SKRIPSI OPTIMASI PENGGUNAAN ADSORBEN PADA PROSES PEMISAHAN KAROTENOID DARI METIL ESTER KASAR MINYAK SAWIT DENGAN METODE KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI

SKRIPSI

OPTIMASI PENGGUNAAN ADSORBEN PADA PROSES PEMISAHAN KAROTENOID DARI METIL ESTER KASAR MINYAK SAWIT DENGAN METODE KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI

Oleh: ZULKIPLI F24102011

2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR


SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor


2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

Zulkipli. F24102011. Optimasi Penggunaan Adsorben pada Proses Pemisahan Karotenoid dari Metil Ester Kasar Minyak Sawit dengan Metode Kromatografi Kolom Adsorpsi. Di bawah bimbingan Nur Wulandari, S.TP, M.Si. (2007) RINGKASAN Kelapa sawit (Elaeis guineensis, Jacq.) merupakan salah satu komoditas pertanian yang dapat dikembangkan menjadi berbagai jenis produk. Salah satu produk turunan kelapa sawit adalah metil ester kasar (crude methyl ester/CME). CME merupakan senyawa yang terdapat pada biodiesel minyak sawit. CME yang terbentuk dari reaksi transesterifikasi dengan bahan dasar minyak sawit kasar (CPO) masih mengandung karotenoid dalam jumlah tinggi. Karotenoid dalam CME dapat dipisahkan dengan metode kromatografi kolom adsorpsi. Adsorben yang digunakan dalam kromatografi kolom adsorpsi selama ini adalah silika gel. Tetapi, ada sumber adsorben alami yang belum banyak dimanfaatkan, yakni abu sekam padi. Untuk itu, perlu diketahui kondisi optimum penggunaan adsorben campuran silika gel dan abu sekam padi pada kromatografi kolom adsorpsi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi optimal penggunaan adsorben pada pemisahan karotenoid dari metil ester kasar/CME minyak sawit dengan metode kromatografi kolom adsorpsi dengan fokus pada pengaruh tingkat pengabuan pada adsorben abu sekam padi. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kapasitas kolom yang optimum melalui penggunaan kolom secara berulang sehingga diperoleh profil adsorpsi dari kolom kromatografi tersebut. Penelitian ini dibagi atas tiga tahap utama, yakni karakterisasi adsorben silika gel dan abu sekam padi yang mengalami pengulangan pengabuan, penentuan kondisi optimum dalam kromatografi kolom adsorpsi (dimensi kolom: panjang 40 cm, diameter 2.5 cm, dan volume 150 ml), dan pengujian penggunaan kolom secara berulang. Setiap konsentrat karotenoid yang didapat kemudian dianalisis untuk mendapatkan nilai konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenoid. Recovery karotenoid dari proses transesterifikasi CPO menjadi CME yang digunakan sebagai bahan baku penelitian ini adalah 85.74%. Kondisi optimum produksi CME (bahan baku dalam penelitian ini) adalah menggunakan pelarut metanol dan katalis NaOH, kecepatan pengadukan 250 rpm, konsentrasi NaOH 1%, suhu reaksi 50oC, dan waktu reaksi 60 menit (Widayanto, 2007). Nisbah abu sekam padi 800oC dan silika gel 25:15 (b/b) dengan jumlah CME yang dilewatkan sebanyak 1 gram merupakan kondisi optimum adsorben pada pemisahan karotenoid dari CME. Adsorben yang merupakan campuran dengan nisbah 25:15 (b/b) tersebut masih bagus digunakan untuk memisahkan karotenoid hanya pada penggunaan pertama (konsentrasi karotenoid dari konsentrat sebesar 2092.41 ppm). Jika digunakan kembali, adsorben menunjukkan penurunan aktivitas pemisahan yang ditandai dengan penurunan konsentrasi karotenoid dari konsentrat karotenoid (1634.18 ppm). Hal ini karena pencucian kolom yang belum sempurna sehingga masih ada komponen pengotor pada poripori adsorben.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN


SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor


Dilahirkan pada tanggal 1 September 1983 Di Jakarta Tanggal Lulus: 22 Mei 2007

Menyetujui,

Nur Wulandari, S.TP, M.Si Dosen Pembimbing Mengetahui,

Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc Ketua Departemen ITP

RIWAYAT HIDUP

Zulkipli dilahirkan di Jakarta pada tanggal 1 September 1983 sebagai anak ke-4 dari 4 bersaudara dari pasangan H. M. Nour Kasim dan Hj. Aminah. Pendidikan dasar ditempuh di SD Negeri 16 Petang Jakarta dan SMP Negeri 45 Jakarta. Pendidikan selanjutnya ditempuh di SMU Negeri 33 Jakarta. Pada tahun 2002, penulis masuk IPB melalui jalur USMI pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi. Tahun 2004 penulis mendapatkan Beasiswa Kerja Mahasiswa sebagai Senior Resident Asrama Tingkat Persiapan Bersama (TPB) IPB. Tahun 2005 mendapat beasiswa dari PT Unilever Indonesia. Penulis pernah melaksanakan praktek lapang di PT Aerowisata Catering Service Jakarta tahun 2005. Selain itu, penulis juga pernah mengajar di lembaga bimbingan belajar Bintang Pelajar, Bogor, tahun 2006. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di DKM Al-Hurriyyah IPB dan Forum Bina Islami (FBI) Fakultas Teknologi Pertanian IPB tahun 2002-2004. Pada tahun 2004-2007, penulis aktif di Badan Pengelola Asrama TPB sebagai Senior Resident Asrama Tingkat Persiapan Bersama (TPB) IPB. Secara keprofesian, penulis pernah aktif membantu kegiatan di Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (Himitepa) IPB tahun 2003-2004. Penulis melaksanakan tugas akhir di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan dengan menyusun skripsi berjudul ”Optimasi Penggunaan Adsorben pada Proses Pemisahan Karotenoid dari Metil Ester Kasar Minyak Sawit dengan Metode Kromatografi Kolom Adsorpsi”. Penelitian ini dibiayai oleh proyek Riset Unggulan Strategis Nasional (RUSNAS) Kementerian Riset dan Teknologi Republik Indonesia. Penyusunan skripsi ini di bawah bimbingan Ibu Nur Wulandari, S.TP, M.Si.

v

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah Subhanahu wa Ta’ala, Robb semesta alam, atas rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis ingin menyampaikan rasa syukur dan terima kasih kepada semua pihak yang membantu baik secara langsung maupun tidak langsung, sehingga tugas akhir ini dapat selesai. 1. Allah ’Azza wa Jalla, atas segala kasih sayang, pelajaran, dan rahmat yang dicurahkan. Atas nikmat hidayah lewat diutusnya Rosul shollallahu ’alaihi wa sallam. 2. Bapak dan Ibu (H. M. Nour Kasim dan Hj. Aminah) serta abang dan mpok (Ibnu Solihin, S.Hut, Nurhayati, A.Md.Kp, dan Muhammad Arief S.P.) atas dorongan moral selama ini. 3. Ibu Nur Wulandari, S.TP, M.Si, atas kesabarannya membimbing selama penulis menjadi mahasiswa di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. 4. Ibu Dr. Ir. Hanifah Nuryani Lioe, M.Si selaku dosen penguji. 5. Bapak Dr. Nugraha Edhi Suyatma, S.TP, DEA selaku dosen penguji. 6. Bapak DR. Ir. Bonny P. W. Soekarno, M.Sc. sebagai kepala Badan Pengelola Asrama TPB beserta para Manager Unit Asrama TPB (Bapak Arif Hartoyo, S.TP, M.Si, Bapak Ir. Irmansyah, M.Si, Bapak Ir. Sugeng Heri Suseno, M.Si, Ibu Dr. Lailan Syaufina, M.Sc, Ibu Dr. Endar H. Nugrahaini, dan Ibu Irma Isnafia, S.Pt, M.Si). 7. SEAFAST Center IPB, para peneliti sawit (Zaelani, Arif, Rahmat, Eko, Dhani, dan Her Her), dan para pegawai SEAFAST atau PAU (Abah, Pak Taufik, Mba Sri, Mba Ari dan lainnya). 8. Bapak dan Ibu dosen beserta pegawai di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB. 9. Bapak Ir. Tjahja Muhandri, M.T. dan para peneliti Feeding Program for Needy Student atas pelajaran berharga selama Feeding Program berjalan di asrama TPB tahun 2005-2006. 10. Keluarga besar Badan Pengelola Asrama (BPA) TPB, Senior Resident tahun 2004-2007 atas pelajaran ukhuwah (terutama SR 39: Assur, Budi, Jaya, Deni, Desna, Tisna, Tarwin, Rini, Gusti, Astri, Sopi), dan mahasiswa

vi

Tingkat Persiapan Bersama (TPB) angkatan 41, 42, dan 43 (khususnya lorong Kelapa Muda 41, lorong 3, 4, 7, dan 8 angkatan 42, dan lorong 6 dan 7 angkatan 43) atas kekeluargaan kita selama di asrama. Bram SR dan Dedi SR atas pinjaman komputernya. Juga Mas Agus Santoso atas pengorbanannya selama ini. 11. DKM Al-Hurriyyah IPB Bogor 12. Forum Bina Islami (FBI) Fakultas Teknologi Pertanian IPB 13. Keluarga Besar Partai Keadilan Sejahtera, terutama Dewan Pengurus Cabang (DPC) Partai

Keadilan

Sejahtera

Kecamatan Tenjolaya,

Kabupaten Bogor, Jawa Barat. 14. Teman-teman di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan angkatan 39 terutama kelompok A3 (Tina, Heru, Rahmat, Rohana). Terima kasih atas segala persahabatan selama kuliah di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. 15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Akhirnya, penulis menyadari bahwa banyak hal yang harus diperbaiki dalam skripsi ini. Penulis berharap, semoga karya ini dapat bermanfaat.

vii

DAFTAR ISI Halaman RIWAYAT HIDUP .........................................................................................

v

KATA PENGANTAR.....................................................................................

vi

DAFTAR ISI ..................................................................................................

viii

DAFTAR TABEL ...........................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

xi

DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................

xiii

I. PENDAHULUAN ......................................................................................

1

A. LATAR BELAKANG............................................................................

1

B. TUJUAN.................................................................................................

3

II. TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................

4

A. MINYAK KELAPA SAWIT DAN PRODUK TURUNANNYA........

4

B. METIL ESTER………………………………………………………..

6

C. REAKSI TRANSESTERIFIKASI……………………………………

9

D. KAROTENOID……………………………………………………….

11

E. PEMISAHAN KAROTENOID DENGAN KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI...........................................................................

13

F. ADSORBEN DALAM KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI……………......................................................................

14

1. Silika Gel……………………………………………………...........

14

2. Abu Sekam Padi……………………………………………............

15

III. METODE PENELITIAN..........................................................................

18

A. BAHAN DAN ALAT.............................................................................

18

1. Bahan..................................................................................................

18

2. Alat......................................................................................................

18

B. TAHAPAN PENELITIAN....................................................................

19

C. METODE ANALISIS............................................................................

29

viii

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................

32

A. PENELITIAN PENDAHULUAN.......................................................

32

B. OPTIMASI KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI.....................

36

1. Penentuan Nisbah Abu Sekam Padi dan Silika Gel.......................

37

2. Penentuan Jumlah CME yang Dilewatkan pada Kolom................

43

C. OPTIMASI PENGGUNAAN KOLOM SECARA BERULANG......

45

KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................

49

A. KESIMPULAN.................................................................................

49

B. SARAN..............................................................................................

49

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................

50

LAMPIRAN...................................................................................................

54

ix

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.

Hasil-hasil penelitian metil ester...........................................

7

Tabel 2.

Komposisi kimia abu sekam padi…………………….........

17

Tabel 3.

Penerapan perlakuan pada tahap pengulangan pengabuan pada masing-masing adsorben (abu sekam padi 1200oC dan silika gel)........................................................................

Tabel 4.

Penerapan perlakuan pada tahap penentuan nisbah abu sekam padi dan silika gel yang optimal................................

Tabel 5.

28

Kandungan silikat abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC…..............................................................................

Tabel 8.

27

Penerapan perlakuan pada tahap penggunaan kolom secara berulang.................................................................................

Tabel 7.

24

Penerapan perlakuan pada tahap penentuan jumlah CME yang dilewatkan ke kolom....................................................

Tabel 6.

22

32

Recovery karotenoid setelah melalui kromatografi kolom adsorpsi pada beberapa adsorben…………………………..

33

x

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Produk-produk hilir minyak sawit……………..................

6

Gambar 2.

Persamaan reaksi metanolisis…………………………….

10

Gambar 3.

Struktur β-karoten………………………………………..

12

Gambar 4.

Bagian-bagian bulir padi…………………………………

16

Gambar 5.

Kromatografi kolom adsorpsi…………………………….

18

Gambar 6.

Diagram alir penelitian optimasi penggunaan adsorben....

19

Gambar 7.

Diagram alir karakterisasi abu sekam padi dan silika gel dengan perlakuan pengabuan berulang..............................

Gambar 8.

Diagram alir optimasi nisbah abu sekam padi dan silika gel pada kromatografi kolom adsorpsi...............................

Gambar 9.

21 25

Diagram alir optimasi jumlah CME pada kromatografi kolom adsorpsi...................................................................

26

Gambar 10. Diagram alir kajian penggunaan kolom secara berulang...

29

Gambar 11. Profil fraksi karotenoid dari adsorben abu sekam padi 1200oC dan Silika gel.........................................................

34

Gambar 12. Recovery karotenoid dengan perlakuan adsorben yang mengalami pengabuan berulang……................................

35

Gambar 13. Konsentrasi karotenoid dari konsentrat yang diperoleh dari

pemisahan

dengan

perlakuan

berbagai

jenis

campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel………………….....................................

38

Gambar 14. Recovery karotenoid pada campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel…………...

40

Gambar 15. Pemekatan karotenoid pada campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel…………..

40

Gambar 16. Profil konsentrat karotenoid pada nisbah abu sekam padi 800oC dan Silika Gel 25:15 pada perlakuan berbagai jumlah metil ester kasar......................................................

45

xi

Gambar 17. Profil konsentrat karotenoid pada nisbah abu sekam padi 800oC dan silika gel 25:15 dan jumlah metil ester kasar 1 gram pada perlakuan elusi berulang..................................

47

xii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.

Rekapitulasi

data

konsentrasi

karotenoid

dari

konsentrat, recovery, dan pemekatan pada abu sekam padi 800oC..................................................................... Lampiran 2.

Rekapitulasi

data

konsentrasi

karotenoid

55

dari


Rekapitulasi

data

konsentrasi

karotenoid

56

dari


57

Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap konsentrasi karotenoid dari konsentrat beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel…………………..

Lampiran 5.

58

Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap recovery karotenoid beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel………………………………………………..

Lampiran 6.

59

Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap pemekatan karotenoid beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel………………………………………

Lampiran 7.

Rekapitulasi

data

konsentrasi

karotenoid

60

dari

konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenoid pada perlakuan jumlah CME...................................................

61

xiii

Lampiran 8.

Hasil analisis ragam pada perlakuan jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke kolom sebanyak 1, 2, 3, dan 4 gram………………….................................................

Lampiran 9.

Rekapitulasi

data

konsentrasi

karotenoid

62

dari

konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenoid pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang............... Lampiran 10.

64

Hasil analisis ragam pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang ……………...............................

65

xiv

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG Kelapa sawit (Elaeis guineensis, Jacq.) merupakan salah satu komoditas pertanian yang dapat dikembangkan menjadi berbagai jenis produk. Bagian kelapa sawit yang dimanfaatkan adalah daging buah, biji sawit, tandan kosong, dan batang pohon. Daging buah menghasilkan produk minyak sawit (CPO) yang dapat diolah lebih lanjut menjadi bahan pangan (minyak goreng, olein, margarin, cocoa butter subtitutes) ataupun untuk bahan sabun dan oleokimia (deterjen, pelumas, kosmetika, sabun asam lemak). Biji sawit dapat diolah lebih lanjut menjadi minyak inti sawit (PKO) dan bungkil bijinya dijadikan makanan ternak atau pupuk. Sedangkan tandan kosong kelapa sawit dapat dimanfaatkan untuk pulp kertas, kompos, dan particle board. Batang pohon kelapa sawit dapat dimanfaatkan untuk bahan konstruksi, pulp, bahan kimia, dan particle board (Hariyadi dan Andarwulan, 2003). Minyak sawit dan minyak inti sawit memiliki beberapa keunggulan sifat nutrisional. Minyak sawit mentah (Crude Palm Oil atau CPO) memiliki kandungan karoten (provitamin A) yang cukup tinggi yaitu berkisar 400-700 ppm. Beberapa varietas kelapa sawit bahkan dapat menghasilkan minyak sawit dengan kandungan karoten hingga 2000 ppm. Karoten memiliki banyak kegunaan bagi

kesehatan manusia selain sebagai komponen vitamin, di

antaranya merupakan senyawa antikanker, mencegah penuaan dini, mencegah penyakit kardiovaskuler, dan kegunaan lainnya. Selain karoten, pada minyak sawit terdapat beberapa mikronutrien lain yang berguna bagi kesehatan seperti tokoferol, tokotrienol, dan sitosterol (β-sitosterol) (Ong et al., 1990). Kandungan karoten pada minyak sawit dapat dieksploitasi untuk produk minyak kaya karoten atau konsentrat karoten. Produk karoten banyak digunakan pada produk pangan sebagai sumber vitamin A maupun sebagai zat warna. Di Indonesia, produk ini masih merupakan produk impor dengan harga yang relatif mahal. Produk karoten yang digunakan umumnya merupakan senyawa sintetik, bukan senyawa alami seperti halnya yang terdapat pada minyak sawit.

1

Pengembangan industri minyak sawit masih didominasi oleh produk minyak sawit kasar (CPO). CPO dapat diolah lebih lanjut menjadi berbagai produk turunannya dengan, salah satunya, mengambil dan memanfaatkan komponen

minor karotenoid menjadi produk konsentrat karotenoid.

Konsentrat karotenoid dapat dimanfaatkan dalam industri pangan, farmasi, dan kosmetik. Di samping memiliki kelebihan produksi minyak sawit, Indonesia di sisi lain memiliki masalah pada pasokan energi minyak bumi akibat tingginya konsumsi energi. Sementara itu, persediaan minyak mentah Indonesia semakin berkurang, ditambah lagi adanya kenaikan harga minyak mentah dunia. Oleh karena itu, minyak sawit pada saat ini mulai didorong untuk dimanfaatkan menjadi bahan baku produksi biodiesel. Untuk menunjang industri biodiesel yang kuat dengan berbasis iptek, perlu diupayakan untuk mendayagunakan sekaligus meningkatkan nilai tambah aneka produk ikutan, produk samping, dan limbah proses pembuatan biodiesel. Salah satu peluang untuk meningkatkan daya saing biodiesel berbahan baku minyak sawit adalah adanya kandungan mikronutrien karoten. Dengan melakukan penjumputan (recovery) terhadap karoten minyak sawit selama proses produksi biodiesel, selain dihasilkan nilai tambah dari biodiesel, juga akan diperoleh nilai tambah yang tinggi dari penjumputan karoten. Proses produksi biodiesel selama ini hanya memfokuskan pada pembentukan metil ester kasar (crude methyl ester/CME) minyak sawit, tanpa memperhatikan keberadaan karoten di dalamnya. Untuk memperoleh karotenoid dari metil ester, perlu dilakukan upaya mempertahankan komponen karotenoid di dalam metil ester minyak sawit tersebut dengan teknik tertentu. Penjumputan karotenoid dari metil ester kasar minyak sawit yang selanjutnya dapat digunakan untuk produksi biodiesel, diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah dalam proses produksi biodiesel. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian lebih dalam tentang optimasi produksi konsentrat karotenoid guna melengkapi keunggulan biodiesel yang dihasilkan.

2

B. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi optimal penggunaan adsorben pada pemisahan karotenoid dari metil ester kasar/CME minyak sawit dengan metode kromatografi kolom adsorpsi dengan fokus pada pengaruh tingkat pengabuan pada adsorben abu sekam padi. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kapasitas kolom yang optimum melalui penggunaan kolom secara berulang sehingga diperoleh profil adsorpsi dari kolom kromatografi tersebut.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. MINYAK KELAPA SAWIT DAN PRODUK TURUNANNYA Tanaman kelapa sawit (Elais guineensis Jacq.) adalah tanaman berkeping satu yang masuk dalam genus Elais, famili Palmae, kelas divisi Monocotyledonae, subdivisi Angiospermae dengan divisi Spermatophyta. Elais berasal dari bahasa Yunani “Elaion” atau minyak, sedangkan nama spesies guineensis berasal dari kata “Guines”, yaitu tempat dimana seorang ahli bernama Jacquin menemukan tanaman kelapa sawit pertama kali di pantai Guinea (Hartley, 1970). Minyak kelapa sawit berasal dari buah tanaman kelapa sawit yang didapat dengan cara mengekstraksi buah tersebut. Kelapa sawit menghasilkan dua jenis minyak yang berlainan sifatnya, yaitu minyak yang berasal dari sabut (mesokarp) yang disebut dengan Crude Palm Oil atau CPO, dan minyak yang berasal dari inti (kernel) yang disebut Palm Kernel Oil atau PKO (Somaatmaja, 1981). Perbedaan minyak sawit dengan minyak inti sawit adalah adanya pigmen karotenoid yang berwarna kuning merah pada minyak sawit. Perbedaan lainnya yaitu dalam kandungan asam lemaknya. Pada minyak inti sawit terdapat asam kaproat dan asam kaprilat yang tidak terdapat pada minyak sawit (Muchtadi, 1992). CPO mengandung lebih kurang 1% komponen minor yang terdiri dari karotenoid, tokoferol, tokotrienol, sterol-sterol, fosfolipid dan glikolipid, terpen dan gugus alifatik, serta elemen sisa (trace element) lainnya. Komponen terbesar dari karotenoid adalah β-karoten dan α-karoten yang mencapai 90% dari total karotenoid yang terdiri dari 13 jenis (Ong et al., 1990). Minyak sawit memiliki dua jenis asam lemak utama, yaitu asam palmitat dan asam oleat. Kandungan asam palmitat dalam minyak sawit sebesar 40-46% dan asam oleat sebesar 39-45%. Asam palmitat merupakan asam lemak rantai panjang yang memiliki titik cair (melting point) yang tinggi, yaitu 64oC. Kandungan asam palmitat yang tinggi ini membuat minyak

4

sawit lebih tahan terhadap oksidasi (ketengikan) dibandingkan jenis minyak lain. Asam oleat merupakan asam lemak tidak jenuh rantai panjang dengan panjang rantai C18 dan memiliki satu ikatan rangkap. Titik cair asam oleat lebih rendah dibandingkan asam palmitat, yaitu 14oC (Ketaren, 1986). Ketaren (1986) menggambarkan pengolahan minyak sawit secara umum dengan beberapa tahap, yaitu ekstraksi, pemurnian, dan winterisasi (fraksinasi). Ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun cara ekstraksi yaitu rendering, mechanical expression, dan solvent extraction. Tujuan

utama

dari

proses

pemurnian

minyak

sawit

adalah

menghilangkan rasa serta bau tidak enak, warna yang tidak menarik, dan memperpanjang masa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan mentah dalam industri. Pada umumnya, minyak untuk tujuan bahan pangan dimurnikan melalui tahap proses sebagai berikut: (1) pemisahan bahan berupa suspensi dan dispersi koloid dengan cara penguapan, degumming, dan pencucian dengan asam; (2) pemisahan asam lemak bebas dengan netralisasi; (3) dekolorisasi dengan pemucatan; (4) deodorisasi; dan (5) pemisahan gliserida jenuh (stearin) dengan cara pendinginan. Winterisasi adalah bagian dari pemurnian minyak hasil ekstraksi. Winterisasi yaitu proses pemisahan bagian gliserida jenuh atau bertitik cair tinggi dari trigliserida bertitik cair rendah. Pada suhu rendah, trigliserida padat tidak dapat larut dalam trigliserida cair (Ketaren, 1986). Produk-produk hilir minyak sawit dapat dibagi atas produk yang digunakan langsung oleh industri dan produk yang diolah lebih lanjut sebagai bahan baku industri. Contoh-contoh produk hilir minyak sawit dapat dilihat pada Gambar 1.

5

Minyak sawit

Digunakan langsung oleh industri

- cooking oil/fat, shortening, dan margarine - table margarine - cocoa butter replacer - non dairy creamer - emulsion - microencapsulate

Diolah lebih lanjut sebagai bahan baku industri

Sabun

Oleokimia

- Fatty acids - Fatty alcohols - Fatty acids methyl ester - Fatty amine - Glycerine - dsb

- Detergen powder - Liquid detergen - Laundry soap - Toilet soap - dsb

Gambar 1. Produk-produk hilir minyak sawit (Hariyadi dan Andarwulan, 2003) B. METIL ESTER Metil ester merupakan salah satu bahan oleokimia dasar selain asam lemak, alkohol, amina asam lemak, dan gliserin yang banyak diproduksi sebagai bahan baku industri. Pemanfaatan metil ester sebagai bahan baku industri mulai dikembangkan secara besar-besaran sejak awal 1970 selama dua dekade dan masih terus berkembang seiring dengan meningkatnya kebutuhan bahan baku dalam industri oleokimia dan turunannya (Kaufman dan Reubusch, 1990). Metil ester terutama dimanfaatkan dalam industri kosmetika, dan berguna sebagai agen pencuci dan pembersih. Selain itu, metil ester juga dimanfaatkan sebagai plasticizer (untuk mengubah sifat rigid suatu bahan menjadi plastis), sabun, keperluan rumah tangga, produk perawatan diri, bahan pembantu dalam pengolahan karet, farmasi, dan bahan baku untuk produksi oleokimia dasar lainnya serta biofuel (biodiesel) (Ong et el., 1990; Kaufman

6

dan Reubusch, 1990). Hasil-hasil penelitian metil ester dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil-hasil penelitian metil ester Peneliti Widayanto (2007)

Katalis NaOH 1%

Gunadi (1999)

H3PO4 4%

Sulaswatty (1998)

NaOH 1% (b/b)

Taufiqurrahman (1998)

NaOCH3

Noureddini dan Zhu (1997)

NaOH

Ooi et al. (1994)

NaOH 0.5% (b/b)

Bryant et al. (1992)

asam sulfat 0.8% alkali

Freedman et al. (1984) Sonntag (1982)

asam 24%

Eckey (1949)

NaOH 1%

Optimasi Kecepatan pengadukan 250 rpm, T= 50oC, t= 1 jam, mol CPO:metanol=1:10 CPO:metanol=1:6 T= 110oC t= 1 jam mol CPO:metanol=1:10 T= 60oC t= 1 jam

CPO:metanol=1:6 T= 60oC t= 12 jam CPO:metanol=1:6 T= 60oC t= 2 jam CPO:metanol= 2:1

CPO:metanol=1:6 CPO:metanol=1:6 T= 60oC t= 1 jam CPO:metanol=1:6 T= 110oC t= 1 jam CPO:metanol=1:3 T= 70oC t= 1 jam

Keterangan Rendemen ME=80.67%, kadar ester 97.06%, recovery karotenoid= 85.74% Bilangan ester 149.5981 Rendemen Metil Ester (ME) = 91.80% Total karotenoid=413 ppm Perolehan karotenoid = 96.33% Rendemen ME 95% Rendemen ME 80% Setelah FFA dinetralkan, dilanjutkan dengan destilasi molekuler 2 tahap karotenoid = 75% Rendemen ME 80% Rendemen ME 99% Rendemen ME 90% Di bawah refluks

Keterangan: T=suhu; t=waktu

7

Biodiesel dalam pengertian ilmiah yang setepat-tepatnya, berarti bahan bakar mesin diesel yang dibuat dari sembarang sumber daya hayati. Akan tetapi, dalam pengertian populer dewasa ini, yang dimaksud dengan biodiesel adalah bahan bakar mesin diesel yang terdiri dari ester-ester metil (atau etil) asam-asam lemak (Budiman, 2004). Secara kimiawi, biodiesel merupakan turunan trigliserida dari golongan ester. Biodiesel didefinisikan sebagai ester dari asam lemak yang diolah dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel (Agustian, 2005). Sesuai dengan definisi tersebut, biodiesel masih memiliki sifat-sifat turunan asam lemak pada umumnya, baik dari segi fisik, kimia, maupun biologi. Meskipun demikian, biodiesel memiliki kompatibilitas yang lebih baik untuk mesin diesel dibandingkan trigliserida atau turunan trigliserida lainnya. Minyak nabati sebagai sumber utama biodiesel dapat dipenuhi oleh berbagai macam jenis tumbuhan. Contohnya, minyak jagung, kanola, kelapa, dan kelapa sawit yang kemudian menghasilkan produk dengan nama SME (Soybean Methyl Ester), RME (Rapeseed Methyl Ester), CME (Coconut Methyl Ester), dan POME (Palm Oil Methyl Ester) (Budiman, 2004). Biodiesel dapat dibuat dari berbagai bahan alam yang mengandung trigliserida, baik minyak pangan (edible oil) maupun minyak bukan pangan (non-edible oil). Indonesia juga memiliki beragam tumbuhan yang potensial digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Menurut Budiman (2004), proses pembuatan biodiesel adalah proses transesterifikasi antara minyak nabati dengan metanol dan katalis dengan suhu 70oC. Biodiesel memiliki kelebihan antara lain tidak diperlukan modifikasi mesin, memiliki cetane number tinggi, ramah lingkungan, memiliki daya pelumas yang tinggi, aman, dan tidak beracun. Keunggulan dari biodiesel ini antara lain dapat melindungi mesin, meningkatkan efisiensi pembakaran, dan ramah lingkungan.

8

C. REAKSI TRANSESTERIFIKASI Metil ester dapat diproduksi melalui reaksi transesterifikasi antara trigliserida (minyak sawit) dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa. Proses transesterifikasi dapat dilakukan secara curah (batch) atau sinambung (continues) pada suhu 50-70oC (Darnoko et al., 2001). Proses transesterifikasi minyak atau lemak dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu suhu, lama hidrolisis, kecepatan pengadukan, jenis dan konsentrasi katalis, dan perbandingan metanol-asam lemak (Noureddini dan Zhu, 1997; Hui, 1996). Noureddini dan Zhu (1997) menjelaskan bahwa semakin besar suhu yang digunakan untuk transesterifikasi, semakin singkat waktu yang dibutuhkan untuk reaksi. Proses transesterifikasi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan mendekati titik didih metanol. Hankins dan Hankins (1974) menerangkan bahwa dengan semakin meningkatnya suhu reaksi maka energi molekul-molekul yang bereaksi akan meningkat dan pada akhirnya meningkatkan pergerakan molekul. Pergerakan molekul yang tinggi memungkinkan terjadinya tumbukan antar molekul dan memungkinkan molekul-molekul mencapai energi yang cukup untuk mencapai komplek aktivasi. Kecepatan

pengadukan

berpengaruh

terhadap

kecepatan

reaksi

esterifikasi. Semakin tinggi kecepatan pengadukan akan meningkatkan pergerakan molekul dan menyebabkan terjadinya tumbukan. Pada awal reaksi, pengadukan akan menyebabkan terjadinya difusi antara minyak atau lemak sampai dengan terbentuknya metil ester. Semakin banyaknya metil ester yang terbentuk menyebabkan pengaruh pengadukan semakin rendah (tidak signifikan) sampai dengan terbentuknya kesetimbangan (Noureddini dan Zhu, 1997; Hankins dan Hankins, 1974). Pemakaian

metanol berlebih akan

mendorong reaksi ke arah

pembentukan metil ester. Semakin besar jumlah metanol yang digunakan akan semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan antara molekul-molekul metanol dan minyak yang bereaksi. Proses tumbukan akan efektif apabila molekul-molekul pereaksi memiliki kecocokan satu sama lain. Dalam proses

9

transesterifikasi, reaksi terjadi secara efektif hanya pada komponen-komponen trigliserida dan asam lemak bebas (Hankins dan Hankins, 1974). Pada proses transesterifikasi, konsentrasi metanol yang digunakan tidak boleh lebih rendah dari 98% karena makin rendah konsentrasi metanol yang digunakan maka makin rendah rendemen metil ester yang dihasilkan dan makin

lama

waktu

reaksinya

(Bernardini,

1983).

Kondisi

proses

transesterifikasi secara kontinyu yang dilakukan Darnoko dan Cheryan (2000) yaitu suhu proses 60oC, waktu proses 1-2 jam yang diikuti dengan pengadukan, menggunakan katalis KOH 1% (w/w) terlarut dalam metanol. Penambahan metanol dilakukan dengan perbandingan sebesar 6:1. Proses transesterifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan katalis ataupun tanpa katalis. Biasanya dalam pembuatan metil ester digunakan katalis asam (HCl, H2SO4) atau katalis basa atau alkali (NaOCH3, KOH, NaOH) (Sonntag, 1982). Pemakaian katalis asam menyebabkan reaksi berjalan bolak-balik (reversible) sedangkan pemakaian katalis basa akan menyebabkan reaksi berjalan searah (Ketaren, 1986; Faris, 1979). Pemakaian katalis ini bertujuan untuk mempercepat jalannya reaksi. Suatu reaksi akan terjadi apabila energi minimum untuk berlangsung tercapai. Energi minimum yang dibutuhkan tersebut disebut energi aktivasi (Hankins dan Hankins, 1974). Pemakaian katalis akan menyebabkan reaksi berlangsung lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan katalis karena energi aktivasi yang dibutuhkan menjadi lebih rendah (Hankins dan Hankins, 1974). Menurut Faris (1979), katalis yang paling efektif dalam reaksi esterifikasi adalah natrium metoksida. Reaksi metanolisis antara lemak atau minyak dengan metanol dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Persamaan reaksi metanolisis (Darnoko, 2004)

10

Rasio metanol-minyak sebesar 6:1 optimal untuk menghasilkan rendemen metil ester sekitar 95%, dimana katalis yang digunakan NaOH 1%. Minyak sawit yang digunakan telah mengalami perlakuan pendahuluan berupa proses pemurnian meliputi degumming, netralisasi, bleaching, dan deodorisasi (Boocock et al., 1998).

D. KAROTENOID Karotenoid merupakan kelompok pigmen yang berwarna kuning, jingga, merah jingga, dan bersifat larut dalam minyak. Karotenoid terdapat dalam kloroplast (0.5%) bersama-sama dengan klorofil (9.3%) terutama pada bagian permukaan atas daun, dekat dengan dinding sel palisade (Winarno, 1991). Menurut Meyer (1966), karotenoid dibagi atas empat golongan, yaitu: (1) karotenoid hidrokarbon, C40H56 seperti α, β, dan γ karoten dan likopen; (2) xantofil dan derivat karoten yang mengandung oksigen dan hidroksil antara lain kriptosantin, C40H55OH dan lutein, C40H54(OH)2; (3) asam karotenoid yang mengandung gugus karboksil; dan (4) ester xantofil asam lemak. Karotenoid termasuk senyawa lipida yang tidak tersabunkan, larut dengan baik dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air (Ranganna, 1969). Menurut Meyer (1966), sifat fisika dan kimia karotenoid adalah larut dalam minyak dan tidak larut dalam air, larut dalam kloroform, benzena, karbon disulfida, dan petroleum eter, tidak larut dalam etanol dan metanol dingin, tahan terhadap panas apabila dalam keadaan vakum, peka terhadap oksidasi, autooksidasi dan cahaya, dan mempunyai ciri khas absorpsi cahaya. Sifat-sifat tersebut penting untuk pemisahan karotenoid dari bahan lain. Adanya ikatan ganda menyebabkan karotenoid peka terhadap oksidasi yang akan lebih cepat dengan adanya sinar dan katalis logam, khususnya tembaga, besi, dan mangan (Walfford, 1980). Oksidasi terjadi secara acak pada rantai karbon yang mengandung ikatan ganda. Kepekaannya terhadap oksidasi membuat karotenoid digunakan sebagai antioksidan yang

11

kekuatannya menyamai tokoferol dan askorbat. Reaksi oksidasi dapat menyebabkan hilangnya warna karotenoid dalam makanan dan merupakan mekanisme degradasi utama yang banyak menjadi perhatian (Fennema, 1996). Karotenoid lebih tahan disimpan dalam lingkungan asam lemak tidak jenuh jika dibandingkan dengan penyimpanan dalam asam lemak jenuh karena asam lemak tidak jenuh lebih mudah menerima radikal bebas bila dibandingkan dengan karotenoid. Dengan demikian, oksidasi pertama kali akan terjadi pada asam lemak tidak jenuh dan karotenoid terlindungi dari oksidasi. Pada suasana asam, karotenoid mengalami isomerisasi dan akan membentuk poli cis-isomer (Chichester et al., 1970). Karena warnanya mempunyai kisaran kuning sampai merah, maka deteksi panjang gelombangnya diperkirakan antara 430-480 nm (Fennema, 1996). Menurut Worker (1957) dalam Naibaho (1983), karotenoid belum mengalami kerusakan oleh pemanasan pada suhu 60oC. Reaksi oksidasi karotenoid berjalan lebih cepat pada suhu yang relatif tinggi terutama jika terdapat prooksidan. Karoten merupakan sumber vitamin A yang berasal dari tanaman dalam bentuk β-karoten, α-karoten dan γ-karoten, sedangkan yang berasal dari hewan berbentuk vitamin A. Senyawa ini sering disebut anti xerophtalmia, karena kekurangan senyawa tersebut dapat menimbulkan gejala rabun mata. Senyawa β-karoten dalam minyak sawit sebagai provitamin A dapat bermanfaat untuk penanggulangan kebutaan karena xerophtalmia, mengurangi peluang terjadinya kanker, mencegah proses menua yang terlalu dini, meningkatkan imunitas tubuh, dan mengurangi terjadinya penyakit degeneratif. Struktur β-karoten dapat dilihat pada Gambar 3.

2 3

1 4

6

7

8

10 9

12 14 15’ 13’ 11’ 9’ 7’ 11 13 15 14’ 12’ 10’ 8’

4’ 5’ 3’ 6’ 2’ 1’

5

Gambar 3. Struktur β-karoten

12

Mengkonsumsi β-karoten jauh lebih aman daripada mengkonsumsi vitamin A yang dibuat secara sintetis. Pendekatan yang terbaik untuk mencegah defisiensi vitamin A adalah dengan menghimbau agar suplementasi β-karoten dosis tinggi dilakukan pada diet intake. Tubuh manusia memiliki kemampuan mengubah sejumlah besar karoten menjadi vitamin A (retinol), sehingga β-karoten disebut provitamin A (Winarno, 1991). Sekitar 25% dari β-karoten +yang diabsorbsi pada mukosa usus tetap dalam bentuk utuh, sedangkan 75% sisanya diubah menjadi retinol (vitamin A) dengan bantuan enzim 15, 15’ β-karotenoid oksigenase (Fennema, 1996).

E. PEMISAHAN KAROTENOID DENGAN KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI Pada dasarnya kromatografi kolom adalah pemisahan komponenkomponen dalam sampel dengan cara mengalirkan sampel melewati suatu kolom. Sampel dalam hal ini dibawa oleh carrier atau fase gerak (mobile phase). Sedangkan kolom berisi suatu bahan yang disebut fase diam (stationary phase) yang berfungsi memisahkan komponen-komponen sampel. Ada komponen yang ditahan kuat, dan ada komponen yang ditahan lemah. Yang ditahan lemah akan keluar dari kolom lebih dulu dan yang ditahan lebih kuat akan keluar lebih akhir (Gritter, 1991). Prinsip pemisahan kromatografi adsorpsi adalah kompetisi antara zat terlarut (sampel) dan fase gerak dengan permukaan fase diam. Kekuatan adsorpsi terutama tergantung sifat gugus fungsionalnya, dimana gugus-gugus fungsional ini menentukan tingkat kepolaran. Proses adsorpsi dipengaruhi oleh kekuatan ikatan antara solut dan adsorben dan kekuatan untuk memisahkan solut dari adsorben. Choo et al. (1995) mendapatkan konsentrat karotenoid menggunakan metode adsorpsi fase terbalik (reversed phase adsorption) melalui jalur metil ester dengan hasil recovery lebih dari 90%. Baharin et al. (1998) mendapatkan hasil yang beragam dari 40-65%, tergantung pada kondisi kromatografi kolom. Yang dilakukan Baharin et al. (1998) adalah memisahkan karotenoid

13

dari minyak sawit kasar dengan menggunakan penjerap resin sintesis (Diaion HP-20). Recovery karotenoid 79% didapatkan oleh Desai dan Dubash (1994) yang menggunakan penjerap campuran bentonit dan alumina (4:1) dalam bentuk gel untuk menjerap karoten dari CPO. Lessin et al. (1997) mendapatkan recovery β-karoten dari CPO sebesar 82.14% dengan menggunakan campuran magnesium oksida dan aluminium oksida (1:1) untuk memurnikan β-karoten dari CPO. Masni (2004) menggunakan adsorben abu sekam padi pada kromatografi kolom adsorpsi dan berhasil memproduksi konsentrat karotenoid dengan konsentrasi sebesar 11580 µg/g konsentrat kering, atau terjadi pemekatan sebesar 6 kali lipat dengan recovery sebesar 86%. Hasanah (2006) mendapatkan kondisi optimum pemisahan karotenoid dari fraksi cair menggunakan adsorben campuran abu sekam padi dan silika gel dengan nisbah 30:10 (b/b), jumlah fraksi cair yang dilewatkan 2 gram, dan volume fraksi eluat yang ditampung adalah 3 ml. Konsentrat yang didapat Hasanah (2006) memiliki konsentrasi 7541 µg/g, tingkat pemekatan 10 kali dari fraksi cairnya dan recovery sebesar 49%.

F. ADSORBEN DALAM KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI Adsorben yang paling umum digunakan dalam kromatografi kolom adsorpsi adalah silika gel dan alumina. Oleh karena itu, senyawa yang bersifat asam harus dipisahkan dengan silika gel, sedangkan yang bersifat basa harus dipisahkan dengan alumina sebagai adsorben. Apabila sebaliknya, senyawa akan sulit dilepaskan dari adsorben (Adnan, 1997). Adsorben yang digunakan dalam kromatografi kolom adsorpsi untuk pemisahan karotenoid dari metil ester adalah silika gel dan abu sekam padi. 1. Silika Gel Struktur internal silika gel sangat unik dan berbeda dengan bahan dasar SiO2. Silika gel tersusun atas jaringan yang banyak sekali terdiri dari sambungan pori yang sangat kecil. Silika gel mempunyai poros yang besar

14

dengan luas diameter antara 5 Å hingga 3000 Å (http:// www. malchem. com). Silika gel secara komersial dibuat dengan mencampurkan larutan natrium silikat dengan asam mineral. Reaksi ini menyebabkan terbentuknya hidrosol. Hidrosol diubah menjadi silika gel melalui polimerisasi molekul silika. Berbagai jenis silika dapat dibuat dengan mengubah kondisi reaksi seperti temperatur, konsentrasi, dan pH (Rao dan Pfost, 1974). Silika gel adalah fase diam polar yang digunakan untuk memisahkan komponen yang dapat dipolarkan seperti hidrokarbon aromatik dan campuran solut yang kurang polar seperti fenol, ester, dan ester alifatik (Adnan, 1997). Silika gel berfungsi sebagai bahan dasar adsorpsi secara fisik. Pada sistem kromatografi, pelarut dan solut berinteraksi dengan fase diam. Ketika permukaan silika kontak dengan pelarut, maka permukaan akan ditutupi dengan suatu lapisan molekul pelarut. Jika fase gerak terdiri dari suatu campuran pelarut, maka sebagian permukaan akan ditutupi oleh satu jenis pelarut dan bagian permukaan lain akan ditutupi oleh jenis pelarut yang lain (Katz et al. 1989). Interaksi solut dengan fase diam ditimbulkan oleh dua atau lebih interaksi, tergantung dari jenis molekul permukaan. 2. Abu Sekam Padi Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil samping proses penggilingan padi. Saat ini, sekam padi hanya dimanfaatkan sebagai abu gosok untuk keperluan rumah tangga sehingga nilai ekonomis dari abu sekam padi sangat rendah. Sekam padi dapat diperoleh di Indonesia sepanjang tahun. Dengan demikian, sekam padi dapat menjadi bahan baku yang baik untuk industri. Bulir padi tersusun dari struktur penutup (covering structure) yang disebut sekam, kariopsis, endosperma, dan embrio. Sekitar 20% dari bobot padi adalah sekam padi dan kurang lebih 15% dari komposisi sekam adalah abu sekam padi yang selalu dihasilkan setiap kali sekam dibakar

15

(Hara et al. 1986). Sekam padi tersusun dari palea dan lemma. Palea dan lemma terikat dengan suatu struktur pengikat yang menyerupai kait. Selsel sekam yang telah masak mengandung lignin dalam jumlah tinggi dan menjadi rapuh. Sel-sel sekam ini juga mengandung silika dengan konsentrasi tinggi. Kandungan silika ini diperkirakan berada di bagian luar sel epidermis (De Datta, 1981 dalam Sacra, 1994). Bagian-bagian bulir padi dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Bagian-bagian bulir padi Pembakaran

sekam

menggunakan

serealia

processor

akan

menghasilkan abu yang mengandung silika 55% dan residu karbon. Pembakaran lebih lanjut di laboratorium pada suhu 500oC akan menghasilkan abu dengan kandungan silika 97% dan kalium oksida 2%. Silika yang terdapat pada sekam padi ada dalam bentuk amorf terhidrat (Houston, 1972). Menurut Proctor dan Palaniappan (1989), silika dalam sekam padi terdapat dalam bentuk tridymite dan cristobalite yang mempunyai potensi sebagai bahan pemucat minyak nabati. Komposisi kimia abu sekam padi dapat dilihat pada Tabel 2. Abu sekam padi merupakan sumber biologis dari silika yang dapat digunakan dalam proses pemurnian minyak (Proctor dan Palaniappan, 1989). Abu sekam padi mampu menangkap komponen-komponen penyebab warna karena lapisan silika tetrahedral yang terkandung di dalamnya memiliki struktur terbuka yang dapat memuat kation-kation seperti aluminium, magnesium, dan kalsium (Proctor dan Palaniappan, 1989).

16

Tabel 2. Komposisi kimia abu sekam padi Unsur pokok Berat rata-rata (%) SiO2

82.00-87.6

CaO2

0.84-2.0

MgO

0.81-2.0

K2 O

0.91-22.8

Na2O

2.06-22.8

Fe2O3

traces

P 2 O3

0.20-3.0

SO3

0.10-1.5

Sulfur

traces

Sumber: Laurico E. F. M. (1987) dalam Mauraga (1988) Efektivitas penangkapan komponen warna tergantung pada struktur tridymite dan cristobalite yang menyusunnya. Proctor dan Palaniappan (1989) menyatakan bahwa pengabuan ulang pada suhu 800oC sampai dengan 1000oC dapat menurunkan aktivitas penangkapan komponen penyebab warna. Hal ini disebabkan karena pecahnya struktur kristal dan terjadinya kekacauan struktur.

17

III. METODE PENELITIAN A. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil ester kasar (Crude Methyl Ester atau CME) yang terbuat dari minyak sawit kasar (Crude Palm Oil atau CPO). CME tersebut diperoleh melalui hasil optimasi yang telah dilakukan oleh Widayanto (2007) dengan pelarut metanol dan katalis NaOH, kecepatan pengadukan 250 rpm, konsentrasi NaOH 1%, suhu reaksi 50oC, dan waktu reaksi 60 menit. Bahan lain yang digunakan adalah silika gel, abu sekam padi yang diabukan pada suhu 800oC, 1000oC, dan 1200oC, heksana (p.a. dan teknis), dan gas nitrogen. Bahan-bahan untuk analisis adalah KOH, HCl, indikator pp, akuades, etanol 95%, isopropanol, aluminium foil, dietil eter, asam periodat, natrium tiosulfat, kalium iodida, asam asetat glasial, larutan pati, natrium hipoklorit, kloroform, dan kalium dikromat. 2. Alat Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah spektrofotometer UVVis, oven, tanur, neraca analitik, blender, peralatan kolom kromatografi (panjang 40 cm, diameter 2.5 cm, dan volume 150 ml), rotavapor, pipet, tabung reaksi, gelas ukur, dan peralatan gelas lainnya. Peralatan

untuk

analisis adalah labu erlenmeyer, kondensor, water bath, labu distilasi, labu takar, dan peralatan gelas lainnya. Gambar kromatografi kolom adsorpsi yang dipakai dalam penelitian ini terlihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Kromatografi kolom adsorpsi

18

B. TAHAPAN PENELITIAN Penelitian ini dapat dibagi atas tiga tahap utama, yakni karakterisasi adsorben abu sekam padi dan silika gel yang mengalami pengabuan berulang, penentuan kondisi optimum dalam kromatografi kolom adsorpsi, dan pengujian kapasitas kolom pada proses elusi berulang. Gambar diagram alir penelitian dapat terlihat pada Gambar 6. Metil ester kasar

Karakterisasi adsorben abu sekam padi dan silika gel yang mengalami pengabuan berulang

Optimasi kromatografi kolom adsorpsi (nisbah abu sekam padi terhadap silika gel dan jumlah CME)

Pengujian penggunaan kolom berulang

Konsentrat karotenoid

Analisis konsentrat karotenoid Gambar 6. Diagram alir penelitian optimasi penggunaan adsorben

1. Karakterisasi Adsorben Abu Sekam Padi dan Silika Gel yang Mengalami Pengabuan Berulang Pada tahap ini, karakterisasi dilakukan untuk mengetahui sejauh mana efektivitas pemisahan karotenoid dengan kromatografi kolom adsorpsi dengan menggunakan adsorben yang diabukan secara berulang.

19

Adsorben abu sekam padi dibuat dengan mengabukan sekam padi hingga suhu 1200oC. Terdapat kemungkinan abu sekam padi yang telah digunakan dalam elusi dapat digunakan kembali dengan pengabuan ulang. Pengabuan ulang suhu tinggi diduga dapat menghilangkan komponen pengotor yang terikat di abu sekam padi setelah proses elusi kolom kromatografi

adsorpsi.

Jika

pengabuan

ulang

ini

cukup

dapat

mengaktifkan kembali abu sekam padi, maka penggunaan abu sekam padi dapat lebih efisien dan ekonomis karena tidak perlu membuat abu sekam padi baru dengan mengikuti proses dari awal (dari sekam hingga menjadi abu sekam padi). Efektivitas penjerapan terlihat dari recovery dan profil fraksi karotenoid dari masing-masing perlakuan. Adsorben yang digunakan adalah abu sekam padi 1200oC 100% dan silika gel 100%. Masing-masing adsorben digunakan dengan perlakuan pengabuan berulang. Diagram alir proses karakterisasi abu sekam padi dan silika gel dengan perlakuan pengabuan berulang dapat dilihat pada Gambar 7. Pada tahap ini, elusi pertama kali pada kromatografi kolom adsorpsi menggunakan masing-masing adsorben abu sekam padi 1200oC 100% dan silika gel 100% yang telah diaktifkan. Selanjutnya, masing-masing adsorben diabukan ulang menggunakan tanur suhu 450oC. Setelah diabukan ulang, adsorben diaktifkan kembali (dioven suhu 100oC selama satu jam) dan digunakan kembali pada kromatografi kolom adsorpsi yang ke-2. Proses pengabuan ulang tersebut dilakukan sebanyak dua kali sehingga proses elusi dengan menggunakan bahan adsorben yang sama dilakukan sebanyak 3 kali.

20

Heksana

Adsorben (Abu sekam padi 1200oC 100% atau silika gel 100%)

Pengepakan kolom Crude Methyl Ester (CME) 2 gram)

Kolom yang sudah dikepak Elusi dengan heksana 2X Eluat yang ditampung (3 ml per fraksi) Pemekatan dengan Rotavapor dan gas N2 hingga beratnya tetap

Analisis konsentrasi, pemekatan dan recovery

Konsentrat karotenoid Adsorben diabukan ulang suhu 450oC

Gambar 7. Diagram alir karakterisasi abu sekam padi dan silika gel dengan perlakuan pengabuan berulang Perlakuan pertama (pengulangan pengabuan ke-0) berarti adsorben tersebut hanya diaktifkan pada suhu 100oC tanpa pengabuan kembali di tanur. Pengulangan pengabuan ke-1 berarti bahwa adsorben yang dipakai adalah adsorben yang telah digunakan sebelumnya lalu ditanur pada suhu 450oC. Pengulangan pengabuan ke-2 berarti bahwa adsorben yang dipakai adalah adsorben pada pengabuan ke-1 lalu diabukan kembali di tanur pada suhu 450oC. Pada tahap ini, rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor. Pengulangan pengabuan pada abu sekam padi 1200oC tidak memiliki hubungan dengan

21

pengulangan pengabuan pada silika gel. Masing-masing faktor (abu sekam padi 1200oC dan silika gel) memiliki 3 perlakuan (pengulangan pengabuan ke-0, 1, dan 2). Setiap perlakuan diulang sebanyak 2 kali. Penerapan perlakuan pada tahap pendahuluan ini dapat dilihat pada Tabel 3. Analisis data dengan membandingkan nilai recovery-nya. Tabel 3. Penerapan perlakuan pada tahap pengulangan pengabuan pada masing-masing adsorben (abu sekam padi 1200oC dan silika gel) Perlakuan Ulangan P1 P2 P3 1

Y11

Y12

Y13

2

Y21

Y22

Y23

Model linier: Yij = µ + τi + εij

i = 1, 2, dan 3

j = 1 dan 2

Keterangan: P1, P2, P3 = Perlakuan pengulangan pengabuan ke-0, 1, dan 2 Yij

= Pengamatan pada perlakuan ke-i ulangan ke-j

µ

= Rataan umum

τi

= Pengaruh perlakuan ke-i

εij

= Pengaruh acak pada perlakuan ke-i ulangan ke-j

2. Optimasi Kromatografi Kolom Adsorpsi Optimasi pemisahan karotenoid menggunakan campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel dilakukan untuk mendapatkan konsentrat karotenoid dengan konsentrasi dan recovery tinggi. Campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel digunakan sebagai fase diam sedangkan heksana digunakan sebagai fase gerak. Dalam tahap ini, ada dua sub-tahap, yaitu nisbah abu sekam padi terhadap silika gel dan jumlah metil ester kasar yang dikolom. Setiap jenis abu sekam padi (800oC, 1000oC, dan 1200oC) dicampur dengan silika gel dengan nisbah abu sekam padi : silika gel adalah 35:5, 30:10, 25:15, dan

22

20:20 (jumlah total adsorben adalah 40 gram). Jumlah metil ester kasar yang dimasukkan ke kolom adalah 1, 2, 3, dan 4 gram. a. Penentuan nisbah abu sekam padi dan silika gel yang optimum Tujuan tahap perlakuan ini adalah menentukan nisbah abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC terhadap silika gel yang optimum dengan mengelusi CME. Masing-masing campuran abu sekam padi dan silika gel disiapkan dengan nisbah yang berbeda-beda, yakni 35:5, 30:10, 25:15, dan 20:20 dengan perbandingan jumlah abu sekam padi dan silika gel dalam gram/gram dan jumlah total adsorben 40 gram sesuai dengan kapasitas kolom yang digunakan. Selanjutnya, 1 gram sampel (CME) dimasukkan ke dalam kolom, dibiarkan terjerap, dan dielusi dengan heksana. Cairan yang keluar dari kolom ditampung per fraksi sampai eluat yang keluar tidak berwarna lagi. Volume setiap fraksi yang ditampung sejumlah 3 ml. Selanjutnya, konsentrasi karotenoid dari setiap fraksi dihitung menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 446 nm. Fraksi-fraksi yang berwarna dikumpulkan dalam satu wadah lalu dipekatkan dengan menguapkan pelarutnya sehingga diperoleh konsentrat karotenoid. Setelah mengetahui recovery dan konsentrasi konsentrat karotenoid, tingkat pemekatan proses tersebut juga dihitung. Diagram alir dalam menentukan nisbah abu sekam padi terhadap silika gel yang optimum dapat dilihat pada Gambar 8. Pada tahap ini, rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial. Ada dua faktor, yakni tingkat pengabuan abu sekam padi dan nisbah abu sekam padi dan silika gel. Faktor tingkat pengabuan abu sekam padi terdiri dari 3 taraf, yakni 800oC, 1000oC, dan 1200oC sedangkan faktor nisbah abu sekam padi dan silika gel terdiri dari 4 taraf, yakni 35:5, 30:10, 25:15, dan 20:20. Pada tiap perlakuan dilakukan 2 kali ulangan. Penerapan perlakuan pada tahap pendahuluan ini dapat dilihat pada Tabel 4. Pengolahan datanya menggunakan ANOVA satu arah dari program statistik SPSS 12.

23

Tabel 4. Penerapan perlakuan pada tahap penentuan nisbah abu sekam padi dan silika gel yang optimum Faktor nisbah abu sekam padi Faktor tingkat pengabuan abu sekam padi

Ulangan

dan silika gel 35:5

30:10

25:15

20:20

(B1)

(B2)

(B3)

(B4)

Abu sekam padi 800oC

1

Y111

Y121

Y131

Y141

(A1)

2

Y112

Y122

Y132

Y142


1

Y211

Y221

Y231

Y241

(A2)

2

Y212

Y222

Y232

Y242


1

Y311

Y321

Y331

Y341

(A3)

2

Y312

Y322

Y332

Y342

Model linier: Yijk = µ + αi + αiβj(αβ)k + εijk Keterangan: Yijk = Pengamatan pada faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j, dan ulangan ke-k µ

= Rataan umum

αi

= Pengaruh utama faktor A

βj

= Pengaruh utama faktor B

(αβ)k = Komponen interaksi dari faktor A dan faktor B εijk

= Pengaruh acak dari interaksi AB yang menyebar normal

24

Heksana

Abu sekam padi

Silika gel

Pencampuran abu sekam padi/silika gel dengan nisbah 35:5, 30:10, 25:15, dan 20:20

Pengepakan kolom Crude Methyl Ester (CME) 1 gram

Kolom yang sudah dikepak Elusi dengan heksana EluatEluat yang yang ditampung ditampung (3 ml) (3 ml per fraksi) Pemekatan dengan Rotavapor dan gas N2 hingga beratnya tetap



Gambar 8. Diagram alir optimasi nisbah abu sekam padi dan silika gel pada kromatografi kolom adsorpsi b. Penentukan jumlah sampel (CME) yang dilewatkan dalam kolom Nisbah abu sekam padi dan silika gel optimum yang diperoleh dari tahap sebelumnya, selanjutnya digunakan dalam tahap ini. Jumlah CME yang dilewatkan adalah 1, 2, 3, dan 4 gram. Sampel dimasukkan ke dalam kolom, dibiarkan terjerap, dan dielusi dengan heksana. Diagram alir dalam menentukan jumlah CME yang optimum dapat dilihat pada Gambar 9.

25

Heksana

Abu sekam padi

Silika gel

Pencampuran abu sekam padi/silika gel dengan nisbah terseleksi 25:15

Pengepakan kolom Crude Methyl Ester (CME) (1, 2, 3, 4 gram)

Kolom yang sudah dikepak Elusi dengan heksana yang Eluat Eluat yang ditampung ditampung (3 ml) (3 ml per fraksi) Pemekatan dengan Rotavapor dan gas N2 hingga beratnya tetap



Gambar 9. Diagram alir optimasi jumlah CME pada kromatografi kolom adsorpsi Cairan yang keluar dari kolom ditampung per fraksi sampai eluat yang keluar tidak berwarna lagi. Volume setiap fraksi yang ditampung sejumlah 3 ml. Selanjutnya, konsentrasi karotenoid dari setiap fraksi dihitung menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 446 nm. Fraksi-fraksi yang berwarna dikumpulkan dalam satu wadah lalu dipekatkan dengan menguapkan pelarutnya sehingga diperoleh konsentrat karotenoid. Setelah mengetahui recovery dan konsentrasi karotenoid dari konsentrat, tingkat pemekatannya juga dihitung. Pada tahap ini, rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor. Faktor jumlah CME

26

memiliki 4 perlakuan (1, 2, 3, dan 4 gram). Setiap perlakuan diulang sebanyak 2 kali. Penerapan perlakuan pada tahap ini dapat dilihat pada Tabel 5. Pengolahan datanya menggunakan ANOVA satu arah dari program statistik SPSS 12. Tabel 5. Penerapan perlakuan pada tahap penentuan jumlah CME yang dilewatkan ke kolom Perlakuan Ulangan J1 J2 J3 J4 1

Y11

Y12

Y13

Y14

2

Y21

Y22

Y23

Y24


i = 1, 2, 3, dan 4

j = 1 dan 2

Keterangan: J1, J2, J3, J4 = Perlakuan jumlah CME 1, 2, 3, dan 4 gram Yij


µ

= Rataan umum

τi


εij


3. Kajian Penggunaan Kolom Secara Berulang Pada bagian ketiga dari penelitian ini dilakukan kajian terhadap kapasitas kolom pada proses elusi berulang. Melalui kajian ini dapat diketahui sejauh mana adsorben terpilih (hasil optimasi tahap 2) dapat digunakan secara berulang tanpa membongkar kolom dan tanpa perlakuan tambahan terhadap adsorben. Pada tahap ini dilakukan tiga kali pengulangan penggunaan kolom dengan masing-masing dua ulangan. Kemampuan kolom untuk digunakan secara berulang dilihat dari recovery karotenoid yang diperoleh pada elusi-elusi ulangan tersebut. Nisbah abu sekam padi terhadap silika gel dan jumlah sampel terseleksi dari tahap penelitian sebelumnya digunakan sebagai kajian kapasitas kolom ini. Sampel untuk elusi ulangan pertama dimasukkan ke dalam kolom, dibiarkan terjerap, dan dielusi dengan heksana. Cairan yang

27

keluar dari kolom ditampung per fraksi sampai eluat yang keluar tidak berwarna lagi. Volume setiap fraksi yang ditampung sejumlah 3 ml. Selanjutnya, sampel untuk elusi ulangan kedua dengan jumlah yang sama dengan sampel pertama, dimasukkan ke dalam kolom, dibiarkan terjerap, dan dielusi dengan heksana. Cairan yang keluar dari kolom ditampung per fraksi sampai eluat yang keluar tidak berwarna lagi. Volume setiap fraksi yang ditampung sejumlah 3 ml. Perlakuan yang sama juga dilakukan terhadap sampel untuk elusi ulangan ketiga sehingga akan diperoleh profil recovery karotenoid dari ketiga ulangan elusi tersebut. Bagan alir kapasitas kolom pada proses elusi berulang dapat dilihat pada Gambar 10. Pada tahap ini, rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) satu faktor. Faktor banyaknya elusi pada kolom memiliki 3 perlakuan (elusi ke-1, ke-2, dan ke-3). Setiap perlakuan diulang sebanyak 2 kali. Penerapan perlakuan pada tahap pendahuluan ini dapat dilihat pada Tabel 6. Pengolahan datanya menggunakan ANOVA satu arah dari program statistik SPSS 12. Tabel 6. Penerapan perlakuan pada tahap penggunaan kolom secara berulang Perlakuan Ulangan E1 E2 E3 1

Y11

Y12

Y13

2

Y21

Y22

Y23


i = 1, 2, dan 3

j = 1 dan 2

Keterangan: E1, E2, E3 = Perlakuan elusi ke-1, ke-2, ke-3 Yij


µ

= Rataan umum

τi


εij


28

Heksana

Abu sekam padi

Silika gel

Pencampuran abu sekam padi/silika gel dengan nisbah terseleksi Pengepakan kolom Crude Methyl Ester (CME) (jumlah terseleksi)

Kolom yang sudah dikepak Elusi dengan heksana Eluat yang ditampung (3 ml per fraksi)

2X Pemekatan dengan Rotavapor dan gas N2 hingga beratnya tetap Konsentrat karotenoid

Proses elusi berulang


Gambar 10. Diagram alir kajian penggunaan kolom secara berulang

C. METODE ANALISIS 1. Analisis Kadar Silikat (Slamet et al. 1990) Abu sekam padi dengan bobot tertentu di dalam cawan porselen dibasahi dengan 1 ml air suling, ditambahkan 1 ml asam nitrat pekat, dikocok sampai bercampur sempurna. Cawan dimasukkan ke dalam tanur (suhu di bawah 250oC) dan kemudian suhu dinaikkan sampai 450-500oC

29

selama satu jam. Cawan dikeluarkan dari tanur dan didinginkan, abu lalu dibasahi dengan 1 ml air suling kemudian ditambahkan 1 ml HNO3 pekat, cawan dipanaskan di atas penangas air hingga abu hampir kering. Abu selanjutnya dilarutkan dengan 10 ml HCl 3 N, diaduk dengan pengaduk gelas, dipanaskan lagi hingga hampir mendidih. Campuran tersebut didinginkan, lalu dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 50 ml. Cawan dibilas paling sedikit tiga kali, bila perlu dipanaskan di atas penangas air, dan air bilasan digabung ke dalam labu takar. Bila ada endapan putih dari silikat, dilakukan dekantasi kemudian airnya dituangkan perlahan-lahan agar endapan sebanyak mungkin tertahan dan tertinggal di dalam cawan. Ditambahkan air suling ke dalam labu sampai tanda tera. Endapan yang tertahan pada kertas saring dipanaskan dalam oven sampai diperoleh bobot tetap untuk menentukan kandungan silikat.

2. Analisis kandungan karotenoid (Modifikasi Parker, 1992) Konsentrasi karotenoid dalam sampel dihitung menggunakan nilai E1% (1 cm) untuk β-karoten = 2600, yaitu absorbansi dari 1% larutan βkaroten (10 mg/ml atau μg/μl) pada panjang gelombang 460 nm menggunakan kuvet 1 cm sebagai berikut : Konsentrasi karotenoid =

10 V x A x fp x 2600 B

Keterangan : A = nilai serapan sampel fp = faktor pengenceran V = volume sampel yang diukur B = bobot sampel yang dianalisis

Tingkat pemekatan =

Recovery =

konsentrasi karotenoid dari konsentrat konsentrasi CME

jumlah total karotenoid semua fraksi x 100% total karotenoid CME

30

Recovery

karotenoid

merupakan

gambaran

berapa

banyak

karotenoid yang berhasil keluar dari kolom setelah dielusi dalam kromatografi kolom adsorpsi. Nilai ini didapat dari perbandingan total karotenoid fraksi-fraksi yang turun dari kolom terhadap total karotenoid CME (sebelum dielusi ke kolom). Tingkat pemekatan merupakan angka yang menunjukkan seberapa besar karotenoid berhasil dipekatkan dari kumpulan fraksi kromatografi kolom adsorpsi yang mengandung karotenoid, pelarut heksana, dan metil ester. Metil ester masih mungkin terdapat dalam kumpulan fraksi jika proses pemisahan di kolom tidak berhasil. Nilai tingkat pemekatan dihitung dari perbandingan konsentrasi karotenoid dari konsentrat terhadap konsentrasi CME (sebelum dielusi ke kolom).

31

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. PENELITIAN PENDAHULUAN Pada tahap awal penelitian dilakukan karakterisasi kandungan silikat abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC. Selain itu, pada tahap ini juga dilakukan elusi kromatografi kolom adsorpsi untuk melihat pengaruh pengabuan berulang pada kemampuan adsorben abu sekam padi 1200oC dan silika gel. Tujuan yang ingin dicapai adalah untuk melihat efektivitas pemisahan karotenoid oleh abu sekam padi 1200oC dan silika gel serta melihat pengaruh pengabuan berulang terhadap kemampuan perolehan kembali karotenoid dari masing-masing adsorben. Abu sekam padi 1200oC adalah abu sekam yang dipanaskan kembali dengan tanur pada suhu 1200oC Abu sekam padi 1200oC dipilih sebagai adsorben dengan pertimbangan bahwa di dalamnya terkandung kadar silika yang cukup tinggi dan memiliki kemampuan menjerap karotenoid. Kemampuan menjerap ini ada kaitannya dengan kandungan mineral dari abu sekam padi, terutama mineral yang terikat pada struktur silika. Karakteristik kandungan silikat abu sekam padi dapat dilihat pada Tabel 7. Karena dalam penelitian tahap selanjutnya juga digunakan abu sekam padi 800oC dan 1000oC, maka karakteristik abu sekam padi keduanya juga disajikan pada tabel yang sama sebagai pembanding dengan karakteristik abu sekam padi 1200oC. Dalam penelitian pendahuluan ini hanya digunakan abu sekam padi suhu 1200oC yang mengandung kadar silikat tinggi. Tabel 7. Kandungan silikat abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC Kandungan (%-b/b) Karakteristik

Abu sekam o

Silikat

Abu sekam o

Abu sekam

padi 800 C

padi 1000 C

padi 1200oC

95.4

96.5

96.0

Kandungan silikat pada abu sekam padi 1200oC sangat tinggi (96.0%). Menurut Laurico (1987) dalam Mauraga (1988), kandungan silikat abu sekam padi adalah 82-87.6%. Inilah yang menjadi dasar penggunaan abu sekam padi sebagai adsorben. Pemilihan abu sekam padi 800oC dan 1000oC sebagai

32

campuran adsorben karena masih terdapat silikat dalam kadar yang tinggi. Selain itu, pemanasan pada suhu yang lebih rendah berarti juga penghematan energi yang berdampak pada nilai ekonomi. Adsorben lain yang digunakan dalam penelitian ini adalah silika gel. Pada tahap penelitian selanjutnya, silika gel dicampur dengan abu sekam padi pada berbagai perbandingan. Silika gel digunakan karena merupakan adsorben yang umum digunakan untuk proses pemisahan dalam kromatografi kolom adsorpsi. Pemisahan karotenoid yang pernah dilakukan Baharin et al. (1998), menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi silika gel lebih rendah 50% dibandingkan dengan kapasitas adsorpsi HP-20 resin dalam memisahkan karotenoid dari minyak sawit kasar. Hasil penelitian pendahuluan pemisahan karotenoid dari metil ester kasar menggunakan adsorben abu sekam padi 1200oC dan silika gel dapat dilihat pada Tabel 8, Gambar 11, dan Gambar 12. Tabel 8. Recovery karotenoid setelah melalui kromatografi kolom adsorpsi pada beberapa adsorben Abu Sekam Padi 1200oC Silika Gel Perlakuan

Pengabuan

Total karotenoid (μg) Pra-

Post-

kolom

kolom

1052.62

651.68

1128.67 1140.41

Recovery

Total karotenoid (μg)

Recovery

Pra-

Post-

kolom

kolom

61.91

1097.46

811.51

73.94

938.31

83.13

1182.48

215.46

18.22

970.45

85.09

990.80

677.12

68.34

(%)

(%)

ke-0 Pengabuan ke-1 Pengabuan ke-2

33

Total karotenoid (ug)

250 225 200 175 150

pengulangan pengabuan ke-0

125


100


75 50 25 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Fraksi ke-

(a) 250 225

Total karotenoid (ug)

200 175 150


125


100


75 50 25 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Fraksi ke-

(b) Gambar 11. Profil fraksi kromatografi dari adsorben (a) Abu sekam padi 1200oCdan (b) Silika gel dengan jumlah masing-masing 100%.

Tabel 8 menunjukkan bahwa recovery karotenoid tidak menunjukkan tren kenaikan atau penurunan. Hal ini diduga karena pembersihan kolom belum sempurna. Kolom yang dicuci dengan heksana dalam jumlah yang tidak cukup dapat mengakibatkan komponen-komponen yang lebih polar dari karotenoid (seperti metil ester) tertahan lebih lama pada pori-pori diantara gugus silanol silika atau pada gugus silanol itu sendiri.

34

90

83.13

85.09

1

2

80

Recovery (%)

70

61.91

60 50 40 30 20 10 0 0

Pengulangan pengabuan ke-

(a) 80

73.94 68.34

70

Recovery (%)

60 50 40 30 18.22

20 10 0 0

1

2

Pengulangan pengabuan ke-

(b) Gambar 12. Recovery karotenoid dengan perlakuan adsorben yang mengalami pengabuan berulang (a) Abu sekam padi 1200oC dan (b) Silika gel dengan jumlah masing-masing 100%. Dari Gambar 12. dapat terlihat bahwa semakin sering diabukan, abu sekam padi 1200oC akan semakin mudah melepaskan kembali karotenoid. Pengabuan kembali diduga menyebabkan sisi aktif pada adsorben abu sekam padi 1200oC rusak. Akibatnya, karotenoid dan metil ester tidak sempat berpisah secara optimal sehingga turun bersama-sama. Silika gel sulit melepas kembali karotenoid. Selain dari nilai recovery yang lebih rendah, profil fraksi pada silika gel (Gambar 11) menunjukkan pita karotenoid lebih lama di dalam kolom. Hal ini diduga karena interaksi yang kuat antara sisi aktif silika gel dengan karotenoid sehingga karotenoid yang terikat sulit untuk dilepas kembali pada saat elusi. Pengabuan kembali pada silika gel

35

juga kemungkinan menyebabkan kerusakan sisi aktif silika gel sehingga kecenderungan nilai recovery semakin naik karena pemisahan karotenoid dan komponen lainnya tidak optimal. Dengan demikian, kedua jenis adsorben tersebut tidak dapat dipakai ulang dengan cara pengabuan kembali karena diduga telah terjadi kerusakan silika akibat pengabuan kembali. Selain itu, proses pembersihan kolom tidak baik karena jumlah heksana yang digunakan untuk membersihkan kolom sedikit. Kolom seharusnya dibersihkan dahulu dari komponen-komponen non karotenoid yang masih mungkin tertinggal di kolom saat elusi sebelumnya. Karena itu, recovery karotenoid dari perlakuan pengabuan berulang memiliki pola naik turun seperti yang terlihat pada Gambar 12. Berdasarkan hasil elusi tahap satu (tanpa pengabuan berulang) diperoleh gambaran tentang kemampuan adsorpsi karotenoid menggunakan adsorben silika gel lebih besar dibandingkan dengan menggunakan adsorben abu sekam padi, tetapi kemampuan desorpsi (melepas kembali karotenoid) silika gel lebih rendah dari pada abu sekam padi. Hasil pengujian tersebut sesuai dengan kesimpulan penelitian Masni (2004), dan inilah yang menjadi dasar dilakukannya kombinasi perlakuan abu sekam padi dan silika gel.

B. OPTIMASI KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI Adsorben yang digunakan dalam kromatografi ini adalah campuran abu sekam padi dan silika gel. Abu sekam padi yang digunakan ada tiga jenis, yakni abu sekam padi yang diabukan pada suhu 800oC, 1000oC, dan 1200oC. Penggunaan jenis abu sekam padi yang berbeda bertujuan untuk mencari kemungkinan adsorben yang optimal baik dari segi proses kromatografi, maupun dari segi ekonomis. Masing-masing abu sekam padi dicampur dengan silika gel pada berbagai nisbah. Selanjutnya, hasil nisbah yang optimum akan dijadikan kondisi untuk menentukan jumlah sampel yang dapat menghasilkan kondisi yang optimum juga. Proses pemisahan diperlukan untuk meningkatkan konsentrasi karotenoid dari metil ester kasar minyak kelapa sawit. Adsorben yang akan dimasukkan ke kolom harus diaktifkan terlebih dahulu dengan dipanaskan di oven suhu 100oC selama satu jam. Suhu dan waktu

36

pemanasan tersebut dianggap cukup untuk menyingkirkan air yang terdapat di adsorben yang ditunjukkan dengan bobot adsorben yang stabil setelah pemanasan. Selanjutnya, campuran adsorben dicampur hingga merata dan ditambahkan heksana agar terbentuk slurry. Proses packing kolom dilakukan dengan memasukkan slurry secara perlahan-lahan ke dalam kolom dan slurry dibiarkan mengendap. Kecepatan aliran fraksi perlu diatur untuk menyeragamkan kepadatan adsorben di dalam kolom. Kecepatan elusi tergantung dari ukuran partikel adsorben, dimensi kolom, viskositas cairan dan tekanan yang dipakai untuk mengalirkan zat pelarut (Adnan, 1997). Kecepatan elusi yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1 ml/2 menit. 1. Penentuan Nisbah Abu Sekam Padi dan Silika Gel (b/b) Nisbah abu sekam padi (800oC, 1000oC, dan 1200oC) dan silika gel, untuk tiap abu sekam padi masing-masing adalah 35:5, 30:10, 25:15, dan 20:20 (b/b) dengan basis bobot total adalah 40 gram. Tahap ini diawali dengan mengisi kolom dengan metode slurry, dimana adsorben dimasukkan ke dalam kolom dalam bentuk larutan dan dibiarkan mengendap. Tujuan tahap ini adalah untuk mendapatkan konsentrat karotenoid dengan konsentrasi dan recovery tinggi dengan perlakuan nisbah abu sekam padi dan silika gel. Hasil analisis penentuan nisbah terseleksi yang menghasilkan konsentrat dengan konsentrasi karotenoid, recovery, dan pemekatan tinggi disajikan pada Gambar 13, 14, dan 15. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid, recovery, dan pemekatan tinggi dari perlakuan nisbah dapat dilihat pada Lampiran 1, 2, dan 3. Selain itu, analisis statistik perlakuan ini dapat dilihat pada Lampiran 4, 5, dan 6. Perlakuan nisbah abu sekam padi 1200oC dan silika gel 20:20 tidak dilakukan karena pita karotenoid pada kromatografi kolom adsorpsi tidak turun saat di tengah kolom. Hal ini diduga karena silika gel terlalu banyak dan adanya mineral non polar yang menghambat pelepasan kembali karotenoid.

37

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

AS 1200 AS 1000 AS 800

35;5

30;10

25;15

20;20

Nisbah AS:SG

35;5

30;10

25;15

20;20

AS 1200

700.25

1,704.33

1,035.52

0.00

AS 1000

794.86

1673.2

2357.62

500.72

AS 800

929.56

1873.46

4482.37

945.37

Gambar 13. Konsentrasi karotenoid dari konsentrat yang diperoleh dari pemisahan dengan perlakuan berbagai jenis campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel. Pada Gambar 13 terlihat kecenderungan pada tiap jenis abu sekam padi bahwa semakin banyak silika gel semakin tinggi nilai konsentrasi karotenoid dari konsentrat, lalu nilai tersebut menurun drastis pada perbandingan 20:20. Gambar 13 juga menunjukkan bahwa konsentrasi karotenoid tertinggi dari konsentrat karotenoid adalah 4482.37 µg/g pada nisbah abu sekam padi 800oC dan silika gel 25:15 (b/b). Hal ini diduga karena komponen karotenoid merupakan komponen yang paling tidak tertahan oleh sisi akif adsorben. Sedangkan komponen non karotenoid merupakan komponen yang teradsorpsi dengan baik oleh adsorben. Abu sekam padi 800oC diduga mengandung karbon dalam jumlah yang lebih tinggi daripada jumlah karbon pada abu sekam padi 1000oC dan 1200oC. Hal ini terlihat dari warna abu sekam padi 800oC yang lebih hitam dibandingkan warna abu sekam padi lainnya. Warna hitam ini menunjukkan adanya kandungan karbon yang cenderung bersifat nonpolar. Secara fisik, warna ketiga jenis abu sekam padi berbeda. Abu sekam padi 800oC berwarna abu-abu. Abu sekam padi 1000oC juga berwarna abu-abu tetapi lebih putih dibandingkan warna abu-abu pada abu sekam padi 800oC.

38

Abu sekam padi 1200oC berwarna putih. Saat proses pengabuan, semua karbon harus sudah terbakar membentuk CO2. Hal ini ditandai dengan terbentuknya warna putih pada materi yang diabukan. Jika materi yang diabukan masih hitam, berarti masih terdapat karbon yang belum terbakar sempurna. Saat pengabuan sempurna, senyawa yang tertinggal adalah oksida logam, seperti FeO2 atau SiO2. Abu sekam padi 800oC memberikan hasil yang terbaik karena proses pemisahan karotenoid dari metil ester dibantu oleh adanya karbon pada adsorben. Karotenoid cenderung terikat pada molekul nonpolar seperti karbon. Metil ester yang lebih polar dari karotenoid cenderung terikat pada gugus silanol dari silikat. Hubungan antara nisbah abu sekam padi dan silika gel terhadap recovery karotenoid dan tingkat pemekatan karotenoid dapat dilihat pada Gambar 14 dan 15. Dari Gambar 14, tampak bahwa kecenderungan recovery karotenoid semakin turun dengan penambahan silika gel pada tiap jenis abu sekam padi. Recovery tertinggi adalah 90.49% pada nisbah abu sekam padi 1000oC dan silika gel 35:5. Dari Gambar 15, terlihat kecenderungan pemekatan semakin tinggi dengan penambahan silika gel pada tiap jenis abu sekam padi. Pemekatan tertinggi 8.96 kali pada nisbah abu sekam padi dan silika gel 25:15.

39

Recovery (%)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

AS 1200 AS 1000 AS 800

35;5

30;10

25;15

20;20

Nisbah AS:SG

35;5

30;10

25;15

20;20

AS 1200

63.55

54.05

44.78

0

AS 1000

90.49

78.17

41.93

21.59

AS 800

86.72

88.75

58.25

15.58

Gambar 14. Recovery karotenoid pada campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel.

9

Tingkat Pemekatan

8 7 6

AS 1200

5

AS 1000

4

AS 800

3 2 1 0 35;5

30;10

25;15

Nisbah AS:SG

AS 1200 AS 1000 AS 800

20;20

35;5

30;10

25;15

20;20

1.35 1.58 1.81

3.4 3.31 3.69

1.95 4.79 8.96

0 0.98 1.87

Gambar 15. Pemekatan karotenoid pada campuran abu sekam padi 800oC, 1000oC, dan 1200oC dengan silika gel.

40

Silika pada abu sekam padi dan silika gel memiliki sifat polar dengan gugus silanol sebagai gugus aktif (-Si-OH). Menurut Robards et al (1994), pemisahan dalam kromatografi kolom adsorpsi diakibatkan oleh interaksi antara gugus polar dari zat terlarut dengan sisi aktif pada permukaan adsorben. Gugus silanol inilah yang diduga berinteraksi dengan awan elektron yang terdapat pada ikatan ganda terkonjugasi dari molekul karotenoid dengan ikatan dipol-dipol dan berinteraksi dengan gugus ester (-COOC) dari metil ester kasar yang terdapat dalam sampel melalui ikatan hidrogen. Penambahan silika gel dalam adsorben juga menyebabkan secara keseluruhan adsorben menjadi lebih polar sehingga karotenoid yang lebih polar daripada heksana akan teradsorpsi lebih kuat pada adsorben. Semakin tinggi kandungan silika gel dalam campuran adsorben menyebabkan semakin rendah perolehan karotenoid. Hasil ini sesuai dengan hasil penelitian Masni (2004) dan Hasanah (2006) bahwa kapasitas adsorpsi dari silika gel terhadap komponen karotenoid maupun non karotenoid lebih besar dari abu sekam padi namun kemampuan desorpsinya lebih rendah. Dari strukturnya, karotenoid bersifat relatif lebih non polar daripada metil ester. Gugus ester dari metil ester juga berikatan ionik dengan mineral pada adsorben sehingga menyebabkan metil ester teradsorpsi sementara. Ikatan dipol-dipol dan ikatan hidrogen merupakan ikatan yang lemah sehingga mudah terlepas saat elusi. Inilah yang menyebabkan fraksi pertama elusi memiliki konsentrasi yang tinggi. Ini juga yang menyebabkan abu sekam padi 800oC yang memiliki jumlah silikat lebih kecil dibanding jumlah silikat abu sekam padi suhu lainnya menghasilkan konsentrat dengan konsentrasi paling tinggi. Houghton (1998) menyebutkan bahwa polaritas suatu senyawa ditentukan oleh adanya cincin aromatik, ikatan ganda, dan atom-atom yang memiliki elektron tidak berpasangan (atom-atom elektronegatif) seperti nitrogen, oksigen, klorin, dan halogen lainnya. Semakin banyak cincin aromatik, ikatan ganda, dan atom-atom elektronegatif maka semakin polar senyawa tersebut. Tingkat pemekatan yang rendah dapat diduga karena kekuatan interaksi antara heksana dengan karotenoid dan heksana dengan

41

metil ester tidak jauh berbeda. Hal ini menyebabkan waktu terjerap antara karotenoid dan metil ester dalam adsorben relatif sama. Mekanisme interaksi antarkomponen dalam sistem kromatografi kolom sangat kompleks, bisa terjadi lebih dari satu jenis interaksi yang melibatkan berbagai proses fisiko-kimia. Menurut Robands et al (1994), ikatan yang terjadi dalam interaksi tersebut biasanya ikatan antar molekul yang lemah, misalnya ikatan van der Waals, ikatan hidrogen, dan pada beberapa kasus terjadi ikatan ionik. Pada penelitian ini, diduga mekanisme yang terjadi adalah adsorpsi secara fisika yakni adsorbat menempel pada permukaan melalui interaksi intermolekuler yang lemah. Ciri adsorpsi secara fisika adalah terjadi pada temperature yang rendah dan jenis interaksinya adalah interaksi intermolekuler (gaya van der Waals dan gaya elektrostatik antara molekul yang teradsorpsi dengan

atom

yang

menyusun

adsorben)

(http://en.wikipedia.org-

/wiki/Adsorption). Menurut Slejko (1985), gaya Van der Waals yang timbul saat terjadi adsorpsi di permukaan silika adalah akibat interaksi dipol-dipol, dimana pada jarak antarmolekul tertentu terjadi kesetimbangan antara gaya tolak dan gaya tarik. Gaya van der Waals terdiri dari: interaksi dipol-dipol, interaksi dipol permanen-dipol induksi, interaksi dispers (dipol sementara-dipol induksi). Adsorpsi yang terjadi pada penelitian ini adalah molekul yang teradsorpsi dan heksana (fase gerak) berkompetisi memperebutkan sisi aktif adsorben. Molekul yang teradsorpsi dan heksana juga dapat mengalami interaksi, berupa interaksi sorpsi (penempelan). Hasil analisis ragam (Lampiran 4) menunjukkan bahwa faktor nisbah, tingkat pengabuan, dan interaksi keduanya memberikan hasil konsentrasi karotenoid yang berbeda nyata (signifikan) (p<0.05). Demikian pula dengan Lampiran 5 dan Lampiran 6 yang menunjukkan bahwa faktor nisbah, tingkat pengabuan, dan interaksi keduanya memberikan hasil recovery dan pemekatan karotenoid yang berbeda nyata (signifikan) (p<0.05). Dengan demikian, nisbah terbaik abu sekam padi terhadap silika gel dalam pemisahan kromatografi kolom adsorpsi adalah 25:15 dengan

42

menggunakan abu sekam padi 800oC. Faktor tingkat pengabuan, nisbah, dan interaksi keduanya menghasilkan pengaruh yang nyata pada tingkat signifikansi 5% terhadap konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenoid. 2. Penentuan Jumlah CME yang Dilewatkan pada Kolom Perlakuan pengaruh jumlah metil ester kasar yang dilewatkan pada kolom kromatografi dilakukan dengan pertimbangan bahwa proses penjerapan memiliki tingkat optimal penjerapan. Untuk mengetahui tingkat optimal penjerapan pada kolom dengan perlakuan jenis abu sekam padi nisbah terseleksi diterapkan empat perlakuan jumlah metil ester kasar yang digunakan, yakni satu, dua, tiga, dan empat gram. Masing-masing perlakuan diulang 2 kali. Dimensi kolom yang digunakan adalah panjang kolom 40 cm, diameter kolom 2.5 cm, tinggi adsorben di dalam kolom 20 cm, dan bobot adsorben pada nisbah terseleksi abu sekam padi 800oC/silika gel 25:15 (b/b) adalah 40 gram. Rekapitulasi data pada tahap ini dapat dilihat pada Lampiran 7. Hasil analisis secara statistik pada konsentrasi, recovery, dan pemekatan karotenoid dari produk konsentrat tersaji pada Gambar 16 dan Lampiran 8. Pada Gambar 16 diketahui bahwa konsentrasi karotenoid dari konsentrat tertinggi terdapat pada perlakuan penambahan metil ester kasar sebanyak 1 gram, yakni 3754.55 µg/g. Banyaknya permukaan aktif adsorben yang berinteraksi dengan sampel dan tersedianya permukaan interaksi yang lebih luas menyebabkan jumlah sampel yang sedikit menghasilkan konsentrat karotenoid dengan konsentrasi tinggi. Pada Gambar 16 terlihat bahwa semakin banyak jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke dalam kolom, semakin rendah konsentrasi karotenoid dan pemekatannya, sedangkan recovery-nya semakin tinggi. Pada jumlah metil ester kasar lebih banyak, komponen non karotenoid banyak yang ikut terelusi bersama karotenoid karena ikatan yang lemah sehingga bobot konsentrat tinggi dan konsentrasinya rendah. Bobot konsentrat pada perlakuan tahap ini dapat dilihat pada Lampiran 7.

43

Dengan konsentrasi karotenoid dari konsentrat yang rendah berarti pemekatannya juga rendah. Recovery tinggi terjadi karena karotenoid tidak terjerap optimal akibat ketidakmampuan adsorben mengadsorpsi komponen karotenoid dan non karotenoid. Solut (karotenoid dan metil ester) yang lebih nonpolar daripada silika pada adsorben akan cenderung larut pada heksana yang bersifat nonpolar. Sehingga, semakin besar jumlah CME akan semakin banyak CME yang terbawa oleh heksana keluar dari kolom tanpa terikat di silikat. Pada jumlah penambahan CME yang lebih besar, terjadi penurunan konsentrasi karotenoid. Hal ini terjadi karena permukaan aktif adsorben yang berinteraksi dengan sampel (bahan yang diadsorpsi) semakin sedikit (Gortner, 1953). Bila metil ester kasar yang dilewatkan pada kolom dalam jumlah banyak, peluang terjadinya interaksi antara komponen adsorben dengan komponen yang mempunyai sifat yang sama dengan adsorben (komponen yang lebih polar dari karotenoid) lebih kecil, sehingga ikatan yang terjadi lebih lemah, dan akibatnya banyak komponen non-karotenoid yang ikut turun pada proses elusi (Baharin et al., 1998). Hasil analisis ragam pada perlakuan jumlah metil ester kasar (Lampiran 8) menunjukkan bahwa jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke dalam kolom berpengaruh sangat nyata terhadap konsentasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenoid (α=0.05 > Sig. 0.02, 0.00 dan 0.022). Hasil analisis beda Duncan (Lampiran 8) menunjukkan bahwa dalam konsentrasi konsentrat dan pemekatan karotenoid, jumlah metil ester kasar 1 dan 2 gram tidak berbeda nyata. Recovery karotenoid dari perlakuan jumlah metil ester kasar 1 gram berbeda nyata terhadap recovery karotenoid dari perlakuan lainnya.

44

4000

120

3754.55

100

91.04

2731.53

3000

re c o v e ry ( % )

konsentrasi (ppm)

3500 2500 1700.78

2000 1500

950.18

98.21

78.52

80 60 40

1000

28.80

20

500 0

0

1 gram

2 gram

3 gram

4 gram

1 gram

Jum lah Metil Ester Kasar

2 gram

4 gram

Jumlah Metil Ester Kasar

(a) 8

3 gram

(b)

7.44

7

Pemekatan (kali)

6

5.31

5 4

3.47

3 1.93 2 1 0 1 gram

2 gram

3 gram

4 gram

Jumlah Metil Ester Kasar

(c) Gambar 16. Profil konsentrat karotenoid pada nisbah abu sekam padi 800oC dan Silika Gel 25:15 pada perlakuan berbagai jumlah metil ester kasar (a) konsentrasi, (b) recovery, dan (c) pemekatan karotenoid. Jumlah CME optimal dengan nisbah abu sekam padi 800oC terhadap silika gel 25:15 adalah satu gram dengan kondisi jumlah campuran adsorben tersebut sebanyak 40 gram. Perlakuan jumlah CME sebanyak satu gram ini menghasilkan konsentrasi karotenoid dari konsentrat 3754.55 µg/g, recovery 28.8%, dan tingkat pemekatan 7.44 kali.

C. OPTIMASI PENGGUNAAN KOLOM SECARA BERULANG Tujuan optimasi penggunaan kolom secara berulang adalah untuk mengetahui sejauh mana adsorben terpilih mampu me-recovery karotenoid

45

apabila digunakan berulang kali tanpa perlakuan tambahan terhadap adsorben. Pada tahap ini, digunakan adsorben optimum berdasarkan tahap sebelumnya, yakni adsorben campuran abu sekam padi 800oC dan silika gel dengan nisbah 25:15. Jumlah CME yang optimum untuk dimasukkan ke dalam kolom kromatografi adalah 1 gram. Pada tahap ini, campuran adsorben abu sekam padi 800oC dan silika gel dengan nisbah 25:15 dengan jumlah CME 1 gram digunakan untuk elusi sebanyak tiga kali berturut-turut tanpa perlakuan tambahan terhadap adsorben. Jadi, ada tiga jenis perlakuan, yakni elusi ke-1, ke-2, dan ke-3. Profil konsentrat karotenoid pada tahap ini dapat terlihat pada Gambar 17. Pada gambar tersebut terlihat bahwa konsentrasi konsentrat karotenoid tertinggi ada pada perlakuan elusi ke-1, yakni 2092.41 µg/g. Konsentrat karotenoid yang tinggi ini menyebabkan pemekatan karotenoid, pada perlakuan yang sama, juga tinggi (4.34 kali). Tetapi, perlakuan elusi ke-1 memberikan recovery paling kecil, yakni 28.48%. Nilai konsentrasi konsentrat karotenoid dan tingkat pemekatan cenderung turun dengan semakin seringnya adsorben digunakan ulang. Kecenderungan recovery menunjukkan kenaikan dengan semakin seringnya adsorben digunakan ulang. Menurut Hasanah (2006), proses penjerapan memiliki titik kejenuhan. Pada titik ini, adsorben tidak lagi mampu menjerap karotenoid maupun komponen non karotenoid, sehingga komponen dalam sampel yang tidak teradsorpsi akan keluar melalui kolom bersama-sama. Dengan demikian, pada elusi ke-1, karotenoid masih terikat dengan baik pada silika dari adsorben sehingga nilai recovery-nya kecil. Pada elusi ke-2 dan ke-3, karotenoid dan CME tidak banyak terikat pada campuran adsorben. Akibatnya, pada fraksi yang dikumpulkan masih banyak mengandung metil ester yang mengakibatkan konsentrasi karotenoid menjadi rendah. Recovery yang tinggi pada perlakuan elusi ke-2 dan ke-3 terjadi karena ketidakmampuan campuran adsorben menjerap karotenoid karena digunakan berulang.

46

2092.41

2000

1634.18

1500

1210.85

1000 500 0 1

2

recovery (%)

konsentrasi (ppm)

2500

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

3

72.42

28.48

1

2

elusi ke-

pemekatan (kali)

3

elusi ke-

(a) 5

76.77

(b) 4.34

4

3.35

3

2.48

2 1 0 1

2

3

elusi ke-

(c) Gambar 17. Profil konsentrat karotenoid pada nisbah abu sekam padi 800oC dan silika gel 25:15 dan jumlah metil ester kasar 1 gram pada perlakuan elusi berulang (a) konsentrasi, (b) recovery, dan (c) pemekatan karotenoid. Rekapitulasi data pada tahap perlakuan elusi berulang dapat dilihat pada Lampiran 9 sedangkan analisis statistiknya dapat dilihat pada Lampiran 10. Analisis ragam pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang pada Lampiran 10 menunjukkan bahwa tingkat elusi hanya berpengaruh nyata, pada tingkat signifikansi 5%, terhadap recovery karotenoid (p<0.05). Elusi pertama menghasilkan nilai recovery yang rendah (28.48%), lebih kecil dibandingkan nilai recovery dari perlakuan elusi ke-2 dan ke-3 (tersaji pada Gambar 16). Konsentrasi karotenoid dari konsentrat dan pemekatannya tidak menunjukkan adanya perbedaan yang nyata, pada tingkat signifikansi 5%, antara nilai konsentrasi karotenoid dan pemekatannya dari elusi pertama, kedua dan ketiga. Walaupun demikian, ada kecenderungan bahwa nilai konsentrasi karotenoid dan

47

pemekatannya semakin turun dengan semakin banyaknya pengulangan (dapat dilihat pada Gambar 16). Berdasarkan hasil di atas, dapat disimpulkan bahwa kolom dan adsorben dengan nisbah abu sekam padi 800oC terhadap silika gel 25:15 dan jumlah CME 1 gram tidak dapat digunakan secara berulang. Penggunaan adsorben secara berulang menyebabkan penurunan konsentrasi karotenoid dari konsentrat dan tingkat pemekatan. Hasil terbaik terdapat pada elusi pertama, yakni konsentrasi karotenoid dari konsentrat 2092.41 µg/g, recovery 28.48%, dan tingkat pemekatan karotenoid 4.34 kali.

48

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN Kemampuan adsorpsi karotenoid menggunakan adsorben silika gel lebih besar dibandingkan dengan menggunakan adsorben abu sekam padi, tetapi kemampuan desorpsi (melepas kembali karotenoid) silika gel lebih rendah dari pada abu sekam padi. Pada tahap penelitian pendahuluan, perlakuan pengabuan kembali menunjukkan bahwa adsorben silika gel dan abu sekam padi 1200 oC tidak dapat digunakan ulang dengan cara pengabuan kembali. Hal ini didasarkan pada penurunan nilai recovery. Adsorben terbaik dalam pemisahan karotenoid dari metil ester kasar (Crude Methyl Ester/CME) dengan metode kromatografi kolom adsorpsi adalah campuran abu sekam padi 800oC dan silika gel dengan nisbah abu sekam padi 800oC dan silika gel 25:15 (b/b). Jumlah CME yang menghasilkan kondisi pemisahan yang optimal adalah 1 gram. Konsentrasi konsentrat karotenoid yang terbentuk adalah 3754.55 µg/g, recovery 28.8%, dan pemekatan 7.44 kali. Abu sekam padi 800oC masih mengandung karbon, selain silikat, sehingga dapat mengikat karotenoid lebih kuat dibanding metil ester. Akibatnya, karotenoid dengan metil ester terpisahkan dengan sbaik. Adsorben pada kondisi optimal ini hanya baik digunakan pada elusi pertama atau dengan kata lain, tidak dapat digunakan secara berulang. Pengulangan penggunaan adsorben akan menyebabkan penurunan kemampuan adsorben dalam memisahkan karotenoid yang ditandai dengan penurunan nilai konsentrasi konsentrat. Elusi pertama, kedua, dan ketiga berturut-turut menghasilkan konsentrat karotenoid dengan konsentrasi 2092.41 µg/g, 1634.18 µg/g, 1210.85 µg/g. B. SARAN Perlu dilakukan kajian penggunaan berbagai jenis larutan fase bergerak dalam kromatografi kolom adsorpsi dengan CME sebagai sampel. Selain itu, perlu dilakukan kajian pencucian kolom dengan menggunakan heksana sebagai fase gerak dalam jumlah yang cukup.

49

DAFTAR PUSTAKA Agustian, H. Y. 2005. Sifat Fisiko Kimia Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas), Suatu Sumber Energi Alternatif Terbarukan. Skripsi. Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Anonim. 2006. Adsorption. http://en.wikipedia.org/wiki/Adsorption. [17 Maret 2006]. Anonim. 2006. Silika gel pore structure and composition. http://www.malchem. com/catalog/silika/silika.asp. [25 Februari 2006] AOCS. 1995. Official Methods of Analysis. The American Oil Chemist Society. Illinois. Baharin B.S., K.A Rahman, M.I.A. Karim, T. Oyaizu, K Tanaka, et al., 1998. Separation of Palm Carotene from Crude Palm Oil by Adsorption Chromatography with a Synthetic Polymer Adsorbent. J. Am. Oil Chem. Soc. 75(3): 399-404. Bernardini, E. 1983. Oils and Fats Publishing House. Rome. Boocock, D.G.B., S.K. Konar, V. Mao, C. Lee, and S. Buligan. 1998. Fast Formation of High Purity Methyl Esters From Vegetable Oils. J. Am. Oil Chem. Soc. 75(9): 1167-1172. Bryant, K.A.A., C.P. Nwaonicha, M.A. Anderson dan F.A. Ayorinde. 1992. Acid Catalyzed Alcoholysis of Vernonia galamensis. J. Am. Oil Chem. Soc. 69(10): 1023-1026. Budiman, B. T., 2004. Penggunaan Biodiesel sebagai Bahan Bakar Alternatif. Prosiding Seminar Prospek Biodiesel di Indonesia, Serpong, 12 Agustus 2004. Hariyadi, P., Andarwulan, N, Nuraida, L., dan Sukmawati, Y. (Eds). Masyarakat Perkelapasawitan Indonesia (MAKSI), Bogor. Chichester, C.D. dan Mc. Feeters. 1970. Pigment Degeneration During Processing and Storage. Di dalam Biochemistry of Fruits and Vegetables. A.C. Hulme (Ed.). Vol I Food Sci. & Techn, London. Choo Y. M. et al. 1995. Palm Oil Carotenoid: Chemistry and Technology. Kuala Lumpur: Proc. of Int. Palm Oil Conf. PORIM. Darnoko, D., Tjahjono H, dan P. Gurirno, 2001. Teknologi Produksi Biodesel dan Produksi Pengembangannya di Indonesia. Warta PPKS 2001, Vol.9(1): 17-27.

50

Darnoko, D. dan M. Cheryan. 2000. Continous Production of Palm Methyl Ester. J. Am. Oil Chem. Soc. 77(12): 1269-1272. Desai B. J. dan Dubash P. J. 1994. Recovery of Carotenes from Crude Palm Oil by Adsorption Method. J. Food Sci Technol 31(1):60-61. Eckey. 1949. Di dalam Sulaswatty A. 1998. Karakteristik Pemekatan Karotenoid Minyak Sawit dengan Teknik Fluida CO2 Superkritik. Disertasi Program Pascasarjana. IPB, Bogor. Farris, R.D. 1979. Methyl Esters in The Fatty Acid Industry. J. Am.Oil. Chem. Soc. 56: 70-77. Fennema O.R. 1996. Food Chemistry. Third Edition. Marcel Dekker Inc., New York. Freedman, B., E.H. Pryde dan T.L. Mount. 1984. Di dalam K. Krisnangkura dan R. Simamahamnop. 1992. Continous Transmethylation of Palm Oil in Organic Solvent. JAOCS. Vol 69 No. 2 Februari. Gortner, R. A. 1953. Surface Tension Interfacial Surface Energy and Adsorption. Di dalam: John Wiley editor. Biochemistry. New York: Inc. Gritter, R. J., M. B. James, E. S. Arthur. 1985. Pengantar Kromatografi. Terjemahan. K. Padmawinata. 1991. ITB, Bandung. Gunadi, F. 1999. Pemanfaatan Minyak Goreng Bekas Sebagai Bahan Baku Ester Metilat. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB, Bogor. Hankins W. dan M. Hankins. 1974. Introduction to Chemistry. The CV Mostby Company, Saint Louis. Hartley, C.S.W., 1970. Some Environmental Factors Affecting Flowering and Fruiting in The Oil Palm Physiology of Tree Crops.269-286 Hasanah, U. 2006. Proses Produksi Konsentrat Karotenoid dari Minyak Sawit Kasar dengan Metode Kromatografi Kolom Adsorpsi. Tesis. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Houghton, P. J., and Raman A. 1998. Laboratory Handbook for the Fractination of Natural Extracts. London: Chapman & Hall. Hui, Y. H. 1996. Bailey’s Industrial Oil and Fat Product. Vol. 3. A WilleyInterscience Publication. John Willey & Sons, Inc., New York. Kaufman, A. J. dan R. J. Ruebusch. 1990. Oleochemical: A world Overview. Di Dalam Proceeding World Confrenceon Oleochemical Into 21st Century. American Oil Chemistry Socitey, Champaign. Illinois.

51

Ketaren, S. 1986. Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press, Jakarta. Lessin W. J., Catigani G. L., Schwartz S. J. 1997. Quantification of cis-trans Isomer of Provitamin A Carotenoids in Fresh and Prosessed Fruits and Vegetables. J. Agric and Food Chem 45(10):3728-3732. Masni. 2004. Kajian Pemanfaatan Limbah Serat Sawit sebagai Sumber Karotenoid. Disertasi. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Mauraga, M. 1988. Pemanfaatan Ganda Limbah Usaha Tani Padi di Sulawesi Selatan. Tesis. MS. Fakultas Pascasarjana. KPK IPB-Universitas Hasanudin. Meyer, L.H., 1966. Food Chemistry. 4th ed. Reinhold Publishing Corp, New York. Muchtadi, T. R. 1992. Karakterisasi Komponen Intrinsik Utama Buah Sawit (Elaeis guineesis, Jacq.) dalam Rangka Optimalisasi Proses Ekstraksi Minyak dan Pemanfaatan Provitamin A. Disertasi Doktor. Fakultas Pascasarjana IPB, Bogor. Naibaho P.M. 1983. Pemisahan Karoten (Provitamin A) Palm Oil dengan Metode Adsorpsi. Disertasi. Progran Pascasarjana. IPB, Bagor. Noureddini, H. dan D. Zhu. 1997. Kinetics of Transesterification of Soybean Oil. Journal of American Oil Chemistry Society. Vol 74 (11):1457-1463. Ong, A.S.H., Choo, Y.M., and Ooi, C.K., 1990. Development in palm oil. In Hamilton R.J. (Ed.), Development in Oil and Fats. Blackie Academic Profesional, New York. Ooi, C.K., Y.M. Choo, S.C.Yap, Y. Basiron and A.S.H. Ong., 1994. Recovery of Carotenoids from Palm Oli. J. Am. Oil Chem Soc. 71 (4): 423-436. Parker, 1992. Extraction of Carotenoid from Palm Oil. Cornell University, New York. Ranganna, S. 1969. Manual of Analysis of Fruit and Vegetable Products. Tata Mc. Graw Hill Publ. Co., Limited, New York. Robards, K., Haddad, P. R., Jackson, P. E. 1994. Principles and Practice of Modern Chromatographic Methods. Academic Press Harcourt Brace & Company, New York. Sacra, F., 1994. Pemanfaatan Abu Sekam Padi sebagai Bahan Pemucat Minyak Kelapa, Minyak Wijen, dan Minyak Kelapa Sawit. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB, Bogor.

52

Slamet DS, Mahfud MK, Muhilal, Fardiaz, D, Simarmata. 1990. Pedoman Analisis Zat Gizi. Departemen Kesehatan RI, Direktorat Bina Gizi Masyarakat dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Gizi, Jakarta. Slejko, F. L. 1985. Adsorption Technology. Marcel Dekker, New York. Somaatmadja, D. 1981. Minyak Sawit Untuk Persediaan Minyak Makan di Indonesia. Departemen Perindustrian, Balai Penelitian dan Pengembangan Industri. Bogor. Sonntag, N.O.V. 1982. Fat Splitting, Esterification and Interesterification. Ddalam Daniel Swern. Bailey’s Industrial Oil and Fat Product 4th ed. Vol 2. John Wiley and Sons, New York. Standar Nasional Indonesia (SNI). 2006. Biodiesel. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta. (SNI-04-7182-2006). Sulaswatty A. 1998. Karakteristik Pemekatan Karotenoid Minyak Sawit dengan Teknik Fluida CO2 Superkritik. Disertasi Program Pascasarjana. IPB. Bogor. Taufiqurrahman. 1998. Penentuan Karakteristik Poliester Sukrosa dari Minyak Kelapa sebagai Ingridien untuk Makanan Rendah Lemak. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB, Bogor. Walfford, J. 1980. Development in Food Colours-1 Applied Science Publisher Ltd, London. Widayanto, E., 2007. Optimasi Pemekatan Karotenoid pada Metil Ester Kasar (Crude Methyl Ester) Minyak Sawit dengan Menggunakan Metode Kromatografi Kolom Adsorpsi. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB, Bogor. Winarno, F. G. 1991. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia, Jakarta.

53

LAMPIRAN

54

Lampiran 1. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan pada abu sekam padi 800oC. Nisbah Konsentrasi Total Konsentrasi Rataabu Bobot karotenoid Rata-rata karotenoid Rata-rata Ulang karotenoid Pemekatan rata Recovery sekam konsentrat dari konsentrasi dari pemekatan an dari CME (kali) (%) recovery padi dan (g) konsentrat (µg/g) konsentrat (kali) (µg/g) (%) silica gel (µg/g) (µg) 1 0.4773 884.38 929.56 422.11 512.08 1.73 1.81 90.39 86.72 35:5 2 0.4592 974.73 447.60 515.69 1.89 83.04 1 0.1671 2175.11 1873.46 363.46 512.08 4.25 3.69 89.50 88.75 30:10 2 0.2866 1571.81 450.48 504.47 3.12 88.00 1 0.083 3481.23 4482.37 288.94 493.02 7.06 8.96 61.27 58.25 25:15 2 0.0562 5483.51 308.17 504.47 10.87 55.23 1 0.2729 514.42 945.37 140.38 500.27 1.03 1.87 26.60 15.58 20:20 2 0.0357 1376.32 49.13 509.76 2.7 4.56

55

Lampiran 2. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan pada abu sekam padi 1000oC. Nisbah Konsentrasi Total Konsentrasi Rataabu Bobot karotenoid Rata-rata karotenoid Rata-rata Ulang karotenoid Pemekatan rata Recovery sekam konsentrat dari konsentrasi dari pemekatan an dari CME (kali) (%) recovery padi dan (g) konsentrat (µg/g) konsentrat (kali) (µg/g) (%) silica gel (µg/g) (µg) 1 0.6488 610.60 794.86 396.15 506.16 1.21 1.57 86.69 90.49 35:5 2 0.4280 979.13 412.02 504.47 1.94 94.28 1 0.2743 1167.31 1673.20 320.19 506.16 2.3 3.31 70.90 78.17 30:10 2 0.2107 2179.09 459.13 507.13 4.30 85.44 1 0.07 2538.46 2357.62 117.69 480.80 5.28 4.79 34.44 41.93 25:15 2 0.1281 2176.78 278.85 505.54 4.31 49.43 1* 500.72 0.98 21.59 20:20 2 0.0482 500.72 24.13 509.76 0.98 21.59 Keterangan: *) tidak dilakukan karena pita karotenoid pada kolom tidak turun

56

Lampiran 3. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan pada abu sekam padi 1200oC. Nisbah Konsentrasi Total Konsentrasi Rataabu Bobot karotenoid Rata-rata karotenoid Rata-rata Ulang karotenoid Pemekatan rata Recovery sekam konsentrat dari konsentrasi dari pemekatan an dari CME (kali) (%) recovery padi dan (g) konsentrat (µg/g) konsentrat (kali) (µg/g) (%) silica gel (µg/g) (µg) 1 0.3843 883.18 700.25 339.41 519.52 1.7 1.35 64.41 63.55 35:5 2 0.6171 517.31 319.23 517.31 1 62.69 1 0.2052 1547.18 1704.33 317.48 499.09 3.1 3.4 56.68 54.05 30:10 2 0.1405 1861.48 261.53 503.10 3.7 51.42 1 0.3116 836.25 1035.52 260.57 522.66 1.6 1.95 50.15 44.78 25:15 2 0.1671 1234.79 206.33 536.86 2.3 39.4 1 20:20* 2 Keterangan: *) tidak dilakukan karena pita karotenoid pada kolom tidak turun

57

Lampiran 4. Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap konsentrasi karotenoid dari konsentrat beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel. Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: konsentrasi Type III Sum of Squares 78134353.6a 5823972.929 16893374.0

Source Model tingkat_pengabuan nisbah tingkat_pengabuan * nisbah Error Total

df 12 2 3

Mean Square 6511196.132 2911986.465 5631124.668

F 22.961 10.269 19.857

Sig. .000 .003 .000

7265893.731

6

1210982.289

4.270

.016

3402967.926 81537321.5

12 24

283580.660

a. R Squared = .958 (Adjusted R Squared = .917)

konsentrasi Duncan

a,b

tingkat_pengabuan 1200 1000 800 Sig.

N 8 8 8

Subset 1 2 860.0238 1331.6013 2057.6887 .102 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares The error term is Mean Square(Error) = 283580.660. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 8.000. b. Alpha = .05. konsentrasi Duncan

a,b

nisbah AS:SG=20:20 AS:SG=35:5 AS:SG=30:10 AS:SG=25:15 Sig.

N 6 6 6 6

1 482.0300 808.2217

Subset 2

3

1750.3300 .310

1.000

2625.1700 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on Type III Sum of Squares The error term is Mean Square(Error) = 283580.660. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 6.000. b. Alpha = .05.

58

Lampiran 5. Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap recovery karotenoid beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel.

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: recovery Type III Sum of Squares 120973.929a 1113.437 4155.772


df 12 2 3

Mean Square 10081.161 556.719 1385.257

F 194.987 10.768 26.793

Sig. .000 .002 .000

14804.602

6

2467.434

47.724

.000

620.420 121594.349

12 24

51.702


recovery Duncan

a,b

tingkat_pengabuan 1000 800 1200 Sig.

N 8 8 8

Subset 1 2 58.0450 62.3238 74.1500 .257 1.000


recovery Duncan

a,b


N 6 6 6 6

1 45.1283

Subset 2

3

63.7433 68.6700 1.000

.258

81.8167 1.000


59

Lampiran 6. Hasil analisis ragam pengaruh tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel, terhadap pemekatan karotenoid beserta analisis beda Duncan untuk faktor tingkat pengabuan dan nisbah abu sekam padi dan silika gel. Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: pemekatan Type III Sum of Squares 310.426a 23.408 67.777


df 12 2 3

Mean Square 25.869 11.704 22.592

F 24.422 11.050 21.329

Sig. .000 .002 .000

30.240

6

5.040

4.758

.011

12.711 323.136

12 24

1.059


pemekatan Duncan

a,b

Subset tingkat_pengabuan 1200 1000 800 Sig.

N 8 8 8

1 1.6750 2.6625 .079

2

4.0813 1.000


pemekatan Duncan

a,b


N 6 6 6 6

1 .9483 1.5783

Subset 2

3

3.4617 .310

1.000

5.2367 1.000


60

Lampiran 7. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenolid pada perlakuan jumlah CME.

Bobot Jumlah Ulang konsentrat CME an (g) 1 gram 2 gram 3 gram 4 gram

1 2 1 2 1 2 1 2

0.0484 0.05 0.3128 0.2857 0.6417 0.8906 2.0353 1.7266

Total Konsentrasi RataKonsentrasi Rata-rata Rata-rata karotenoid karotenoid rata karotenoid Pemekatan Recovery pemekatan konsentrasi dari dari (kali) (%) dari CME recovery (kali) konsentrat (µg/g) konsentrat (%) (µg/g) (µg) (µg/g) 4370.63 3754.55 211.54 504.75 8.66 7.44 29.75 28.80 3138.46 156.92 504.75 6.22 27.87 2582.14 2731.53 807.69 514.02 5.02 5.31 76.85 78.52 2880.91 823.08 514.02 5.60 80.21 2049.84 1700.78 1315.38 490.68 4.18 3.47 85.03 91.04 1351.72 1203.85 490.68 2.75 97.06 895.73 950.18 1823.08 492.08 1.82 1.93 96.71 98.21 1004.64 1734.62 492.08 2.04 99.72

61

Lampiran 8. Hasil analisis ragam pada perlakuan jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke kolom sebanyak 1, 2, 3, dan 4 gram. ANOVA

konsentrasi

recovery

pemekatan

Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total

Sum of Squares 8963968 1053367 10017336 5878,947 84,310 5963,257 33,941 4,192 38,133

df 3 4 7 3 4 7 3 4 7

Mean Square 2987989,419 263341,855

F 11,346

Sig. ,020

1959,649 21,077

92,974

,000

11,314 1,048

10,796

,022

Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke kolom 1, 2, 3, dan 4 gram terhadap konsentrasi konsentrat karotenoid. konsentrasi

Duncana

jumlah_CME 4 gram 3 gram 2 gram 1 gram Sig.

N 2 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 2 3 950,1854 1700,785 1700,785 2731,525 2731,525 3754,546 ,217 ,115 ,117

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 2,000.

Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke kolom 1, 2, 3, dan 4 gram terhadap recovery karotenoid. recovery

Duncana


N 2 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 2 3 28,8092 78,5284 91,0456 91,0456 98,2135 1,000 ,053 ,193


62 55

Lampiran 8 (Lanjutan) Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan jumlah metil ester kasar yang dilewatkan ke kolom 1, 2, 3, dan 4 gram terhadap pemekatan karotenoid. pemekatan

Duncana


N 2 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 2 3 1,9300 3,4650 3,4650 5,3100 5,3100 7,4400 ,208 ,146 ,106


63 56

Lampiran 9. Rekapitulasi data konsentrasi karotenoid dari konsentrat, recovery, dan pemekatan karotenolid pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang.

Elusi ke-

1 2 3

Bobot Ulang konsentrat an (g) 1 2 1 2 1 2

0.0668 0.0549 0.1945 0.2756 0.3507 0.3145

Total Konsentrasi RataKonsentrasi Rata-rata Rata-rata karotenoid karotenoid rata karotenoid Pemekatan Recovery pemekatan konsentrasi dari dari (kali) (%) dari CME recovery (kali) konsentrat (µg/g) konsentrat (%) (µg/g) (µg) (µg/g) 2065.58 2092.41 137.98 481.16 4.29 4.34 31.41 28.48 2119.24 116.35 481.16 4.40 25.56 2007.12 1634.18 390.38 486.49 4.13 3.35 79.65 72.42 1261.23 347.59 486.49 2.59 65.20 1073.40 1210.85 376.44 486.49 2.21 2.48 76.76 76.77 1348.29 424.04 486.49 2.77 76.79

64 57

Lampiran 10. Hasil analisis ragam pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang. ANOVA

konsentrasi

recovery

pemekatan

Sum of Squares 777555,5 317394,1 1094950 2854,549 121,612 2976,161 3,463 1,341 4,804

Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total

df 2 3 5 2 3 5 2 3 5

Mean Square 388777,736 105798,038

F 3,675

Sig. ,156

1427,275 40,537

35,209

,008

1,732 ,447

3,873

,147

Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan penentuan kapasitas kolom dengan berbagai tingkat elusi terhadap konsentrasi konsentrat konsentrasi

Duncana

elusi elusi ke-3 elusi ke-2 elusi ke-1 Sig.

N 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 1210,848 1634,177 2092,409 ,073


Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan penentuan kapasitas kolom dengan berbagai tingkat elusi terhadap recovery karotenoid. recovery

Duncana


N 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 2 28,4842 72,4243 76,7765 1,000 ,543


65 63 53

Lampiran 10 (Lanjutan) Hasil analisis beda Duncan pada perlakuan penggunaan kolom secara berulang terhadap pemekatan karotenoid. pemekatan

Duncana


N 2 2 2

Subset for alpha = .05 1 2,4889 3,3591 4,3486 ,069


66 64 54

SKRIPSI OPTIMASI PENGGUNAAN ADSORBEN PADA PROSES PEMISAHAN KAROTENOID DARI METIL ESTER KASAR MINYAK SAWIT DENGAN METODE KROMATOGRAFI KOLOM ADSORPSI

Recommend Documents