LAPORAN AKHIR PKM PENELITIAN PEMANFAATAN KULIT BUAH KAKAO SEBAGAI EDIBLE FILM BERBASIS PEKTIN
Oleh : Ach. Haris Efendy
101810301021
2010
Kamaludin Husna H. 101810301017
2010
Rizqon Ahmad
091810301027
2009
Didin Puspitasari
121810401084
2012
UNIVERSITAS JEMBER JEMBER 2013
i
ii
ABSTRAK Buah kakao (Theobroma cacao) terdiri dari 70 – 75 % kulit buah, 27 – 29 % biji kakao, dan sisanya plasenta. Kulit buah kakao mengandung senyawa pektin (18%), tannin (2%), catekin (0,01%), dan antosianin (1,04%). Senyawa pektin pada kulit buah kakao dapat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat edible film. Edible film merupakan lapisan tipis yang terbuat dari bahan – bahan yang dapat dimakan dan dibiodegradasi, berfungsi sebagai barrier terhadap transfer massa, dan carrier bahan makanan atau bahan tambahan. Tujuan penelitian adalah untuk membuat edible film berbasis pektin dari ekstrak kulit buah kakao, serta mengkaji pengaruh konsentasi pektin pada sifat fisikokimia dan mekanik edible film. Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Analisa gugus fungsi pada serbuk hasil ekstraksi menunjukkan bahwa serbuk mengandung senyawa pektin yang belum murni (protopektin). Massa serbuk yang diperoleh dari 100 gram kulit buah kakao sebesar 1,277 gram serbuk pektin, dan 250 gram kulit buah kakao dan dihasilkan 1,99 gram serbuk pektin. Variasi konsentrasi pektin dalam pembuatan edible film berbasis pektin adalah 0,5 dan 1 gram serbuk pektin. Film dengan konsentrasi 0,5 gram serbuk pektin mempunyai kadar air sebesar 0,134% dan 1 gram pektin kadar air sebesar 0,128%. Ketebalan rata – rata film dari 0,5 gram serbuk pektin sebesar 0,7286 mm dan konsentrasi 1 gram serbuk pektin sebesar 0,8313 mm. Kata kunci: kulit buah kakao, pektin, edible film
iii
KATA PENGANTAR Alhamdulilla kami ucapkan kepada Allah SWT, karena atas segala rahmat yang telah diberikan-Nya, kami dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah ini dengan semaksimal mungkin. Karya tulis ini mengambil pokok bahasan tentang “Pemanfaatan Kulit Buah Kakao sebagai Edible Film Berbasis Pektin”. Dalam penyelesaikan karya tulis ini tentunya tidak lepas dari peran serta berbagai pihak baik dari segi moral, material, maupun keilmuan. Untuk itu kami mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang banyak membantu sebagai berikut : 1.
Bapak Prof. Dr. H. Mohammad Saleh, S.E., M.Sc. selaku Pembatu Rekstor III Universitas Jember.
2.
Bapak Drs. Achmad Sjaifullah, M.Sc, PhD selaku Ketua Jurusan Kimia (FMIPA) Universitas Jember, yang selalu memotivasi semangat kami.
3.
Dr. Bambang Piluharto, M.Si selaku dosen pembimbing kami yang telah membantu mengarahkan dan membimbing kami.
4.
Kedua orang tua kami yang telah memberikan doa restu dan dukungannya kepada kami.
5.
Semua pihak yang telah membantu dan memberikan sumbangan pemikiran dalam menyelesaikan makalah ini yang tidak dapat kami sebutkan. Akhirnya penyusun menyadari bahwa karya tulis ilmiah ini masih belum
dikatakan sempurna, masih banyak kekurangan yang harus diperbaiki. Untuk itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan bagi perbaikan di masa yang akan datang. Semoga karya tulis ilmiah ini nantinya dapat membawa manfaat dan menambah wacana keilmuan. Sekian dari kami, terima kasih.
Jember, 14 Agustus 2013 Penyusun
iv
1
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Komoditas kakao menempati peringkat ketiga ekspor sektor perkebunan dalam menyumbang devisa negara, setelah komoditas karet dan CPO (Crude Palm Oil) atau minyak kelapa sawit. Disamping menghasilkan biji, dalam proses penanganannya juga menghasilkan produk samping (limbah) berupa kulit buah. Hal ini dikarenakan komponen buah kakao terdiri 70% kulit buah, 25% biji kakao, dan sisanya adalah plasenta (Ashadi, 1988). Apabila limbah kulit buah kakao tidak ditangani secara serius dapat menimbulkan masalah lingkungan. Pemanfaatan kulit buah kakao sebagai pakan ternak dan pupuk dirasa masih kurang efektif dalam memanfaatkan kulit buah kakao. Dilihat dari kandungan kimianya, kulit buah kakao mengandung pektin 18%, tanin 2%, catekin 0,01%, dan antosianin 1,04% (Rachmawan, 2005). Senyawa pektin kulit buah kakao dapat dibuat sebagai bahan pembuatan edible film. Edible film merupakan lapisan tipis yang terbuat dari bahan-bahan yang dapat dimakan, dibentuk melapisi komponen makanan (coating) dan berfungsi sebagai transfer massa (kelembaban, oksigen, lipid, cahaya, dan zat larut), dan atau sebagai bahan tambahan (Krochta dan De Mulder-Johnson, 1997). Edible film juga dapat menggantikan plastik konvensional pengemas makanan dan dapat dibiodegradasi. Berdasarkan fakta di lapangan dan penelitian – penelitian yang telah dilakukan. Muncul ide kreatif untuk memanfaatkan limbah kulit buah kakao sebagai bahan baku pembuatan edible film berbasis pektin. Proses kulit buah kakao sebagai edible film memerlukan tiga tahapan. Pertama, ekstraksi pektin dari kulit buah kakao. Kedua, pembuatan edible film berbasis pektin. Dan ketiga, karakterisasi edible film yang dihasilkan. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas, dapat di susun rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana mengekstrak pektin dari limbah kulit buah kakao? 2. Bagamaina pengaruh konsentrasi pektin pada sifat fisikokimia edible film yang terbentuk? 1.3 Tujuan Program Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Membuat edible film berbasis pektin dari ekstrak kulit buah kakao. 2. Mengkaji pengaruh konsentasi pektin pada sifat fisikokimia dan mekanik edible film. 1.4 Manfaat Program 1. Memberikan nilai tambah kulit buah kakao baik dari segi manfaat dan ekonomi. 2. Memberikan informasi kepada masyarakat dan sivitas akademika untuk pengembangan material edible film yang dapat dibiodegradasi.
2
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kulit Buah Kakao dan Potensinya Kakao merupakan satu – satunya di antara 22 jenis marga Theobroma. Sistematika tanaman ini sebagai berikut: Divisi: Spermatophyta; anak divisi: Angioospermae; kelas: Dicotyledoneae; suku: Sterculiaceae; marga: Theobroma; Jenis: Theobroma cacao L. Dilihat dari kandungan kimianya, kulit buah kakao mengandung pektin 18%, tanin 2%, catekin 0,01%, dan antosianin 1,04% (Rachmawan, 2005). Dan potensi limbah kulit buah kakao dari suatu pabrik pengolahan kakao sebesar 15-22 m3/ha/tahun (Yusianto, 2005). 2.2 Pektin Istilah pektin berasal dari bahasa Yunani yang berarti mengental atau menjadi padat. Kelompok senyawa pektin secara umum disebut substansi pektat yang terdiri atas protopektin, asam pektinat, dan asam pektat. Pektin merupakan komponen tambahan penting dalam industri pangan, kosmetika, dan obat-obatan. Senyawa pektin juga berfungsi sebagai dehydrating agents, emulsyng agents, dan protective colloids sehingga penggunaan pektin makin meningkat baik sebagai bahan baku industri pangan maupum industri non pangan (Hawley, 1981). Berikut struktur seenyawa pektin:
Gambar 1. Rantai molekul pektin. 2.3 Edible Film Film didefinisikan sebagai lembaran fleksibel, yang tidak berserat dan tidak mengandung bahan metalik. Film terbuat dari turunan selulosa dan sejumlah resin thermoplastik. Edible film adalah lapisan tipis yang terbuat dari bahan-bahan yang dapat dimakan, dibentuk melapisi komponen makanan (coating) atau diletakkan di antara komponen makanan (film) yang berfungsi sebagai barrier terhadap transfer massa (misalnya kelembaban, oksigen, lipid, cahaya, dan zat larut), dan atau sebagai carrier bahan makanan atau bahan tambahan, serta untuk mempermudah penanganan makanan (Krochta dan De Mulder-Johnson, 1997). III. METODE PENDEKATAN Penelitian dilakukan dengan teknik observasi dengan alur penelitian sebagai berikut: Persiapan alat Ekstraksi pektin Uji IR Studi literatur dan bahan (Sari, dkk, 2012) Evaluasi Karakterisasi dan Pembahasa n Penyusuna laporan akhir dan publikasi
Pembuatan edible film berbasis pektin (Herdigenarosa, 2013) STOP
3
IV. PELAKSANAAN PROGRAM 4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember selama empat bulan. 4.2 Tahap Pelaksanaan Kegiatan yang dilakukans
April Mei Juni Juli 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Preparasi alat dan bahan Studi litarur Ekstraksi pektin Evaluasi dan konsultasi Analisa gugus fungsi (infra red) Pembuatan dan karakterisasi Film Pembuatan laporan 4.3 Instrumen Pelaksanaan 4.3.1 Alat dan Bahan a. Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah penangas, gelas kimia, pipet, termometer, labu leher tiga, statif, kondensor, pH meter, blender, bunchner, cetakan kaca, kain saring, erlenmeyer, mortar, oven, stirer magnetik, anak stirer, aluminium foil, botol sampel, botol bahan, dan mikrometer skrup. b. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit buah kakao, alkohol 96%, asam klorida 5%, aseton, aquades, aqua D-min, CMC (Karboksimetil selulosa), gelatin, sorbitol, asam lemak stearat, dan etanol. 4.3.2 Rangkaian alat Menurut Puspitasari, et al. (2008), rangkaian alat yang digunakan untuk mengekstrak pektin secara sederhana adalah sebagai merikut: Keterangan: 1. Kondensor; 2. Termometer; 3. Labu leher tiga; 4. Stirrer; 5. Pemanas listrik; 6. Statif dan holder Gambar 2. Rangkaian alat sederhana untuk ekstraksi pektin dari kulit buah kakao 4.4 Rekapitulasi Rancangan dan Realisasi Biaya 4.4.1 Rekapitulasi Rancangan Awal No. 1. 2. 3.
Keperluan ATK, birokrasi Peralatan Bahan Jumlah total rancangan awal
Total Rp. 3.240.000,Rp. 2.845.000,Rp. 2.610.000.Rp. 8.695.000,-
4
4.4.2 Pemasukan Sebelum Dana DIKTI Turun No. 1. 2. 3.
Sumber Pinjaman Jurusan Kimia FMIPA UNEJ Iuran anggota @500.000/orang Pinjaman Jumlah pemasukan sebelum dana DIKTI
Total Rp. 900.000,Rp. 2.000.000,Rp. 500.000,Rp. 3.400.000,-
4.4.3 Realialisasi Biaya*) No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Keperluan Total ATK, proposal, surat menyurat, administrasi Rp. 193.000,Peralatan penelitian Rp. 1.626.000,Bahan – bahan penelitian Rp. 203.000,Transport dan komunikasi Rp. 71.000,Perawatan laboratorium Rp. 500.000,Honorarium kegiatan @ 5 orang Rp. 1.500.000,Jumlah total pengeluaran Rp. 4.093.000,*) Biaya yang dikeluarakan berdasarkan pemasukan sementara (sebelum dana DIKTI diterima) dan penelitian sekala kecil / mikro. V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil 5.1.1 Penampilan Fisik Sampel A (0,5 gram pektin) Sampel B (0,5 gram pektin)
Sampel B (1 gram pektin)
5.1.2 Uji FTIR (gugus fungsi) Serbuk Hasil Ekstraksi Pektin
Sampel A (Serbuk pektin, ekstraksi kedua)
Sampel B (Serbuk pektin, ekstraksi keempat)
5.1.3 Hasil Karakterisasi Kadar Air pada Edible Film Berbasis Pektin Parameter Masa awal Masa akhir Kadar air
Sampel A (0,5 gram pektin) 1,55 gram 1,45 gram 0,102 %
Sampel B (0,5 gram pektin) 3,03 gram 2,81 gram 0,134 %
Sampel B (1 gram pektin) 2,98 gram 2,77 gram 0,128 %
5
5.1.4 Hasil Uji Ketebalan Edible Film Parameter Film contoh 1 Film contoh 2 Film contoh 3 Rata – rata ketebalan
Sampel A (0,5) 0,04 mm 0,04 mm
Sampel B (0,5) 0,726 mm 0,732 mm 0,728 mm 0,7286 mm
Sampel B (1) 0,872 mm 0,808 mm 0,814 mm 0,8314 mm
5.2 Pembahasan Sampel A merupakan hasil ekstraksi 100 gram kulit buah kakao dan menghasilkan serbuk sebesar 1,277 gram, dan sampel B hasil ekstraksi 250 gram kulit buah kakao dan dihasilkan 1,99 gram serbuk pektin. Analisa gugus fungsi pada serbuk pektin menggunakan spektro IR (infra red), dan dihasilkan spektrum sinyal yang mengindikasikan bahwa serbuk mengandung pektin yang belum murni (protopektin). Serbuk hasil ekstraksi digunakan dalam pembuatan edilble film dengan variasi konsentrasi 0,5 dan 1 gram serbuk pektin. Film dengan konsentrasi 1 gram pektin memiliki terkstrur lebih tebal dan lebih kuat dari pada konsentrasi 0,5 gram pektin. Hal ini dibuktikan dengan data konsentrasi 1 garm pektin memiliki ketebalan rata – rata 0,83 mm, sedangkan konsentrasi 0,5 gram ebesar 0,72 mm. Kedua variasi film yang dihasilkan larut dalam air. VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Berdasarkan hasil dan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa: a) Ekstraksi pektin kulit buah kakao dilakukan dengan ekstraksi cair – cair. b) Serbuk hasil ekstraksi merupakan senyawa pektin yang tidak murni (masih ada pengotor senyawa lain). c) Film dengan ketebalan 0,04 mm memliki kadar air sebesar 0,102 %, tebal 0,7286 mm sebesar 0,134 %, dan tebal 0,8314 mm sebesar 0,128 %. 6.2 Saran Larutan film harus disaring agar tidak ada padatan pengotor pada film. Dan variasi konsentrasi pektin harus dengan jumlah yang cukup banyak untuk variasi konsentrasi dengan data yang valid. VII. DAFTAR PUSTAKA Ashadi, R.W. 1988. Pembutaan Gula Cair dari Pod Coklat dengan Menggunakan Asam Sulfat, Enzim, serta Kombinasi Keduanya. Skripsi. Fakultas. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Hawley, Gesseier G. 1981. The Condensed Chemical Dictionary 10th Edition. New York: Van Nostrandreinhold Co. Inc. Herdigenarosa, Muren. 2013. Pembuatan Edible Film Coating dari Pektin Kulit Buah Jeruk Bali (Citrus maxima) dengan Variasi Sorbitol sebagai Plasticizer. Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga. Krochta, J. M., and C. M., Johnson, 1997. Edible Film and Biodegradable Polymer Film Challenger and Opportunities, Food Tech, 51 ( 2 ); 61-74.
6
Puspitasari, Dwi. et al. 2008. Ekstraksi Pektin dari Ampas Nanas. Surabaya: UPN Veteran Jatim. Rachmawan, Arief. 2005. Ekstraksi dan karakterisasi pektin dari kulit buah kakao Bogor: Institut Pertanian Bogor. Sari, Ellyta, dkk. 2012. Peningkatan Kualitas Pektin dari Kulit Buah Kakao melalui Metode Ekstraksi dengan Penambahan NaHSO3. Pekanbaru: PROSIDING STNK TOPI. Yusianto dan Mulato Sri. 2005. Pengolahan Dan Komposisi Kimia Biji Kopi : Pengaruhnya Terhadap Cita Rasa Seduhan dalam Uji Cita Rasa Kopi. Jember: Puslit Koka. LAMPIRAN Foto Kegiatan
Scan Bukti Pembayaran
