50 Kenaikan konsentrasi dari larutan umpan dapat diketahui dengan
mengetahui konsentrasi retentat dan dapat dihitung dengan rumus:
Kenaikan konsentrasi = x 100
Tabel 8. Kenaikan konsentrasi larutan stevia setelah penjernihan pada berbagai tekanan transmembran kecepatan alir 0.02 ms
P bar Cf
gml Cp
gml Cr
gml Qf
mls Qp
mls Qr
mls Kenaikan
konsentrasi 1.49 0.0204 0.0079
0.0214 100
7.143 92.857
4.7 1.61 0.0204 0.0099
0.0213 100
7.692 92.308
4.3 1.87 0.0204 0.0129
0.0217 100
10.000 90.000
6.3 1.49 0.0287 0.0088
0.0301 100
6.667 93.333
5.0 1.65 0.0287 0.0095
0.0302 100
7.143 92.857
5.1
Berdasarkan Tabel 8. kenaikan konsentrasi steviosida pada larutan retentat adalah sekitar 4.3 – 6.6 persen. Semakin tinggi konsentrasi umpan,
semakin banyak pula partikel terlarut yang dapat menghalangi laju difusi larutan ke membran sehingga produk yang diinginkan sulit lolos melewati
membran.
C. Karakteristik Larutan Stevia
Uji karakteristik yang dilakukan pada ekstrak daun stevia sebelum dan sesudah filtrasi terhadap tiap tekanan dan kecepatan alir adalah pH,
konsentrasi steviosida, kadar gula total, kejernihan dan kadar abu. Data lengkap hasil analisa larutan stevia pada berbagai tekanan dapat dilihat pada
Lampiran 12. a. pH
pH merupakan salah satu pengukuran asam atau basa suatu larutan. Larutan stevia memiliki pH diatas 5.00. Pemanis stevia tidak akan berubah
jika dipanaskan pada suhu 100
o
C selama 1 jam dan stabil pada pH 3 – pH Cr – Cf
Cf
Keterangan : Cr = Konsentrasi retentat Cf = Konsentrasi umpan feed
51 9 Anonim. 2004. pH sebelum dan sesudah filtrasi larutan stevia dapat
dilihat pada Gambar 20.
5,20 5,50
5,80 6,10
6,40 6,70
20,4 g L 28,7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM p
H
Umpan Tekanan 1,49 bar
Tekanan 1,61 bar Tekanan 1,65 bar
Tekanan 1,87 bar
Gambar 20. Perubahan pH pada berbagai konsentrasi umpan steviosida dan tekanan CFV=0.02 ms.
5,35 5,40
5,45 5,50
5,55 5,60
5,65 5,70
5,75 5,80
5,85
20,4 g L 28,7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM p
H
Umpan CFV 0,0029 m s
CFV 0,011 m s CFV 0,016 m s
Gambar 21. Perubahan pH pada berbagai konsentrasi umpan dan kecepatan alir
ΔP=1.61 bar. Pada Gambar 20 dan Gambar 22 menunjukkan bahwa pH larutan
stevia setelah filtrasi tidak berubah secara signifikan yaitu berkisar antara 5 – 5.79. Hal itu dikarenakan tidak adanya perlakuan kimiawi selama
proses filtrasi. Salah satu keunggulan dari teknologi membran yaitu mengurangi penggunaan bahan kimiawi. Hasil penelitian Puri 2005
52 tentang kajian pemurnian nira tebu dengan membran filtrasi dengan sistem
aliran silang menghasilkan pH nira sebesar 5.41 dan terjadi penurunan pH setelah proses filtrasi dengan membran.
b. Konsentrasi steviosida Pemanis stevia yang paling utama pada tanaman Stevia rebaudiana
adalah steviosida. Steviosida jumlahnya lebih banyak dibandingkan dengan pemanis lainnya yang terkandung di dalam tanaman stevia.
Kandungan steviosida di dalam daun stevia adalah 5 – 15 dan rebaudiosida A adalah 3 – 6, sedangkan untuk glikosida yang lain
jumlahnya sangat sedikit Tanaka, 1979. Setelah pemisahan dengan membran pada berbagai tekanan dan kecepatan alir, terjadi penurunan
konsentrasi steviosida pada permeat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 22 dan Gambar 23.
0, 0 2, 0
4, 0 6, 0
8, 0 10, 0
12, 0 14, 0
20, 4 g L 28, 7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM
K o
n se
n tr
a si
s te
v io
si d
a s
e su
d a
h k
e lu
a r
m e
m b
ra n
g L
Tekanan 1, 49 bar Tekanan 1, 61 bar
Tekanan 1, 65 bar Tekanan 1, 87 bar
Gambar 22. Perubahan konsentrasi steviosida pada berbagai konsentrasi umpan steviosida dan tekanan CFV=0.02 ms.
53
0, 0 2, 0
4, 0 6, 0
8, 0 10, 0
12, 0
20, 4 g L 28, 7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM
K o
n se
n tr
a si
s te
v io
si d
a s
e su
d a
h k
e lu
a r
m e
m b
ra n
g L
CFV 0, 0029 m s CFV 0, 011 m s
CFV 0, 02 m s
Gambar 23. Perubahan konsentrasi steviosida pada konsentrasi umpan steviosida dan kecepatan alir
ΔP=1.61 bar. Pada Gambar 22, tekanan yang tinggi akan menghasilkan konsentrasi
steviosida sesudah keluar membran berkisar antara 7.9 gL – 12.9 gL sedangkan pada berbagai kecepatan alir konsentrasi steviosida berkisar
6.9 gL – 10.0 gL yang dapat dilihat pada Gambar 23. Konsentrasi steviosida setelah difiltrasi dengan membran mengalami penurunan pada
konsentrasi 20.4 gL sebesar 36.76 - 61.27, sedangkan konsentrasi 28.7 penurunannya sebesar 65.51 – 73.17. Konsentrasi steviosida
mengalami penurunan dikarenakan telah terjadinya fermentasi selama proses filtrasi sehingga steviosida terhidrolisa menjadi steviol dan glukosa,
disamping itu juga larutan memiliki sifat sedikit asam sehingga ada kemungkinan terjadi penguraian senyawa di dalam larutan tersebut.
c. Kadar gula total Kadar gula total untuk menunjukkan larutan mengandung gula
sederhana, oligosakarida dan polisakarida. Kadar gula total sebelum dan sesudah masuk membran pada berbagai tekanan dapat dilihat pada
Gambar 24.
54
0, 000 0, 500
1, 000 1, 500
2, 000 2, 500
20,4 g L 28,7 gL
Konsentrasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM K
a d
a r
g u
la t
o ta
l g
L
Umpan Tekanan 1,49 bar
Tekanan 1,61 bar Tekanan 1,65 bar
Tekanan 1,87 bar
Gambar 24. Perubahan kadar gula total pada berbagai konsentrasi umpan steviosida dan tekanan CFV=0.02 ms.
Pada gambar terlihat bahwa nilai gula total tertinggi diperoleh pada konsentrasi 20.4 gL yaitu 0.801 gL. Kadar gula total pada tiap tekanan
menunjukkan kecenderungan naik namun jumlah yang dihasilkan sedikit dibandingkan dengan steviosida. Hal tersebut menunjukkan bahwa
kemanisan larutan stevia tidak ditentukan oleh kandungan gulanya. tetapi lebih ditentukan oleh senyawa–senyawa pemanis yang ada di dalamnya
delapan glikosida diterpen. Steviosida dapat terhidrolisis menjadi aglikon steviol dan glukosa dengan adanya penambahan asam dan enzim. Gula
total yang terukur adalah steviosida yang terhidrolisa menjadi glukosa dan steviol.
55
0,000 0,500
1,000 1,500
2,000 2,500
20,4 gL 28,7 gL
Konsentrasi steviosida sebelum masuk membran KSSM K
a d
a r
g u
la t
o ta
l g
L
Umpan CFV 0,0029 ms
CFV 0,011 ms CFV 0,02 ms
Gambar 25. Perubahan kadar gula total pada berbagai konsentrasi umpan steviosida dan kecepatan alir
ΔP=1.61 bar. Pada kecepatan alir yang bervariasi menunjukkan kadar gula total
yang fluktuatif sehingga tidak diketahui kecenderungannya. Namun kadar gula total yang menurun menunjukkan bahwa gula selain gula stevia ada
yang tertahan dipermukaan membran. Kadar gula total setelah keluar dari membran pada berbagai kecepatan alir dapat dilihat pada Gambar 25.
d. Persen kejernihan T Menurut Moerdokusumo 1993, kejernihan merupakan perbandingan
antara cahaya yang dipantulkan oleh suatu lapisan gula dan cahaya standar yang sama dipantulkan oleh lapisan magnesia. Kejernihan larutan diukur
dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 490 nm dengan pengenceran 10 kali.
Persen kejernihan T pada larutan ekstrak daun stevia menunjukkan bahwa membran ultrafiltrasi mampu memisahkan pengotor-pengotor yang
menyebabkan warna dari hasil ekstrak daun stevia. Hal itu ditunjukkan dengan semakin tinggi persen kejernihan T, maka semakin banyak
kotoran-kotoran yang tersaring oleh membran. Larutan stevia yang telah difiltrasi dengan ultrafiltrasi aliran silang menghasilkan larutan yang lebih
jernih dibandingkan dengan larutan ekstrak daun stevia sebelum difiltrasi dengan membran. Perbandingan nilai persen kejernihan T sebelum dan
56 sesudah filtrasi pada berbagai tekanan dan berbagai kecepatan alir dapat
dilihat pada Gambar 26 dan Gambar 27.
20 40
60 80
100
20, 4 g L 28, 7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM K
e je
rn ih
a n
T
Umpan Tekanan 1, 49 bar
Tekanan 1, 61 bar Tekanan 1, 65 bar
Tekanan 1, 87 bar
Gambar 26. Perbandingan nilai persen kejernihan sebelum umpan dan setelah permeat filtrasi oleh membran pada berbagai
tekanan CFV=0.02 ms.
20 40
60 80
100
20, 4 g L 28, 7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM K
e je
rn ih
a n
T
Umpan CFV 0, 0029 m s
CFV 0, 011 m s CFV 0, 02 m s
Gambar 27. Perbandingan nilai persen kejernihan sebelum umpan dan setelah permeat filtrasi oleh membran pada berbagai
kecepatan alir ΔP=1.61 bar.
Berdasarkan Gambar 26, semakin tinggi tekanan yang diberikan persen kejernihan yang dihasilkan pada permeat semakin tinggi. Persen
kejernihan meningkat sebesar 64 pada tekanan 1.87 bar. Pada Gambar 27, menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan alir, maka persen
kejernihan yang dihasilkan semakin rendah. Peningkatan persen
57 kejernihan terdapat pada kecepatan alir rendah 0.0029 ms sebesar 60.
Larutan ekstrak daun stevia sebelum difiltrasi masih memiliki warna yang keruh coklat dan mengandung pengotor-pengotor. Pengotor yang
terkandung di dalam ekstrak daun stevia berupa klorofil, partikel-partikel besar yang menghasilkan pigmen, tanin dan senyawa inorganik. Hasil
penjernihan ekstrak daun stevia dapat dilihat pada Gambar 27. Data lengkap persen kejernihan dapat dilihat pada Lampiran 12.
Gambar 28. Hasil penjernihan ekstrak daun stevia a umpan. permeat pada b tekanan 1.49 bar. c tekanan 1.65 bar. d
tekanan 1.87 bar.
e. Kadar Abu Larutan ekstrak daun stevia sebelum difiltrasi memiliki kadar abu
yang tinggi yaitu sebesar 0.073. Namun setelah difiltrasi dengan membran, larutan ekstrak daun stevia menghasilkan kadar abu yang
lebih rendah. Nilai kadar abu sebelum dan sesudah filtrasi pada konsentrasi larutan umpan stevia dan tekanan dapat dilihat pada
Gambar 29. a
b c
d
58
0,000 0,020
0,040 0,060
0,080 0,100
20,4 gL 28,7 gL
Konsentrasi steviosida sebelum masuk membran KSSM K
a d
a r
A b
u
Umpan Tekanan 1,49 bar
Tekanan 1,61 bar Tekanan 1,65 bar
Tekanan 1,87 bar
Gambar 29. Nilai kadar abu sebelum dan sesudah filtrasi pada konsentrasi larutan stevia dan tekanan CFV=0.02 ms.
Berdasarkan Gambar 29, kadar abu yang dihasilkan pada tekanan 1.87 bar mengalami penurunan sebesar 62. Hal itu menunjukkan
bahwa pengotor pada larutan ekstrak daun stevia dapat difiltrasi dengan ultrafiltrasi aliran silang sehingga larutan stevia menjadi lebih
jernih. Pada kecepatan alir yang semakin meningkat menghasilkan nilai kadar abu yang meningkat, sehingga larutan stevia yang
dihasilkan pun memiliki tingkat kejernihan yang rendah. Pada kecepatan alir yang rendah 0.0029 ms, terjadi penurunan kadar abu
sebesar 59. Hal itu menunjukkan bahwa pada kecepatan alir yang rendah, proses terakumulasinya abu pada permukaan membran
semakin cepat sehingga dapat menyumbat pori-pori membran. Nilai kadar abu sebelum dan sesudah filtrasi pada konsentrasi larutan umpan
stevia dan kecepatan alir dapat dilihat pada Gambar 30.
59
0, 000 0, 010
0, 020 0, 030
0, 040 0, 050
0, 060 0, 070
0, 080 0, 090
20, 4 g L 28, 7 g L
Konsent rasi st eviosida sebelum masuk membran KSSM K
a d
a r
A b
u
Umpan CFV 0, 0029 m s
CFV 0, 011 m s CFV 0, 02 m s
Gambar 30. Nilai Nilai kadar abu sebelum dan sesudah filtrasi pada konsentrasi larutan stevia dan kecepatan alir
ΔP=1.61 bar.
f. Analisa larutan stevia dengan High Performance Liquid Chromatography
HPLC Larutan stevia yang diekstraksi dengan air destilata sebelum
dijernihkan dengan menggunakan membran dianalisa dengan HPLC untuk membuktikan ada tidaknya kandungan steviosida di dalam
ekstrak daun stevia menggunakan pelarut air. Larutan ekstrak daun stevia terbukti mengandung senyawa glikosida yang utama yaitu
steviosida dan rebaudiosida A. Pada standar steviosida waktu retensinya 3.14 dan standar rebaudiosida A waktu retensinya 5.26.
Larutan stevia sebelum jernihkan diketahui adanya steviosida dimana menghasilkan waktu retensi 3.10 pada puncak kromatogram no. 4
dan 5.20 pada rebaudiosida A puncak kromatogram no. 8. dapat dilihat pada Lampiran 13.
Larutan stevia setelah dijernihkan diketahui waktu retensi 3.07 yang menunjukkan steviosida puncak kromatogram no. 5 dan waktu
retensi 5.26 menunjukkan rebaudiosida A puncak kromatogram no. 12. Selain steviosida dan rebaudiosida A masih ada senyawa–senyawa
lain yang terkandung di dalam larutan stevia karena ada puncak kromatografi selain senyawa tersebut. Hasil analisa HPLC
menunjukkan bahwa steviosida yang banyak terkandung di dalam daun
60 stevia. Keberhasilan dalam penjernihan ekstrak daun stevia belum
dapat dikatakan berhasil karena standar yang digunakan hanya pemanis stevia yaitu steviosida dan rebaudiosida A, sehingga pengotor
yang terkandung di dalam hasil ekstrak daun tidak dapat diketahui.
D. PEMBAHASAN UMUM
