Aktivitas Anti Bakteri Asap Cair Dari Limbah Kulit Kopi Terhadap Bakteri Pembusuk Pada Pisang Sale

(1)

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK

PADA PISANG SALE

TESIS

Oleh

RABITAH

117006006/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2013


(2)

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK

PADA PISANG SALE

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Oleh

RABITAH 117006006/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N 2013


(3)

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK PADA PISANG SALE

Nama Mahasiswa : RABITAH Nomor Pokok : 117006006 Program Studi : Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS. Ph.D) (Prof. Thamrin, M.Sc)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi Dekan

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS. Ph.D) (Dr. Sutarman, M. Sc)


(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK

PADA PISANG SALE

TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar

Medan, 27 April 2013

RABITAH NIM.117006006


(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : RABITAH NIM : 117006006 Program Studi : Ilmu Kimia Jenis karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti non-Eksklusif (Non-Exclusif Royality Free Right) atas tesis saya yang berjudul :

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK

PADA PISANG SALE

Beserta perangkat yang ada (jika diprlukan). Denhan Hak Bebas Royalti non eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara behak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemili hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 27 April 2013

RABITAH


(6)

Telah diuji pada

Tanggal : 27 April 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, MS. Ph.D Anggota : 1. Prof. Thamrin, M.Sc

2. Prof. Harlem Marpaung

3. Dr. Darwin Yunus Nasution, M.Sc 4. Dr. Hamonangan Nainggolan 5. Prof. Dr. Yunazar Manjang


(7)

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK PADA

PISANG SALE

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk membuat asap cair dari limbah kulit kopi suhu 3000C-4000C, 4000C-5000C, dan 5000C-6000C; serta melakukan karakterisasi terhadap asap cair kulit kopi dengan teknik GC-MS. Kemudian melakukan uji terhadap mikroba Saccaromycer cereviceae, bacillus subtilis, dan Streptococcus.

Selanjutnya dilakukan uji keefektifan asap cair sebagai pengawet pisang sale. Hasil uji GC-MS terhadap asap cair limbah kulit kopi suhu 30000C-4000Cmenunjukkan adanya senyawa asetaldehida, fenol dan turunannya, asap cair limbah kulit kopi suhu 4000C-5000C menunjukkan adanya senyawa: asam asetat, etanal, fenol dan turunannya. Asap cair kulit kopi suhu 5000C-6000C menunjukkan adanya senyawa: asam asetat, asetaldehida, fenol dan turunannya. Ketiga jenis asap cair limbah kulit kopi tersebut dilakukan uji aktivitas anti bakteri terhadap Saccaromyces Cereviceae, Bacillus Subtilis, dan Streptococcus secara invitro pada media agar dan diukur diameter koloni tiap mikroba. Hasilnya menunjukkan bahwa asap cair kulit kopi mampu menghambat pertumbuhan mikroba terutama asap cair suhu 5000C-6000C. Uji efektivitas asap cair terhadap pisang sale dilakukan dengan mengoleskan asap cair pada permukaan pisang sale. Hasilnya menunjukkan bahwa asap cair limbah kulit kopi suhu 3000C-4000C mampu mengawetkan pisang sale hingga12 hari, sedangkan asap cair limbah kulit kopi suhu 4000C-5000C dan 5000C-6000C mampu mengawetkan pisang sale lebih dari 15 hari. Dari hasil uji kadar gizi pisang sale, asap cair suhu 5000C-6000C lebih efektif mempertahankan kadar gizi.


(8)

ANTI BACTERIAL ACTIVITY OF WASTE LIQUID SMOKE ON

THE SKIN OF COFFEE BANANA SALE SPOILAGE BACTERIA

ABSTRACT

This study aims to make liquid smoke from waste coffee peels temperature of 3000C-4000C, 4000C-5000C, and 5000C-6000C, as well as to characterize the liquid smoke leather coffee with GC-MS technique. Then do a test against microbial Saccaromycer cereviceae, Bacillus subtilis, and Streptococcus. Further test the effectiveness of liquid smoke as a preservative banana sale. GC-MS test results to the waste liquid smoke coffee leather-4000C 30000C temperature was deduced as acetaldehyde, phenol and derivatives, liquid smoke waste coffee skin temperature 4000C-5000C was deduced: acetic acid, ethanal, phenol and derivatives. Liquid smoke coffee skin temperature 5000C-6000C was deduced: acetic acid, acetaldehyde, phenol and derivatives. The three types of waste liquid smoke the coffee skin test anti-bacterial activity against Saccaromyces cereviceae, Bacillus subtilis, and Streptococcus in vitro on agar medium and measured the diameter of each microbial colonies. The result shows that liquid smoke leather coffee could inhibit the growth of microbes, especially liquid smoke temperature 5000C-6000C. Test the effectiveness of liquid smoke to the banana sale done by rubbing the surface of the liquid smoke banana sale. The result shows that liquid smoke leather waste coffee temperature 3000C-4000C is able to preserve banana sale for up to 12 days, while the waste liquid smoke coffee skin temperature 5000C and 4000C-5000C-6000C is able to preserve banana sale more than 15 days. From the test results of the nutritional content of bananas sale, liquid smoke temperature of 5000C-6000C is more effective to maintain nutrient levels.


(9)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK PADA PISANG SALE” dengan baik dan tepat pada waktunya. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar master strata dua (2) pada program studi ilmu kimia.

Selama pelaksanaan penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan, arahan bantuan dari berbagai pihak yang sangat mendukung. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada teman-teman yang telah membantu untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

1. Bapak Gubernur Sunatera Utara c.q Ketua Bappeda Provinsi Sumatera Utara yang memberikan kesempatan menerima beasiswa kepada penulis sebagai mahasiswa Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, sampai selesainya tesis ini.

2. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr.dr Syahril pasaribu, DTM & H M. Sc. (CTM), Sp. A(k) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister.

3. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa program Magister pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

4. Ketua Program Studi Magister/Doktor Kimia, Prof. Basuki Wirjosentono,MS, Ph.D sekaligus sebagai dosen pembimbing Utama saya, Sekretaris Program Studi Magister/Doktor Kimia, Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc, beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Kimia Program Pascasarjana Fakultas


(10)

MIPA Universita Sumatera Utara.

5. Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing 2 saya yang telah banyak mengarahkan dan membimbing saya dalam mpenulisan tesis ini sehinga selesai

6. Bapak dosen penguji yang telah banyak memberi saran dan masukan demi kebaikan tesis ini.

7. Penulis juga tidak lupa memngucapkan terima kasih kepada kepala laboratorium Mikrobiologi, Biokimia, dan Polimer FMIPA Univeresitas Sumatera Utara dan kepada se

8. Teristimewa kepada kedua orang tua, keluarga, dan teman-teman yang telah banyak memberikan bimbingan dan bantuan baik moril dan material selama penulis mengikuti pendidikan hingga selesainya tesis ini

Penulis menyadari penyusunan Tugas Akhir ini masih kurang sempurna, Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran maupun kritikan dari pembaca dan semua pihak yang mengarah kepada perbaikan Tugas Akhir.

Akhir kata, penulis barharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan kemajuan ilmu pengetahuan.

Medan, 27 April 2013 Penulis,


(11)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI Halaman

ABATRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR TABEL x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1 : PENDAHULUAN 1

1.1.Latar belakang 1

1.2.Rumusan masalah 6

1.3.Tujuan penelitian 6

1.4.Manfaat penelitian 6

1.5.Batasan masalah 7

1.6.Metodologi penelitian 7

Bab 2 : 2.1. TINJAUAN PUSTAKA 8

2.1.1 Asap cair 8

A. Kandungan asap cair 9 B. Peranan asap cair 1 C. Pembuatan asap cair 13 D. Keuntungan menggunkan asap cair 15 2.1.2. Kopi ( Caffea spp) 16

A. Kulit buah kopi 16 B. Potensi limbah kulit kopi 18 2.1.3. Pisang (Musa spp) 19

A. Klasifikasi 19


(12)

C. Kandungan kimia gizi pada pisang 20 D. Pembuatan pisang sale 21 E. Proses pembusukan pisang sale 23 F. Fermentasi karbohidrat 24

BAB 3. METODE PENELITIAN 25

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian 25 3.1.1. Pembuatan sap cair dari kopi 25 3.1.2. Pengukuran Ph asap cair limbah kulit kopi 25 3.1.3.Analisis kandungan kimia asap cair 25 3.1.4. Uji aktivitas anti bakterin asap cair kulit kopi 25 3.1.5. Aplikasi asap cair trerhadap pisang sale 26 3.2. Alat dan bahan yang digunakan 26 3.2.1. Alat dan bahan untuk membuat asap cair 26

A. Alat 26

B. Bahan 26

3.2.2. Alat dan bahan untuk pengukluran pH asap cair 26

A. Alat 26

B. Bahan 27

3.2.3. Alat dan Bahan untuk Analisis kandungan kimia asap cair 27

A. Alat 27

B. Bahan 27

3.2.4 Alat dan bahan untuk uji aktivitas anti bakteri asapcair 27

A. Alat 27

B. bahan 27

3.2.5. Alat dan bahan untuk Aplikasi asap cair pada pisang sale 27

A. alat 27

B. bahan 28

3.3. Prosedur kerja 28


(13)

3.3.2. Pengukuran pH Asp cair kulit kopi 30 3.3.3. Analisis kandungan kimia asap cair 31 3.3.4. Uji aktivitas anti bakteri mikroba 31 3.3.5. Aplikasi asap cair pada pengawetan pisang sale 35

BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN 36

4.1 Pembuatan asap cair dari kulit kopi 36 4.2 Pegukuran pH asap cair Limbah kulit kopi 37 4.3 Analisis asap cair dengan GC-MS 38 4.4 Pengujian aktivitas anti bakteri terhadap asap cair kulit kopi 43 4.5 Aplikasi asap cair pada pengawetan pisang sale 46

BAB 5 : KASIMPULAN DAN SARAN 51

5.1. KESIMPULAN 51

5.2. SARAN 52


(14)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Gambar 2.1.Kulit daging buah kopi 17 2. Gambar 2.2. Pisang Kepok 19 3. Gambar 3.1. Bagan pembuatan asap cair kulit kopi 29 4. Gambar 3.2. Bagan pengukuran ph asap cair 30 5. Gambar 3.3. Bagan analisis kandungan kimia asap cair 31 6. Gambar 3.4. Bagan pembuatan asap ncair kulit kopi 34 7. Gambar 3.5. Bagan uji aktivitas anti bakteri 34 8. Gambar 4.1. Asap cair kulit kopi setelah didestilasi 36 9. Gambar 4.2. Kromatogram asap cair suhu 3000C-4000

10. Gambar 4.3. Kromatogram asap cair suhu 400

C 39 0

C-5000 11. Gambar 4.4. Kromatogram asap cair suhu 500

C 40 0

C-6000

12. Gambar 4.5. Zona bening media agar pada Saccaromices 44 C 41 13. Gambar 4.6. Zona bening media agar pada Bacillus Subtilis 44 14. Gambar 4.7. Zona bening media agar pada treptococcus 44 15. Gambar 4.8. Aplikasi asap cair terhadap pisang sale 47


(15)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1. Tabel 1.1. Kandungan kimia kulit kopi 2 2. Tabel 2.1. kandungan gizi kulit kopi 18 3. Tabel 2.2. Komposisi kimia pisang kepok 21 4. Tabel 3.1. Rancangan percobaan 33 5. Tabel 4.1 Volume Asap Cair 37 6. Tabel 4.2 pH asap cair 37 7. Tabel 4.3 Senyawa yang terdapat pada asap cair kulit kopi 42 8. Tabel 4.4. Hasil pengukuran zona bening pada media agar 45 9. Tabel 4.5. Kadar gizi pisang sale sebelum aplikasi asap cair 46 10. Tabel 4.6. Kadar gizi pisang sale setelah aplikasi asap cair 46 11. Tabel 4.8. Pengamatan terhadap aplikasi asap cair 4


(16)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran 1. Kondisi Operasi peralatan GC-MS 56 Lampiran 2. Gambar kromatogram Hasil Analisis GC-MS asap cair limbah 57 kulit kopi suhu 300C-4000

Lampiran 3 Gambar spektrum massa senyawa asetaldehid 58 C

Lampiran 4. Gambar Spektrum massa senyawa Alkanon 59 Lampiran 5. Gambar Spektrum massa senyawa 2 metoksi fenol 60 Lampiran 6. Gambar Spektrum massa senyawa fenol 61 Lampiran 7. Gambar Spektrum massa senyawa 2-metil fenol 62 Lampiran 8. Gambar kromatogram hasil analisis GC-MS asap cair

limbah kulit kopi suhu 4000C-5000

Lampiran 9. Gambar Spektrum massa senyawa 2-furan metanol 64

C 63

Lampiran 10. Gambar Spektrum massa senyawa Etanal 65 Lampiran 11. Gambar spectrum massa senyawa aseton 66 Lampiran 12.Gambar Spektrum massa senyawa Asam asetat 67 Lampiran 13.Gambar Spektrum massa senyawa 2-metoksi fenol 68 Lampiran 14.Gambar Spektrum massa senyawa fenol 69 Lampiran 15. Gambar Spektrum massa senyawa 4 metil fenol 70 Lampiran 16. Gambar Spektrum massa senyawa 2-metil fenol 71 Lampiran 17. Gambar kromatogram hasil analisis GC-MS asap cair limbah

kulit kopi suhu 5000C-6000

Lampiran 18. Gambar Spektrum massa senyawa siano asam asetat 73

C 72

Lampiran 19. Gambar Spektrum massa senyawa Asetaldehid 74 Lampiran 20. Gambar Spektrum massa senyawa 2-furan metanol 75 Lampiran 21. Gambar Spektrum massa senyawa 2-metil fenol 76 Lampiran 22. Gambar Spektrum massa senyawa fenol 77


(17)

AKTIVITAS ANTI BAKTERI ASAP CAIR DARI LIMBAH

KULIT KOPI TERHADAP BAKTERI PEMBUSUK PADA

PISANG SALE

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk membuat asap cair dari limbah kulit kopi suhu 3000C-4000C, 4000C-5000C, dan 5000C-6000C; serta melakukan karakterisasi terhadap asap cair kulit kopi dengan teknik GC-MS. Kemudian melakukan uji terhadap mikroba Saccaromycer cereviceae, bacillus subtilis, dan Streptococcus.

Selanjutnya dilakukan uji keefektifan asap cair sebagai pengawet pisang sale. Hasil uji GC-MS terhadap asap cair limbah kulit kopi suhu 30000C-4000Cmenunjukkan adanya senyawa asetaldehida, fenol dan turunannya, asap cair limbah kulit kopi suhu 4000C-5000C menunjukkan adanya senyawa: asam asetat, etanal, fenol dan turunannya. Asap cair kulit kopi suhu 5000C-6000C menunjukkan adanya senyawa: asam asetat, asetaldehida, fenol dan turunannya. Ketiga jenis asap cair limbah kulit kopi tersebut dilakukan uji aktivitas anti bakteri terhadap Saccaromyces Cereviceae, Bacillus Subtilis, dan Streptococcus secara invitro pada media agar dan diukur diameter koloni tiap mikroba. Hasilnya menunjukkan bahwa asap cair kulit kopi mampu menghambat pertumbuhan mikroba terutama asap cair suhu 5000C-6000C. Uji efektivitas asap cair terhadap pisang sale dilakukan dengan mengoleskan asap cair pada permukaan pisang sale. Hasilnya menunjukkan bahwa asap cair limbah kulit kopi suhu 3000C-4000C mampu mengawetkan pisang sale hingga12 hari, sedangkan asap cair limbah kulit kopi suhu 4000C-5000C dan 5000C-6000C mampu mengawetkan pisang sale lebih dari 15 hari. Dari hasil uji kadar gizi pisang sale, asap cair suhu 5000C-6000C lebih efektif mempertahankan kadar gizi.


(18)

ANTI BACTERIAL ACTIVITY OF WASTE LIQUID SMOKE ON

THE SKIN OF COFFEE BANANA SALE SPOILAGE BACTERIA

ABSTRACT

This study aims to make liquid smoke from waste coffee peels temperature of 3000C-4000C, 4000C-5000C, and 5000C-6000C, as well as to characterize the liquid smoke leather coffee with GC-MS technique. Then do a test against microbial Saccaromycer cereviceae, Bacillus subtilis, and Streptococcus. Further test the effectiveness of liquid smoke as a preservative banana sale. GC-MS test results to the waste liquid smoke coffee leather-4000C 30000C temperature was deduced as acetaldehyde, phenol and derivatives, liquid smoke waste coffee skin temperature 4000C-5000C was deduced: acetic acid, ethanal, phenol and derivatives. Liquid smoke coffee skin temperature 5000C-6000C was deduced: acetic acid, acetaldehyde, phenol and derivatives. The three types of waste liquid smoke the coffee skin test anti-bacterial activity against Saccaromyces cereviceae, Bacillus subtilis, and Streptococcus in vitro on agar medium and measured the diameter of each microbial colonies. The result shows that liquid smoke leather coffee could inhibit the growth of microbes, especially liquid smoke temperature 5000C-6000C. Test the effectiveness of liquid smoke to the banana sale done by rubbing the surface of the liquid smoke banana sale. The result shows that liquid smoke leather waste coffee temperature 3000C-4000C is able to preserve banana sale for up to 12 days, while the waste liquid smoke coffee skin temperature 5000C and 4000C-5000C-6000C is able to preserve banana sale more than 15 days. From the test results of the nutritional content of bananas sale, liquid smoke temperature of 5000C-6000C is more effective to maintain nutrient levels.


(19)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Asap cair pertama ka1i diproduksi pada tahun 1980 oleh sebuah pabrik farmasi di Kansas, yang dikembangkan dengan metode destilasi kering (pirolisis) dari bahan kayu, (Pszezola, 1995). Menurut Darmadji (l995), Asap terbentuk karena pembakaran yang tidak sempurna, yaitu pembakaran dengan jumlah oksigen terbatas yang melibatkan reaksi dekomposisi bahan polimer menjadi komponen organik dengan bobot yang lebih rendah, karena pengaruh panas (Tranggono et al, 1997). Jika oksigen tersedia cukup, maka pembakaran menjadi lebih sempuma dengan menghasilkan gas CO2, uap air, dan abu, sedangkan asap tidak terbentuk.

Pada dasarnya, Asap cair merupakan asam cuka yang dapat diperoleh melalui proses pirolisis dari bahan yang mengandung komponen selulosa, hemiselulosa dan lignin (Pszczola 1995 pada M. Wijaya, 2008). Destilat yang diperoleh dapat dipisahkan lebih lanjut untuk memisahkan senyawa-senyawa kimia yang tidak diinginkan, misalnya senyawa tar karena berifat toksik. Berbagai bahan baku telah digunakan untuk pembuatan asap cair antara lain kayu, kulit biji jambu mente dan sabut kelapa (Tsamba et al, 2006 pada M.Wijaya2008), tempurung kelapa (Darmadji, 2002), sampah organik (Gani, 2007 pada M. Wijaya, 2008). Bahan baku tersebut mengandung cukup kadar hemiselulosa, selulosa dan lignin. Pemanfaatna limbah kayu sebagai asap cair telah mendapat perhatian belakangan ini, pada umumnya diperoleh secara pirrolisis. Pada proses pirolisis terjadi dekomposisi dari senyawa selulosa, hemiselulosa dan lignin yang terdapat pada bahan baku tersebut, pirolisis tersebut pada umumnya menghasilkan asap cair, ter, arang, minyak nabati dan lain-lain.


(20)

KOPI (Coffea Canephora)

Seperti halnya kayu, yang memiliki selulosa, hemiselulosa, dan lignin, Kopi juga memiliki kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin. (Novi Mayasari dkk, 1992) Komposisi Zat Makanan dan TDN Kulit Buah Kopi Robusta (Coffea Canephora) terdiri dari protein kasar 6,11%, serat kasar 18,6%, tannin 2,4%, kafein 1,36%, dan lignin 52,59% seperti ditunjukkan pada tabel berikut

Tabel 1.1. kandungan kimia limbah kulit kopi

Zat- Zat Makanan

Kulit buah robusta (Coffea Canefhora)

protein kasar 6,11% serat kasar 18,6% Tannin 2,47%,

Kafein 1,36%

Lignin 52,59%

Hal ini sejalan dngan pendapat (Sri edi purnomo, 2010). Seperti halnya kulit biji tanaman lain, kulit kopi juga mengandung selulosa, dan senyawa organik lainnya. Karena kandungan kulit kopi yang terdiri dari selulosa dan lignin maka kulit kopi juga mempunyai potensi sebagai sumber asap cair. Komposisi kimia asap cair dipengaruhi oleh jenis bahan baku dan komposisi senyawa pada produk asap cair. Pirolisis kayu akan mengalami peruraian secara bertahap yaitu hemi selulosa terdergradasi dari suhu 200C0-2600C, selulosa terdegradasi pada suhu 240C0- 350C0, dan lignin pada suhu 280C0-500C0. Secara umum pirolisis hemiselulosa akan menghasilkan fulfuran, furan asam asetat dan derivatnya. Lignin terdegradasi menjadi fenol dan eter fenolik serta derivatnya. Sedangkan selulosa akan terdegradasi menghasilkan asam asetat dan senyawa karbonil (M.Wijaya, 2008). Darmadji, dkk (1996), pirolisis tempurung kelapa yang telah menjadi asap cair akan memiliki senyawa fenol sebesar 4,13%,karbonil 11,3% dan asam 10,2%.


(21)

Senyawa-senyawa tersebut mampu mengawetkan makanan sehingga mampu bertahan lama karena memiliki fungsi utama yaitu sebagai penghambat perkembangan bakteri. Hal ini sejalan dengan pendapat (Amrita 2007, pada Endah, 2010). Asap cair merupakan bahan kimia hasil destilasi asap hasil pembakaran yang mampu menjadi desinfektan sehingga bahan makanan dapat bertahan lama tanpa membahayakan konsumen.

Darmadji (1996), asap cair merupakan hasil kondensasi dari pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar senyawa yang terbentuk akibat proses pirolisis konstituen kayu seperti sellulosa, hemiselulosa dan lignin. Pirolisis merupakan proses pemecahan lignoselulosa oleh panas dengan oksigen yang terbatas dan menghasilkan gas, cairan dan arang yang jumlahnya tergantung pada jenis bahan, metode, dan kondisi dari pirolisanya. Pada proses pirolisa, sellulosa mengalami 2 tahap.Tahap pertama merupakan reaksi hidrolisis asam yang diikuti oleh dehirasi yang menghasilkan glukosa. Tahap kedua pembentukan asam asetat dan homolognya bersama air serta sejumlah kecil furan dan fenol (Girard, 1992). Hasil pirolisis dari senyawa sellulosa, hemisellulosa dan lignin diantaranya akan menghasilkan asam organik, fenol, karbonil yang merupakan senyawa yang berperan dalam pengawetan bahan makanan.

Selain sebagai pengawet, asap cair yang mengandung sejumlah senyawa kimia diperkirakan berpotensi sebagai anti oksidan, desinfektan ataupun sebagai biopestisida (Nurhayati, 2000 pada Gani, 2007). Umumnya proses pirolisis berlangsung pada suhu di atas 300°C dalam waktu 4-7 jam. Namun keadaan ini sangat bergantung pada bahan baku dan cara pembuatannya (Demirbas, 2005). (Darmadji, 1996 pada M. Wijaya, 2008) asap cair kayu mengandung senyawa fenol 0,2-2,9%, asam 2,8-4,5%, karbonil 2,6-4,6%,ter 1-17% dan air 11-92%. Tranggono dkk(1996) juga menyatakan bahwa asap cair mengandung senyawa fenol2,10-5,13% dan dikatakan juga bahwa asap cair tempurung kelapamemiliki 7 macam senyawa dominan yaitu fenol, 3-metil-1,2-siklopentadion, 2-metoksifenol, 2-metoksi-4metilfenol, 2,6-dimetoksifenol,4 etil-2- metoksi fenol dan 2,5-dimetoksi-benzil


(22)

alkohol. Fraksi netral dari asap kayu juga mengandung fenol yang juga dapat berperan sebagai antioksidan seperti guaikol (2-metoksi fenol) dan siringol (1,6-dimetoksi fenol) (Endah,2010). Komposisi asap cair diteliti oleh Pettet dan Lane pada tahun 1940, diperoleh hampir 1000 macam senyawa kimia. Beberapa jenis senyawa yang telah diidentifikasi, yaitu 85 fenolik, 45 karbonil, 35 asam, II furan, 15 alkohol dan ester, 13 lakton, dan 21 hidrokarbon alifatik (Girard, 1992). Hal ini sejalan dengan pendapat Darmadji 1996 komposisi asap cair dari bahan kayu terdiri atas 11-92% air, 0,2-2,9% fenolik, 2,8-4,5% asam organik, dan 2,6-4,6% karbonil.

Senyawa hasil pirolisis ini mempunyai fungsi yang beragam, fenol dan karbonil untuk memberi warna dan flavor, fenol dan asam organik sebagai pengawet karena mengandung anti bakteri dan anti oksidan. Sedangkan senyawa ter dan benzopiren yang tertdapat pada asap cair tidak didinginkan katrena bersifat toksik. Distilat asap tempurung kelapa memiliki kemampuan mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Asap cair tempurung mengandung lebih dari 400 komponen dan memiliki fungsi sebagai penghambat perkembangan bakteri yang cukup aman sebagai pengawet alami, antara lain asam, fenolat dan karbonil. Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil (Darmadji dkk, 1996). Hal ini sesuai dengan pendapat M.Wijaya, 2008, Asap cair memiliki aroma dan rasa spesifik, serta memiliki daya bunuh terhadap mikroba serta sifat antioksidan yang berpengaruh terhadap keawetan produk.

Buah pisang (Musa paradisiaca L.) merupakan buah yang sangat populer di seluruh dunia Hal ini disebabkan karena rasa buahnya yang lezat, harganya yang murah. Buah ini biasa dikonsumsi sebagai makanan segar, maupun makan olahan seperti keripik, gorengan, pisang sale, dan makanan olahan lainnya (Evy rossi dkk, 2008). Pisang telah lama akrab dengan masyarakat Indonesia, pemanfaatan pisang sejauh ini masih sangat terbatas, umumnya dimakan sebagai buah segar. Padahal, buah pisang dapat diolah dalam keadaan mentah maupun matang. Pisang mentah dapat diolah menjadi tepung, dan keripik, sedangkan pisang matang dapat diolah


(23)

menjadi anggur, sari buah, digoreng, direbus, kolak, getuk, selai, dodol, pure, saus, dan sale. Salah satu upaya untuk menanggulangi kelebihan produksi dan pemasaran pisang segar adalah dengan melakukan pengawetan menjadi sale. Selain untuk memperpanjang masa simpan pisang sale juga meningkatkan harga jual dibandingkan dengan buah pisang segarnya (Anonim, 2008 pada Setyo indro pahasto).

Industri pisang sale berkembang sangat pesat, khususnya di daerah aceh dan mempunyai prosek yang besar untuk dikembangkan sebagai produk unggulan. Masalah utama yang dihadai oleh pengusaha pisang sale adalah pendeknya masa simpan pisang sale yang diproduksi. Produk ini biasanya hanya berdaya simpan 5-7 hari, dan setelah itu pisang sale menjadi tengik dan membusuk. Infeksi mikroorganisme terhadap produk dapat terjadi semasih buah dan sayuran tersebut tumbuh dilapangan, namun mikroorganisme tersebut tidak tumbuh dan berkembang, hanya berada di dalam jaringan. Bila kondisinya memungkinkan terutama setelah produk tersebut dipanen dan mengalami penanganan dan penyimpanan lebih lanjut, maka mikroorganisme tersebut segera dapat tumbuh dan berkembang dan menyebabkan pembusukan yang serius. Mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada pisang adalah Bacillus subtilis, Streptococcus, Saccharomyces dan Acetobacter aceti. Mikroba yang memfermentasi glukosa atau laktosa akan menghasilkan asam. Untuk mengatasi masalah yang dihadapi pengusaha pisang sale tersebut, maka perlu dilakukan langkah-langkah alternatif penemecahan yang dapat memperpanjang masa simpan pisang sale tersebut. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah dengan menghambat ketengikan yang disebabkan oleh proses oksidasi dan menghambat pembusukan yang disebakan oleh bakteri. (C. Hanny Wijaya. et.al 2007). Dengan menggunakan antioksidan dan anti bakteri, diharapkan pisang sale akan lebih awet. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas anti bakteri asap cair dari kulit kopi terhadap bakteri pembusuk pada pisang . Sehingga dapat digunakan sebagai pengawet.


(24)

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, maka rumusan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Apakah limbah kulit kopi bisa digunakan sebagai sumber asap cair dengan

metode pirolisi.

2. Zat apakah yang terdapat pada asap cair dari limbah kulit kopi yang dianalisis dengan GC-MS.

3. Bagaimana aktivitas anti bakteri asap cair dari limbah kopi terhadap bakteri yang menyebabkan pembusuk pada pisang sale.

4. Bagaimana keefektifan asap cair pada pengawetan pisang sale.

1.3Tujuan Penelitian

1. Memanfaatkan limbah kulit kopi sebagai sumber asap cair dengan metode pirolisis.

2. Mengetahui kandungan kimia asap cair dari limbah kulit kopi yang dianalisis dengan GC-MS.

3. Dapat mengetahui aktivitas anti bakteri asap cair dari kulit kopi terhadap Saccaromyces Cereviceae, bacillus Subtilis, dan Streptococcus.

4. Dapat mengetahui keefektifan asap cair pada pengawetan pisang sale.

1.4Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfa’at untuk memberi informasi kepada masyarakat bahwa kulit kopi bisa digunakan sebagai sumber asap cair dan asap cair dari kulit kopi mempunyai kandungan senyawa kimia yang berfungsi sebagai anti oksidan dan anti bakteri, yang dapat memperlama masa simpan pisang sale sehingga dapat diterapkan oleh masyarakat.


(25)

1.5Batasan Masalah

Pada penelitian ini permasalahan dibatasi pada :

1. Limbah yang digunakan untuk memperoleh asap cair adalah limbah kulit kopi jenis robusta yang berasal dari Sidikalang.

2. Suhu pirolisis yang digunakan adalah suhu 3000C-6000

3. Analisis yang dilakukan pada asap cair adalah dengan menggunakan GC-MS.

C.

4. Waktu pengawetan dalam hari.

5. Aktivitas bakteri yang diamati adalah aktivitas bakteri Saccaromices cereviceae,Bacillus subtilis, dan Streptococcus mutans.

1.6Metodologi Penelitian

Penelitian ini bersifat eksperimental Labolatorium. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu :

1. Pembuatan asap cair dari limbah kulit kopi

2. Analisa kandungan asap cair kulit kopi dengan teknik GC-MS

3. Pengamatan terhadap aktivitas anti bakteri asap cari dari kulit koipi terhadap bakteri pembusuk pada pisang sale.

4. Uji keefektifan asap cair kulit kopi terhadap pengawetan pisang sale 5. Suhu Maksimal yang digunakan adalah 6000C.


(26)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 TINJAUAN PUSTAKA 2.1.1 Asap Cair (Liquid Smoke)

Pada awalnya Asap cair merupakan asa cuka (veenager) yang diperoleh melalui proses pirolisis bahan yang mengandung selulosa, hemi selulosa, dan lignin pada suhu 4000c selama 90 menit lalu diikuti proses kondensasi dalam kondensor pendingin (Pszozola, 1995 pada m wijaya) destilat yang diperoleh berupa asap cair yang memiliki kemampuan untuk mengawetkan, karena adanya senyawa fenol, asam dan karbonil. Seperti yang dilaporkan oleh (Darmadji, 1996) bahwa pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair yang mengadung senyawa fenol 4,13%, asam 10,2% dan karbonil 11,3%. Asap cair (Liquid Smoke) merupakan suatu hasil destilasi atau pengembunan dari uap hasil pembakaran tidak langsung maupun langsung dari bahan bahan yang banyak mengandung karbon serta senyawa-senyawa lain (Amritama, 2007 dalam Erna wati) dan merupakan salah satu hasil pirolisis tanaman atau kayu pada suhu sekitar 4000

Menurut Darmadji, dkk (1996), pirolisis tempurung kelapa yang telah menjadi asap cair akan memiliki senyawa fenol sebesar 4,13%, karbonil 11,3% dan asam 10,2%. Senyawa-senyawa tersebut mampu mengawetkan makanan sehingga mampu bertahan lama karena memiliki fungsi utama yaitu sebagai penghambat perkembangan bakteri. Hal ini sejalan dengan pendapat (Amrita 2007, pada Endah, 2010) Asap cair merupakan bahan kimia hasil destilasi asap hasil pembakaran yang mampu menjadi desinfektan sehingga bahan makanan dapat bertahan lama tanpa membahayakan konsumen. Pemanfa’atan limbah kayu sebagai asap cair telah mendapat perhatian belakangn ini. Pada umumnya diperoleh secara pirolisis. Pada proses pirolisis terjadi dekomposisi dari senyawa selulosa, hemi selulosa dan lignin


(27)

yang terdapat pada bahan baku tersebut, pirolisis tersebut pada umumnya menghasilkan asap cair, ter, arang, minyak nabati dan lain-lain.

Pirolisa merupakan proses pemecahan lignoselulosa oleh panas dengan oksigen yang terbatas dan menghasilkan gas, cairan dan arang yang jumlahnya tergantung pada jenis bahan, metode, dan kondisi dari pirolisanya. Pada proses pirolisa, sellulosa mengalami 2 tahap. Tahap pertama merupakan reaksi hidrolisis asam yang diikuti oleh dehirasi yang menghasilkan glukosa. Tahap kedua pembentukan asam asetat dan homolognya bersama air serta sejumlah kecil furan dan fenol (Girard, 1992). Hasil pirolisis dari senyawa sellulosa, hemisellulosa dan lignin diantaranya akan menghasilkan asam organik, fenol, karbonil yang merupakan senyawa yang berperan dalam pengawetan bahan makanan. Senyawa-senyawa tersebut berbeda proporsinya diantaranya tergantung pada jenis, kadar air kayu, dan suhu pirolisis yang digunakan.

Paris et al (2005) mengatakan bahwa pirolisis merupakan proses pengarangan dengan cara pembakaran tidak sempurna bahan-bahan yang mengandung karbon pada suhu tinggi. Asap cair pada proses ini diperoleh dengan cara kondensasi asap. yang dihasilkan melalui cerobong reaktor pirolisis. Proses kondensasi asap menjadi asap cair sangat bermanfaat bagi perlindungan pencemaran udara yang ditimbulkan oleh proses tersebut. Di samping itu, asap cair yang mengandung sejumlah senyawa kimia

A. Kandungan Asap Cair

Menurut Djatmiko et al. (1985) keberadaan senyawa-senyawa kimia dalam asap cair dipengaruhi oleh kandungan kimia dari bahan baku yang digunakan dan suhu yang dicapai pada proses pirolisis. Dari hasil analisis jenis komponen asap cair dengan teknik GCMS paling sedikit teridentifikasi sebanyak 61 senyawa yang terdiri atas keton (17 senyawa), fenolik (14 senyawa), asam karboksilat (8 senyawa), alkohol (7 senyawa), ester (4 senyawa), aldehida (3 senyawa), dan lain-lain 1 senyawa. Senyawa kimia utama yang terdapat di dalam asap antara lain asam formiat, asetat, butirat, kaprilat, vanilat dan asam siringat, dimetoksifenol, metal glioksal furfural,


(28)

methanol, etanol, oktanol, asetaldehid, diasetil, aseton dan 3,4 benzopiren (Lawrie, 2003). Komposisi utama yang terdapat dalam tempurung kelapa adalah hemisellulosa, selulosa dan lignin. Hemiselulosa adalah jenis polisakarida dengan berat molekul kecil berantai pendek dibanding dengan sellulosa dan banyak dijumpai pada kayu lunak. Hemisellulosa disusun oleh pentosan (C5H8O4) dan heksosan (C6H10O5). Pentosan banyak terdapat pada kayu keras, sedangkan heksosan terdapat pada kayu lunak (Maga, 1987). Pentosan yang mengalami pirolisis menghasilkan furfural, furan, dan turunannya serta asam karboksilat. Heksosan terdiri dari mannan dan galakton dengan unit dasar mannosa dan galaktosa, apabila mengalami pirolisis menghasilkan asam asetat dan homolognya (Girard, 1992). Hemisellulosa tempurung kelapa juga mengandung sellulosa dan lignin.

Hasil pirolisis sellulosa yang terpenting adalah asam asetat dan fenol dalam jumlah yang sedikit. Sedangkan pirolisis lignin mengahasilkan aroma yang berperan dalam produk pengasapan. Senyawa aroma yang dimaksud adalah fenol dan eterfenolik seperti guaikol (2-metoksi fenol), syringol (1,6-dimetoksi fenol) dan derivatnya (Girard, 1992). Asap cair dibuat dari pirolisis kayu atau dibuat dari campuran senyawa murni (asap buatan). Prinsip utama dalam pembuatan asap cair sebagai bahan pengawet adalah dengan mendestilasi asap yang dikeluarkan oleh bahan berkarbon dan diendapkan dengan destilasi multi tahap untuk mengendapkan komponen larut. Untuk menghasilkan asap yang baik pada waktu pembakaran sebaiknya menggunakan jenis kayu keras seperti kayu bakau, rasa mala, serbuk dan serutan kayu jati serta tempurung kelapa, sehingga diperoleh ikan asap yang baik (Tranggono dkk, 1997). Hal tersebut dikarenakan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu keras akan berbeda komposisinya dengan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu lunak. Pada umumnya kayu keras akan menghasilkan aroma yang lebih unggul, lebih kaya kandungan aromatik dan lebih banyak mengandung senyawa asam dibandingkan kayu lunak (Girard, 1992). Komposisi kimia asap cair tempurung kelapa adalah fenol 5,13%, karbonil 13,28%, asam 11,39%. Asap cair mengandung senyawa fenol 2,10-5,13% dan dikatakan juga bahwa asap cair tempurung kelapa


(29)

memiliki 7 macam senyawa dominan yaitu fenol, 3-metil-1,siklopentadion, 2-metoksifenol, 2-metoksi-4metilfenol, 2,6-di2-metoksifenol,4 etil-2- metoksifenol dan 2,5-dimetoksi-benzil alkohol. Fraksi netral dari asap kayu juga mengandung fenol yang juga dapat berperan sebagai antioksidan seperti guaikol (2-metoksi fenol) dan siringol (1,6-dimetoksi penol) (Tranggono dkk,1997).

Girard (1992) melaporkan bahwa komponen terdeteksi di dalam asap dikelompokkan menjadi beberapa golongan yaitu:

1. Fenol, 85 macam diidentifikasi dalam kondensat dan 20 macam dalam produksi asapan.

2. Karbonil, keton, dan aldehid, 45 macam diidentifikasi dalam kondensat. 3. Asam-asam 35 macam diidentifikasi dalam kondensat.

4. Furan, 11 macam

5. Alkohol dan ester, 15 macam diidentifikasi dalam kondensat. 6. Lakton, 13 macam.

7. Hidrokarbon alifatis 1 macam, diidentifikasi dalam kondensat dan 20 macam dalam produksi asapan.

8. Poli Aromatik Hidrokarbon (PAH) 47 macam diidentifikasi dalam kondensat.

B. Peranan Asap Cair

Peran masing-masing komponen dalam asap cair berbeda-beda. Senyawa fenol disamping memiliki peranan dalam aroma asap juga menunjukkan aktivitas anti oksidan. Senyawa aldehid dan keton mempunyai pengaruh utama dalam warna (reaksi maillard) sedangkan efeknya dalam cita rasa sangat kurang menonjol. Asam-asam pengaruhnya kurang spesifik namun mempunyai efek umum pada mutu organoleptik secara keseluruhan, sedangkan senyawa hidrokarbon aromatik polisiklis seperti 3,4 benzopiren memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogenik (Girard, 1992). Penggunaan asap cair mempunyai banyak keuntungan dibandingkan metode


(30)

pengasapan tradisional, yaitu lebih mudah diaplikasikan, proses lebih cepat, memberikan karakteristik yang khas pada produk akhir berupa aroma,warna, dan rasa, serta penggunaannya tidak mencemarilingkungan (Pszczola 1995).

Girard (1992) melaporkan bahwa komponen terdeteksi di dalam asap dikelompokkan menjadi beberapa golongan yaitu:1. Fenol, 85 macam diidentifikasi dalam kondensat dan 20 macam dalam produksi asapan.2. Karbonol, keton, dan aldehid, 45 macam diidentifikasi dalam kondensat. 3. Asam-asam 35 macam diidentifikasi dalam kondensat. 4. Furan, 11 macam. 5. Alkohol dan ester, 15 macam diidentifikasi dalam kondensat. 6. Lakton, 13 macam. 7. Hidrokarbon alifatis 1 macam, diidentifikasi dalam kondensat dan 20 macam dalam produksi asapan, 8. Poli Aromatik Hidrokarbon (PAH) 47 macam diidentifikasi dalam kondensat dan 20 macam dalam produksi asapan. Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Seperti yang dilaporkan Darmadji dkk, (1996) yang menyatakan bahwa pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4,13 %, karbonil 11,3 % danasam 10,2 %. Asap memiliki kemampuan untuk pengawetan bahan makanan telah dilakukan di Sidoarjo untuk bandeng asap karena adanya senyawa fenolat, asam dan karbonil (Tranggono dkk, 1997). Asap cair banyak digunakan pada industri berfungsi untuk mengawetkan serta memberi aroma dan cita rasa yang khas. Asap cair memiliki sifat fungsional sebagai anti oksidan, anti bakteri dan pembentuk warna serta cita rasa yang khas. Sifat-sifat fungsional tersebut berkaitan dengan komponen-komponen yang terdapat di dalam asap cair tersebut. Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, derivat fenol, dan karbonil. Komponen asap yang berperan dan temasuk dalam kelompok phenol adalah guaicol dan1,3-dimethyl phyragallol, yang berfungsi sebagai anti oksidan, cita rasa produk asap (Pearson and Tauber, 1984: Maga, 1987; Burt, 1988; Girard, 1992).

Asap cair seperti asap dalam fasa uap mengandung senyawa fenol yang selain menyumbang cita rasa asap, juga mempunyai aksi sebagai antioksidan dan


(31)

bakterisidal pada makanan yang diasap. Fenol merupakan anti oksidan utama dalam asap cair. Peran anti oksidatif dari asap air ditunjukkan oleh senyawa fenol bertitik didih tinggi terutama 2,6- dimetoksifenol; 2,6 dimetoksi-4-metilfenol dan2.6- dimetoksi-4-etilfenol yang bertindak sebagai donor hidrogen terhadap radikal bebas dan menghambat reaksi rantai.

Asap cair pada umumnya dapat digunakan sebagai bahan pengawet karena memiliki derajat keasaman (pH) dengan nilai 2,8-3,1 sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Asap cair terbukti menekan tumbuhnya bakteri pembusuk dan patogen seperti Escherichia coli, Bacillus subtiliis, Pseudomonas dan

Salmonella (Darmadji, 2006). C. Pembuatan Asap Cair

Sampel dimasukkan ke dalam reaktor pirolisis dan ditutup rapat. Destilat yang keluar dari reaktor ditampung dalam dua wadah. Wadah pertama untuk menampung fraksi berat, sedangkan wadah kedua untuk menampung fraksi ringan. Fraksi ringan ini diperoleh setelah dilewatkan tungku pendingin yang dilengkapi pipa berbentuk spiral. Hasil pirolisis berupa asap cair, gas-gas seperti metan dan tempurung kelapa yang bisa dijadikan briket, bila dilanjutkan ke tahap kerja selanjutnya bisa menjadi arang aktif. Namun, asap cair ini belum bisa digunakan, karena dimungkinkan masih mengandung banyak tar (senyawa hidrokarbon polisiklis aromatik (PAH) yang ada seperti benzo (a) pirena bersifat karsinogenik). Jadi perlu pemurnian lebih lanjut yang dinamakan tahap destilasi. pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol 4,13%, karbonil 11,3 % dan asam 10,2 %.

Pada proses pirolisis sterjadi dekomposisi dari senyawa selulosa, hemi selulosa dan lignin yang terdapat pada bahan baku tersebut, pirolisis tersebut pada umumnya menghasilkan asap cair, ter, arang, minyak nabati dan lain-lain.

Adapun pada proses pirolisis tersebut yang terjadi adalah dekomposisi senyawa-senyawa penyusunnya, yaitu :


(32)

1. Pirolisis selulosa.

Selulosa adalah makromolekul yang dihasilkan dari kondensasi linear struktur heterosiklis molekul glukosa. Selulosa terdiri dari 100-1000 unit glukosa. Selulosa terdekomposisi pada temperatur 2800C dan berakhir pada 3000C-3500

a. Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis menghasilkan glukosa.

C Girard (1992), menyatakan bahwa pirolisis selulosa berlangsung dalam dua tahap, yaitu :

b. Tahap kedua merupakan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan homolognya, bersama-sama air dan sejumlah kecil furan dan fenol. 2. Pirolisis hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan polimer dari beberapa monosakarida seperti pentosan (C5H8O4) dan heksosan (C6H10O5). Pirolisis pentosan menghasilkan furfural, furan dan derivatnya beserta satu seri panjang asam-asam karboksilat. Pirolisis heksosan terutama menghasilkan asam asetat dan homolognya. Hemi selulosa akan terdekomposisi pada temperatur 2000C-2500

3. Pirolisis lignin

C.

Lignin merupakan sebuah polimer kompleks yang mempunyai berat molekul tinggi dan tersusun atas unit-unit fenil propana. Senyawa-senyawa yang diperoleh dari pirolisis struktur dasar lignin berperan penting dalam memberikan aroma asap produk asapan. Senyawa ini adalah fenol, eter fenol seperti guaikol, siringol dan homolog serta derivatnya (Girard, 1992). Lignin mulai mengalami dekomposisi pada temperatur 300-3500C dan berakhir pada 400-4500C.

D. Keuntungan Menggunakan Asap Cair

Keuntungan penggunaan asap cair menurut Maga (1987) antara lain lebih intensif dalam pemberian citarasa, kontrol hilangnya cita rasa lebih mudah, dapat diaplikasikan pada berbagai jenis bahan pangan, lebih hemat dalam pemakaian kayu sebagai bahan asap, polusi lingkungan dapat diperkecil dan dapat diaplikasikan ke dalam bahan dengan berbagai cara seperti penyemprotan, pencelupan, atau dicampur


(33)

langsung ke dalam makanan. Selain itu keuntungan lain yang diperoleh dari asap cair, adalah sebagai berikut :

1. Keamanan produk asapan penggunaan asap cair yang diproses dengan baik dapat mengeliminasi komponen asap berbahaya yang berupa hidrokarbon polisiklis aromatis. Komponen ini tidak diharapkan karena beberapa di antaranya terbukti bersifat karsinogen pada dosis tinggi. Melalui pembakaran terkontrol, aging, dan teknik pengolahan yang semakin baik, tar dan fraksi minyak berat dapat dipisahkan sehingga produk asapan yang dihasilkan mendekati bebas poli aromatik hidrokarbon (PAH) (Pszczola, 1995).

2. Aktivitas Antioksidan

Adanya senyawa fenol dalam asap cair memberikan sifat anti oksidan terhadap fraksi minyak dalam produk asapan, dimana senyawa fenolat ini dapat berperan sebagai donor hidrogen danefektif dalam jumlah yang sangat kecil untuk menghambat auto oksidasi lemak (Prananta, 2005 pada Endah 2010).

Peran bakteriostatik dari asap cair semula hanya disebabkan karena adanya formaldehid saja tetapi aktivitas dari senyawa ini saja tidak cukup sebagai penyebab semua efek yang diamati. Kombinasi antara komponen fungsional fenol dan kandungan asam organik yang cukup tinggi bekerja secara sinergis mencegah dan mengontrol pertumbuhan mikrobia. Kandungan kadar asam yang tinggi dapat menghambat pertumbuhan mikrobia karena mikrobia hanya bisa tumbuh pada kadar asam yang rendah (Pszczola, 1995). Adanya fenol dengan titik didih tinggi dalam asap juga merupakan zat anti bakteri yang tinggi (Prananta, 2005 pada Endah 2010).


(34)

2.1.2 KOPI (Coffea spp)

Kopi merupakan salah satu alternatif minuman pilihan yang sangat digemari masyarakat Indonesia maupun negara lain selain teh. Kegemaran mengkonsumsi kopi sudah dilakukan turun temurun sejak jaman nenek moyang, bahkan dalam setiap jamuan makan baik acara formal maupun non formal. Untuk memperoleh biji kopi, maka terhadap kopi dilakukan pengupasan, biji kopi diolah menjadi bubuk kopi, sedangkan kulit buah kopi bisa dimanfaatkan menjadi pakan ternak misalnya domba, dibuat menjadi arang, dan juga bisa dibuat bsebagai pupuk pertanian.

A.Kulit Buah Kopi

Menurut Sri edi purnomo, 2010 Kulit kopi terdiri dari:

1. Lapisan bagian luar tipis yakni yang disebut ”Exocarp”; lapisan ini kalau sudah masak berwarna merah.

2. Daging buah; daging buah ini mengandung serabut yang bila sudah masak berlendir dan rasanya manis, maka sering disukai binatang kera atau musang. Daging buah ini disebut ”Mesocarp”.

3. Kulit tanduk atau kulit dalam; kulit tanduk ini merupakan lapisan tanduk yang menjadi batas kulit dan biji yang keadaannya agak keras. Kulit ini disebut ”Endocarp”.


(35)

( kulit luar) (Daging buah)

Hull (cangkang)

(Biji kopi) (kulit perak)

Gambar 2.1 Penampang membujur buah kopi (Prawirodigdo, 2005)

Kulit buah kopi merupakan limbah dari pengolahan buah kopi untuk mendapatkan biji kopi yang selanjutnya digiling menjadi bubuk kopi. Kandungan zat makanan kulit buah kopi dipengaruhi oleh metode pengolahannya apakah secara basah atau kering. Kandungan zat makanan kulit buah kopi berdasarkan metode pengolahan. Pada metode pengolahan basah, buah kopi ditempatkan pada tangki mesin pengupas lalu disiram dengan air, mesin pengupas bekerja memisahkan biji dari kulit buah. Sedangkan pengolahan kering lebih sederhana, biasanya buah kopi dibiarkan mengering pada batangnya sebelum dipanen. Selanjutnya langsung dipisahkan biji dan kulit buah kopi dengan menggunakan mesin.

Namun demikian kulit kopi hanya sebagian kecil dimanfaatkan, misalnya untuk pakan ternak dan sebagian besar lainnya dibuang atau dibenamkan dalam tanah untuk digunakan sebagai pupuk organik


(36)

Tabel 2.1. Kandungan zat gizi kulit kopi

Zat Nutrisi

Kandungan(%)tanpa diamoniasi

Kandungan (%) setelah diamoniasi

Bahan kering 90.52 94.85 Lemak kasar 1.31 1.93 Serat kasar 34.11 27.52 Protein kasar 6.27 8.67

Abu 7.54 8.47

Kadar air 9.48 5.15

B. Potensi limbah kulit kopi

Limbah kopi sebagian besar dimanfaatkan sebagai pupuk pada tanaman kopi dan tanaman disekitarnya, sebagian kecil digunakan sebagai media budi daya jamur. Selain itu, juga dapat dimanfaatkan sebagai pupuk, namun sebagian diantaranya dimanfaatkan oleh pengrajin jamu tradisional sebagai bahan jamu. Pemanfaatan limbah kopi masih terbatas untuk pupuk dan bahan pembuatan jamu tradisional, disisi lain mempunyai potensi sebagai pakan ternak termasuk ternak unggas.

Limbah kulit buah kopi memiliki kadar bahan organik dan unsur hara yang memungkinkan untuk memperbaiiki tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar C-organik kulit buah kopi adalah 45,3 %, kadar nitrogen 2,98 %, posfor 0,18 % dan kalium 2,26 %. Selain itu kulit buah kopi juga mengandung unsur Ca, Mg, Mn, Fe, Cu dan Zn. Kulit buah kopi merupakan komponen terbesar dari pengolahan buah kopi yag sampai sekarang kebanyakan hanya digunakan untuk pupuk di perkebunan itu sendiri. Dilihat dari kandungan serat kasar beserta zat-zat makanan yangterdapat di dalamnya, kulit buah kopi mempunyai potensi untuk dijadikan bahan pakan ternak ruminan, namun pemanfaatan kulit buah kopi mempunyai faktor pembatas karena mengandung tanin, kafein dan lignin (Novi maya sari,)


(37)

2.1.3. Pisang (Musa spp) A.Klasifikasi

Kasifikasi botani tanaman pisang adalah sebagai berikut:

Gambar 2.2. Pisang kepok sebagai bahan utama pisang sale Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Keluarga : Musaceae

Genus : Musa (Mika sari,2004)

B.Jenis Pisang

Jenis pisang dibagi menjadi 4, yaitu :

1. Pisang yang dimakan buahnya tanpa dimasak yaitu M. paradisiaca var apientum,

M. nana atau disebut juga M. cavendishii, M. sinensis. Misalnya pisang ambon, susu, raja, cavendish, barangan dan mas.

2. Pisang yang dimakan setelah buahnya dimasak yaitu M. paradisiaca formatypica

atau disebut juga M. paradisiaca normalis. Misalnya pisang nangka, tanduk dan kepok.

3. Pisang berbiji yaitu M. brachycarpa yang di Indonesia dimanfaatkan daunnya. Misalnya pisang batu dan klutuk.


(38)

4. Pisang yang diambil seratnya misalnya pisang manila (abaca). (Ngara, 2008 pada Eva Nuramanah, 2012)

C. Kandungan Kimia dan Zat Gizi Pisang

Pisang adalah buah yang sangat bergizi yang merupakan sumber vitamin, mineral dan juga karbohidrat. Pisang dijadikan buah meja, pisang sale, pure pisang dan tepung pisang. (Simmonds 1999, pada Zulkarnaen lubis 2008), komponen utama penyusun daging buah pisang adalah air yang mencapai 75% pada buah yang telah masak, Karbohidrat merupakan komponen kedua terbesar setelah air, yaitu mencapai 20-25%. Pada pisang mentah senyawa utamanya masih berupa pati, sedangkan pada pisang yang telah masak terdiri dari gula-gula penyusun yang pada tiap tingkat pemasakan secara garis besarnya terdapat rasio glukosa, fruktosa, dan trigliserida, (Forsyth, 1980) jenis karbohidrat lain yang ditemukan dalam buah pisang adalah serat kasar dan pektin. Kandungan serat kasar terdiri dari 60% lignin, 25% Selulosa, dan 15% hemiselulosa. Pada umumnya pisang yang sudah masak kaya akan vitamin dan mineral, yaitu vitamin beta-karorin, vitamin B1, vitamin B6, Niasin, dan vitamin C. Sedangkan mineral utama yang terdapat pada pisang adalah Posforus, Kalium, dan Besi.


(39)

Tabel 2.4. kompisisi kimia pisang kepok dalam 100 gram bahan

Komposisi kimia Jumlah

Air (g) 70

Karbohidrat (g) 27 Serat Kasar (g) 0,5

Protein (g) 1,2

Lemak (g) 0,3

Abu (g) 0,9

Calsium (mg) 80

Posfor (mg) 290

Sodium (mg) -

Beta karotin (mg) 2,4

Thiamin (mg) 0,5

Riboflafin (mg) 0,5 Asam Askorbat (mg) 120

Kalori (kal) 104

(sumber : Satuhu dan Supriyadi , 1999) D. Pembuatan pisang sale

Pembuatan pisang saleMenurut Amirudin, 2013.

Pisang yang sering digunakan untuk pisang sale adalah pisang kepok.

Cara pembuatan pisang sale secara tradisional, dengan menggunakan asap kayu.

a. Bahan

1. Buah pisang 30 kg

2. Kayu bakar (untuk cara tradisional) secukupnya b. Alat

1. Lemari pengasapan (1×1 m) 2. Pisau

3. Panci 4. Baskom


(40)

6. Lilin (untuk penutup pembungkus) 7. Tungku atau kompor

c. Cara Pembuatan Pisang Sale Cara Pengasapan

1. Kupas pisang yang telah tua dan matang lalu kerok sedikit bagaian luarnya agar bersih; (pisang yang dipakai adalah pisang kepok)

2. Letak kan pisang di atas tampah lalu masukkan ke dalam lemari pengasapan.

3. Asapi pisang selama 1-2 hari.

4. Bungkus pisang sale yang telah dijemur dengan daun pisang kering. masukkan ke dalam plastik lalu tutup dengan lilin.


(41)

DIAGRAM ALIR PEMBUATAN PISANG SALE CARA PENGASAPAN

Produk ini biasanya hanya bertahan 5-7 hari, oleh karena itu perlu dilakuakn pengawetan sehinga dapat memperpanjang masa simpan pisang sale. (Amiruddin, 2013)

E. Proses pembusukan pada pisang sale.

Terjadinya pembusukan pada pisang sale disebabkan karena pengaruh mikroorganisme. Terjadinya pembusukan pada pisang sale yang kandungan utamanya adalah air, dan karbohidrat pada umumnya merupakan proses fermentasi. Proses permentasi merupakan proses pengubahan karbohidrat menjadi alkohol dan selanjutnya dirubah menjadi asam karboksilat yang memberikan rasa asam pada makanan. Beberapa jenis mikroorganisme yang terlibat pada proses fermentasi karbohidrat adalah : Mikro organisme yang bersifa amilolitik terutama beberapa jenis

PENGUPASAN

PENGASAPAN

PENGERINGAN

PENGEMASAN

PENYORTIRAN


(42)

kapang dan beberapa jenis bakteri. Contoh bakteri pemecah pati: Bacillus subtilis. Pembusukan pada pisang merupakan proses fermentasi dari karbohidrat.

F. Fermentasi Karbohidrat

Mikroba yang memfermentasi glukosa atau laktosa akan menghasilkan asam. fermentasi karbohidrat antara lain :

1. Jenis Fermentasi : Hemolactat, Produk yang dihasilkan : Asam laktat Contoh bakteri : Streptococcus mutans, bacillus subtilis

2. Jenis Fermentasi : Alchololic, Produk yang dihasilkan : Etil alkohol & CO2 Contoh bakteri : Saccharomyces

3. Fermentasi oleh Saccharomyces cereviceae

Jamur ini berperan untuk mengubah pati menjadi gula sehingga pada awal fermentasi makanan berasa manis. Selain Saccharomyces cerivisiae, dalam proses permentasi ini terlibat pula mikrorganisme lainnya, yaitu Mucor chlamidosporus dan Endomycopsis fibuligera. Kedua mikroorganisme ini turut membantu dalam mengubah pati menjadi gula sederhana (glukosa). Adanya gula menyebabkan mikroba yang menggunakan sumber karbon gula mampu tumbuh dan menghasilkan alkohol. Keberadaan alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebabkan rasa masam pada makanan.


(43)

BAB 3

METODE PENELITIAN

Penelitin ini adalah penelitian eksperimental dengan rancangan random acak.

Sampel penelitian berupa asap cair yang diperoleh dari hasil pirolisis kulit kopi. Kulit kopi diambil dari Sidikalang yang diaplikasikan pada pisang sale.

3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian

3.1.1 Pembuatan asap cair dari kulit kopi.

Pembuatan asap cair dari kulit kopi dilakukan pada bulan Nopember 2012 hingga bulan Februari 2013 di Laboratorium polimer Universitas Sumatera Utara, Medan. 3.1.2 Pengukuran pH asap cair kulit kopi.

Pengukuran pH asap cair kulit kopi dilakukan di laboratorium biokimia Universitas Sumatera Utara

3.1.3 Analisis kandungan senyawa kimia pada asap cair kulit kopi dengan teknik GC-MS

Analisis kandungan senyawa kimia pada asap cair dari kulit kopi dilakukan di UGM Yogyakarta pada bulan Maret 2013.

3.1.4 Uji Aktivitas anti bakteri asap cair kulit kopi terhadap terhadap bakteri pembusuk pada pisang sale.

Uji aktivitas aktivitas anti bakteri asap cair terhadap bakteri pembusuk pada pisang sale dilakukan di laboratorium Mikrobiologi Universitas Sumatera Utara pada bulan Maret 2013 sampai bulan April 2013


(44)

3.1.5 Uji aplikasi asap cair kulit kopi terhadap pisang sale

Uji aplikasi asap cair kulit kopi terhadap pisang sale dilakukan di laboratorium mikrobiologi Universitas Sumatera Utara pada bulan Maret-April 2013.

3.2 Alat dan Bahan yang digunakan

3.2.1 Alat dan Bahan Untuk Membuat Asap Cair Kulit Kopi a. Alat :

-Tungku pembakaran yang terbuat dari baja tahan karat. -Kondensor

-Penunjuk suhu (0

-Penampung destilat asap cair (erlenmeyer) C)

b.Bahan :

Bahan yang digunakan adalah

- : kulit daging buah kopi yang sudah dikeringkan sebanyak 5 kg.

3.2.2 Alat dan Bahan Untuk Pengukuran pH asap Cair Kulit Kopi a.Alat :

-pH meter -Gelas beaker b. Bahan :

-Asap cair yang diperoleh pada suhu 300-4000 -Asap cair yang diperoleh pada suhu 400-500

C 0

-Asap cair yang diperoleh pada suhu 500-600 C 0

-Larutan penyangga

C -Aquades


(45)

3.2.3 Alat untuk Analisis Kandungan Kimia Asap Cair Kulit Kopi a. Alat :

GC-MS b. Bahan:

Asap cair kulit kopi suhu 300 0C-4000 C , 4000C-5000 C , dan 5000C-6000

3.2.4. Alat dan Bahan Untuk Uji Aktivitas Anti bakteri Asap Cair Kulit Kopi Terhadap Bakteri Pembusuk Pisang Sale.

C.

a. Alat:

- Cawan petri 12 buah - Spatula 1 buah

- Tabung reaksi sedang 4 buah - Pingset 1 buah

- Kertas cakram 24 buah - Lampu spiritus 1 buah - Klin Park secukupnya b. Bahan:

- Mikrobia Saccaromyces cereviciae

- Mikrobia Bacillus Subtilis

- Mikrobia Streptococcus Mutans

3.2.5 Uji aplikasi asap cair kulit kopi terhadap pisang sale a. Alat :


(46)

b. Bahan :

- Sampel (pisang sale)

- Asap cair yang diperoleh pada suhu3000C-4000 - Asap cair yang diperoleh pada suhu400

C 0

C-5000 - Asap cair yang diperoleh pada suhu500

C 0

C-6000 C

3.3. Prosedur Kerja

3.3.1.Pembuatan Asap Cair dari Kulit Kopi

Kulit daging buah kopi yang telah matang yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam tungku pembakaran, kemudian dibakar dengan blower hingga suhu sekitar 3000C keatas, Destilat diambil pada kelang suhu tertentu yaitu: 3000C-4000C, 4000 C-5000C, 5000C-6000C, tungku pembakaran dihubungkan dangan kondensor yang berfungsi sebagai pendingin asap yang dihasilkan, sehingga asap yang dihasilkan dalam bentuk cair. Alat pembakaran juga dihubungkan dengan alat pengukur suhu . Destilat-destilat tersebut disimpan untuk bisa dianalisis kandungan senyawa kimia yang terdapat pada asap cair kulit kopi tersebut dengan menggunakan teknik GC-MS.


(47)

Gambar 3.1. Skema Pembuatan Asap Cair Kulit biji Kopi

Dimasukkan kedalam tungku pembakaran yang dilengkapi termometer

Dihidupkan tungku pembakaran

Dialirkan ke dalam pipa pendingin melalui tabung Ditampung pada gelas beaker setiap interval suhu 100°C

Asap cair yang diperoleh pada suhu 300-4000C, 400-5000C, dan 500-6000

Dihentikan pembakaran pada suhu 600

C disimpan 0

C

Didestilasi

ukur pH Analisa dengan GC-MS 5 kg kulit buah kopi

Asap (g)

Campuran asap cair dan Tar

Asap cair kulit biji kopi Asap (l)


(48)

3.3.2 Pengukuran pH asap cair

1. Dilakukan kalibrasi alat pH-meter dengan larutan penyangga

2. Dikeringkan elektroda dengan kertas tisu dan dibilas dengan aquadest

3. Dicelupkan elektroda kedalam larutan asap cair sampai pH-meter menunjukkan pembacaan yang tetap

4. Dicatat hasil pembacaan pada tampilan dari alat pH-meter Gambar 3.2 Skema pengukuran pH asap cair kulit kopi

Dikalibrasi dengan larutan penyangga

Dikeringkan dengan kertas tisu dan dibilas dengan aquadest Dicelupkan kedalam larutan asap cair sampai menunjukkan

pembacaan yang tetap Dicatat hasil pembacaan pada tampilan

pH-meter


(49)

3.3.3.Analisis kandungan kimia asap cair.

Asap cair dari kulit kopi yang telah diperoleh terlebih dahulu didestilasi., Destilasi tersebut dilakukan untuk memisahkan asap cair dari senyawa yang tidak diinginkan misalnya senyawa polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) kemudian dilakukan analisis dengan teknik GC-MS.

Gambar 3.3 Skema Analisa Senyawa kimia asap cair kulit kopi dengan teknik GC-MS

Disuntikkan kedalam alat Kromatografi Gas-Spektrometri Massa

Diamati kromatogram yang dihasilkan oleh recorder dan mass recorder serta mass spectra masing-masing senyawa

3.3.4 Uji Aktivitas Anti bakteri Asap Cair Kulit Kopi Terhadap Bakteri pembusuk Pisang Sale.

Uji aktivitas anti bakteri asap cair dari kulit kopi terhadap mikrobia pembusuk pisang sale (Saccaromices cereviceae, Bacillus subtilis, dan Streptococcus Mutans)

dilakukan secara in vitro dengan perlakuan yaitu berdasarkan perbedaan jenis bakteri (A) dan perbedaan suhu (B), yaitu dengan cara sebagai berikut:

1μl larutan


(50)

Disediakan 12 buah petri dish yang masing-masing telah diisi dengan MHA padat. Dari 12 petri dish diambil 4 buah petri dish dan kemudian dibiakkan mikrobia

Saccaromyces Cereviceae, 4 buah petri dish yang lain masing-masing dibiakkan mikrobia Bacillus Subtilis, dan 4 buah petri dish yang lain dibiakkan mikrobia

Streptococcus Mutans. Untuk tiap petri dish yang diisi dengan Saccaromyces Cereviceaepetri pertama sebagai kontrol, petri dish kedua, ketiga, dan keempat masing-masing dimasukkan 2 buah kertas cakram (dua kali pengulangan) yang telah ditetesi dengan asap cair suhu 3000C-4000C, 4000C-5000C, 5000C-6000

A

C. Perlakuan yang sama dilakukan untuk Bacillus Subtilis, dan Streptococcus Mutans. Rancangan percobaannya seperti pada tabel berikut:

1

A

= Saccaromices cerevicea 2

A

= Bacillus Subtilis 3

B

= Sterptococcus 1

B

= suhu 300°C-400°C 2

B

= suhu 400°C-500°C 3

Uji in vitro terdiri dari 3 x 3 perlakuan kombinasi, dilakukan 2 kali pengulangan, maka susunan rancangan percobaan sebagai berikut:


(51)

Tabel 3.1. Susunan rancangan percobaan

B(°C

)/A SUHU ASAP CAIR KULIT KOPI (B)

300°C 400-500°C 500-600°C

A

A 1

1B1

A

1

1 B1 2

A1B2

A

1

1B2 2

A1B3

A

1

1B3 2

A 2

A2B1

A

1

2 B1 2

A2B2

A

1

2B2 2

A2B3

A

1

2B3 2

A3

A3B1 1

A3 B1 2

A3B2 1

A3 B2 2

A3B3 1

A3 B3 2


(52)

Gambar 3.4. Skema Aktivitas antibakteri asap cair kulit kopi terhadap bakteri pembusuk pisang sale.

Ditangkan dalam cawan petri

Ditunggu sampai padat

Masing-masing biakan mikroba digoreskan pada permukaan MHA Padat

Diletakkan kertas cakram yang telah ditetesi asap cair kulit kopi masing-masing suhu 300-4000C, 400-5000C, dan 500-6000

Diinkubasi selama 18-24 C jam

Diukur diameter zona bening disekitar kertas cakram

Hasil MHA Cair


(53)

3.3.5 Uji Aplikasi Asap Cair Pada Pisang Sale

Sebelum asap cair diaplikasikan pada pisang sale. Pisang sale diuji kadar karbohidrat, protein, dan lemak. Kemudian diaplikasikan asap cair pada pisang sale dengan cara mengoleskan asap cair pada permukaan pisang sale. Kemudian disimpan dalam petri dish dan dilakukan pengamatan satu kali dalam dua hari, selama 15 hari. Setelah 15 hari, dilakukan kembali uji kadar karbohidrat, protein, dan lemak, kemudian dibandingkan kadarnya sebelum dan sesudah aplikasi asap cair.

Gambar 3.5. Skema Aplikasi Asap Cair kulit biji Kopi terhadap pisang sale

Diolesi dengan asap cair suhu 300-4000C, 400-5000C, dan 500-6000

Disimpan dalam cawan petri C

Diamati satu kali dalam dua hari sampai 15 hari

Diukur kadar protein, karboidrat, dan lemak Pisang Sale Asap cair

Sampel Pisang Sale


(54)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan asap cair kulit kopi (ACKK) dari kulit Kopi

Pembuatan asap cair dilakukan di Laboratorium polimer. Asap cair yang diambil adalah asap cair pada suhu 300-4000C, 400-5000C, dan 5000-6000

Gambar.4.1. Gambar asap cair kulit kopi setelah didestilasi.

C. Setelah diperoleh asap cair, kemudian di destilasi untuk menghilangkan senyawa-senyawa yang tidak diinginkan. Misalnya senyawa tar, dan senyawa poli aromatik hidrokarbon (PAH) karena dianggap tidak baik untuk kesehatan. Berikut ini gambar asap cair kulit kopi sesudah didestilasi


(55)

Tabel 4.1. Volume asap cair kulit kopi hasil pirolisis kulit kopi Jumlah bahan

baku

Volume asap cair kulit kopi yang dihasilkan pada suhu tertentu

300-4000C 400-5000C 500-6000C 5 Kg 20 ml 18 ml 14 ml

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa, kenaikan suhu pirolisis mempengaruhi volume asap cair yang diperoleh, yaitu semakin tingi suhu pirolisis maka semakin sedikit asap cair yang diperoleh. Hal ini disebabkan karena pirolisis pada suhu yang tinggi dan waktu yang terlalu lama akan menyebabkab pembentukan asap cair berkurang, karena suhu dalam pendingin semakin meningkat sehingga asap yang dihasilkan tidak terkondensasi secara optimal. Proses kondensasi akan berjalan secara optimal jika air di dalam pendingin dialirkan secara terus menerus sehingga suhu dalam pendingin tidak meningkat. Hal ini sejalan dengan pendapat (Demirbas, 2005) Asap cair hasil pirolisis bahan kayu dapat dihasilkan secara maksimal jika proses kondensasinya berlangsung secara sempurna.

4.2.Pengukuran pH Asap Cair Limbah Kulit Kopi

Nilai pH merupakan salah satu parameter kualitas dari asap cair yang dihasilkan. Pengukuran nilai pH dalam asap yang dihasilkan bertujuan untuk mengetahui tingkat proses penguraian bahan baku secara pirolisis.

Hasil pengukuran pH asap cair kulit kopi dari ketiga contoh asap cair dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 4.2 pH asap cair kulit kopi

Suhu (0C)/ pH Suhu

300-4000C 400-5000C 500-6000C pH 4.2 3.6 3.3


(56)

Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa asap cair kulit kopi 500-6000C mempunyai pH paling rendah. Apabila nilai pH rendah, berati asap cair yang dihasilkan mempunyai kualitas yang tinggi terutama untuk digunakan sebagai bahan pengawet makanan. Rendahnya nilai pH tersebut disebabkan karena kadar fenol dalam asap cair suhu 500-6000C lebih tinggi daripada kadar fenol dalam asap cair suhu 300-4000C dan asap cair suhu 400-5000

4.3.Analisis kandungan Senyawa Kimia Asap Cair Kulit Kopi Dengan Teknik GC-MS

C. Hal ini sejalan dengan pendapat (Abdul Gani 2007), Semakin tinggi kadar total fenol dalam asap cair, maka nilai pH nya semakin rendah (Asap cair semakin asam).

Asap cair yang diperoleh pada penelitian ini dihasilkjan melalui proses kondensasi, yang selanjutnya dilakukan analisis GC-MS. Dari analisis GC-MS yang dilakukan, diperoleh kromatogram asap cair, dari kromatogram tersebut diketahui kandungan asap cair dari kulit kopi tersebut sebagai berikut :


(57)

Gambar 4.2. Kromatogram asap cair kulit kopi Suhu 3000C-4000C


(58)

(59)

(60)

Tabel 4.3 Senyawa yang terdapat pada asap cair kulit kopi (ACKK) suhu 3000C-4000C, 4000C-5000C, dan 5000C-6000C :

No komponen kimia % Area

1 Asap Cair Suhu 3000C-4000C

Trimetil amin 6,04

Piridin 4,66

Asetaldehid 7,64

Alkanon 3,56

Fenol dan turunannya 16,35 2 Asap Cair Suhu 4000C-5000C

Dinitrogen monoksida 10,03 Karbon Dioksida 14,78 Piridyne 3,57

Pirol 4,98

2-Furan metanol 4,45

Etanal 17,94

Aseton 5,01

Asam Asetat 0,57 Fenol dan turunannya 18,12 3 Asap Cair Suhu 5000C-6000C

Nitrogen Oksida 23 ,56 Siano Asam Asetat 6,07 Asetaldehid 11,12 2-Furan metanol 6,40 Fenol dan turunannya 42,64

Dari data yang diperoleh diketahui bahwa ketiga jenis asap cair kulit kopi mengandung senyawa yang beragam, dari ketiga jenis asap cair tersebut masing-masing mengandung senyawa fenol dan turunannya. Hal ini disebabkan karena dalam bahan baku asap cair yaitu kulit kopi banyak mengandung senyawa lignin dan selulosa. Novi maya sari dkk (1992) Komposisi Zat Makanan dan TDN Kulit Buah Kopi Robusta (Coffea Canephora) terdiri dari protein kasar 6,11%, serat kasar 18,6%, tannin 2,4%, kafein 1,36%, dan lignin 52,59%. (Sri edi purnomo, 2010), Seperti halnya kulit biji tanaman lain, kulit kopi juga mengandung selulosa. Lignin dan selulosa tersebut akan terdegradasi menghasilkan fenol dan turunannya. Lignin mulai mengalami dekomposisi pada temperatur 300-3500C dan berakhir pada 400-4500C


(61)

Senyawa-senyawa yang diperoleh dari pirolisis struktur dasar lignin berperan penting dalam memberikan aroma asap produk asapan. Senyawa ini adalah fenol, eter fenolik seperti guaikol, siringol dan homolog serta derivatnya. Pirolisis selulosa berlangsung dalam dua tahap, yaitu : Tahap pertama adalah reaksi hidrolisis menghasilkan glukosa, Tahap kedua merupakan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan homolognya, bersama-sama air dan sejumlah kecil furan dan fenol, (Girard, 1992). Kadar fenol dan turunannya yang dihasilkan untuk setiap suhu berbeda-beda. Semakin tinggi suhu pirolisis, semakin tinggi juga jumlah fenol dan turnannya yang dihasilkan.

Dari data peroleh diketahui bawa komposisi dan jumlah asap cair yang diperoleh pada proses pirolisis kulit kopi tersebut berbeda-beda, dimana senyawa yang paling dominan untuk asap cair suhu 3000C-4000C adalah fenol dan turunannya dengan % area 16,35%, asap cair suhu 4000C-5000C yang paling dominan adalah fenol dan turunanya yaitu 18,12%, sedangkan asap cair suhu 5000C-6000C yang paling dominan adalah fenol dan turunannya dengan % area 42,64%. Berdasarkan data diatas diketahui bawa komposisi dan jumlah asap cair yang diperoleh pada proses pirolisis sangat berbeda. Sesuai dengan yang dikemukakan oleh Tranggono et al. (1996), bahwa untuk pembakaran digunakan air sebagai medium pendingin agar proses pertukaran panas dapat terjadi dengan cepat.

4.4.Pengujian Aktivitas Anti bakteri asap cair kulit kopi terhadap bakteri pembusuk pisang sale

Aktivitas anti bakteri dari tiga jenis asap cair kulit kopi yaitu suhu 300-4000C, 400-5000C, dan 500-6000C terhadap kultur bakteri diuji dengan teknik difusi agar.


(62)

Gambar 4.5. Zona bening pada media agar yang diuji dengan asap cair kulit kopi terhadap bakteri Saccaromices Cereviceae

Gambar 4.6. Zona bening pada media agar yang diuji dengan asap cair kulit kopi terhadap bakteri Bacillus Subtilis

Gambar 4.7. Zona bening pada media agar yang diuji dengan asap cair kulit kopi terhadap bakteri Streptococcus mutans

Aktivitas anti bakteri asap cair dari kulit kopi terhadap Saccaromyces cereviceae, bacillus subtilis, dan Streptococcus Mutans dapat diuji dengan pengukuran diameter zona bening (koloni) di sekitar kertas cakram. Zona bening merupakan bagian di sekitar kertas cakram yang ditetesi asap cair yang berwarna bening. Bagian yang bening menunjukkan bagian yang tidak ditumbuhi oleh mikroba karena adanya zat anti mikroba pada asa cair. Hasil pengukuran diameter koloni terhadap Saccaromices cereviceae, Bacillus subtilis, dan Streptococcus Mutans dapat dilihat pada tabel berikut :


(63)

Tabel 4.4. hasil pengukuran zona bening media agar dengan adanya asap cair kulit kopi pada suhu tertentu.

SUHU (0 MIKROBA

C )/ 300-400 400-500 500-600 Kontrol

Saccaromyces cereviceae 5,37 mm 5,25 mm 5,75 mm 0 mm

Bacillus Subtilis 4,5 mm 3,5 mm 5,5 mm 0 mm

Streptococcus Mutans 2,25 mm 2,8 mm 4,87 mm 0 mm

Dari gambar dan hasil pengukuran diameter koloni diatas dapat diketahui bahwa anti bakteri dari asap cair kulit kopi mampu menghambat pertumbuhan mikroba. Aktivitas anti bakteri asap cair kulit kopi terhadap mikroba bervariasi. Untuk mikroba

Saccaromyces cereviceae, asap cair yang paling aktif adalah asap cair suhu 5000 C-6000C, untuk Bacilus subtilis asap cair yang paling aktif adalah asap cair suhu 5000 C-6000C, begitu juga dengan Streptococcus Mutans asap cair yang paling aktif adalah asap cair suhu 5000C-6000C. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa semakin tinggi suhu asap cair, pertumbuhan mikrobia juga semakin berkurang, artinya semakin aktif anti bakteri dari asap cair untuk menghambat pertumbuhan mikroba. Asap cair kulit kopi yang paling aktif adalah asap cair suhu 5000C-6000C. hal ini disebabkan karena pada asap cair suhu 5000C-6000

Sedangkan untuk Saccaromyces cereviceae, Bacilus subtilis, dan

Streptococcus Mutans padakelas kontrol (tanpa asap cair) tidak menunjukkan adanya zona bening di sekitar kertas cakram, dan hampir seluruh permukaan media agar ditumbuhi oleh mikrobia, hal ini disebabkan karena tidak ada faktor yang menghambat pertumbuhan mikrobia tersebut. Hal ini sejalan dengan pendapat Darmadji, dkk (1996), pirolisis tempurung kelapa yang telah menjadi asap cair akan

C terdapat kandungan senyawa fenol yang tinggi yang berperan sebagai anti bakteri. Sesuai dengan pendapat Darmadji dkk, 1996, Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil.


(64)

memiliki senyawa fenol sebesar 4,13%, karbonil 11,3% dan asam 10,2%. Senyawa-senyawa tersebut mampu mengawetkan makanan sehingga mampu bertahan lama karena memiliki fungsi utama yaitu sebagai penghambat perkembangan bakteri. 4.5.APLIKASI ASAP CAIR PADA PENGAWETAN PISANG SALE

Sebelum dan sesudah diaplikasikan asap cair, pisang sale dilakukan uji kandungan karbohidrat, Protein, dan lemak.

Tabel 4.5. Kadar karbohidrat, protein dan lemak pisang sale sebelum diaplikasikan asap cair kulit kopi

No Jenis Senyawa Kadar (%)

1 Karbohidrat 64

2 Protein 2,6

3 Lemak 0,3

Tabel 4.6. Kadar karbohidrat, protein dan lemak pisang sale sesudah diaplikasikan asap cair kulit kopi

No Jenis senyawa Kadar (%) pada suhu tertentu

3000C-4000C 4000C-5000C 5000C-6000C Kontrol 1 Karbohidrat 36,4 48,35 52,21 0,4 2 Protein 1,6 2,0 2,1 0 3 Lemak 0, 0,1 0,1 0

Dari hasil pengukuran kadar gizi pisang sale (protein, karbohidrat, dan lemak) pisang sale sebelum dan sesudah aplikasi asap cair, selama 15 hari mengalami penurunan kadar dalam jumlah sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa asap cair efektif menghambat pertumbuhan mikrobia pada pisang sale, tapi keefektifan asap cair tersebut berbeda-beda. Pisang sale yang diaplikasikan asap cair mengalami penurunan kadar gizi yang berbeda-beda. Pisang sale yang mengalami penurunan


(65)

kadar gizi yang paling rendah adalah asap cair suhu 5000C-6000C. Rendahnya penurunan kadar gizi tersebut disebabkan karena asap cair yang diaplikasikan mampu mempertahankan kadar gizi pisang sale. Hal ini disebaban karena pada asap cair 5000C-6000C terdapat kandungan senyawa fenol dan turunannya yang lebih tinggi dari asap cair suhu 3000C-4000C dan asap cair suhu 4000C-5000

Gambar 4.8. Pengamatan aplikasi asap cair kulit kopi terhadap pisang sale

C. Dimana, senyawa tersebut mampu menghambat perkembangan bakteri. Hal ini sejalan dengan pendapat Darmadji dkk, 1996 yang menyatakan Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, derivat fenol, dan karbonil. Hal ini juga sejalan dengan pendapat (Pearson and Tauber, 1984: Maga, 1987; Burt, 1988; Girard, 1992) Komponen asap yang berperan dan temasuk dalam kelompok phenol berfungsi sebagai anti oksidan, cita rasa produk asap. Sedangkan untuk kelas kontrol terjadi penurunan kadar yang sangat derastis, hal ini disebabkan karena tidak ada faktor yang menghambat pertumbuhan mikroba sehingga terjadi degradasi karbohidrat, protein, dan lemak yang menyebebkan kadar gizi tersebut berkurang.

SAMPEL ACKK ACKK ACKK KONTROL 300-4000C 400-5000C 500-6000C


(66)


(67)

Tabel 4.10. hasil pengamatan aplikasi asap cair kulit kopi terhadappisang sale

hari Kontrol

Suhu

300-4000C 400-5000C 500-6000C

Tekstur Aroma Tekstur Aroma Tekstur Aroma Tekstur aroma 1 Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap 3 Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap Tetap tetap Tetap 5 Ada jamur Berkurang Tetap Tetap Tetap tetap tetap Tetap 7 Jamur makin

banyak

makin hilang Agak kering Tetap Agak kering

Tetap Agak kering Tetap 9 Jamur makin

banyak

Hilang Lebih kering

Tetap Lebih kering

Tetap Lebih kering

Tetap 11 Jamur makin

banyak

Hilang Semakin kering

Tetap Makin kering

Tetap Makin kering

Tetap 13 Jamur makin

banyak

Hilang Mulai ada jamur

Berkurang Makin kering Berkura ng Makin kering Berkura ng 15 Jamur banyak Hilang Ada jamur Berkurang Tetap Tetap tetap Tetap

Dari hasil pengamatan aplikasi asap cair kulit kopi terhadap pisang sale, diperoleh data bahwa daya hambat anti bakteri asap cair kulit kopi terhadap pisang sale berbeda-beda. Pisang sale yang tidak diberi asap cair (sampel kontrol), pada hari ke 5 telah menunjukkan adanya jamur pada permukaan pisang sale, sedangkan pisang sale yang diberi asap cair pada suhu 3000C-4000C, suhu 4000 C-5000C dan 500-6000

Semakina lama masa penyimpanan pisang sale, pada sampel kontrol semakin banyak jamur yang tumbuh pada permukaannya pisang sale karena tidak ada yang menghambat pertumbuhan mikroba, sedangkan pada pisang sale yang diaplikasikan asap cair kulit kop suhu 300

C belum menunjukkan adanya jamur di permukaan pisang sale.

0


(68)

jamur pada permukaan pisang sale hal ini disebabkan karena rtendahnya kadar fenol dan senyawana yang terdapat pada asap cair tersebut. Akan tetapi pada pisang sale yang diaplikasikan asap cair limbah kulit kopi pada suhu 4000C-5000C dan 5000 C-6000

Pada hari ke 15 sampel kontrol menunjukkan semakin banyak jamur pada permukaan pisang sale, pisang sale yang diberi asap cair limbah kulit kopi suhu 300

C belum menunjukkan adanya jamur pada permukaan pisang sale.

0

C-4000C juga semakin banyak jamur pada permukaannya, sedangkan pada pisang sale yang diberi asap cair limbah kulit kopi suhu 4000C-5000C dan 5000 C-6000C belum dijumpai adanya jamur pada permukaan pisang sale. Hal Ini menunjukkan bahwa asap cair yang dihasilkan pada suhu 4000C-5000C dan 5000 C-6000C lebih efektif untuk menghambat pertumbuhan mikroba karena pada suhu 4000C-5000C dan 5000C-6000C terdapat kadar fenol dan senyawanya yang lebih tinggi sehingga daya hambat terhadap mikroba lebih efektif. Untuk asap cair suhu 4000C-5000C dan 5000C-6000C jika diamati secara fisik menunjukkan keefektifan yang sama, tepi jika dilihat dari penurunan kadar gizi pada aplikasi terhadap pisang sale, lebih efektrif asap cair suhu 5000C-6000C karena penurunan kadar gizinya lebih rendah. Berdasarkan penurunan kadar gizi pada pisang sale tersebut dapat diketahui bahwa asap cair yang paling efektif untuk digunakan sebagai pengawet pisang sale adalah asap cair suhu 5000C-6000C. Hal ini sejalan dengan pendapat (Girard, 1992), Hasil pirolisis dari senyawa sellulosa, hemisellulosa dan lignin diantaranya akan menghasilkan asam organik, fenol, karbonil yang merupakan senyawa yang berperan dalam pengawetan bahan makanan.


(69)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Limbah kulit kopi dapat digunakan sebagai sumber asap cair.

2. Asap cair kulit kopi yang diperoleh pada suhu 3000C-4000C mengandung beberapa senyawa yang dominan antara lain: Trimetil amin, Piridin, Asetaldehid, Alkanon, Fenol dan turunannya yang paling dominan adalah fenol dan turunannya dengan % area 16,35%, Asap cair suhu 4000C-5000C mengandung beberapa senyawa yang dominan antara lain : Dinitrogen monoksida, Karbon Dioksida, Piridyne, Pirol, 2-Furan metanol, Aseton, Etanal, Asam Asetat, Fenol dan turunannya yang paling dominan adalah fenol dan turunanya yaitu 18,12%, Sedangkan asap cair 5000C-6000

3. Aktivitas anti bakteri asap cair dari limbah kulit kopi mampu menghambat pertumbuhan bakteri, Asap cair yang paling aktif adalah asap cair suhu 500

C mengandung senyawa yang dominan antara lain : Nitrogen Oksida, Siano Asam Asetat, Asetaldehid, 2-Furan metanol, Phenol dan turunannya, yang paling dominan adalah fenol dan turunannya dengan % area 42,64%.

0 C-6000

Saccaromyces serevisiae = 5,75 mm, Bacillus subtilis = 5,5 mm, dan Streptococcus = 4,87 mm.

C. Hal ini dapat dilihat dari besarnya diameter koloninya yaitu

4. Keefektifan Asap cair kulit kopi untuk mengawetkan pisang sale berbeda, asap cair kulit kopi yang paling efektif adalah asap cair suhu 5000C-600, Hal ini dapat dilihat dari penurunan kadar gizi pisang sale yang sangat rendah yaitu karbohidrat turun dari 64% menjadi 52,21%, protein turun dari 2,6% menjadi 2,1%, lemak turun dari 0,3% menjadi 0,1%. Sedangkan untuk asap cair suhu 3000C, 4000C dan kelas kontrol terjadi penurunan kadar gizi yang sangat tinggi.


(70)

5.2.Saran

1. Untuk peneliti berikutnya diharapkan untuk melakukan uji toksisitas terhadap zat makana yang telah diaplikasikan asap cair.


(71)

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Gani, Zainal Alim Mas’ud, Bibiana W. Lay surjono H, Sitjahjo, 2007,

“Karakterisasi asap cair hasil pirolisis sampah organik padat

(Characterization of Liquid Smoke Pyrolized From Solid Organik Waste)” J. Tek. Nd. Pert. Vol 16 (3), 111-118,

Amiruddin, 2013, “ Pembuatan pisang sale”, Lhok Nibung, Aceh Selatan.

Amritama D. 2007. “Asap cair”,

Channy Wijaya dkk, 2007, ”Otimasi penghunaan penyerap oksigendan kemasan rangkap unruk memperpanjangmasa simpan sale pisang oreng cianjur”,

industri pangan, vol VIII, No.3.

Darmadji, 1995, “Produksi Asap Cair dan Sifat-Sifat Fungsionalnya” Yogyakarta, Fakultas Teknologi Pangan Universitas Gajah Mada.

Darmadji P, 1996, “Anti Bakteri asap cair dari limbah pertanian”, jurnal Agritect a6 (4) 19-22

Darmadji P. 2002 “Optimasi proses pembuatan tepung asap”, Agritech 22 (4) 172-177

Darmadji P. Dan H. triyudiyanto, 2006, “Kadar benzopyren selama pemurnian asap cair dan simulasi akumulasinyapada proses perendaman ikan” , Agritech, 26(2) : 94-103

Demirbas, A. 2005, “Pyrolysis of ground beech wood in irregular heating rate conditions”, Journal of Analytical Applied and Pyrolysis 73:39-43.

Djatmiko, B., S. Ketaren, dan S. Tetyahartini. 1985. “Pengolahan Arang dan Kegunaannya”, Bogor: Agro Industri Press.fkip

Endah Himawati, 2010, “Pengaruh penambahan asap cair tempurung kelapa destilasi dan redestilasi terhadap sifat kimia,mikrobiologi, dan sensoris ikan pindang layang (decapterus spp) selama penyimpanan”, Skripsi, fakultas pertanian Universitas Sebelas Maret, Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil Pertanian.


(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)