penelitian Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah ekstraksi pektin dari kulit buah jeruk dengan menggunakan variasi suhu dan waktu serta melakukan analisa karakterisitik pektin dengan menggunakan parameter pengujian seperti derajat esterifikasi, derajat metoksil, kadar asam galakturonat, berat ekivlen.. Keterbatasan penelitian dengan tidak melanjutkan isolasi pektin secara murni. 1.5 Definisi Istilah dan Singkatan 1.
Ekstraksi merupakan suatu metode yang digunakan untuk mengambil senyawa yang berada didalam kulit buah jeruk
2.
Pektin merupakan senyawa yang bersifat koloid reversible dimana pektin indi dapat dilarutkan dalam air, diendapkan, dikeringkan, dan dapat dilarutkna kembali tanpa perubahan sifat fisiknya. Pektin ini terkandung didalam kulit buah jeruk yang memiliki manfaat diantaranya sebagai serat larut air yang baik untuk pencernaan.
3.
Karakterisasi merupakan gambaran hasil ekstraksi pektin dan kualitas pektin berdasarkan hasil ektraksi dengan menggunakan variasi pelarut, suhu, dan waktu serta berdasarkan hasil analisa berat ekivalen, kandungan Derajat
Metoksil,
derajat
Esterifikasi,
dan
As.
Galakturonat.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Jeruk Manis 2.1.1
Taksonomi Jeruk Manis
Kedudukan taksonomi tanaman jeruk manis sebagai berikut: Kerajaan
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Sub-divisi
: Angiospermae (berbiji tertutup)
Kelas
: Dicotyledonae ( biji berkeping dua)
Bangsa
: Rutales
Famili
: Rutaceae
Marga
: Citrus
Jenis
: Citrus Aurantium L
2.1.2
Kandungan Jeruk Manis
Gambar 2.2 Penampang Melintang Jeruk (Hariyat, 2006)
Gambar 2.1 Buah Jeruk ( Dokumentasi pribadi)
5
6
Kulit jeruk dapat dibagi menjadi dua bagian utama yaitu flavedo (kulit bagian luar yang berbatasan dengan epidermis) dan albedo (kulit bagian dalam yang berupa jaringan busa). Pada bagian albedo inilah kebanyakan senyawa seperti serat larut air atau pektin, bioflavonoid dan betakaroten berada karena albedo ini mempunyai fungsi mensuplai air dan nutrisi dari pohon untuk pertumbuhan dan perkembangan buah. Betakaroten dan bioflavanoid yang terkandung didalam kulit jeruk ini tadi memiliki kegunaan untuk memperkuat dinding pembuluh darah kapiler pada tubuh manusia. Kandungan flavanoidnya seperti flavanpis berfungsi sebagai antioksidan penangkal radikal bebas penyebab kanker. Falavanoid juga menghalangi reaksi oksidasi LDL yang menyebabkan darah mengental dan mencegah pengendapan lemak pada dinding pembuluh darah. Kandungan pektin jeruk banyak terdapat pada buah dan kulit jeruk. Pektin bermanfaat untuk membantu menurunkan kadar kolesterol jahat (LDL) dan meningkatkan kolesterol baik (HDL). Selain itu, jeruk juga kaya akan kandungan gula buah dan serat. Kandungan buahnya bermanfaat untuk memulihkan energi dengan cepat, sedangkan kandungan seratnya membantu memperlancar proses pencernaan dan berfungsi mengikat zat karsinogen dalam saluran pencernaan sehingga mampu membantu menyembuhkan kanker kolon, wasir serta sembelit. (Jatinegoro,2013).
7
2.2 Pektin
Gambar 2.3 Rumus Molekul Pektin 1 Pektin berdasarkan herbstreith dan fox (2005) kata pektin berasal dari bahasa latin “pectos” yang berarti pengental atau yang membuata sesuatu menjadi keras atau padat. Pektin ini ditemukan oleh Vauqeulin dalam jus buah sekitar 200 tahun yang lalu. Pada tahun 1970 itu pektin masih belum diberi nama, pektin baru diberi nama atas penelitian lanjutan Vauqeulin yang dilakukan oleh Braconot pada tahun 1824 yang diesbut substansi pembentuk gel tersebut disebut asam pektat. Senyawa pektin adalah asam pektat, asam pektinat dan protopektin menurut (Winarno, 1989 dan Klavons, 1995 dalam Tarigan, et al., 2012). 1.
Asam Pektat Asam pektat adalah senyawa asam galakturonat yang bersifat koloid
dan pada dasarnya bebas dari kandungan metil ester. 2.
Asam Pektinat Asam pektinat adalah asam poligalakturonat yang bersifat koloid
dan mengandung sejumlah metil ester. Pektin merupakan asam pektinat dengan kandungan metil ester dan derajat netralisasi yang berbeda-beda. 3.
Protopektin
8
Protopektin adalah substansi pektat yang tidak larut dalam air, terdapat dalam tanaman, jika dipisahkan secara hidrolisis akan menghasilkan asam pektinat. Winarno (2002) mengemukakan komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat dalam buah sangat bervariasi dan tergantung pada derajat kematangan buah. Pada umumnya protopektin yang bersifat tidak larut dalam air dan lebih banyak terdapat pada buah-buahan yang belum matang. Dwidjoseputro (1983) menjelaskan bahwa di dalam buah-buahan yang masih muda, sel-sel yang satu dengan sel-sel yang lain masih dipersatukan dengan kuat oleh protopektin tersebut. Akan tetapi jika buah menjadi dewasa, maka sebagian dari protopektin mengalami penguraian menjadi pektin karena pertolongan enzim protopektinase. Hal ini mengakibatkan terlepasnya sel-sel satu dari yang lain, sehingga buah menjadi lunak. Selanjutnya enzim pektinase meneruskan pengubahan pektin menjadi asam-pektat, hal mana menyebabkan buah menjadi matang. Pektin
ini
tersusun
atas
molekul
asam
galakturonat
yang berikatan dengan ikatan α- (1-4)-glikosida sehingga membentuk asam poligalakturonat. Gugus karboksil sebagian teresterifikasi dengan methanol dan sebagian gugus alkohol sekunder terasetilasi (Herbstreith dan Fox, 2005). Berikut ini adalah gambar struktur dari asam galaktronat
9
Gambar 2.4 Struktur Asam Galaktronat 1 2.3
Sifat Fisika Pektin adalah substansi alami yang terdapat pada sebagian besar tanaman pangan. Selain sebagai elemen struktural pada pertumbuhan jaringan dan komponen utama dari lamella tengah pada tanaman, pektin juga berperan sebagai perekat dan menjaga stabilitas jaringan dan sel (Herbstreith dan Fox, 2005). Pektin merupakan senyawa polisakarida dengan bobot molekul tinggi yang banyak terdapat pada tumbuhan.
Gambar 2.5 Struktur Dinding Sel Tanaman 1 Pektin secara umum terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Pektin ini sendiri bervariasi macamnya tergantung dari sumber pektin dan jaringannya. Untuk
10
kulit jeruk, pektin ini lebih banyak terkandung didalam kulitnya. (Winarno, 1997 dan hariyati, Mauliyah Nur 2006). Kandungan pektin ini sendiri dalam tanaman sangat bervariasi, baik berdasarkan jenis tanamannya maupun dari bagian-bagian jaringannya. Bagian kulit dan albedo buah jeruk lebih banyak mengandung pektin daripada jaringan parenkimnya (Winarno, 1997), karena pada bagian albedo ini merupakan tempat yang berfungsi sebagai pensuplai air dan nutrisi pada buah-buahan.
2.4
Sifat Kimia Berdasarkan derajat esterifikasi (DE) pektin dibedakan menjadi dua golongan, yaitu pektin dengan kadar metoksi tinggi (HM) / High Metoksil dan pektin dengan kadar metoksi rendah (LM) / Low metoksil. Nilai DE untuk pektin komersial dengan derajat metoksi tinggi biasanya berkisar dari 60-75% dan untuk pektin dengan derajat metoksi rendah berkisar dari 20-40%. Untuk pektin dengan kadar metoksi tinggi memerlukan jumlah minimum padatan terlarut dan pH dalam kisaran yang sempit sekitar 3,0 untuk membentuk gel. Pektin dengan kadar metoksi tinggi bersifat termal reversibel dan secara umum larut terhadap air panas serta seringkali mengandung zat terdispersi seperti dekstrosa untuk mencegah
penggumpalan.
Pektin
dengan
kadar
metoksi
rendah
menghasilkan pembentukan gel yang tergantung dengan kadar gula dan tidak sensitif terhadap pH. Pengaruh terbesar pada sifat pektin adalah derajat esterifikasi (DE) yang misalnya menentukan tingkat reaktivitas
11
dengan kalsium dankation lainnya (International Pectin Producers Association, 2002). Pektin yang diekstraksi biasanya memiliki lebih dari 50% unit asam yang teresterifikasi sehingga disebut pektin bermetoksil tinggi. Sedangkan modifikasi proses ekstraksi atau dengan perlakuan lebih lanjut akan menghasilkan pektin bermetoksil rendah dengan kurang dari 50% grup metil ester (IPPA, 2002).
Gambar 2.6 Molekul Pektin Bermetoksil Tinggi
Gambar 2.7 Molekul Pektin Bermetoksil Rendah
2.4.1
Derajat Metoksil Kadar metoksil didefinisikan sebagai jumlah mol ethanol yang terdapat di dalam pektin, kadar metoksil ini dapat menentukan sifat fungsional dari pektin ini (Constenla dan Lozano, 2006), serta mempengaruhi struktur dan tekstur dari gel yang dihasilkan. Pektin disebut bermetoksil tinggi jika memiliki nilai kadar metoksil sama dengan 7% atau lebih. Jika kadar metoksil kurang dari 7% maka pektin disebut bermetoksil rendah (Goycoolea dan Adriana, 2003). Pektin bermetoksil tinggi
12
membentuk gel dengan adanya gula dan asam. Kondisi yang diperlukan untuk pembentukan gel adalah kadar gula 58-75% dengan pH 2.8-3.5. Pektin bermetoksil rendah tidak memiliki kemampuan membentuk gel dengan adanya gula dan asam, tetapi dapat membentuk gel dengan adanya kation polivalen (Cruess, 1958). Kadar metoksil ini dipengaruhi oleh adanya gugus karboksil bebas yang teresterifikasi saat proses ekstraksi.
2.4.2
Derajat Esterifikasi Menurut
Whistler
dan Daniel
(1985),
derajat
esterifikasi
merupakan persentase jumlah residu asam D-galakturonat yang gugus karboksilnya teresterifikasi dengan etanol. Nilai derajat esterifikasi pektin diperoleh dari nilai kadar metoksil dan kadar asam galakturonat. Persentase dari kelompok karboksil teresterifikasi oleh methanol dinamakan derajat esterifikasi (Fennema, 1996). Ikatan gugus metil ester dari pektin cenderung terhidrolisis menghasilkan asam galakturonat. Apabila hal ini berlngsung lama akibat adanya ekstraksi maka pektin akan berubah menjadi asam pektat yang asam galakturonatnyabebas dari gugus metil ester. Jumlah gugus metil ester menunjukkan jumlah guguskarboksil yang tidak teresterifikasi atau derajat esterifikasi (Budiyanto danYulianingsih, 2008).
2.4.3
Asam Galakturonat Kadar asam galakuronat sangat penting karena digunakan untuk mengetahui kemurnian pektin. Kadar galakturonat dan mutan molekul pektin memiliki peranan penting dalam menentukan sifat fungsional
13
larutan pektin. Kadar galakturonat dapat mempengaruhi struktur dan tekstur dar gel pektin (Sofiana et al., dalam Vita Fitria 2015). Kadar Asam galakturonat ini dipengaruhi adanyareaksi hidrolisis protopopektin menjadi pektin yang komponen dasarnya asam D-galakturonat semakin meningkatnya suhu dan waktu ekstraksi maka semakin banyak reaksi hidrolisis protopektin ini menjadi pektin.
2.5 Ekstraksi Ekstraksi adalah suatu
metode pemisahan
yang melibatkan
perpindahan suatu zat dari lapisan yang satu ke lapisan zat yang kedua. Jika kedua lapisan adalah cairan yang tidak saling bercampur, metode ini dikenal sebagai ekstraksi cair-cair. Dalam ekstraksi caircair, suatu senyawa terpartisi di antara dua pelarut. Keberhasilan pemisahan tergantung pada perbedaan kelarutan senyawa dalam kedua pelarut. Umumnya senyawa yang diekstraksi tidak larut atau sedikit larut dalam pelarut yang satu tetapi sangat larut dalam pelarut yang lain (Fitrini, 2013). Ekstraksi pektin merupakan proses yang sederhana terdiri dari 4 tahap yaitu ekstraksi, purifikasi ekstrak, pengendapan serta pengeringan. Cara yang digunakan untuk mengekstrak pektin dari jaringan tanaman sangatberagam.(Fitriani, 2003) Pada umumnya ekstraksi pektin dilakukan dengan menggunakan ekstraksi asam, baik asam mineral maupun asam organik..
14
2.5.1
HCl HCl atau asam klorida adalah asam kuat, dan terbuat dari atom
hidrogen dan klorin. Atom Hidrogen dan klorin berpartisipasi dalam ikatan kovalen, yang berarti bahwa hidrogen akan berbagi sepasang elektron dengan klorin. Ini ikatan kovalen hadir sampai air ditambahkan ke HCl. Setelah ditambahkan ke dalam air, HCl akan terpisah menjadi ion hidrogen (yang positif dan akan melakat pada molekul air) dan ion klorida (yang negatif). HCl memilki pemerian bening dan tidak berwarna ketika ditambahkan ke air. Namun, asam klorida memiliki bau yang kuat, dan mengandung rasa asam yang khas dari kebanyakan asam. Asam klorida mudah larut dalam air pada semua konsentrasi, dan memiliki titik didih sekitar 110 derajat Celcius. Asam klorida bersifat korosif, yang berarti akan merusak dan mengikis jaringan biologis bila terkena.(Sridianti,2015). Pelarut HCl ini nantinya akan menghidrolisis jaringan biologis dengan ion H+ memecah ikatan protopektin dari senyawa-senyawa yang ada pada dinding-dinsing sel tanaman.
2.5.2
Asam Oksalat Asam oksalat adalah senyawa kimia yang memiliki rumus H2C2O4
dengan nama sistematis asam etanadioat. Asam dikarboksilat paling sederhana
ini
biasa
digambarkan
dengan
rumus
HOOC-COOH.
Merupakan asam organik yang relatif kuat, 10.000 kali lebih kuat daripada asam asetat.
15
Asam oksalat dalam keadaan murni berupa senyawa kristal, larut dalam air (8% pada 10oC) dan larut dalam alkohol. Asam oksalat larut dalam air (5-25 %), sementara itu dengan logam dari alkali tanah, termasuk Mg atau dengan logam berat, mempunyai kelarutan yang sangat kecil dalam air. (Zhernia, 2015). Asam Oksalat ini memiliki peran yang sama dengan HCl yaitu unruk menghidrolisis ikatan protopektin
dari
dinding-dinding sel yang terdapat pada tanaman.
2.5.3
Deionization Water Deionization water adalah air yang telah dihilangkan ion-ion yang
terkandung didalamnya baik kation atau anion dengan menggunakan proses filtrasi
dan ion exchanger. Deionization ater ini memiliki pH
berkisar 7 yang merupakan pH netral.
2.6
Karakteristik Pektin Berikut adalah standard mutu pektin dan spesikikasi pektin , berdasarkan standard mutu Internasional Pectin Prosedur Association(2002), Food Chemical Codex (1996) dan Hanbook of Pharmaceutical Excipiens (2006). Tabel 2.1 Standard Mutu Pektin 1 Faktor Mutu
Kandungan
Kadar Air
Maks 12%
Kadar Abu
Maks 10%
Berat Ekivalen
600-800 mg
Kandungan Metoksi :
Pektin Metoksi Tinggi
>7,12%
16
Pektin Metoksi Rendah
Kadar asam galakturonat
2,5-7,12% Min 35%
Derajat esterifikasi untuk :
Pektin ester tinggi
Min 50%
Pektin ester rendah
Maks 50%
Kekuatan Gel
Min 150 grade 0,15-0,45%
Tabel 2.2 Spesifikasi Pektin FI IV 1
17
2.7
Kerangka Teori Kulit Buah Jeruk
Ekstraksi
Pektin Berat Ekivalen
Karakteristik
Kadar Metoksil
Pektin Derajat Esterifikasi
Kadar As. Galakturonat
Gambar 2.8 Kerangka Teori
Pektin merupakan kompleks polisakarida anion yang terdapat pada dinding sel primer dan interseluler pada tanaman tingkat tinggi. Pektin hasil ekstraksi ini memiliki karakteristik yang dipengaruhi oleh perlakuan ekstraksi
18
seperti variasi pelarut, suhu dan aktu ekstraksi, dimana rendemen yang dihasilkan dari tiap-tiap variasi yang dilakukan memiliki perbedaan. Hasil rendemen yang didapatkan dari hasil ekstraksi ini nantinya akan berpengaruh terhadap pengkarakterisasian pektin yang dilakukan, diantaranya akan mempengaruhi penentuan Berat Ekivalen, kadar metoksil, kadar asam galakturonat, dan derajat esterifikasi.
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian Berdasarkan tujuannya penelitian ini termasuk kedalam penelitian observasional yaitu karakterisasi hasil ekstaksi pektin kulit jeruk dengan vaiasi pelarut dan pH. Untuk mengetahui karakterisitik dari hasil ekstraksi pektin dilakukan pengujian dengan parameter seperti uji derajat metoksil, uji derajat esterifikasi, uji kadar asam galakturonat untuk menguji struktur pektin dengan terlebih dahulu dilakukan ekstraksi untuk mengambil senyawa pektin dari kulit jeruk. Penelitian dilakukan berdasarkan tiga tahapan kerja. Tahap yang pertma adalah tahap persiapan yang meliputi tahap perdiapan bahan baku dan alat-alat yang digunakan dalam penelitian. Tahap kedua merupakan tahap pelaksanaan penilitian yang meliputi pembuatan ekstrak pektin dari berbagai macam pelarut, dan uji karakteristik hasil ekstraksi dengan parameter pengujian kadar metoksil, derajat esterifikasi, kadar asam galakturonat. Tahap ketiga adalah tahap akhir yang meliputi pengamatan dan pencatatan hasil pengujian, analisa data, dan membuat kesimpulan.
18
19
3.2 Populasi dan Sampel 3.2.1
Populasi Ekstraksi pektin dari kulit buah jeruk dengan menggunakan pelarut
HCl (800C), As.Oksalat (800C), Deionization water (800) 3.2.2
Sampel Hasil ekstraksi pektin dari kulit buah jeruk dengan menggunakan
pelarut HCl (800C), As.Oksalat (800C), Deionization water (800)
3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian 3.3.1
Lokasi Penelitian ini dilakukan di laboratorium Mikrobiologi dan
Laboratorium Farmakognosi Akademi Farmasi dan Makanan Putra Indonesia Malang. 3.3.2
Waktu Dilaksanakan pada bulan Februari tahun 2016 hingga akhir Juli
2016
3.4 Definisi Operasional dan Variabel Definisi operasional variabel dalam penelitian yang dilakukan ini Karakterisasi pektin hasil ekstraksi pektin dari kulit jeruk berdasarkan hasil uji Derajat Esterifikasi, Derajat Metoksil, dan As. Galakturonat.
20
Tabel 3.1 Definisi Operasional 1
Variabel
Sub
Definisi Operasional
Indikator
Variebel Karakterisasi pektin
Berat
kulit ekivalen
jeruk
Berat
ekivalen
merupakan terhadap
ukuran
Skala
Ukur
Ukur
Hasil Ekstraksi
kandungan
gugus
asam
galakturonat
bebas
(tidak
Hasil
Nominal
teresterifikasi)
dalam rantai molekul pektin. Derajat
Derajat Metoksil atau Penentuan
Metoksil
Kadar
Metoksil
didefinisikan
ini Berat
sebagai Ekivalen
jumlah metanol yang terdapat didalam pektin. Kadar
metoksil
ini
dapat menentukan sifat fungsional dari pektin ini, serta mempengaruhi struktur dan tekstur dari gel
yang
Derajat
dhasilkan.
metoksl
ini
Nominal
21
didapatka
dari
hasil
penentuan
berat
ekivalen. Kadar
Kadar Esterifikasi atau Hasil
Esterifik
Derajat Esterifikasi ini penentuan
asi
didefinisakan
sebagai kadar
persentase
jumlah metoksil
residu
asam
D- dan Berat
galakturonat gugus
yang Ekivalen
karboksilnya
teresterifikasi etanol
dengan
(whistler
dan
daniel, 1985 didalam arif syarifudin, 2015). Derajat esterifikasi in didapat dari hasil nilai kadar
metoksil
dan
kadar As Galakturonat yang sebelumnya telah ditentukan kadarnya. Kadar
kadar
dari
Asam
galakturonat ini didapat Pektin
Galaktur
dari
onat
kadar
hasil
asam Ekstrak
penentuan
metoksil
dan
Nominal
22
berat ekivalen. Nominal
3.5 Alat dan Bahan 3.5.1
Alat Alat yang digunkan dalam penelitian ini adalah termometer, cawan
penguap, pisau, loyang, botol semprot, timbangan, oven, pH-meter, blender, stopwatch, alat-alat gelas, dan hot palte. 3.5.2
Bahan Bahan yang digunakan asam oksalat, HCL, deionization water,
etahnol/methanol, aquadest, indicator PP, NaOH, kulit jeruk.
3.6 Prosedur 3.6.1
Ekstraksi Ampas kulit jeruk manis ditimbang sebanyak 500 gram untuk tiap
sampel.Selanjutnya dilakukan ekstraksi dengan menggunakan pelarut asam oksalat pH 4,6 dengan suhu 80oC selama 1 jam; HCl pH 2 pada suhu 80°C selama 1 jam, dan deionization water pada suhu 800C selama 1 jam. Setelah didapat residu hasil ekstrak, residu ekstrak ini disaring dengan
menggunakan
kain
dan
pektin
ini
dikoagulasikan
atau
digumpalkan dengan menggunakan etanol, pada saat penggumpalan etanol ini terjadi proses dehidrasi pektin dimna ethanol ini mengganggu stabilitas
23
larutan
koloidalnya
dan
akibatnya
pektin
terkoagulasi.
Sebelum
dikeringkan dalam oven selama beberapa jam dengan suhu 50 oC. Kemudian hasil ditimbang sampai berat menjadi konstan, dilanjutkan dengan proses penghalusan lalu ditimbang kembali. Hasil ini dianggap sebagai gram berat pektin
Rendemen pektin =
3.6.2
total tepung yang dihasilkan × 100% total kulit jeruk manis yang digunakan
Prosedur Uji Berat Ekivalen Setara 0,5 g pektin dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250mL,
kemudian ditambah dengan 5mL ethanol, kemudian ditambahkan aquadest sebanyak 100 mL dan 6 tetes indikator PP. Kemdian diaduk degan cepat untuk memastikan bahwa substansi pektin telah terlarut dan tidak ada gumpalan pektin yang masih tertinggal di dinding Erlenmeyer. Titrasi dilakukan secara perlahan-lahan dengan titran standard NaOH 0,1 N sampai warna campura beruah menjadi warna merah muda (Ph bekisar 7,5) dan bertahan warnanya setidaknya 30 detik. Larutan hasil penentuan BE ini nantinya akan digunakan kembali untuk menetukan hasil kadar metoksil.
3.6.3
Prosedur Uji Kadar Metoksil Penentuan kadar metoksildilakukan dengan melarutkan hasil
penentuan BE (Berat Ekalen), ditambahkan 25 mL 0,25 N NaOH ke dalam larutan yang akan dititrasi, kemudian dikocok secara menyeluruh, dan
24
dibiarkanselama 30 menit pada suhu kamar dalam erlenmeyer tertutup.25 mLHCl0,25 N kemudian ditambahkandan dititrasi ke titik akhir yang sama (merah muda) seperti sebelumnya, dibawah ini merupakan persamaan yang digunakan untuk menghitung kadar metoksil
% Kadar Metoksil =
mL NaOHx 31x N NaOHx 100 Beratsampel (mg )
Diketahui : 31 merupakan berat molekul metoksil
3.6.4
Prosedur Pengujan Kadar Asam Galkturonat
Kadar galakturonat dihitung dari miliekivalen NaOH yang diperoleh dari hasil penentuan BE (Berat Ekivalen) dan hasil penentuan kandungan metoksil.
% Galakturonat =
( meqNaOH untuk asam bebas + meq NoOH untuk metoksil)x 176 x 100 berat sampel (mg)
Diketahui 176 adalah berat ekivalen pektin
3.6.5
Prosedur Pengujian Derajat Esterifikasi
Untuk pengujian derajat esterifikasi menggunakan rumus : % DE=
176 x Kadar metoksil x 100 31 x Kadar Galakturonat
25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian yang ini bertujuan untuk mengetahui hasil karkterisasi dan ekstraksi pektin dari kulit buah jeruk dengan menggunakan variasi pelarut. 4.1 Pembuatan Ekstrak pektin Pada penelitian ini tahap awal yang dilakukan dalam pembuatan tepung pektin dari kulit jeruk manis(Citrus Aurantium L.). Ekstraksi pektin merupakan proses untuk melepaskan pektin yang terikat dalam suatu bahan bahan dengan bantuan pelarut (Rofikah, 2013). Ektraksi pektin dengan larutan asam dilakukan dengan cara memanaskan bahan dalam larutan asam encer yang berfungsi untuk menghidrolisis protopektin menjadi pektin, proses tersebut terjadi dengan adanya pemanasan dalam asam pada suhu dan lama ekstraksi tertentu (Fitria, 2013). Campuran yang telah diekstrak kemudian disaring menggunakan kertas saring untuk memisahkan filtrate dari ampas. Filtrate yang telah diperoleh kemudian
dilakukan
pengendapan
dengan
menggunakan
etanol
96%.
Penggumpalan/pengendapan pektin dapat dilakukan dengan alkohol, aseton, garam metal kalium sulfat dan aluminium sulfat (Fitriani, 2003 dalam Rofikah 2013). Proses pencucian untuk kilit jeruk manis ini menggunakan etanol 96%. Salah satu tujuan pencucian pektin adalah untuk menghilangkan khlorida yang ada pada pektin. Berikut ini adalah hasil rendeman ekstrak pektin dari kulit jeruk manis dapat dilihat pada table 4.1
25
26
Tabel 4.1 Hasil Rendemen (%) 1 Pelarut
Berat Kulit Jeruk Manis
Berat Pektin
Rendeman
HCl
1115 g
64,084 g
5,74744%
As. Oksalat
500 g
18,174 g
3,6348%
Deionization water
500 g
17,224 g
3,4448 %
Rendeman tepung pektin yang diperoleh pada penelitian ini untukpelarut HCl yaitu 5,7474%, deionization water 3,4448% dan untuk pelarut As.Oksalat didapatkan rendemen sebanyak 3,638%. Rendeman ini diperoleh dengan cara menghitung total tepung pektin yang dihasilkan, kemudian dibagi berat kulit jeruk manis yang digunakan dikalikan seratus persen. Hasil rendeman yang didapat dalam penelitian ini lebih sedikit jika dibandingkan dengan hasil penelitian menurut Dani Junhansen dan Silvia Reni Yenti, 2011 yang mengatakan bahwa hasil rendeman pektin dari kulit jeruk manis sebesar 7,657% dengan suhu ekstraksi 800C untuk waktu ekstraksi 90 menit (Junhansen, 2011). Hal tersebut bias dikarenakan tiga faktor yang mempengaruhi hasil ektraksi yaitu variasi pelarut dan ph yang digunakan saat titrasi.
27
Tabel 4.2 Hasil pengujian Sifat Fisik 1 As.Oksalat
Deionizaton Water
Serbuk kasar
Serbuk kasar
Serbuk kasar
Warna
Kuning kecoklatan
Coklat
Putih kecoklatan
Kelarutan
Larut dalam air dan
Larut dalam air dan tidak lrut dalam etanol
Larut dalam air dan tidak larut dalam etanol
Bersifat asam
Bersifat asam
Parameter
HCl
Bentuk
tidak larut dalam etanol
Keasaman
Bersifat asam dalam kertas lakmus
4.2 Pemerian Pektin Hasil Ekstraksi Pektin hasil pada penelitian yang dilakukan ini menunjukkan pemerian yang berbeda pada tiap hasil ekstrak dengan menggunakan pelarut yang berbeda. Pada hasil percobaan pektin dengan menggunakan pelarut HCl menghasilkan pektin berupa serbuk kasar, berwarna kuning kecoklatan dan tidak berbau. Berbeda dengan hasil pektin yang diekstrak dengan menggunakan pelarut asam oksalat, pektin yang dihasilkan memiliki warna yang bebeda dimana hasil pektinnya berupa serbuk kasar pula, berwarna coklat dan tidak berbau begitu pula dengan hasil dari pelrut deionization water dimana memiliki hasil yang tidak berbeda jauh dengan keduanya hanya warna hasil pektin yang berbeda yaitu berwarna putih
28
kecoklatan. Hal ini disebabkan karena adanya variasi pelarut yang digunakan sehingga menimbulkan perbedaan reaksi hidrolisis pada sel-sel tanaman yang terjadi oleh pelarut. Berdasarkan Farmakope Indonesia edisi IV (1995) pemerian pektin berupa serbuk kasar atau halus, berwarna putih kekuningan hampir tidak berbau. Serta berdasarkan Food Chemical Codex (1996) pemeria pekti berupa serbuk kasar, higga halus yang berwarna putih, kekuningan, keabuan, atau kecoklatan. Pemerian pektin hasil ekstraksi pada penelitian ini sesuai dengan literatur yang dijelaskan diatas.
4.3
Karaktersasi Pektin Hasil Ekstraksi
Tabel 4.3 Karakterisasi Hasil Pektin 1
Parameter
Asam Oksalat
HCl
Deionization Water
Pektin Komersil
Berat Ekivalen
4741,5
3806,5
5445
892,56
Kadar Metoksil
2,65%
3,62%
1,53%
7,34
Kadar Galakturonat
72,45%
82,71%
45,70%
67,71
Derajat Esterifikasi
20,76%
24,95%
19,09%
61,72
Warna Pektin
Coklat
Putih Kecoklatan
Putih Kekuningan
Coklat Kekuningan
29
4.4 Berat Ekivalen
Berat Ekivalen 6000
5445 4741,5
5000
3806,5
4000 3000 2000
892,56
1000 0 Asam Oksalat
HCl
Deion Water
Pektin Komersial
Gambar 4.1 Diagram Berat Ekivalen 1 Berat ekivalen merupakan ukuran terhadap kandungan gugus sam galakturonat bebas (tidak teresterifikasi) dalam rantai molekul pektin. . Asam Pektat murni merupakan zat pektat yang seluruhnya tersusun atas asam poligalakturonat yang bebas dari gugus metil ester atau tidak mengalami esterifikasi. Asam pektat murni memiliki berat ekivalen 176. Tingginya derajat esterifikasi antara asam galakturonat dengan metanol mengakibatkan semakin rendahnya jumlah asam galakturonat bebas yang berarti semakin tingginya berat ekivalen (Rouse, 1977). Berat ekivalen pektin yang dihasilkan semakin menurun dengan menggunakan variasi pelarut yang digunakan hal itu dtunjukkan dengan hasil penelitian diatas dimana hal ini sesuai dengan penelitian Utami (2014) dimana semakin tinggi konsentrasi pelarut asam yang digunakan, semakin rendah pH medium ekstraksi maka semakin rendah berat ekivalen
30
yang dihasilkan. Hal ini diduga karena semakin tinggi konsentrasi pelarut asam yang digunakan memungkinkan terjadinya depolimerisasi pektin sehingga memiliki berat ekivalen yang rendah. Selain itu, konsentrasi asam yang tinggi pada pelarut dapat menyebabkan terjadinya deesterifikasi pektin mennjadi asam pektat, dimana jumlah gugus asam bebas semakin banyak, sehingga berat ekivalen semakin rendah. Berat ekivalen pektin berdasarkan standar IPPA (International PectinProducers Association) (2002) yakni berkisar antara 600-800 mg. Pektin hasil ekstraksi dari limbah kulit jeruk ini memiliki berat ekivalen yang tidak memenuhi standar yang ada, dimana menghasilkan pektin denga berat ekivalen yang lebih tinggi dari standard IPPA (2003) yaitu berkisar 3806,5-5445 Hasil titrasi untuk perhitungan berat ekivalen akan mempengaruhi perhitungan selanjutnya seperti kadar metoksil, kadar galakturonat, dan derajat esterifikasi.
4.5 Kadar Metoksil
Kadar Metoksil 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0%
007%
003%
004% 002% Kadar Metoksil
Gambar 4.2 Diagram Kadar Metoksil 1
31
Kadar metoksil didefinisikan sebagai jumlah mol etanol yang terdapat di dalam mol asam galakturonat. Kadar metoksil pektin dapat menentukan sifat fungsional larutan pektin dan dapat mempengaruhi struktur dan tekstur dari gel pektin yang terbentuk. Pektin dapat disebut bermetoksi tinggi bila memiliki nilai kadar metoksil sama dengan atau lebih dari 7%. Kurang dari 7% disebut pektin bermetoksil rendah. kadar metoksil meningkat seiring meningktnya tingkat keasaman yang diberikan. Hal ini disebabkan oleh gugus karboksil bebas yang teresterifikasi semakin meningkat. Berdasarkan constenla dan Lozano (2003), kadar metoksil pektin akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam dalam pelarut yang digunakan saat ekstraksi. Perhitungan kadar metoksil ini dipengaruhi banyaknya volume titran (NaOH) yang terpakai pada saat titrasi, dimana hasil yang diperlukan berkisar antara 3 mL – 7 mL hal itu disebabkan karena pH yang diukur sebelum dilakukan proses titrasi berkisar 5-6 sehingga diperlukan cukup banyak volume titran yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen. Sehingga hasil yang diperoleh menjadi relative kecil. Pada penelitian yang dilakukan ini pektin yang dihasilkan merupakan pektin yang bermetoksil rendah dengan hasil berkisar 3,62% untuk pektin pelarut HCl 2,65% untuk pektin pelarut asam oksalat dan 1,53% untuk hasil pelarut deionization water, pektin bermetoksil rendah ini merupakan pektin yang mampu membentuk gel dengan adanya kation polivalen seperti kalsium.
32
4.6
Kadar Galakturonat
Kadar Galakturonat 100% 80%
083% 072%
068%
60%
045%
40% 20% 0% Asam Oksalat
HCl
Deion Water
Pektin Komersial
Gambar 4.3 Diagram Kadar Galakturonat 1 Kadar asam galakturonat serta muatan molekul pektin berperan penting dalam penentuan sifat fungsional larutan pektin. Kadar galakturonat dapat mempengaruhi struktur dan tekstur dari gel pektin yang terbentuk (Constenla dan Lozano, 2006). Kadar asam galakturonat pada penelitian ini berkisar antara 82,62 % untuk pelarut HCl, As.Oksalat 72,45% dan 45,48%. Pada penelitian yang dilakukan ini kadar asam galakturonat ini akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam yang ada dalam pelarut yang digunakan atau variasi pelarut yang digunakan. Selain itu, peningkatan kadar galakturonat ini dapat terjadi karena putusnya ikatan komponen galakturonat pektin dengan senyawa-senyawa lain seperti hemiselulosa (Rasyid, 1986). Dengan putusnya ikatan tersebut maka senyawa-senyawa lain tidak ikut terendapkan pada proses pengendapan pektin oleh etanol.
33
Semakin tinggi konsentrasi asam, maka semakin kadar ikutan yang dapat diputuskan. Hal ini dapat meningkatkan persentase galakturonat, sehingga kemurnian pektin yang diperoleh semakin besar dan akan mempengaruhi mutu pektin yang dihasilkan atau juga kadar galakturonat pektin dapat dipengaruhi oleh sumber bahan baku, pelarut, dan metode ekstraksi yang digunakan (Fitria, 2013).
4.7
Derajat Esterifikasi
Derajat Esterifikasi 062%
70% 60%
50% 40% 30%
021%
025%
019%
20% 10% 0% Asam Oksalat
HCl
Deion Water
Pektin Komersial
Gambar 4.4 Diagram Derajat Esterifikasi 1 Derajat esterifikasi menunjukkan persentase jumlah residu asam Dgalakturonat yang gugus karboksilnya teresterifikasi dengan etanol (Whistler dan Daniel, 1985 di dalam Budiyanto dan Yulianingsih, 2008). Nilai derajatesterifikasi pektin diperoleh dari nilai kadar metoksil dan kadar asam galakturonat. Adanya perbedaan pelarut dan pH yang dierikan saat ekstraksi dapat menyebabkan degradasi gugus metil ester pada pektin menjadi asam
34
karboksilat oleh adanya asam (Kertesz, 1951 di dalam Hariyati, 2006). Asam dalam ekstraksi pektin akan menghidrolisis ikatan hidrogen. Ikatan gugus metil ester dari pektin cenderung terhidrolisis menghasilkan asam galakturonat. Apabila pelarut yang digunakan memliki kandungan asam yang tinggi maka pektin akan berubah menjadi asam pektat yang asam galakturonatnya bebas dari gugus metil ester. Jumlah gugus metil ester menunjukkan jumlah gugus karboksil yang tidak teresterifikasi atau derajat esterifikasi (Budiyanto dan Yulianingsih, 2008). Menurut Awashti (2011), nilai derajat esterifikasi untuk pektin tinggi metoksil memiliki rentang nilai derajat esterifikasi sebesar 60-70% dan untuk pektin rendah metoksil memiliki rentang 20-40%. Pektin yang dihasilkan pada penelitian ini merupakan pektin dengan kadar metoksil rendah karena kadar metoksil yang dihasilkan berkisar 30% sampai 40% jelas menunjukkan kalau pektin ini jauh dari standard pektin yang ditetapkan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Pada penelitian yang dilakukan ini didapatkan hasil karakterisasi pektin
untuk berat rendemen HCl 5,7%, asam oksalat 3,6% dan deionization water 3,4%, untuk hasil penentuan berat ekivalen pelarut HCl 3806, asam oksalat 5692, deionizaton water 6510, kadar asam galakturonat 82,37% untuk HCL, asam oksalat 72,45 dan deinization water 45,7% dan untuk penentuan kadar metoksil didapatkan hasil jika pektin bemetoksil tinggi terdapat pada pektin yang diekstraksi dengan menggunakan pelarut HCl dimana kadar metoksilnya yaitu 3,78% lebih besar dari hasil ekstraksi dengan menggunakan pelarut asam oksalat ataupun deionization water yang nialinya berkisar 2,7 untuk oksalat dan 1,7% untuk deonization water, meskipun masih belum memenuhi standar dari mutu pektin komersial tetapi Limbah dari kulit jeruk manis ini bisa digunakan sebagai bahan baku pembutn pektin. Pektin yang dihasilkan dari ekstraksi yang dilakukan ternyata menunjukkan pemerian yang sesuai dengan Farmakope Indonesia IV yaitu serbuk halus atau kasar berwarna putih atau kecoklatan. Karakteristik kimia pektin hasil penelitian yang dilakukan terhadap limbh kulit jeruk manis ini menunjukkan jika hasil karakterisitikya kurang memenuhi standard pektin yang telah ditetapkan.
35
36
5.2
Saran Berdasarkan hasil penelitian maka disarankan sebagai berikut: Mengklarifikasi kembali proses ekstraksi pektin yang dilakukan dengan menggunakan variasi yang telah diberikan, untuk mendapatkan hasil rendemen dan kualitas pektin yang bagus.
37
DAFTAR RUJUKAN
Awasthi, Rajendra. 2012. Selection of Pectin s Pharmaceutical Excepient on The Basis of Rheologycal Behavior. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. ISSN-0975-1491. Vol 3, Issue 1.
Beker, Robert A. 1997. Reassesment of Some Fruit and Vegetable Pectin Levels. Journal of Food Scence Vol 62 No 2
Budiyanto, Agus,. Yulianingsih. 2008 Pengaruh Suhu dan Waktu Ekstraksi Terhadap Karakter Pektin dari Ampas Jeruk Siam (Citrus noblis L). Jurnal pascapanen 5 (2) : 37-44
Commite on Chemicals Codex 1996. Food Cemicals Codex. National Academi press : Washington, D. C.
Constenla, D,. Lozano, J.E. 2003. Kinetic Model of Pecti Demethylation. Latin American applied Research, 33: 91-96
Fitria. 2013. Karakterisasi Pektin Hasil Ekstraksi dari Limbah Kulit Pisang Kepok (Musa balbisiana ABB). Skripsi. Jakarta: Fakltas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Program Studi Farmasi Jakarta.
Fitriani, Vina 2003. Ektraki dan Karakterisasi Pektin dar Kulit Jeruk Lemon (citrus medica var lemon). Skripsi. Fakultas Teknlogi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Hariyati,N.2006.Isolasi Dan KarakterisasiPektin Dari Limbah ProsesPengolahan Jeruk Pontianak(Citrus nobilis varmicrocarpa).Skripsi.Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor
38
Herbstreith, K dan G. Fox. http://www.herbstreithfox.de/pektin/forschung /forschung_entwicklung04a.htm
2005. Pectin. und entwicklung
HANDAYANI, A.M. Ekstraks Pektin dari Kuli Buah Jeruk Besar (citrus grandis osbeck). Skripsi. FATETA-IPB Bogor, (1987)
Kertesz, Z.,I. 1951. The Pectin Substance. Interscience Pub. Inc: New York
Mesbahi, G., Jamaliana, J. & Farahnaky, A. 2005. A comparative study on functional properties of beet and citrus pectins in food systems. Food Hydrocolloids 19: 731-738.
Ismail, Norzelina Sah Mohd., Ramli, Nazaruddin., Hani, Norziah Mohd., Meon, Zainudin. 2012. Extraction and characterization of pectin from Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus)using Various Extraction Condition. Sains Malaysiana. UKM: Malaysia
Ismail et al. 2012. Extraction and Characterization of Pectin from Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus) using Various Extraction Conditions.Sains Malaysiana 41(1)(2012): 41–45.
IPPA (International Pectins Procedures Association). 2002. What is Pectin. http://www.ippa.info/history_of_pektin.htm.
Rouessac, Francis dan Roussace, Annick 2000. Chemicl Analysis Modern Instrumentation Methods and Techniques. John Wiley & Sons, LTD: England
Sarwono, B. 1994. Jeruk dan Kerabatnya. Penebar Swadaya. Jakarta.
Sriamornsak. 2003. Chemistry of Pectin and Its Pharmaceutical Uses : A Review. International Journal, Vol. 3. Silpakorn University.
Sriamonrnsak, Pornsak 2003. Chemistry of Pectin and Its Pharmaceutical Uses :Areview. International Journal, Vol 3. Silpakorn University
39
LAMPIRAN-LAMPIRAN
Lampiran 1. Rendemen Tepung Pektin (HCl) 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡𝑒𝑝𝑢𝑛𝑔𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛 × 100% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑘𝑢𝑙𝑖𝑡 𝑗𝑒𝑟𝑢𝑘 𝑚𝑎𝑛𝑖𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
64,084 𝑔 × 100% = 5,74744% 1115 𝑔
Rendemen Tepung Pektin (As.Oksalat) 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡𝑒𝑝𝑢𝑛𝑔𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛 × 100% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑘𝑢𝑙𝑖𝑡 𝑗𝑒𝑟𝑢𝑘 𝑚𝑎𝑛𝑖𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
18,174 𝑔 × 100% = 3,2696% 500 𝑔
Rendemen Tepung Pektin (deionization water) 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑡𝑒𝑝𝑢𝑛𝑔𝑦𝑎𝑛𝑔𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛 × 100% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑘𝑢𝑙𝑖𝑡 𝑗𝑒𝑟𝑢𝑘 𝑚𝑎𝑛𝑖𝑠 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑢𝑛𝑎𝑘𝑎𝑛
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛𝑝𝑒𝑘𝑡𝑖𝑛 =
17,224 𝑔 × 100% = 3,4448% 500 𝑔
40
Lampiran 2. Perhitungan Berat ekivalen 1. Perhitungan pembakuan NaOH 0,0883 N menggunakan larutan baku standard asam oksalat 0,03N o Normalitas larutan asam oksalat 0,03 N o Volume larutan asam oksalat : 10 mL o Volume Naoh yang terpakai V1 = 3,5 mL V2 = 3,5 mL V3 = 3,8 mL Sehingga,
V asam oksalat x N asam oksalat = V NaOH x N NaOH 10 mL x 0,03N
=
N NaOH
=
N NaOH
=
3,6 mL x NaOH 10 𝑚𝐿𝑥 0,03 3,6 𝑚𝐿
0,0833 N
2. Volume NaOH yang terpakai pada titrasi penentuan Berat Ekivalen Pelarut
Vol 1
Vol 2
Vol 3
Rerata
HCl
1,65 mL
1,5 mL
1,6 mL
1,58 mL
As.Oksalat
1 mL
1 mL
1,2 mL
1,06 mL
Deionization
0,9 mL
0,95 mL
0,95 mL
0,93 mL
Water
BE =
bobot pektin (mg ) Vol NaOH x N NaOH
Sampel = 500 mg
41
3. Perhitungan Berat Ekivalen
Pelarut HCl 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛 =
501 𝑚𝑔 = 3806,5% 1,58 𝑥 0,0833
Pelarut (As.Oksalat)
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛 =
502,6 𝑔 = 4741,5% 1,06 𝑥 0,1
Pelarut (deionization water)
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑒𝑘𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛 =
506,4 𝑔 = 5445% 0,93 𝑥 0,1
42
Lampiran 3 Perhitungan Kadar Metoksil 1. Volume NaOH yang terpakai dalam titrasi untuk penentuan kadar metoksil Pelarut
Vol 1
Vol 2
Vol 3
Rata-rata
HCl
7 mL
7 mL
7,2 mL
7,06 mL
As Oksalat
5,5 mL
5 mL
5 mL
5,16 mL
Deioization water
3 mL
3 mL
3 Ml
3 mL
% 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑘𝑠𝑖𝑙 =
Pelarut HCl 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑘𝑠𝑖𝑙 =
7,06 𝑥 31 𝑥 0,0833 𝑥 100 𝑔 = 3,62% 501
Pelarut (As.Oksalat) 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑘𝑠𝑖𝑙 =
𝑚𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 31 𝑥 𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥 100 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑚𝑔)
5 𝑥 31 𝑥 0,0833 𝑥 100 𝑔 = 2,56% 502,6
Pelarut (Deionization Water) 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑘𝑠𝑖𝑙 =
3 𝑥 31 𝑥 0,0833 𝑥 100 𝑔 = 1,52% 506,4
43
Lampiran 4 Perhitungan asam galakuronat (HCl) 𝑚𝑒𝑞 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑠 + 𝑚𝑒𝑞 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑚𝑒𝑡𝑜𝑘𝑠𝑖𝑙 𝑥 176 𝑥 100 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑚𝑔) 1.
Perhitungan miliequivalen (meq) dari NaOH untuk asam bebas pada penentuan berat ekivalen : Volume NaOH yang terpakai pada titrasi = 0,5 mL, Normalitas NaOH = 0,0833 N Mg NaOH yang terpakai = N=
𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑀𝑟
0,0833 = gram =
x
1000 𝑚𝐿
𝑔𝑟𝑎𝑚 40
1000
x
1,58
0,0833 𝑥 40 𝑥 1,58 1000
gram = 5,264 x 10-3 mg NaOH = 5,264 1. Perhitungan berat ion Na+
= =
𝑚𝑔 𝑁𝑎 𝑥 𝐴𝑟 𝑁𝑎 𝐴𝑟 𝑁𝑎 5,264 𝑥 23 40
= 3,027 mg O2-
=
5,264 𝑥 16 40
= 2,105 mg H+
=
5,264 𝑥 1 40
= 0,1316 mg
44
2. Perhitungan meq Na+
𝑚𝑔 𝑁𝑎 𝑥 𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑁𝑎
=
𝐴𝑟 𝑁𝑎 3,027 𝑥 1
=
23
= 0,1316 mg O2-
=
2,105 𝑥 2 16
= 2,632 mg H+
=
1,316 𝑥 1 40
= 0,1316 mg
meq NaOH
= meq Na+ + meq O2- + meq H+ = 0,1316 + 0,2632 + 0,1316 = 0,5264
2.
Perhitungan miliequivlen dari NaOH untuk metoksil Volume NaOh yang terpakai pada titrasi = 7,06 mL, Normalitas NaOH = 0,0833 Mg NaOH yang terpakai adalah = N=
𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑀𝑟
0,0833 = gram =
x
1000 𝑚𝐿
𝑔𝑟𝑎𝑚 40
x
1000 1,58
0,0833 𝑥 40 𝑥 7,06 1000
gram = 23,52 x 10-3 mg NaOH = 23,52 mg
45
1. Perhitungan berat ion Na+
= =
𝑚𝑔 𝑁𝑎 𝑥 𝐴𝑟 𝑁𝑎 Ar Na 0,352 x 23 40
= 13,524 mg O2-
=
23,52 x 16 40
= 9,408 mg H+
=
23.52 x 1 40
= 0,588 mg 2. Perhitungan milieqivalen Na+
= =
mg Na x valensi Na Ar Na 13,524 x 1 23
= 0,588 mg O2-
=
9,408 x 2 16
= 1,176 mg H+
=
0.588 x 1 40
= 0,588 mg
meq NaOH
= meq Na+ + meq O2- + meq H+ = 0,588 + 1,176 + 0,588 = 2,352
46
Pelarut
As. Oksalat
Meq dari NaOH untuk asam bebas pada penentuan berat ekivalen 0,3552
Meq dari NaOH untuk metoksil
1,717
Deionization Water
0,3098
0,9996
Perhitungan
Pelrut HCl % Galakturonat
=
𝟎,𝟓𝟎𝟐𝟔𝟒 + 𝟐,𝟑𝟓𝟏 𝐱 𝟏𝟕𝟔 𝐱 𝟏𝟎𝟎 𝟓𝟎𝟏
= 82,62 %
As. Galakturonat untuk pelarut (As.Oksalat) % Galakturonat
=
(𝟎,𝟑𝟓𝟐 + 𝟏,𝟕𝟏𝟕 )𝐱 𝟏𝟕𝟔 𝐱 𝟏𝟎𝟎 𝟓𝟎𝟐,𝟔
= 72,45%
Perhitungan asam galakuronat (Deionization water) % Galakturonat
=
(𝟎,𝟑𝟎𝟗𝟖 + 𝟎,𝟗𝟗𝟗 )𝐱 𝟏𝟕𝟔 𝐱 𝟏𝟎𝟎
= 45,48%
𝟓𝟎𝟔,𝟒
47
Lmpiran 5 Derajat Esterifikasi (HCl)
% DE =
176 x % kadar metoksil x 100 31 x % kadar galakturonat
Berat ekivalen =
Derajat Esterifikasi (Asam Oksalat)
% DE =
176 x %kadar metoksil x 100 31 x %kadar galakturonat
Berat ekivalen =
176 x 3,62 x 100 = 24,87% 31 x 82,62
176 x 2,56 x 100 = 20,60% 31 x 72,45
Derajat Esterifikasi (Asam Oksalat)
% DE =
176 x %kadar metoksil x 100 31 x %kadar galakturonat
Berat ekivalen =
176 x 1,52 x 100 = 18,97 % 31 x 45,48
48
Lampiran 6. Proses Pembuatan Tepung Pektin
Limbah kulit jeruk manis
Pemanasan
Pengendapan
Albedo
Penambahan HCl 1N
Tepung Pektin Sebelum Di Oven
Penghalusan Albedo
Tepung Pektin
49
Preparasi Titrasi
Larutan Hasil Titrasi
Larutan Yang Akan Dititrasi
