Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK

JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

SKRIPSI

OLEH :

HARRY GOTFRANS PURBA NIM 050804089

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK

JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi

Universitas Sumatera Utara

OLEH :

HARRY GOTFRANS PURBA NIM 050804089

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

Oleh :

HARRY GOTFRANS PURBA NIM 0508040589

Dipertahankan dihadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara

Pada Tanggal : Agustus 2010

Pembimbing Panitia Penguji

(Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt) (Dra. Saodah, M.Sc.,Apt.) NIP. 130672239 NIP. 1949011319760032001

Pembimbing II

NIP. 130672239

(Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt)

(Drs. Nahitma Ginting, MSi, Apt.)

NIP. 195406281983031002 NIP. 194909061980032001 (Dra. Saleha Salbi, M.Si., Apt.)

NIP. 195109081985031001 (Drs. Suryadi Achmad, M.Si., Apt.)

Medan, Agustus 2010 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara

Dekan,

NIP. 195311281983031002 Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra., Apt.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah melimpahkan berkat dan pertolongan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ” Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Orangtua H. Purba dan T. Pakpahan dan seluruh keluarga yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu setia memberikan dorongan, kepada Ibu Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt. dan Bapak Drs. Nahitma Ginting, M.Si, Apt., yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran, tulus dan ikhlas hingga selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., yang telah memberikan fasilitas selama masa pendidikan, dan juga kepada Ibu Dra. Sudarmi, M.Si.,Apt., selaku dosen wali yang telah memberi bimbingan dan dorongan kepada penulis selama perkuliahan, dan kepada Ibu Dra. Saodah, M.Sc.,Apt., Bapak Drs. Suryadi Achmad, M.Si.,Apt., dan Ibu Dra. Saleha Salbi, M.Si.,Apt., selaku dosen penguji yang banyak memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini, kepada seluruh staf Laboratorium Sintesa Bahan Obat/Kimia Organik dan Farmasi Fisik atas fasilitas yang diberikan demi kelancaran penelitian ini.

Dan tidak lupa juga penulis menyampaikan terimakasih kepada teman-temanku, Iwanto, Tagor, Susan, Siska, Hermin, Juniar, Dian, Anggelia, Riris,

Yuliari, Andi, Intan, Januar, Sandri, Rianti, teman-teman asisten Laboratorium Sintesa Bahan Obat/Kimia Organik dan seluruh teman-taman Farmasi stambuk 2005 yang namanya tidak dapat ditulis satu persatu, yang telah banyak memberi dorongan dan membantu penulis dalam proses penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini.

Medan, Agustus 2010 Penulis,

Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

Abstrak

Surfaktan digunakan untuk menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka dan meningkatkan kestabilan sistem emulsi. Bahan baku pembuatan surfaktan dapat diperoleh dari minyak nabati dan hewani. Surfaktan dapat disintesis dari minyak nabati melalui hasil antara metil ester asam lemak. Salah satu minyak nabati adalah minyak jarak yang mengandung trigliserida yang mengandung asam oleat dan linoleat sebagai komponen utama. Salah satu proses untuk menghasilkan surfaktan adalah melalui sulfonasi untuk menghasilkan metil ester sulfonat (MES).

Setiap tahap diidentifikasi dengan spektroskopi FT-IR untuk menunjukkan bahwa reaksi berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Terbentuknya metil ester asam lemak ditandai dengan adanya pergeseran bilangan gelombang C=O dari 1174,51 cm-1 menjadi 1174,68 cm-1, dan pada ikatan C-O-C ester dari 1163,87 cm-1 menjadi 1169,38 cm-1. Terbentuknya metil ester sulfonat ditandai hilangnya spektrum pada bilangan gelombang 1655 cm-1 yang merupakan bilangan gelombang dari ikatan -C=C- dan pada bilangan gelombang 3005,8 cm-1 yang merupakan vibrasi stretching dari C-H sp2. Dari pengujian tegangan permukaan dengan

Tensiometer Du Nuoy dan diperoleh tegangan permukaan surfaktan MES 28,3 dyne/cm. Pada penentuan nilai HLB diperoleh nilai HLB sebesar 12,245 menunjukkan surfaktan MES bersifat hidrofilik, sehingga dapat digunakan sebagai bahan detergent dan sebagai bahan emulgator pada emulsi m/a

Kata kunci: surfaktan, metil ester sulfonat, tegangan permukaan, spektroskopi FT-IR.

Synthesis Methyl Ester Sulfonate Surfactant Jatropha Oil From Jatropha Seeds (Jatropha curcas L.)

Abstract

Surfactant were used to reduce the surface tension, interface tension and elevate the stability of emulsion system. The material to produce the surfactant could be derived from vegetables oil and animal fats. Surfactant could be synthesized from vegetables oil trough intermediate product of methyl ester fatty acid. One of the vegetables oil is Jatropha oil contain triglyceride which contain oleic acid and linoleic acid as a mayor component. One of the process to produce surfactant is sulfonation pathway to produce methyl ester sulfonate (MES).

Each steps were identified with FT-IR spectroscopy to show that the reaction were done correctly as what we expect. The Formation of fatty acid methyl esterwere marked by the shift of C=O wave number from 1174,51 cm-1 to 1174,68 cm-1, and also an the C-O-C ester from 1163,87 cm-1 to 1169,38 cm-1.The formation of methyl ester sulfonate marked by lost spectrum at 1655 cm-1 wave number which was the wave number from –C=C- bond and 3005,8 cm-1 wave number which was stretching vibration from C-H sp2. From the test of the surface tension were done by

Du Nuoy tensiometer and the surface tension of MES surfactant is 28,3 dyne/cm. In the HLB point determination, the HLB point as big as 12,245 were collected, showing MES surfactant had a hydrophilic properties, so it can be applied as a detergent and emulgator in o/w emulsion.

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ... i

HALAMAN JUDUL ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan masalah ... 2

1.3 Hipotesis ... 3

1.4 Tujuan penelitian ... 3

1.5 Manfaat penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Uraian Tumbuhan ... 4

2.1.1 Sinonim ... 4

2.1.1.1 Nama Daerah ... 4

2.1.1.2 Nama Asing ... 5

2.1.3 Morfologi Tumbuhan ... 5

2.1.4 Sistematika Tumbuhan ... 5

2.1.5 Kandungan Kimia ... 5

2.1.7 Penggunaan Tumbuhan ... 6

2.2 Pengepresan Minyak Jarak ... 6

2.2.1 Pengepresan Hidrolik ... 7

2.2.2 Pengepresan Berulir ... 7

2.3 Minyak Dan Lemak ... 8

2.3.2 Kandungan Dan Kegunaan ... 9

2.4 Esterifikasi ... 9

2.5 Sulfonasi ... 10

2.5.1 Metil Ester Sulfonat ... 10

2.6 Surfaktan ... 11

2.6.1 Tegangan Permukaan ... 12

2.6.1.1 Fenomena Antarmuka ... 12

2.6.1.2 Tegangan Muka dan Tegangan Antarmuka ... 13

2.6.1.3 Pengukuran Tegangan Permukaan ... 14

2.6.1.3.1 Metode Kenaikan Kapiler ... 14

2.6.1.3.2 Metode Cincin Du Nuoy ... 14

2.6.2 Nilai HLB ... 15

2.7 Spektrofotometri Inframerah ... 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 18

3.1 Alat- Alat Yang Digunakan ... 18

3.2 Bahan-Bahan Yang Digunakan ... 18

3.3. Penyiapan Bahan ... 18

3.3.1 Pengambilan Bahan ... 18

3.3.2 Determinasi Tumbuhan ... 19

3.3.3 Pengolahan Bahan ... 19

3.4 Pembuatan Pereaksi ... 19

3.4.1 Pembuatan Larutan NaOH 20 % ... 19

3.5 Pengepresan Minyak Dari Biji Jarak Pagar ... 19

3.6 Pembuataan Metil Ester Asam Lemak Dari Minyak Jarak ... 19

3.7 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ... 20

3.8 Prosedur Analisis ... 20

3.8.1 Penentuan Tegangan permukaan ... 20

3.8.2 Penentuan Harga HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance) 21

3.8.3 Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat ... 21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22

4.1.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Minyak Jarak Pagar ... 23

4.2 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak ... 25

4.2.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Metil Ester Asam Lemak ... 25

4.3 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ... 27

4.3.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Metil Ester Sulfonat ... 29

4.3.2 Penentuan Nilai HLB dan Tegangan Permukaan ... 31

4.3.3 Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat ... 35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 36

5.1 Kesimpulan ... 36

5.2 Saran ... 36

DAFTAR PUSTAKA ... 37

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi ... 10

Gambar 2. Molekul Surfaktan Membentuk Misel ... 12

Gambar 3. Gaya-gaya tarik-menarik yang tidak sama pada permukaan zat cair ... 13

Gambar 4. Klasifikasi surfaktan berdasarkan nilai HLB ... 15

Gambar 5. Spektrum FT-IR minyak jarak pagar ... 23

Gambar 6. Trigliserida Minyak Jarak Pagar ... 24

Gambar 7. Reaksi Transesterifikasi ... 25

Gambar 8. Spektrum FT-IR Metil Ester Minyak Jarak Pagar ... 26

Gambar 9. Reaksi Pembentukan Metil Ester Sulfonat ... 27

Gambar 10. Spektrum FT-IR Dari Metil Ester Sulfonat (MES) ... 30

Gambar 11. Grafik pengaruh Konsentrasi Terhadap tegangan Permukaan Surfaktan MES ... 32

Gambar 12. Grafik Pengaruh Konsentrasi Terhadap Tegangan Permukaan Surfaktan Natrium Lauril Sulfat ... 34

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kandungan Kimia Biji Jarak Pagar ... 6

Tabel 2. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar ... 8

Tabel 3. Nilai HLB dari Beberapa Zat Ampifilik ... 15

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Determinasi Tanaman Jarak Pagar ... 36

Lampiran 2. Penentuan Faktor Koreksi pada Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) MES dengan Alat Tensiometer Du Nuoy ... 37

Lampiran 3. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Surfaktan MES ... 38

Lampiran 4. Tabel Nilai HLB (Keseimbangan Hidrofilik-Lipofilik) dan Perhitungan Nilai HLB Surfaktan MES ... 39

Lampiran 5. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Natrium Lauril Sulfat ... 41

Lampiran 6. Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ... 42

Lampiran 7. Biji Jarak Pagar Dengan Dan Tanpa Cangkang ... 43

Lampiran 8. Alat Press ... 44

Lampiran 9. Uji Kualitatif Surfaktan MES ... 46

Lampiran 10. Rangkaian Alat Transesterifikasi ... 47

Lampiran 11. Rangkaian Alat Sulfonasi ... 48

Lampiran 12. Spektrofotometer IR ... 49

Lampiran 13. Tensiometer Du Nuoy ... 49

Lampiran 14. Minyak Jarak, Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Dan Metil Ester Sulfonat (MES) ... 50 Lampiran 15. Flowsheet Pengepresan Biji jarak Pagar (Jatropha curcas L.) . 51 Lampiran 16. Flowsheet Pembuatan Metil Asam Lemak Dari Minyak Jarak . 52 Lampiran 17. Flowsheet Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari

Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

Abstrak

Surfaktan digunakan untuk menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka dan meningkatkan kestabilan sistem emulsi. Bahan baku pembuatan surfaktan dapat diperoleh dari minyak nabati dan hewani. Surfaktan dapat disintesis dari minyak nabati melalui hasil antara metil ester asam lemak. Salah satu minyak nabati adalah minyak jarak yang mengandung trigliserida yang mengandung asam oleat dan linoleat sebagai komponen utama. Salah satu proses untuk menghasilkan surfaktan adalah melalui sulfonasi untuk menghasilkan metil ester sulfonat (MES).

Setiap tahap diidentifikasi dengan spektroskopi FT-IR untuk menunjukkan bahwa reaksi berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Terbentuknya metil ester asam lemak ditandai dengan adanya pergeseran bilangan gelombang C=O dari 1174,51 cm-1 menjadi 1174,68 cm-1, dan pada ikatan C-O-C ester dari 1163,87 cm-1 menjadi 1169,38 cm-1. Terbentuknya metil ester sulfonat ditandai hilangnya spektrum pada bilangan gelombang 1655 cm-1 yang merupakan bilangan gelombang dari ikatan -C=C- dan pada bilangan gelombang 3005,8 cm-1 yang merupakan vibrasi stretching dari C-H sp2. Dari pengujian tegangan permukaan dengan

Tensiometer Du Nuoy dan diperoleh tegangan permukaan surfaktan MES 28,3 dyne/cm. Pada penentuan nilai HLB diperoleh nilai HLB sebesar 12,245 menunjukkan surfaktan MES bersifat hidrofilik, sehingga dapat digunakan sebagai bahan detergent dan sebagai bahan emulgator pada emulsi m/a

Kata kunci: surfaktan, metil ester sulfonat, tegangan permukaan, spektroskopi FT-IR.

Synthesis Methyl Ester Sulfonate Surfactant Jatropha Oil From Jatropha Seeds (Jatropha curcas L.)

Abstract

Surfactant were used to reduce the surface tension, interface tension and elevate the stability of emulsion system. The material to produce the surfactant could be derived from vegetables oil and animal fats. Surfactant could be synthesized from vegetables oil trough intermediate product of methyl ester fatty acid. One of the vegetables oil is Jatropha oil contain triglyceride which contain oleic acid and linoleic acid as a mayor component. One of the process to produce surfactant is sulfonation pathway to produce methyl ester sulfonate (MES).

Each steps were identified with FT-IR spectroscopy to show that the reaction were done correctly as what we expect. The Formation of fatty acid methyl esterwere marked by the shift of C=O wave number from 1174,51 cm-1 to 1174,68 cm-1, and also an the C-O-C ester from 1163,87 cm-1 to 1169,38 cm-1.The formation of methyl ester sulfonate marked by lost spectrum at 1655 cm-1 wave number which was the wave number from –C=C- bond and 3005,8 cm-1 wave number which was stretching vibration from C-H sp2. From the test of the surface tension were done by

Du Nuoy tensiometer and the surface tension of MES surfactant is 28,3 dyne/cm. In the HLB point determination, the HLB point as big as 12,245 were collected, showing MES surfactant had a hydrophilic properties, so it can be applied as a detergent and emulgator in o/w emulsion.

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang

Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman tahunan yang belum banyak dibudidayakan secara komersial. Jarak pagar sangat berpotensi sebagai penghasil minyak nabati karena dapat diolah menjadi bahan bakar pengganti minyak bumi (biodiesel). Namun selama ini tanaman jarak pagar tidak mendapat perhatian khusus karena penerapan kebijakan subsidi yang sangat besar untuk bahan bakar minyak (BBM), sehingga mengolah minyak jarak tidak menguntungkan. Kini saatnya kita mulai memanfaatkan potensi jarak pagar lebih maksimal (Hanafi, 2010).

Semua bagian tanaman jarak pagar dapat dimanfaatkan. Telah lama diketahui bahwa tanaman ini memiliki daya pengobatan, terutama untuk penyakit kulit, mengurangi rasa sakit, dan pencahar. Minyak yang diperoleh dari biji jarak, secara tradisional digunakan untuk mengatasi gangguan pada kulit, bengkak, maupun terkilir. Minyak biji jarak pagar sebaiknya memang tidak digunakan secara oral (melalui mulut) karena mengandung racun yang membahayakan jika dikonsumsi, yaitu berupa phorbol ester dan curcin (Hambali, 2006).

Biji yang terdiri dari 60% daging biji (kernel) dan 40% kulit. Daging biji jarak pagar mengandung sekitar 50% minyak sehingga dapat diekstraksi menjadi minyak jarak dengan cara mekanis ataupun ekstraksi dengan pelarut seperti heksana. Viskositas minyak jarak pagar lebih kecil dibandingkan minyak nabati lainnya. Komponen terbesar minyak jarak adalah trigliserida yang mengandung asam lemak oleat dan linoleat (Hambali, 2006). Surfaktan adalah zat aktif permukaan atau

padatan, cairan dengan udara) sehingga dapat menurunkan tegangan antarmuka. Molekul surfaktan selalu terdiri dari gugusan lipofilik (yang suka lemak) dan gugusan hidrofilik (yang suka air) (Formularium kosmetik Indonesia, 1985).

Surfaktan dapat disintesis dari minyak nabati melalui senyawa antara yaitu metil ester asam lemak (fatty acid) dan alkohol lemak (fatty alcohol). Selanjutnya metil ester asam lemak minyak jarak pagar disulfonasi untuk menghasilkan metil ester sulfonat (Sadi, 1994).

Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti tertarik untuk memanfaatkan minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) dalam pembuatan surfaktan metil ester sulfonat dengan melakukan esterifikasi terhadap minyak jarak pagar dan dilanjutkan dengan sulfonasi terhadap metil ester minyak jarak pagar dengan menggunakan gas SO3 dari pemanasan H2SO4 P sebagai agen pensulfonasi. Hasil reaksi dianalisis

dengan FT-IR,dan surfaktan yang diperoleh diuji daya surfaktannya, yang meliputi uji tegangan permukaan dan penentuan nilai HLB.

1.2 Perumusan Masalah

1. Apakah dapat disintesis surfaktan metil ester sulfonat (MES) melalui reaksi sulfonasi pada metil ester asam lemak minyak jarak pagar dengan menggunakan gas SO3 yang dihasilkan dari pemanasan H2SO4 P sebagai agen

pensulfonasi?

2. Apakah surfaktan MES memiliki nilai CMC (Critical Micell Concentration) yang lebih baik dibandingkan dari surfaktan lain dari golongan yang sama?

1.3 Hipotesis

1. Surfaktan metil ester sulfonat (MES) dapat disintesis melalui reaksi sulfonasi pada metil ester asam lemak minyak jarak pagar menggunakan gas SO3 yang

dihasilkan dari pemanasan H2SO4 P sebagai agen pensulfonasi.

2. Surfaktan metil ester sulfonat dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) memiliki nilai CMC yang lebih baik dari surfaktan yang lain pada golongan yang sama.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk mensintesis surfaktan metil ester sulfonat dari minyak jarak pagar. 2. Untuk mengetahui nilai CMC dari surfaktan metil ester sulfonat hasil

sulfonasi metil ester minyak jarak pagar. 1.5 Manfaat Penelitian

Sebagai sumber informasi pemanfaatan minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) sebagai bahan pembuatan surfaktan, selain bahan bakar minyak.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Uraian Tumbuhan

Jarak pagar merupakan tumbuhan semak berkayu yang banyak ditemukan di daerah tropik. Tumbuhan ini dikenal sangat tahan kekeringan dan mudah diperbanyak dengan stek. Walaupun telah lama dikenal sebagai bahan pengobatan dan racun, saat ini jarak pagar makin mendapat perhatian sebagai sumber bahan bakar hayati untuk mesin diesel karena kandungan minyak bijinya (Anonim1, 2010).

Jarak pagar merupakan tanaman penghasil minyak non-edible yang mayoritas digunakan sebagai bahan baku penghasil biodiesel. Sebagai bahan baku pembuatan biodiesel, produk sampingan dari proses transesterifikasi dari minyak jarak pagar dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk seperti kertas berkualitas tinggi, pellet energi, sabun, kosmetik, pasta gigi, dan sebagai obat batuk (Anonim1, 2010).

2.1.1 Sinonim

2.1.1.1 Nama Daerah

Tumbuhan Jarak pagar ini dikenal dengan berbagai nama di Indonesia, yaitu :

(Sunda) Jarak kusta ; (Jawa tengah) Jarak Cina; (Madura) Kalele; (Bali) Jarak Pager; (Alor) Kuman Nema; (Gorontalo) Bintalo; (Ternate dan Tidore) Balacai Hisa; (Makasar) Tanggang-Tanggang Kali (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000).

2.1.1.2 Nama Asing

Adapun nama asing dari tumbuhan jarak pagar adalah :

(Bahasa inggris) purging nuts (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000). 2.1.3 Morfologi Tumbuhan

Ciri-ciri dari tumbuhan jarak pagar yaitu : Habitus : Semak, menahun, tinggi 1½-5 m

Batang : Berkayu, bulat, bercabang, bergetah, putih kotor

Daun : Tunggal, tersebar, bekas daun tampak jelas, bulat telur, bertoreh, pertulangan menjari, panjang 5-15 cm, lebar 6-16 cm, hijau

Bunga : Mejemuk, bentuk malai, di ujung batang dan di ketiak daun, kelopak terdiri dari lima daun kelopak, bulat telur, panjang ± 4 mm, benang sari mengelompok pada pangkal, kuning, tangkai putik tiga, pendek, hijau, kepala putih melengkung keluar, kuning daun mahkota lima, ungu.

Buah : Kotak, panjang 2-3 cm, hijau Biji : Bulat telur, coklat kehitaman

Akar : Tunggang, putih kotor (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000). 2.1.4 Sistematika Tumbuhan

Adapun sistematika dari tumbuhan Jarak pagar adalah : Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Euphorbiales Famili : Euphorbiaceae

Genus : Jatropha

Spesies : Jatropha curcas L. (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000) 2.1.5 Kandungan Kimia

Prinsip pembuatan minyak mentah (crude oil) jarak pagar adalah dengan memisahkan minyak dengan kandungan senyawa lain dalam daging biji atau inti biji dengan cara pengepresan. Biji jarak selain mempunyai kandungan minyak, juga mengandung protein dan senyawa lain, seperti terlihat pada tabel berikut:

Senyawa Kandungan (%)

Minyak/Lemak 38

Protein 18

Serat 15,5

Air 6,2

Abu 5,3

Karbohidrat 17

Tabel 1. Kandungan Kimia Biji Jarak Pagar (Nurcholis, 2007). 2.1.7 Penggunaan Tumbuhan

Daun Jatropha curcas berkhasiat sebagai obat cacing, obat perut kembung dan obat luka. Untuk obat cacing dipakai ± 5 g daun segar Jatropha curcas, ditambah ½ sendok teh minyak kelapa, digerus sampai lumat, dioleskan di sekitar dubur pada waktu akan tidur. (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI, 2000). 2.2 Pengepresan Minyak Jarak

Pengepresan mekanik merupakan cara pemisahan minyak dari bahan yang berupa biji-bijian. Cara ini paling sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang kadar minyaknya tinggi, yaitu sekitar 30%-70%. Minyak jarak pagar terkandung

dalam bahan yang berbentuk biji dengan kandungan minyak sekitar 30%-50%. Dengan demikian metode ekstraksi yang paling sesuai untuk biji jarak yaitu teknik pengepresan mekanik (Hambali, 2006).

Dua cara yang umum digunakan pada pengepresan mekanik biji jarak yaitu pengepresan hidrolik (hydraulic pressing) dan pengepresan berulir (expeller pressing). Cara lain adalah kombinasi pengepresan mekanik dengan ekstraksi pelarut, tetapi cara ini jarang digunakan (Hambali, 2006).

2.2.1 Pengepresan Hidrolik

Pengepresan hidrolik adalah pengepresan dengan menggunakan tekanan. Tekanan yang dapat digunakan sekitar 140,6 kg/cm. Besarnya tekanan akan mempengaruhi minyak jarak yang dihasilkan. Pada teknik pengepresan hidrolik sebelum dilakukan pengepresan, biji jarak diberi perlakuan pendahuluan berupa pemberian suhu panas atau pemasakan. Pemasakan dapat dilakukan dengan cara pemanasan di oven ataupun pengukusan dengan menggunakan uap air (steam). Pemasakan biji jarak bertujuan untuk menggumpalkan protein dalam biji jarak. Penggumpalan protein ini diperlukan untuk efisiensi ekstraksi (Hambali, 2006).

Umumnya, pada pengepresan hidrolik jumlah minyak yang dapat diperoleh mencapai 80% dari kadar minyak yang terdapat pada daging biji (Hambali, 2006). 2.2.2 Pengepresan berulir

Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak digunakan di industri pengolahan minyak jarak saat ini. Dengan cara ini, biji jarak dipres dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinu. Pada teknik ini, biji jarak yang akan diekstraksi tidak perlu dilakukan perlakuan pendahuluan. Biji jarak kering yang akan diekstraksi

dapat langsung dimasukkan kedalam screw press. Tipe alat pengepress berulir yang digunakan dapat berupa pengepres berulir tunggal (single screw press) atau pengepres berulir ganda (twin screw press) (Hambali, 2006).

Salah satu kelebihan pengepresan dengan menggunakan ulir adalah dapat dilakukan secara kontinu sehingga kapasitas produksi menjadi lebih besar. Biji jarak dapat dimasukkan kedalam alat pengepres secara kontinu, lalu minyak akan mengalir keluar dari biji akibat pengepresan oleh ulir (screw). Kemudian, minyak dapat keluar dan langsung terpisah dari ampas (bungkil) yang keluar pada bagian ujung ulir (Hambali, 2006).

2.3 Minyak Dan Lemak

Lemak dan minyak terdiri dari trigliserida campuran yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Minyak nabati terdapat dalam buah-buahan, kacang-kacangan, biji-bijian. Dalam jaringan hewan lemak terdapat pada hamper seluruh badan, tetapi jumlah terbanyak terdapat dalam jaringan adipose dantulang sumsum (Ketaren, 1986).

Minyak dan lemak tidak berbeda dalam bentuk trigliseridanya dan hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Komposisi atau jenis asam lemak dan sifat-sifat fisikokimia tiap jenis minyak berbeda-beda, dan hal ini disebabkan oleh perbedaan sumber, iklim, keadaan tempat tumbuh dan pengolahan (Ketaren, 1986).

2.3.1 Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar

Adapun sifat fisik dari minyak jarak yaitu :

Sifat fisik

Satuan

Nilai

Titik nyala (Flash point) 0C 236

Viskositas pada 30oC mm2/s 49,15

Residu karbon % (m/m) 0,34

Kadar abu sulfat % (m/m) 0,007

Titik tuang 0C -2,5

Kadar air Ppm 935

Kadar sulfur Ppm <1

Bilangan Asam mg KOH/g 4,75

Bilangan Iod g iod/100 g minyak 96,5

Tabel 2. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar (Hambali, 2006). 2.3.2 Kandungan Dan Kegunaan

Bahan kimia yang trakndung dalam tumbuhan Jarak Pagar diantaranya α -amirin, kampesterol, β-sitosterol, 7-ketosittosterol, dan HCN. Efek farmakologisnya diantaranya melancarkan peredaran darah, menghilangkan bengkak, menghentikan pendarahan, dan menghilangkan gatal (Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI3, 2009). 2.4 Esterifikasi

Metil ester dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan melalui proses transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak. Transesterifikasi adalah penggantian gugus alkohol dari suatu ester dengan alkohol lain dalam suatu proses yang menyerupai hidrolisis. Namun berbeda dengan hidrolisis, pada proses transesterifikasi yang digunakan bukanlah air melainkan alkohol. Transesterifikasi merupakan suatu reaksi kesetimbangan. Untuk mendorong reaksi agar bergerak ke kanan agar dihasilkan metil ester maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih atau salah satu produk yang dihasilkan harus dipisahkan. (Hambali, 2006).

Faktor utama yang mempengaruhi rendemen ester yang dihasilkan pada reaksi transesterifikasi adalah rasio molar antara trigliserida dan alkohol, jenis

katalis yang digunakan, suhu reaksi, waktu reaksi, kandungan air, dan kandungan asam lemak bebas pada bahan baku (yang dapat menghambat reaksi yang diharapkan) (Hambali, 2006)).

Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan etanol adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Reaksi transesterifikasi 2.5 Sulfonasi

Asam lemak dengan α-tersulfonasi memiliki aplikasi yang sangat luas dan memiliki sifat biologis yang baik sebagai surfaktan. Sebuah teknik untuk memproduksi mensulfonasi asam lemak dengan menggunakan kondisi rekasi khusus sangat mungkin dilakukan tanpa menggunakan pelarut. Penggunaan gas SO3

memberikan hasil dengan rendemen 97% (Stein, 1975). 2.5.1 Metil Ester Sulfonat

Surfaktan dapat disintesis dari minyak nabati melalui senyawa antara metil ester asam lemak (fatty acid methyl ester) dan alkohol lemak (fatty alcohol). Salah satu proses untuk menghasilkan surfaktan adalah proses sulfonasi terhadap metil ester menghasilkan metil ester sulfonat (MES). Proses sulfonasi terjadi dengan mereaksikan pereaksi pensulfonasi seperti gas SO3, H2SO4 berasap, NaHSO3 dengan

penambahan gugus sulfon pada senyawa organik (Nightingale, 1987; Schwuger and Lewandowski, 1995).

Surfaktan digunakan dalam jumlah besar pada berbagai produk kosmetik dan farmasi, detergen dan produk-produk pembersih lainnya. Biasanya setelah digunakan, produk yang mengandung surfaktan tersebut dibuang sebagai limbah yang pada akhirnya akan dibebaskan ke permukaan air. Biodegradasi dan mekanisme penguraian lain sangat diperlukan untuk mengurangi jumlah dan konsentrasi surfaktan yang mencapai lingkungan. Salah satu alternatif untuk mengurangi kerusakan lingkungan akibat penggunaan surfaktan adalah memperluas peggunaan surfaktan alami. Metil ester sulfonat merupakan surfaktan alami turunan ester asam lemak yang dibuat secara sintesis (Brown, 1995).

Metil ester sulfonat (MES) merupakan surfaktan anionik yang dibuat melalui proses sulfonasi dengan menggunakan bahan baku dari minyak nabati. Keunggulan MES dibandingkan dengan surfaktan yang dibuat dari minyak bumi (petroleum) adalah sifatnya dapat diperbarui, lebih ramah lingkungan karena mudah didegradasi oleh bakteri, memiliki ketahanan terhadap kesadahan dan temperatur tinggi, dan memiliki pembusaan yang rendah (Satsuki, 1994; Schwuger and Lewandowski, 1995).

2.6 Surfaktan

Molekul-molekul dan ion-ion yang diadsorbsi pada antarmuka dinamakan surface active agent atau surfaktan. Nama lainnya adalah amfifil, yang menunjukkan bahwa molekul atau ion tersebut mempunyai afinitas tertentu terhadap solven polar maupun nonpolar. Tergantung dari jumlah dan sifat dari gugus polar dan nonpolar

yang ada padanya, amfifil dapat bersifat hidrofilik (suka air), lipofilik (suka minyak) atau bersifat seimbang di antara dua sifat tersebut.

Sifat amfifilik dari surfaktan itulah yang menyebabkan ia diadsorbsi pada antarmuka. Keadaan asam lemak yang diadsorbsi pada antarmuka udara/air dan minyak/air seperti dalam gambar 2.

Gambar 2. Molekul surfaktan membentuk misel (a. Gugus hidrofilik dan hidrofobik surfaktan; b. Misel atau agregat surfaktan)

Pada antarmuka udara/air, rantai-rantai lipofilik diarahkan ke atas masuk dalam udara, pada antarmuka minyak/air mereka bergabung dengan fase minyak. Dengan cara berorientasi demikian pada antarmuka minyak/air, maka molekul-molekul surfaktan membentuk suatu jembatan antara fase polar dan fase non polar yang menyebabkan terjadinya transisi antara kedua fase tersebut lebih baik. Untuk membuat agar amfifil terkonsentrasi pada antarmuka, maka amfifil harus seimbang dengan pengertian gugus yang larut dalam air harus seimbang dengan gugus-gugusnya yang larut dalam minyak.

2.6.1 Tegangan permukaan 2.6.1.1 Fenomena Antarmuka

Jika ada dua fase atau lebih berada bersama-sama, maka batas antara fase– fase tersebut dinamakan antarmuka. Sifat-sifat molekul yang membentuk antarmuka

antarmuka dalam farmasi dan pengobatan merupakan faktor yang mempengaruhi adsorbsi obat, penetrasi molekul melalui membran biologik, terbentuknya emulsi dan stabilitasnya dan dispersi partikel-partikel; yang tidak larut dalam medium cair untuk membentuk suspensi. Sifat antarmuka dari surface active agent atau surfaktan dapat disamakan dengan sifat alveoli paru-paru yang menyebabkan organ tersebut dapat bekerja efisien (Moechtar, 1989).

2.6.1.2 Tegangan Muka dan Tegangan Antarmuka

Dalam zat cair, gaya kohesif antara molekul satu dengan molekul-molekul tetangganya besar pengaruhnya. Sebagai contoh tetesan zat cair yang tersuspensi dalam udara, maka molekul molekul di dalam tetesan tersebut dikelilingi oleh molekul-molekul lainnya dari segala jurusan yang mempunyai gaya tarik-menarik yang sama.

Gambar 3. Gaya-gaya tarik-menarik yang tidak sama pada permukaan zat cair

Namun, molekul-molekul yang berada di permukaan tetesan akan menerima gaya kohesif yang sama dari molekul-molekul tetangganya. Akan tetapi mereka mengalami gaya tarik menarik adhesive dengan udara yang relatif kecil. Efek keseluruhannya ialah molekul-molekul di permukaan tersebut mengalami gaya ke dalam yang menyebabkan luas permukaan cair tersebut menjadi lebih kecil. Gaya yang diberikan sejajar dengan permukaan untuk mengimbangi gaya ke dalam

yang terjadi antaramuka antara dua fase cair yang tidak dapat tercampur. Tegangan antarmuka lebih kecil dari tegangan muka sebab gaya adhesive antara dua fase cair yang membentuk anatarmuka lebih besar dari gaya adhesive antara fase cair dan fase gas yang membentuk antarmuka ( Moechtar, 1989 )

2.6.1.3 Pengukuran Tegangan Permukaan 2.6.1.3.1 Metode Kenaikan Kapiler

Bilamana suatu kapiler dimasukkan ke dalam labu yang berisi zat cair, maka pada umumnya zat cair akan naik di dalam tabung sampai jarak tertentu. Dengan mengukur kenaikan ini, maka tegangan muka zat cair dapat ditentukan dengan metode ini.

Gaya yang ada antara molekul-molekul yang sama dikenal sebagai gaya kohesif. Gaya yang ada antara molekul-molekul yang tidak sama, seperti gaya antara zat cair dan dinding dari tabung kapiler gelas dikenal sebagai gaya adhesive. Bilamana gaya adhesive antara molekul zat cair dan dinding lebih besar dari gaya kohesif maka zat cair tersebut dikatakan membasahi dinding kapiler, yaitu menjalar melalui dinding dan naik dalam tabung ( Moechtar, 1989 )

2.6.1.3.2 Metode Cincin Du Nuoy

Tensiometer Du Nouy banyak dipakai untuk mengukur tegangan muka dan tegangan antarmuka. Prinsip alat tersebut berdasarkan kenyataan bahwa gaya yang dibutuhkan untuk memisahkan cincin platina-iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antarmuka adalah berbanding lurus dengan tegangan muka atau tegangan antarmuka. Gaya yang dibutuhkan untuk memisahkan cincin tersebut ditetapkan dengan kawat yang berputar dan ini dicatat pada dial berkalibrasi dalam satuan dyne. Tegangan muka dinyatakan dengan rumus :

Kesalahan-kesalahan sebesar 25 % dapat terjadi jika faktor koreksi tidak diperhitungkan dan digunakan (Moechtar 1989).

2.6.2 Nilai HLB

Griffin menemukan suatu skala nilai-nilai yang digunakan sebagai ukuran keseimbangan hidrofil-lipofil (HLB = Hidrophilic-Lipophilic Balance) dari surfaktan. Dengan pertolongan sistem bilangan ini dimungkinkan untuk menentukan suatu jarak HLB yang mempunyai efisiensi optimum untuk setiap surfaktan. Makin tinggi HLB suatu zat, makin hidrofilik zat tersebut.

Gambar 4. Klasifikasi surfaktan berdasarkan nilai HLB.

Davies menghitung HLB surfaktan dengan memecah molekulnya menjadi x faktor koreksi

2 x keliling cincin =

Zat HLB

Asam oleat 1

Gliseril mono oleat 3,8

Sorbitan mono oleat (Span 80) 4,3

Sorbitan mono laurat (Span 20) 8,6

Trietanolamin oleat 12,0

Polioksi etilen sorbitan mono oleat (Tween 80) 15,0 Polioksi etilen sorbitan mono laurat (Tween 20) 16,7

Natrium oleat 18,0

Natrium lauril sulfat 40

Tabel 3.Nilai HLB dari beberapa zat ampifilik

Dengan menjumlahkan angka-angka gugus tersebut, maka nilai HLB suatu surfaktan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini

HLB = ∑(angka gugus hidrofilik) - ∑(angka gugus lipofilik) + 7 Dibawah ini beberapa angka gugus representative yang tercantum

Gugus Hidrofilik Angka Gugus

-SO4- Na+ 38,7

-COO- Na+ 19,1

Ester (Cincin sorbitan ) 6,8

Ester (Bebas) 2,4

Hidroksil (Bebas) 1,9

Hidroksil (Cincin sorbitan) 0,5

Gugus Lipofilik -CH-

-CH2- 0,475

-CH3

=CH-

2.7 Spektrofotometri Inframerah

Spektrofotometri inframerah banyak digunakan dalam identifikasi analisa kimia organik untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa. Frekuensi inframerah biasanya dinyatakan dalam satuan bilangan gelombang (wavenumber), yang didefinisikan sebagai banyaknya gelombang per sentimeter. Daerah pengukuran radiasi inframerah yang umumnya digunakan untuk menyelidiki senyawa-senyawa organik adalah 700-4000 cm-1, dimana pada daerah 1500-4000 cm-1 merupakan daerah gugus fungsi, dan pada daerah 700-1500 cm-1 adalah daerah sidik jari (fingerprint region) yang memberikan spektrum yang khas untuk setiap senyawa (Hart, dkk. 2003; Silverstein, et al. 1981).

Spektrum inframerah suatu senyawa dapat dengan mudah diperoleh dalam beberapa menit. Sedikit sampel diletakkan dalam instrumen dengan sumber radiasi inframerah. Spektrofotometer secara otomatis membaca sejumlah radiasi yang menembus sampel dengan kisaran frekuensi tertentu dan merekam pada kertas berapa persen radiasi yang ditransmisikan. Radiasi yang diserap oleh molekul muncul sebagai pita pada spektrum (Hart, dkk. 2003).

Spektrofotometri inframerah ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang belum diketahui, karena spektrum yang dihasilkan spesifik untuk senyawa tersebut. Metode ini banyak digunakan karena cepat dan relatif murah, dapat digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional dan jenis ikatan yang ada dalam molekul, selain itu inframerah yang dihasilkan oleh suatu senyawa adalah khas karena dapat menyajikan sebuah fingerprint (sidik jari) untuk senyawa tersebut (Silverstein, et al. 1981).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian meliputi pengumpulan dan preparasi bahan, isolasi minyak dari biji jarak pagar, pembuatan metil ester asam lemak dari minyak jarak pagar, sulfonasi metil ester asam lemak jarak pagar, analisis FT-IR, penentuan tegangan permukaan, penentuan nilai HLB. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Sintesa Obat Fakultas Farmasi USU, dan Laboratorium Farmasi Fisik Fakultas Farmasi USU. Analisis FT-IR dilakukan di Laboratorium FT-IR Bea Cukai Belawan Medan.

3.1Alat–Alat Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas, oven (Gallenkamp), neraca kasar, neraca analitik (Mettler AE 200), perangkat press sederhana, hotplate stirrer (Cimarec), termometer, indikator universal, perangkat sulfonasi, spektrofotometer FT-IR (Perkin Elmer), tensiometer Du Nuoy (Kruss). 3.2Bahan-Bahan Yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak pagar dan akuades. Bahan kimia yang digunakan berkualitas pro analisa produksi E-Merck: metanol, benzen, asam sulfat pekat, n-heksan, natrium sulfat anhidrat, hidrogen peroksida, natrium hidroksida.

3.3 Penyiapan Bahan 3.3.1 Pengambilan Bahan

Pengambilan bahan dilakukan secara purposif yaitu tanpa membandingkan dengan tanaman yang sama dari daerah lain. Bagian yang diambil adalah buah jarak pagar yang sudah matang, berwarna hitam. Buah jarak diambil dari Kec. Pancur batu

3.3.2 Determinasi Tumbuhan

Determinasi tumbuhan jarak dilakukan oleh Laboratorium Taksonomi Tumbuhan, Departemen Biologi Fakultas MIPA USU. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 1 halaman 39.

3.3.3 Pengolahan Bahan

Buah jarak pagar dikupas hingga diperoleh bijinya. Kemudian biji yang diperoleh dijemur di bawah sinar matahari hingga kering. Lalu biji jarak yang diperoleh dilepas dari cangkangnya.

3.4 Pembuatan Pereaksi

3.4.1 Pembuatan Larutan NaOH 20%

Larutkan 20 g natrium hidroksida P ke dalam 100 mL aquadest bebas CO2.

3.5 Pengepresan Minyak Dari Biji Jarak Pagar

Biji yang sudah dipisahkan dari cangkangnya dihaluskan, kemudian diberi pemanasan pendahuluan, yaitu berupa pemanasan dengan oven pada suhu 105o C selama 30 menit, lalu serbuk dipress dengan alat pengepres hidrolik untuk memperoleh minyak (Widodo dan Sumarsih, 2006). Minyak yang diperoleh dikonfirmasikan strukturnya dengan analisis FT-IR.

3.6 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Dari Minyak Jarak

Kedalam labu alas bulat leher tiga 500 ml dimasukkan sebanyak 100 g minyak jarak, 50 ml metanol dan 100 ml benzena sambil diaduk dan melalui corong penetes diteteskan sebanyak 2 ml H2SO4 P secara perlahan-lahan, kemudian

direfluks selama 5 jam. Rangkaian alat dapat dilihat pada lampiran 10 halaman 50. Kelebihan metanol dan pelarut didestilasi. Residu yang diperoleh diekstraksi dengan 100 ml heksan dan dicuci dengan 25 ml aquadest sebanyak 2 kali. Lapisan

n-heksan diambil lalu ditambahkan Na2SO4 anhidrous dan disaring. Filtratnya

didestilasi pada suhu 65oC sehingga diperoleh metil ester asam lemak campuran dari minyak jarak (Daniel, 2006) dan dikonfirmasikan strukturnya melalui analisis FT-IR.

3.7 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar

Ke dalam labu alas bulat leher tiga 500 ml yang sudah dilengkapi magnetik bar dan pendingin balik di atas hotplate stirrer yang dilengkapi dengan penangas air, dimasukkan metil ester minyak jarak sebanyak 100 ml. Ke dalam labu dialirkan gas SO3 yang diperoleh dari pemanasan asam sulfat pekat dengan bantuan blower,

direfluks pada suhu 90oC selama ±5 jam. Rangkaian alat sulfonasi dapat dilihat pada lampiran 11 halaman 51. Proses pemurnian MES crude hasil sulfonasi ditambahkan dengan metanol (35% v/v) dan dibleaching dengan H2O2 50% lalu direfluks pada

suhu 50oC selama 1,5 jam. Sisa metanol didestilasi pada suhu 80oC, lalu MES didinginkan. Netralisasi MES ditambahkan NaOH 20% setetes demi setetes hingga pH mencapai 8 sambil diaduk. Kemudian MES dipanaskan di atas hotplate stirer pada suhu 50-55oC selama 30 menit (Schwuger & Lewandowski, 1995). Dilakukan analisa FT-IR, uji penentuan tegangan permukaan dan penentuan nilai HLB.

3.8. Prosedur Analisis

3.8.1 Penentuan Tegangan Permukaan

Pengukuran tegangan permukaan dilakukan dengan menggunakan alat tensiometer Du Nuoy dengan cara :

Sebanyak 1 g MES ditimbang, dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dalam aquadest hingga garis tanda (konsentrasi 1%). Dipipet dari larutan 1% sebanyak 1 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan

diencerkan dengan aquadest hingga garis tanda (konsentrasi 0,01%). Konsentrasi larutan MES yang ditentukan adalah: 0,0008; 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,009; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,6;0.07;0.08;0.09;0,1;0,2 % b/v.

Alat tensiometer dikalibrasi menggunakan akuades pada suhu 30oC. Sebanyak 25 ml larutan MES 0,001% dimasukkan ke dalam cawan. Kemudian cawan tersebut diletakkan pada meja pengukuran yang dihubungkan dengan sebuah termostat. Meja pengukuran dinaikkan dengan hati-hati sampai cincin terletak ditengah-tengah cairan dan dikunci. Cairan dibiarkan sebentar sampai terbentuk permukaan. Sekrup penurun meja pengukuran diputar dan dipertahankan agar jarum penunjuk tetap terletak diantara bagian hitam dari cakram tanda, sementara sekrup pada penunjuk skala diputar berlawanan dengan putaran jarum jam sampai cincin terlepas dari permukaan larutan. Dicatat skala yang ditunjukkan pada alat (Bangun, 1997).

3.8.2 Penentuan Harga HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance) Penentuan harga HLB dilakukan secara teori, dengan rumus:

∑{gugus-gugus hidrofilik}+ ∑{gugus-gugus lipofilik}+ 7

(Martin, 1993). Dapat dilihat pada lampiran 4 halaman 42.

3.8.3. Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat

Dilarutkan sejumlah surfaktan kedalam aquadest, ditambahkan beberapa tetes larutan BaCl2. Diuji kelarutan dengan HNO3 P.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengepresan Minyak Jarak Pagar

Hasil identifikasi jarak pagar yang dilakukan di Laboratorium Taksonomi Tumbuhan Departemen Biologi Fakultas MIPA USU, menunjukkan bahwa jarak pagar termasuk dalam suku Euphorbiaceae seperti yang tertera pada Lampiran 1 halaman 39. Minyak jarak diperoleh dari pengepresan biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) menggunakan alat pres hidrolik sederhana.

Minyak jarak terdapat dalam biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) dengan kandungan minyak 30-50%. Pengepresan merupakan cara pemisahan minyak dari bahan yang berupa biji-bijian. Cara ini paling sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang kadar minyaknya tinggi yaitu 30-70 %. Sebelum proses pengepresan, dilakukan pemanasan terlebih dahulu terhadap biji jarak yang telah dihaluskan. Dari 1000 gram biji jarak halus diperoleh minyak jarak sebanyak 388 gram (38,8%). Hasil minyak yang diperoleh tidak maksimal karena masih banyak terdapat sisa minyak didalam bungkil biji jarak tersebut.sehingga rendemen minyak yang diperoleh hanya 38,8 % (Hambali, 2006).

Pemanasan atau pemasakan dapat dilakukan dengan cara pemanasan di oven atau pengukusan dengan menggunakan uap air (steam). Proses pemanasan biji jarak sebelum dipres bertujuan untuk menggumpalkan protein dalam biji jarak dan menurunkan kekentalan minyak sehingga mempermudah proses pengepresan minyak dan pemisahan minyak dari protein (Hambali, dkk., 2006; Widodo dan Sumarsih, 2006).

4.1.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Minyak Jarak Pagar

Analisis spektroskopi FT-IR minyak jarak yang diperoleh dari pengepresan dapat dilihat pada Gambar 5

Gambar 5 . Spektrum FT-IR Minyak Jarak Pagar

Spektrum FT-IR menunjukkan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3473,87 cm-1 yang merupakan serapan khas untuk gugus hidroksil (-OH), pada bilangan gelombang lebih kurang 3008,01cm-1 merupakan puncak serapan untuk C-H sp2 dan didukung dengan serapan pada bilangan gelombang

1655,09 cm-1 yang merupakan serapan khas dari ikatan C=C rangkap dua. Pada bilangan gelombang 1744,51 cm-1 merupakan serapan khas dari gugus karbonil (C=O) dari ester dan didukung dengan puncak serapan C-O-C ester pada daerah bilangan gelombang 1163,87 cm-1 sehingga dapat disimpulkan adanya gugus ester antara gliserol dan asam lemak. Pada daerah bilangan gelombang 2854,56 cm-1 dan

vibrasi bending C-H sp3 pada bilangan gelombang 1465,76 cm-1 (Hart, dkk., 2003; Silverstein, dkk., 1981).

Minyak jarak mengandung trigliserida asam-asam lemak, dimana komponen terbesarnya adalah asam oleat dan asam linoleat, yang masing-masing merupakan asam lemak tak jenuh, struktur trigliserida asam oleat dan asam linoleat dapat dilihat pada Gambar 6

H2C

HC

H2C

O O O C C C H2 C

(CH2)7

(CH2)7

C H C H C H C

H (CH2)7 CH3

O O O

H2

C C

H CH (CH2)3 CH3

(CH2)13 CH3

Gambar 6. Trigliserida Minyak Jarak Pagar

Pada gambar 6 terdapat ikatan -C-H sp3 dan C-C rangkap satu, C=C rangkap dua dan =C-H sp2, C=O dan C-O-C ester. Dengan demikian berdasarkan analisa spektroskopi FT-IR pada gambar 6 menunjukkan adanya trigliserida dari minyak jarak pagar.

Spektrum –OH yang ditunjukkan pada gambar kemungkinan merupakan vibrasi dari gugus –OH yang diperoleh dari asam lemak bebas yang terdapat pada minyak jarak pagar, yang terjadi karna hidrolisis pada saat pemanasan sebelum pengepresan. Namun pada perlakuan tanpa pemanasan minyak jarak juga mengandung asam lemak bebas (Nasution, 2005).

4.2 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak

Pembentukan metil ester asam lemak dengan reaksi transesterisfikasi secara alkoholisis dari 100 g minyak jarak pagar dengan 50 ml metanol menggunakan katalis H2SO4 P dalam pelarut benzena pada suhu 80oC diperoleh metil ester asam

lemak sebanyak 73,4 g (71,46 %), dengan reaksi seperti pada Gambar 7 dibawah ini:

Gambar 7. Reaksi Transesterifikasi

4.2.1 Analisis Spektrskopi FT-IR Metil Ester Asam Lemak

Metil ester asam lemak minyak jarak pagar yang diperoleh diidentifikasi melalui analisis spektroskopi FT-IR menghasilkan spektrum seperti pada Gambar 8 halaman 26, memberikan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3474,64 cm-1 yang merupakan serapan khas untuk gugus hidroksil (-OH), pada bilangan gelombang lebih kurang 3005,80 cm-1 merupakan puncak serapan untuk C-H sp2 dari gugus -CH=CH- dan didukung dengan serapan pada bilangan gelombang 1655,98 cm-1 yang merupakan serapan khas dari ikatan C=C. Pada bilangan gelombang 1744,68 cm-1 merupakan serapan khas dari gugus karbonil (C=O) dari ester dan didukung dengan puncak serapan C-O-C ester pada daerah bilangan gelombang 1169,38 cm-1 sehingga dapat disimpulkan adanya gugus ester antara

-1

2927,01 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi sretching dari C-H sp3 yang didukung vibrasi bending C-H sp3 pada bilangan gelombang 1465,70 cm-1 (Hart, dkk., 2003; Silverstein, dkk., 1981).

Gambar 8. Spektrum FT-IR Metil Ester Minyak Jarak Pagar

Baik minyak jarak maupun metil ester memiliki ikatan –C-H sp3 dan -C-C- rangkap satu, =C-H sp2 dan C=C rangkap dua, C=O dan C-O-C ester, dengan demikian memiliki spektrum yang mirip di daerah spektrum gugus fungsi (1500-4000 cm-1). Namun diperoleh adanya pergeseran bilangan gelombang yang ditunjukkan oleh C=O trigliserida pada bilangan gelombang 1744,51 cm-1 dengan C=O metil ester asam lemak pada bilangan gelombang 1744,68 cm-1 yang didukung oleh pergeseran bilangan gelombang C-O-C ester dari trigliserida pada bilangan gelombang 1163,87 cm-1 dengan C-O-C ester dari metil ester minyak jarak pagar pada bilangan gelombang 1469,38 cm-1. Namun, spektrum minyak jarak pagar dan

metil ester berbeda di daerah frekuensi rendah atau daerah sidik jari (finger print region, 700-1500 cm-1). Menurut Hart, dkk., (2003), pita-pita di daerah ini dihasilkan dari gabungan gerakan bengkok dan regangan dari atom-atom yang ada dan khas untuk setiap senyawa, sehingga daerah sidik jari adalah khas untuk setiap senyawa. Setiap senyawa yang berbeda menghasilkan pola lembah yang berbeda-beda pada spektrum di daerah sidik jari.

Pada spektrum yang ditunjukkan pada gambar 8 diatas menunjukkan spektrum pada bilangan gelombang 3474,64 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus –OH, yang diduga berasal dari asam lemak bebas yang terhidrolisa karena adanya kontak dengan air pada proses ekstraksi pada pemurnian produk ester dari katalis. 4.3 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar.

Sulfonasi 80 ml metil ester minyak jarak dengan agen pensulfonasi gas SO3 (reaksi

dapat dilihat pada gambar 5 di bawah) yang diperoleh dari pemanasan H2SO4 P, pada

suhu 90oC selama ± 4 jam, kemudian melalui tahap bleaching, reesterifikasi dan netralisasi menghasilkan ± 20 ml (± 25 %) cairan yang menghasilkan busa pada penambahan air dan pengocokan.

+ SO3 (g)

Metil ester asam lemak

H3C (CH2)7

H2

C HC (CH2)6

H

C C

O

O CH₃

SO3Na SO3Na

Metil ester sulfonat H3C (CH2)7 C

H CH (CH2)6

H₂

C C

O

O CH₃

Gambar 9. Reaksi Pembentukan Metil Ester Sulfonat (MES)

MES yang dihasilkan pada proses sulfonasi masih mengandung produk-produk samping yang dapat mengurangi kinerja surfaktan sehingga memerlukan proses pemurnian. Menurut Schwuger & Lewandowski (1995), proses produksi MES dilakukan dengan mereaksikan metil ester dan gas SO3 dalam failing film

reactor pada suhu 80-90oC. Proses sulfonasi ini akan menghasilkan produk berwarna gelap, sehingga dibutuhkan proses pemurnian meliputi pemucatan dan netralisasi. Untuk mengurangi warna gelap tersebut, pada tahap pemucatan ditambahkan larutan H2O2 dan larutan metanol, yang dilanjutkan dengan proses

netralisasi dengan menambahkan larutan alkali (KOH atau NaOH), setelah melewati tahap netralisasi, produk yang berbentuk cairan dikeringkan sehingga produk akhir yang dihasilkan berbentuk pasta, serpihan, atau granula.

Cairan hasil sulfonasi yang berwarna gelap kemudian di-bleaching dengan penambahan metanol dan H2O2 menghasilkan cairan berwarna lebih jernih.

Penambahan metanol pada proses bleaching berfungsi untuk mengesterkan kembali gugus yang terhidrolisa sehingga mengurangi hasil samping reaksi yang berupa garam disodium karboksi sulfonat (di-salt) dan juga untuk mengurangi viskositas cairan pada saat proses netralisasi. Netralisasi hasil bleaching dilakukan dengan penambahan NaOH 20% hingga pH surfaktan MES tersebut mendekati 8. Netralisasi dilakukan agar diperoleh ester sulfonat yang stabil, karena ester sulfonat dalam suasana asam dapat terhidrolisa menjadi asam lemak sulfonat (fatty acid sulfonated). Sementara itu dalam suasana basa (pH >9), ester dapat terhidrolisa membentuk garam disodium dari asam lemak sulfonat. Larutan MES kemudian

dikeringkan dengan penguapan hingga diperoleh surfaktan MES dalam bentuk padat berupa pasta atau serbuk (Germain, 2001; Satsuki, 1994).

Pada tahap akhir sulfonasi, setelah dinetralisasi terbentuk dua lapisan yang dipisahkan dengan corong pisah. Lapisan bawah berupa cairan berwarna kuning lemah yang membentuk busa pada penambahan air dan pengocokan, merupakan lapisan surfaktan MES yang mengandung air dari penguaraian H2O2 dan NaOH dan

mengandung sisa metanol. Setelah dikeringkan dengan penguapan diperoleh surfaktan MES padat. Lapisan atas yang tidak bercampur dengan air merupakan sisa metil ester asam lemak yang tidak tersulfonasi, menyebabkan rendemen cairan surfaktan MES yang diperoleh hanya ± 25 %. Lapisan metil ester yang tidak tersulfonasi menunjukkkan adanya kekurangan dalam pengerjaan, dimana jumlah gas SO3 sebagai pereaksi pensulfonasi yang bereaksi dengan metil ester tidak

terpenuhi untuk mensulfonasi seluruh metil ester asam lemak.

Foster (1996) berpendapat bahwa untuk mendapatkan hasil yang baik dari reaksi sulfonasi, rasio mol reaktan, konsentrasi reaktan (gas SO3), suhu reaksi, pH

netralisasi, lama penetralan, dan suhu selama penetralan merupakan faktor utama yang harus dikendalikan.

4.3.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Metil Ester Sulfonat

Untuk mengetahui apakah reaksi berjalan sesuai dengan yang diharapkan, garam MES yang terbentuk diidentifikasi dengan spektroskopi FT-IR dengan spektrum pada Gambar 10.

Gambar 10. Spektrum FT-IR dari Metil Ester Sulfonat (MES)

Spektrum FT-IR menunjukkan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3421,54 cm-1 yang merupakan serapan khas untuk gugus hidroksil (-OH), pada bilangan gelombang 1741,64 cm-1 merupakan serapan khas dari gugus karbonil (C=O) dari ester dan didukung dengan puncak serapan C-O-C pada daerah bilangan gelombang 1169,58 cm-1 sehingga dapat disimpulkan adanya gugus ester asam lemak dan metanol. Pada daerah bilangan gelombang 2852,33 cm-1 dan 2922,27 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi sretching dari C-H sp3 yang didukung vibrasi bending C-H sp3 pada bilangan gelombang 1377,97 cm-1 (Smith, 1999; Brown, dkk., 1988; Silverstein, 1981).

Pada spektrum tidak ada lagi spektrum C=C dan =C-H dari ikatan rangkap metil ester minyak jarak pagar, karena reaksi sulfonasi memutus ikatan rangkap dari metil ester minyak jarak dengan masuknya gugus sulfonat yang terikat pada atom C9

dari metil ester asam oleat dan atom C9 dan C12 pada metil ester asam linolenat

tersebut (Gambar 9). Naughton, (1973) menyatakan bahwa gugus hidroksil, ikatan rangkap dan gugus ester merupakan gugus-gugus reaktif dalam reaksi atau modifikasi untuk pembuatan berbagai produk industri. Ikatan rangkap dapat disulfonasi membentuk produk sulfonat.

Pada spektrum diatas juga menunjukkan vibrasi yang lebar (broad spectrum) pada daerah bilangan gelombang 3421,54 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus – OH (hidroksil), dimana gugus tersebut diduga berasal dari molekul air yang tidak terpisah secara sempurna pada proses pengeringan.

4.3.2 Penentuan Nilai HLB dan Tegangan Permukaan

MES memiliki gugus hidroksil, gugus karboksilat, gugus sulfonat dan gugus hidrokarbon dalam strukturnya. Menurut Martin, dkk. (1993), gugus hidroksil, gugus karboksilat dan gugus sulfonat merupakan gugus hidrofilik dan gugus hidrokarbon merupakan gugus lipofilik. Rieger (1997), mengklasifikasikan surfaktan dalam empat tipe umum berdasarkan sifat ioniknya (gugus hidrofilik), yaitu: anionik (bagian hidrofilik dari molekul bermuatan negatif), kationik (bagian hidrofilik dari molekul bermuatan positif), nonionik (bagian hidrofilik dari molekul tidak bermuatan), dan amfoterik (bagian hidrofilik dari molekul mengandung gugus kationik maupun anionik). Dengan demikian, dalam klasifikasi surfaktan berdasarkan sifat ioniknya (bagian hidrofilik) MES merupakan surfaktan anionik dimana bagian hidrofilik dari molekulnya bermuatan negatif.

Gambar 11. Grafik Pengaruh Konsentrasi terhadap Tegangan Permukaan Surfaktan MES

Hasil pengukuran tegangan permukaan surfaktan MES dengan tensiometer Du Nuoy pada konsentrasi 0.0008%-0.2% b/v (dapat dilihat pada Lampiran 3 halaman 41) adalah 28,3 dyne/cm. Dari grafik tegangan permukaan terhadap Log C (dapat dilihat pada Gambar 8 di atas) menunjukkan nilai konsentrasi misel kritis (kmk) larutan surfaktan MES pada titik Log C -1,1 yaitu pada konsentrasi surfaktan MES 0.07 %.

Suatu zat aktif permukaan mengandung bagian lipofilik dan hidrofilik, molekul yang mengandung bagian lipofilik dan hidrofilik kedua-duanya dipusatkan pada antar muka, dimana semakin banyak kadar surfaktannya, semakin besar aktivitas permukaannya dalam menurunkan tegangan permukaan, karena semakin banyak zat terlarut yang diadsorbsi pada permukaan (Martin dkk., 1993).

Dari perhitungan nilai HLB (hidrophilic lipophilic balance) atau keseimbangan hidrofilik lipofilik dapat dilihat pada Lampiran 4 halaman 42,

diketahui bahwa nilai HLB surfaktan MES adalah 12,245. Besarnya bagian hidrofilik dan lipofilik menentukan potensi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB suatu zat, semakin hidrofilik zat tersebut. Dengan demikian, surfaktan MES bersifat hidrofilik. Dan dari skala ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB), dapat diketahui bahwa surfaktan MES dengan nilai HLB 12,245 dapat digunakan sebagai detergen dan sebagai bahan pengemulsi m/a (Adamson, 1990; Martin, dkk., 1993).

Untuk melihat kemampuannya dalam menurunkan tegangan permukaan, tegangan permukaan MES dibandingkan dengan Natrium lauril sulfat. Natrium lauril sulfat merupakan surfaktan yang bersifat hidrofilik (nilai HLB tinggi), dan merupakan surfaktan anionik yang biasa digunakan dalam bidang farmasi. Dari data pengukuran tegangan permukaan Natrium lauril sulfat (dapat dilihat pada lampiran 5 halaman 45) diperoleh nilai tegangan permukaan sebesar 38,63 dyne/cm. Grafik Tegangan Permukaan terhadap Log C dapat dilihat pada Gambar 12.

20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 34.00 36.00 38.00 40.00 42.00 44.00

-2.25 -2.00 -1.75 -1.50 -1.25 -1.00 -0.75 -0.50 -0.25 0.00

T e g a n g a n P e rm u k a a n ( d y n e /c m )

Gambar 12. Grafik Pengaruh Konsentrasi terhadap Tegangan Permukaan Surfaktan Natrium lauril sulfat

Grafik tegangan permukaan terhadap log C dari Natrium lauril sulfat pada Gambar 12 menunjukkan bahwa dengan meningkatnya konsentrasi nilai tegangan permukaan surfaktan MES semakin menurun, hingga akhirnya konstan pada peningkatan konsentrasi selanjutnya, dimana nilai konsentrasi misel kritis (kmk) larutan MES adalah pada titik Log C -1,2 yaitu pada konsentrasi MES 0,07%.

Nilai tegangan permukaan dari pengukuran yang dilakukan terhadap MES (28,3 dyne/cm dengan kmk 0,07 %) dan Natrium lauril sulfat (38,63 dyne/cm dengan kmk 0,07%) menunjukkan hasil yang cukup jauh berbeda. Dengan demikian dibandingkan Natrium Lauril Sulfat, MES lebih efektif dalam menurunkan tegangan permukaan.

Dibandingkan dengan surfaktan lain, surfaktan MES memiliki beberapa kelebihan diantaranya yaitu pada konsentrasi MES yang lebih rendah memiliki daya deterjensi yang sama, toleransi yang lebih baik terhadap air sadah, lebih ramah lingkungan karena memiliki biodegrabilitas yang baik dan bahan baku yang dapat diperbaharui (Hidayati, dkk. 2008).

4.3.3 Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat

Dengan penambahan beberapa tetes pereaksi BaCl2 ke dalam larutan

surfaktan metil ester sulfonat, diperoleh endapan putih. Hal ini memnunjukkan bahwa reaksi telah berlangsung dengan baik, dimana endapan tersebut adalah endapan dari BaSO4. Sehingga dapat disimpulkan bahwa metil ester sulfonat telah

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan

Dari penelitian sintesis surfaktan metil ester sulfonat dari sulfonasi metil ester minyak jarak (Jatropha Curcas L.) dapat disimpulkan bahwa:

1. Reaksi sulfonasi pada metil ester minyak jarak (Jatropha curcas L.) menggunakan gas SO3 dari pemanasan H2SO4 P sebagai agen pensulfonasi

menghasilkan surfaktan metil ester sulfonat (MES).

2. Surfaktan metil ester sulfonat dari minyak jarak (Jatropha curcas L.) efektif dalam menurunkan tegangan permukaan dengan nilai 28,3 dyne/cm yang lebih baik dibandingkan dengan surfaktan Natrium laurel sulfat dan dengan nilai HLB sebesar 12,245 sehingga surfaktan MES bersifat hidrofilik dan dapat digunakan sebagai detergent dan sebagai bahan pengemulsi m/a.

4.2 Saran

Disarankan kepada peneliti selanjutnya untuk melakukan uji toksisitas dari surfaktan MES ini untuk melengkapi syarat produk yang aman, berkhasiat dan terterimakan.

DAFTAR PUSTAKA

Adamson, A. W. (1990). Physical Chemistry of Surfaces. 5th Ed. New York: John & Wiley & Sons, Inc: p 538-539

Anonim1. (2010). Jathropa curcas [serial online] Diakses [24 Juli 2010]. Dikutip dari: URL: HYPERLINK: http://www.wikipedia.org/

Bangun, H., (1997). Penuntun Praktikum Formulasi Lanjutan. Medan: Laboratrium Formulasi Resep Fakultas Farmasi USU.

Brown, D.W., Floyd, A.J., dan Sainsburry, M. (1988). Organic spectroscopy. New York: John Wiley & Sons: p 41-51.

Daniel (2006). Transformasi Asam Lemak Tak Jenuh Minyak Kemiri Menjadi Surfaktan Alkanolamida Di, Tetra dan Heksahidroksi Oktadekanoat. Disertasi. Program Doktor Ilmu Kimia FMIPA USU Medan.

Depkes, (1985). Formularium Kosmetik Indonesia. Jakarta : Departemen Kesehatan republik Indonesia Hal. 70-71.

Depkes dan Kesejahteraan Sosial RI. (2000). Inventaris Tanaman Obat Indonesia I. Jilid I. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Hal 139-140.

Foster, N.C., McArthur, B.W., Sheats, W.B., Shea, M.C., Trivedi, S.N. (2001). Production of Methyl Ester Sulfonates. In: Zoller, U., and Paul S., editors. Handbook of Detergents. USA; CRC Press: p 201-211

Germain, T. (2001). Sulfonated Methyl Ester. In: Friedli,F.E., editor. Detergency of Speciality Surfactants. New York: CRC Press: p 118-119.

Hambali, E., Suryani, A., Dadang, Hariyadi, Hanafie, H., Reksowardojo, I. K., Rivai, M., Ihsanur, M., Suryadarma, P., Tjitrosemito, S., Soerawidjaja, T. H., Prawitasari, T., Prakoso, T., dan Purnomo, W. (2006). Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Depok: Penebar Swadaya. Hal. 46,58.

Hanafi, Imam. (2010). Pabrik Biodiesel Beroperasi Jika Subsidi BBM Dicabut. [ Diakses 5 April 2010]; [3 screens]. Diambil dari URL: HYPERLINK http://www.antara-sumbar.com

Hart, H., Craine, L.E., Hart, D.J. (2003). Kimia Organik. Edisi Ke XI. Penterjemah: Suminar S Achmadi. Jakarta: Penerbit Erlangga. Hal. 461-466.

Hidayati, S., Ilim, Permadi, P. (2008). Optimasi Proses Sulfonasi untuk Memproduksi Metil Ester Sulfonat dari Minyak Sawit Kasar. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II; 2008: Nov 17-18; Bandar

Martin, A., James S., Arthur C. (1993). Farmasi Fisik. Edisi Ke III. Jakarta: Penerbit UI Press. Hal. 923-945.

Nasution, Prof. Ir.Zulkifli., (2005). Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Medan. Departemen Teknologi Pertanian fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Hal. 18.

Naughton, F.C. (1973). Production, Chemistry and Commercial Applications of Various Chemichals from Castor Oil. Symposium: Novel Uses of Agricultural Oils. Journal of the AmericanOil Chemists Society. 51:65-69. Rieger, M. M., Rhein, L. D., (1997). Surfactants In Cosmetics. 2nd Edition. New

York: Marcell Dekker Inc; 68: p 4-15.

Sadi, S. 1994. Gliserolisis minyak sawit dan inti sawit dengan piridin. Buletin PPKS. Vol. 2 (3). Hal. 155 – 164.

Satsuki, T. (1994). Methyl Ester Sulfonates: a surfactant based on natural fats. In: Cahn,A., editor. Proceedings of the 3rd World Conference on Detergents: global perspectives. Switzerland: The American Oil Chemists Society: p 135-137.

Schwuger & Lewandowski, (1995). α-Sulfomonocarboxylic Esters. In: Stache, H., editor. Anion surfactans: organic chemistry. New York; CRC Press: p 468-470.

Silverstein, R.M., Bassler, G.C., Morrill, T.C. (1981). Spectrometric Identification of Organic Compounds. 4th Ed. USA: John Wiley & Sons:p 95,96,173-179. Smith,B.C. (1999). Infrared Spectral Interpretation. USA: CRC Press. p.155-158.

Stein, W. dan H. Baumann. (1975). α-Sulfonated Fatty Acids and Esters: Manufacturing Process, Properties, and Application. Journal of The American Oil Chemist’s Society. 52(9): 323

Widodo, W., Sumarsih, S. (2006). Jarak Kepyar Tanaman Penghasil Minyak Kastor. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Hal. 100-111.

Lampiran 2. Penentuan Faktor Koreksi pada Pengukuran Tegangan Permukaan

(γ) dengan Alat Tensiometer Du Nuoy

Faktor koreksi =

pengukuran saat

pada air ) (

literatur menurut

air ) (

γ γ

(γ) air menurut literatur pada suhu 30o

C = 71,15 dyne/cm (γ) air pada saat pengukuran pada suhu 30oC = 69,67 dyne/cm

Maka faktor koreksi =

dyne/cm 69,07

dyne/cm 71,15

Lampiran 3. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Surfaktan MES No Konsentrasi

C (% b/v) Log C

γ terbaca (dyne/cm) _

γ Fk γ x Fk

γ1 γ2 γ2

1 0.0008 -3.09691 41 40.8 40.7 40.8333 1.03 42.1112

2 0.001 -3 37.7 37.8 37.7 37.7333 1.03 38.9142

3 0.002 -2.69897 37.1 37.1 37.1 37.1000 1.03 38.2610

4 0.004 -2.39794 36.4 36.4 36.3 36.3667 1.03 37.5047

5 0.006 -2.22185 35.1 35.1 35.2 35.1333 1.03 36.2328

6 0.009 -2.04576 34.5 34.6 34.7 34.6000 1.03 35.6828

7 0.01 -2 34.3 34.3 34.3 34.3000 1.03 35.3734

8 0.02 -1.69897 30.2 30.4 30.4 30.3333 1.03 31.2826

9 0.04 -1.39794 29 28.7 28.7 28.8000 1.03 29.7013

10 0.05 -1.30103 28.2 28.3 28.4 28.3000 1.03 29.1856

11 0.06 -1.22185 27.5 27.5 27.6 27.5333 1.03 28.3950

12 0.07 -1.1549 27.4 27.4 27.5 27.4333 1.03 28.2918

13 0.08 -1.09691 27.4 27.5 27.5 27.4667 1.03 28.3262

14 0.09 -1.04576 27.4 27.5 27.5 27.4667 1.03 28.3262

15 0.1 -1 27.4 27.4 27.5 27.4333 1.03 28.2918

Lampiran 4. Tabel Nilai HLB (Keseimbangan Hidrofilik-Lipofilik) dan Perhitungan Nilai HLB Surfaktan MES

Tabel Nilai HLB

Perhitungan nilai HLB Surfaktan MES

Nilai HLB = ∑{gugus-gugus hidrofilik}+ ∑{gugus-gugus lipofilik}+ 7 1.) Palmitat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 14(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-7,125) + 7

= 13,275 2.) Miristat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 12(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-6,175) + 7

= 14,225 3.) Stearat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 16(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-8,075) + 7

= 12,325 4.) Palmitoleat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 14(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-7,125) + 7

= 13,275 5.) Oleat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 16(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-8,075) + 7

= 12,325 6.) Linoleat

Nilai HLB = ( 2,4 + 11 ) + ( 16(-0,475) + (-0,475) + 7 = 13,4 + (-8,075) + 7

Nilai HLB campuran

1.) Palmitat = 13,275 x 14,8 % = 1,960 2.) Miristat = 14,225 x 0,1% = 0,014 3.) Stearat = 12,325 x 6,6 % = 0,810 4.) Oleat = 12,325 x 39,6% = 4.880 5.) Linoleat = 12,325 x 37,1 % = 4.572 6.) Palmitoleat = 13,275 x 0,7 % = 0,009 +

Lampiran 5. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Natrium Lauril Sulfat Konsentrasi C

(% b/v) Log C

γ terbaca (dyne/cm) _

Fk γ x Fk

Γ1 γ2 γ2 γ

0.0100 -2.0000 40.0000 39.8000 39.7000 39.8333 1.0300 41.0283

0.0200 -1.6990 35.5000 35.4000 36.0000 35.6333 1.0300 36.7023

0.0300 -1.5229 32.2000 33.0000 32.8000 32.6667 1.0300 33.6467

0.0400 -1.3979 30.6000 30.8000 31.0000 30.8000 1.0300 31.7240

0.0500 -1.3010 29.4000 29.7000 29.4000 29.5000 1.0300 30.3850

0.0600 -1.2218 31.1000 31.3000 31.0000 31.1333 1.0300 32.0673

0.0700 -1.1549 30.7000 30.8000 30.7000 30.7333 1.0300 31.6553

0.0800 -1.0969 29.9000 30.1000 29.8000 29.9333 1.0300 30.8313

0.0900 -1.0458 30.3000 30.5000 30.3000 30.3667 1.0300 31.2777

0.1000 -1.0000 28.1000 27.8000 28.0000 27.9667 1.0300 28.8057

0.2000 -0.6990 30.4000 30.6000 30.3000 30.4333 1.0300 31.3463

Lampiran 6. Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

(a) (b)

Keterangan : (a) Tumbuhan jarak

Lampiran 7. Biji Jarak Pagar Dengan Dan Tanpa Cangkang

(a)

(b)

(a) Biji jarak pagar (dengan cangkang) (b) Biji jarak pagar (tanpa cangkang)

Lampiran 8. Alat Pres

(b) (c)

(d) (e)

Keterangan gambar :

(a) Alat pres dengan kondisi terpasang (b) Kaleng tempat sample

(c) Wadah penampung minyak (d) Hidrolik

Lampiran 9. Uji Kualitatif Surfaktan MES

(a) (b)

Keterangan gambar : (a) Larutan surfaktan MES

Lampiran 12. Spektrofotometer FT-IR

Lampiran 14. Minyak Jarak, Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak dan Metil Ester Sulfonat (MES)

(b) (

(a)

(c) (d)

Keterangan: (a) minyak jarak (b) metil ester asam lemak dari jarak (c )metal ester sulfonat dari metil ester (d) metil ester sulfonat dari metil ester

Lampiran 15. Flowsheet Pengepresan Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

dijemur di bawah sinar matahari hingga cangkang mudah dilepaskan daari daging bijinya

dilepas dari cangkangnya

dihaluskan dengan blender

dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC selama 30 menit dipres dalam alat pres untuk memperoleh minyak

ditampung dalam erlenmeyer disaring

Buah jarak yang sudah berwarna hitam

Biji jarak dalam cangkangnya _{Kulit buah}

cangkang Biji jarak

Minyak dan pengotor Ampas

Lampiran 16. Flowsheet Pembuatan Metil Ester Asam Lemak dari Minyak jarak

dimasukkan ke dalam labu alas leher tiga ditambah 50 ml metanol

ditambah 100 ml benzene sambil diaduk

diteteskan 2 ml H2SO4 Psecara perlahan melalui

corong penetes

direfluks selama 5 jam pada suhu 80oC didestilasi pada suhu 80-81oC

diekstraksi dengan 100 ml n-heksan

dicuci dengan 25 ml aquadest sebanyak 2 kali

ditambah NaSO4 anhidrat

disaring

didestilasi pada suhu 34-35oC 100 ml minyak jarak

campuran

Residu pelarut

Lapisan bawah Lapisan atas

Filtrat Residu

Lampiran 17. Flowsheet Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) dari Metil Ester Asam Lemak Minyak jarak

dimasukkan ke dalam labu alas leher tiga dilengkapi dengan stirrer dan pendingin balik di atas hot plate

dialiri dengan gas SO3 dari pemanasan H2SO4 P

dengan bantuan blower

direfluks pada suhu 90oC selama ± 4 jam

ditambah metanol (35% v/v)

ditambah H2O2 50% sampai warna cairan

memucat

direfluks pada suhu 50oC selama 1,5 jam didestilasi sisa metanol pada suhu 64-65oC

didinginkan

ditambah NaOH 20% setetes demi setetes sambil diaduk hingga pH mendekati 8

dipanaskan diatas hotplate pada suhu 50-55oC selama 30 menit

diidentifikasi dengan analisis FT-IR diuji tegangan permukaan dan nilai HLB

100 ml metil ester asam lemak minyak

Cairan berwarna gelap

Destilat : metanol Residu

Metil ester sulfonat

Lampiran 12. Spektrofotometer FT-IR

Lampiran 14. Minyak Jarak, Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak dan Metil Ester Sulfonat (MES)

(b) (

(a)

(c) (d)

Keterangan: (a) minyak jarak (b) metil ester asam lemak dari jarak (c )metal ester sulfonat dari metil ester (d) metil ester sulfonat dari metil ester

Lampiran 15. Flowsheet Pengepresan Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

dijemur di bawah sinar matahari hingga cangkang mudah dilepaskan daari daging bijinya

dilepas dari cangkangnya

dihaluskan dengan blender

dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC selama 30 menit dipres dalam alat pres untuk memperoleh minyak

ditampung dalam erlenmeyer disaring

Buah jarak yang sudah berwarna hitam

Biji jarak dalam cangkangnya _{Kulit buah}

cangkang Biji jarak

Minyak dan pengotor Ampas

Lampiran 16. Flowsheet Pembuatan Metil Ester Asam Lemak dari Minyak jarak

dimasukkan ke dalam labu alas leher tiga ditambah 50 ml metanol

ditambah 100 ml benzene sambil diaduk

diteteskan 2 ml H2SO4 Psecara perlahan melalui corong penetes

direfluks selama 5 jam pada suhu 80oC

didestilasi pada suhu 80-81oC

diekstraksi dengan 100 ml n-heksan

dicuci dengan 25 ml aquadest sebanyak 2 kali

ditambah NaSO4 anhidrat

disaring

didestilasi pada suhu 34-35oC 100 ml minyak jarak

campuran

Residu pelarut

Lapisan bawah Lapisan atas

Filtrat Residu

Lampiran 17. Flowsheet Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) dari Metil Ester Asam Lemak Minyak jarak

dimasukkan ke dalam labu alas leher tiga dilengkapi dengan stirrer dan pendingin balik di atas hot plate

dialiri dengan gas SO3 dari pemanasan H2SO4 P dengan bantuan blower

direfluks pada suhu 90oC selama ± 4 jam

ditambah metanol (35% v/v)

ditambah H2O2 50% sampai warna cairan memucat

direfluks pada suhu 50oC selama 1,5 jam

didestilasi sisa metanol pada suhu 64-65oC

didinginkan

ditambah NaOH 20% setetes demi setetes sambil diaduk hingga pH mendekati 8

dipanaskan diatas hotplate pada suhu 50-55oC selama 30 menit

diidentifikasi dengan analisis FT-IR

diuji tegangan permukaan dan nilai HLB 100 ml metil ester asam lemak minyak

Cairan berwarna gelap

Destilat : metanol Residu

Metil ester sulfonat