Alat-Alat Bahan-Bahan Kesimpulan Saran Talas Colocasia esculenta

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Alat-Alat

− Spektrofotometer FT – IR Shimadzu − Scanning Electron Microscopy Jeol JSM-35 − Neraca Analitis Mettler PM 480 − Hotplate Stirer Fissions − Desikator − Gelas Beaker Pyrex − Gelas Erlemeyer 250 ml Pyrex − Gelas Ukur 25 ml Pyrex − Indikator Universal − pH Meter − Labu Takar Pyrex − Magnetik Bar − Statif klem − Wadah Stainless Steel

3.2. Bahan-Bahan

− Pati Talas − Natrium Hidroksida p.a E. Merck − NaCl aq 1 − Asam Sitrat p.a E. Merck − Aquadest − Fenolftalein − Asam Klorida p.a E. Merck

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Isolasi Pati dari Talas Colocasia esculenta

Isolasi pati dari Talas Colocasia esculenta dengan metode konvensional dimana talas yang telah diparut kemudian di rendam dengan air garam kemudian disaring dengan kain kasa sehingga diperoleh filtrat kental.Filtrat kemudian didiamkan selama 1 malam.Setelah itu didekantasi lapisan supernatan dan endapan yang tersisa dikeringkan di oven dengan suhu 40 o C selama 48 jam.Tepung pati kemudian ditimbang dan disimpan dalam wadah kering yang selanjutnya dihitung persentase berat pati yang diperoleh.

3.3.2. Pembuatan Pati Sitrat Dari Pati Talas

Pembuatan pati sitrat berdasarkan metode yang telah dimodifikasi dari Chowdary Chowdary et al,.2012. Asam sitrat sebanyak 20 gram dilarutkan dengan 20 ml aquadest, kemudian ditambahkan dengan NaOH 10 M sampai pH larutan menjadi 3. Kemudian ditambahkan aquadest sampai volume larutan menjadi 50 ml. Larutan asam sitrat 50 ml kemudian dicampur dengan 50 gram pati talas didalam wadah stainless steel selama 16 jam pada temperatur ruangan 28 C. Kemudian ditempatkan di oven selama 6 jam pada suhu 60 C.Hasil kemudian dikeringkan pada oven selama 2 jam pada suhu 130 C.Hasil campuran kemudian dicuci berulang kali dengan aquadest untuk memisahkan asam sitrat yang tidak ikut bereaksi.Pati sitrat kemudian dikeringkan didalam oven pada suhu 50 C untuk menghilangkan air .Hasil kemudian dihaluskan dan disaring menggunakan saringan 120 mesh. Dilakukan prosedur yang sama dengan variasi pH 3,5 , 4, 4,5 dan 5. Kemudian masing-masing produk dianalisis dengan menggunakan spektroskopi FT-IRdan dihitung Derajat Substitusinya. Untuk Derajat substitusi tertinggi akan diuji kekuatan swelling dan uji morfologi permukaan SEM.

3.3.3. Penentuan Derajat Substitusi

Penentuan Derajat Substitusi DS berdasarkan metode Jerachaimongkol et al 2006 , dimana 2 gram pati sitrat kering dimasukkan kedalam erlenmeyer 250 mL, ditambahkan dengan akuades 50 mL. Kemudian ditambahkan 2 tetes fenolftalein. Kemudian ditambahkan 25 mL NaOH 0,5 N kedalam larutan dan diaduk dengan magnetik stir selama 3 jam pada suhu 50 o C. Kemudian dititrasi dengan larutan 0,1 N HCl sampai warna merah muda pada larutan menghilang. Derajat substitusi dapat dihitung dengan persamaan berikut: ������ ���������� = 25 − � × � ���� × � �� 1000 � × 100 � Dimana: V = volume HCl mL BM = Berat molekul gugus asil pati sitrat 175 grammol B = berat sampel gram �� = 162 × ������ ���������� 100 �� − �� − 1 × ������ ���������� × 100 Dimana: 162 = Berat molekul unit anhidroglukosa BM = Berat molekul gugus asil pati sitrat 175 grammol

3.3.4. Analisis Morfologi dengan SEM

Analisis SEM dilakukan untuk mempelajari sifat morfologi dari zat hasil sintesis yang diperoleh. Informasi dari analisis ini akan mendapatkan gambaran bentuk permukaan pati sitrat hasil sintesis.

3.3.5. Penetuan Kekuatan Swelling

Pengukuran swelling power menggunakan metode yang di kembangkan oleh Thontowi 2014, sampel pati dan pati sitrat ditimbang sebesar 2-3 gram kemudian letakkan pada cawan kering yang telang diketahui beratnya, kemudian disimpan dalam desikator yang di dalamnya sudah diberi larutan K 2 SO 4 jenuh atau KCl dan diamati pertambahan berat sampel dengan ditimbang selama kurun waktu 6, 12, 24 48, 72 jam dan dihitung dengan rumus berikut : W absorpsi = bobot setelah t jam −bobot cawan dan sampel g bobot sampel x 100

3.4 Bagan Penelitian

3.4.1 Isolasi Pati dari Talas Colocasia esculenta

Talas dikupas dan dibersihkan diparut disaring filtrat residu didiamkan selama 1 malam didekantasi lapisan atas ditimbang hasil analisis FT-IR

3.4.2 Pembuatan Pati Sitrat

20 gram Asam Sitrat dilarutkan dengan 20 ml aquadest ditambahkan NaOH 10 M sampai pH = 3 ditambahkan aquadest sampai volume larutan 50 ml dicampurkan larutan dengan 50 gram pati talas pada gelas stainless steel selama 16 jam pada suhu ruangan 28 o C dimasukkan kedalam oven dengan suhu 60 o C selama 6 jam dipanaskan pada oven pada suhu 130 o C selama 2 jam dicuci asam sitrat yang tidak bereaksi dikeringkan dilakukan prosedur yang sama untuk variasi pH 3,5 ; 4 ; 4,5 dan 5 hasil analisis FT-IR derajat substitusi analisis SEM Uji Swelling BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

4.1.1 Pati Talas

Pati yang digunakan dalam penelitian ini adalah hasil dari isolasi pati talas Colocasia esculenta dimana dari 8 kg umbi talas diperoleh sebanyak 675 g 8,43 pati talas. Dari data spektroskopi FT-IR, pati hasil isolasi memberikan sprketrum dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3387cm -1 ; 2931 cm -1 ; 1635 cm -1 ; 1149,57 cm -1 Gambar 4.1. Gambar 4.1 Spektrum FT-IR Pati Talas 4.1.2.Pembuatan Pati Sitrat Pati sitrat merupakan hasil reaksi esterifikasi antara pati dan asam sitrat dengan bantuan NaOH sebagai pengontrol variasi pH. Hasil data spektrofotometer FT-IR menunjukkan bahwa pada variasi pH 3 gambar 4.2 ; 3,5 Gambar 4.3 ; 4 Gambar 4.4 ; 4,5 Gambar 4.5 dan 5 Gambar 4.6 telah menunjukkan puncak vibrasi pada bilangan gelombang 3000-3500 cm -1 , 2800-3000 cm -1 , 2000-2300 cm -1 , 1600-1800 cm -1 , 1000-1300 cm -1 dan 600-1000 cm -1 . Gambar 4.2 Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3 Gambar 4.3 Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3,5 Gambar 4.4 Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4 Gambar 4.5 Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4,5 Gambar 4.6 Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 5 4.1.3.Derajat Substitusi Hasil penelitian Derajat Substitusi yang ditentukan secara titrasi tabel 4.1 Tabel 4.1 Hasil penentuan Derajat Substitusi Pati Sitrat pH DS 3 0,06 3,5 0,05 4 0,08 4,5 0,06 5 0,07

4.1.4. Uji Morfologi Permukaan menggunakan Scanning Electron Microscopy SEM

Pengujian SEM dilakukan terhadap pati sitrat dengan DS yang tertinggi yaitu pada pH 4.Gambaran morfologi pati sitrat pH 4 dapat dilihat pada gambar 4.7 dan gambar 4.8 berikut. Gambar 4.7 Morfologi Permukaan Pati Sitrat Perbesaran 500 kali Gambar 4.8 Morfologi Permukaan Pati Sitrat Perbesaran 1500 kali

4.1.5. Penentuan Derajat Mengembang Swelling Power

Derajat mengembang Swelling Power untuk pati talas dan pati sitrat tabel 4.2 yaitu: Tabel 4.2 Hasil Penentuan Swelling Power Pati talas dan Pati Sitrat Waktu jam W absorpsi Pati Talas Pati Sitrat 6 1,977 1,765 12 3,515 3,1622 24 4,958 4,4490 48 5,565 4,8481 72 6,322 5,4966

4.2. Pembahasan

4.2.1. Analisis Pati dengan Spektrofotometer FT-IR

Pati yang digunakan berasal dari hasil isolasi dari pati talas. Talas diperoleh dari Pusat Pasar Kabanjahe dengan massa 2-6 kilogram per umbi. Pati yang diperoleh terlebih dahulu diuji kualitatif dan menghasilkan warna ungu ketika ditambahkan dengan pereaksi iodin. Dan jumlah pati yang diperoleh per kilogramnya adalah 84 gram 8,4 . Spektrum yang ditunjukkan dari data FT-IR memberi dukungan bahwa pati yang digunakan memiliki gugus O-H dengan munculnya puncak vibrasi pada bilangan gelombang 3387 cm -1 , didukung dengan munculnya gugus C-H stretching pada bilangan 2931 cm -1 dan 1149,57 cm -1 yang menunjukkan gugus eter gambar 4.1.

4.2.2. Pembuatan Pati Sitrat

Pati sitrat yang dihasilkan merupakan reaksi antara pati dengan asam sitrat serta natrium hidroksida sebagai pengatur pH. Variasi pH yang digunakan pada penelitian ini yaitu 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 , dan 5. Pati sitrat yang diperoleh berbentuk serbuk putih, dimana pati sitrat hasil sintesis berturut-turut sebanyak 45 gram, 43 gram, 54 gram, 49 gram, dan 45 gram. Terbentuknya pati sitrat berdasarkan hasil analisa spesifik spektrum FT-IR dari variasi pH. Yaitu munculnya puncak vibrasi pada daerah 1600-1800 cm -1 yang menunjukkan vibrasi C=O sebagai gugus ester Pavia et al. 2009. Reaksi pembentukan pati sitrat secara teoritis gambar 4.90 H 2 C C C HO H 2 C -H 2 O H 2 C C C HO H 2 C O O C O n n O OH C O OH C O OH H 2 C C C HO H 2 C O OH C O OH C O -H 2 O n n Esterifikasi Asam Sitrat C O OH O O HOH 2 C HO OH O O HOH 2 C HO OH O O O OH 2 C HO OH O O HOH 2 C HO OH O H 2 C C C HO C H 2 C O O O C O O O OH 2 C HO OH O O HOH 2 C HO OH O O O HOH 2 C HO OH O O HOH 2 C HO OH O CH 2 C C OH C CH 2 O HO O C O O O O H 2 C OH HO O O CH 2 OH OH HO O O O HOH 2 C HO OH O O OH 2 C HO OH O + Pati Sitrat Gambar 4.9 Reaksi Esterifikasi Pati dengan Asam Sitrat Chowdary, 2011 Berdasarkan sumber referensi dan dukungan teori, maka reaksi antara pati dengan asam sitrat secara hipotesis ditunjukkan oleh gambar reaksi diatas. Dimana asam sitrat mengalami dehidrasi terlebih dahulu sehingga menjadi bentuk anhidratnya. Kemudian gugus anhidrat dari asam sitrat bereaksi dengan gugus alkohol pati membentuk ester pati sitrat. Kemudian karena asam sitrat memiliki gugus hidroksil yang lebih dari satu, maka kembali mengalami dehidrasi dan akan bereaksi lagi dengan molekul pati secara intermolekuler. Spektrum yang ditunjukkan dari data FT-IR memberi dukungan bahwa pati sitrat yang terbentuk di setiap masing-masing variasi pH memiliki gugus karbonil ester C=O yang berasal dari gugus asil asam sitrat dengan munculnya puncak vibrasi pada bilangan gelombang 1600- 1800 cm -1 , yaitu pada pH 3 muncul puncak pada bilangan gelombang 1635,64 cm -1 dan 1728 cm - 1 , pada pH 3,5 muncul puncak pada bilangan gelombang 1658,76 cm -1 , pada pH 4 muncul puncak pada bilangan gelombang 1635,64 cm -1 dan 1728,22 cm -1 , pada pH 4,5 muncul puncak pada bilangan gelombang 1635,64 cm -1 dan 1720,50 cm -1 dan pada pH 5 muncul puncak pada bilangan gelombang 1635,64 cm -1 . Pada pH 3,5 hanya menunjukkan 1 puncak di bilangan gelombang 1600-1800 cm -1 , yaitu 1658,76 cm -1 dikarenakan pati mengalami ikat silang sehingga C1 dan C6 dari asam sitrat sudah membentuk ester, didukung dengan berkurangnya intensitas gugus OH pada spektrum FTIR. Sedangkan pada pH yang lain, terbentuk 2 puncak di rentang bilangan gelombang 1600-1800 cm -1 , yang menandakan hanya 1 gugus karboksilat yang menjadi gugus ester.

4.2.3. Penentuan Derajat Substitusi DS

Derajat Substitusi DS adalah jumlah rata-rata gugus per anhidroglukosa unit yang disubstitusikan oleh gugus lain. Apabila gugus yang menggantikan berupa satu gugus anhidroksil pada setiap unit anhidroglukosa diesterifikasi dengan satu buah gugus asetil, nilai DS sebesar 1.Apabila terdapat tiga buah gugus hidroksil yang diesterifikasi, maka nilai DS sebesar 3 Wurzburg, 1989. Pada penelitian ini hasil DS yang diperoleh berkisar antara 0,05 – 0,08. Dimana DS tertinggi yaitu 0,08 berasal dari pati sitrat pH 4. Pada pembuatan pati sitrat apabila pH yang digunakan terlalu asam akan menyebabkan dekarboksilasi ketika reaksi terjadi, dan apabila pH yang digunakan terlalu basa maka akan menyebabkan reaksi hidrolisis ester atau saponifikasi.

4.2.3. Analisis Morfologi dengan SEM Scanning Electron Microscopic

Analisis SEM dilakukan untuk melihat morfologi dari senyawa hasil modifikasi pati yang diperoleh.Dalam penelitian ini uji SEM hanya dilakukan pada pati sitrat dengan DS tertinggi yaitu pati sitrat pH 4, dengan perbesaran gambar mencakup 500 kali dan 1500 kali.Bentuk dari pati sitrat hasil sintesis berbentuk granula-granula.Bentuk permukaan dari pati sitrat hasil sintesis tidak mengalami perubahan yang cukup signifikan dibandingkan dengan pati.Hal ini menunjukkan bahwa penambahan asam sitrat sebagai agen esterifikasi tidak mempengaruhi bentuk dari granula pati.

4.2.4. Analisis Kekuatan Swelling Pati Sitrat

Pengujian kekuatan swelling pati sitrat dilakukan untuk mengetahui seberapa banyak air yang dapat terserap terhadap pati sitrat hasil sintesis. Dalam penelitian ini uji kekuatan swelling hanya dilakukan pada pati sitrat dengan DS tertinggi yaitu pati sitrat pH 4. Dari hasil pengujian yang dilakukan, persen berat absorbsi pati sitrat terhadap larutan buffer semakin meningkat seiring dengan semakin lamanya proses pengujian. Jumlah air yang masuk pada granula pati berkurang ketika sudah menjadi pati sitrat dikarenakan semakin sedikitnya gugus hidroksil pati yang tersubstitusi oleh gugus asil dari sitrat.Sehingga jumlah ikatan hidrogen dari pati pun berkurang. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan maka dapat disimpulkan sebagai berikut : a. Pati sitrat dapat disintesis melalui esterifikasi antara pati hasil isolasi dari talas dengan asam sitrat pada pH 3 hingga pH 5 dengan penambahan natrium hidroksida sebagai pengatur pH pada suhu 130 C. b. Hasil karakteristik pati sitrat hasil sintesis yaitu berbentuk serbuk putih dimana hasil analiss spektroskopi FT-IR terdapat gugus C=O ester pada bilangan gelombang 1600- 1800 cm -1 . Hasil perhitungan derajat substitusi berturut dari pH 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 yaitu 0,06 ; 0,05 ; 0,08 ; 0,06 dan 0,07. Hasil analisa SEM Scanning Electron Microscopy menunjukkan bentuk morfologi dari pati sitrat berupa granul-granula. Hasil uji swelling berturut-turut dari waktu 6, 12, 24, 48, dan 72 jam yaitu 1,765 ; 3,1622 ; 4,4490 ; 4,8481 dan 5,4966 .

5.2. Saran

1. Diharapkan untuk peneliti selanjutnya agar melanjut uji ketahanan termal dari pati sitrat menggunakan TGADSC. 2. Diharapkan untuk peneliti selanjutnya agar melanjutkan ke aplikasi salah satu adalah sebagai carrier bahan aktif obat. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Talas Colocasia esculenta

Talas Colocasia esculenta merupakan tanaman pangan yang termasuk jenis herba menahun. Talas memiliki berbagai nama umum di seluruh dunia, yaitu Taro, Old cocoyam, Abalong, Taioba, Arvi, Keladi, Satoimo, Tayoba, dan Yu-Tao serta Sukat dalam bahasa Karo. Tanaman ini diklasifikasikan sebagai tumbuhan berbiji Spermatophyta dengan biji tertutup Angiospermae dan berkeping satu Monocotyledonae. Taksonomi tumbuhan talas secara lengkap adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledone Ordo : Arales Famili : Araceae Genus : Colocasia Species : Colocassia esculenta Koswara, 2010 Penelitian tentang pati talas maupun tepung talas di Indonesia masih terbatas, misalnya Widowati, dkk 1997 tentang pengaruh NaCl dan konsentrasi NaCO 3 pada ekstraksi serta karakterisasi beberapa varietas talas Colocasia esculenta L. Schott. Kadar pati pada talas adalah sekitar 80 dengan kadar amilopektin dan amilosa adalah masing-masing 74,45 dan 5,55. Rahmawaty, et al.,2012. Kandungan kimia dari talas dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kandungan Talas Kandungan Giji Talas Mentah Talas Rebus Energi kal 120 108 Protein g 1,5 1,4 Lemak g 0,3 0,4 Hidrat arang total g 28,2 25,0 Serat g 0,9 0,9 Abu g 0,8 0,8 Kalsium mg 31 47 Fosfor mg 6 67 Besi mg 0,7 0,7 Karoten total Vitamin B1 mg 0,05 0,06 Vitamin C mg 2 4 Air g 69,2 72,4 Bagian yang dimakan 85 100 Sumber: Slamet D.S. dan Ig. Tarkotjo 1980, Majalah Gii dan Makanan.Jilid 4.Hal 26. Pusat Penelitian dan Pengembangan Kesehatan Depkes RI Talas berasal dari daerah India dan Indonesia, yang kemudian menyebar hingga ke China, Jepang dan beberapa pulau di Pasifik. Pertumbuhan paling baik dari tanaman ini dapat dicapai dengan menanamnya di daerah yang memiliki ketinggian 0 m hingga 2740 m diatas permukaan laut, suhu antara 21-27 C, dan curah hujan sebesar 1750 mm per tahun. Bagian yang dapat dipanen dari talas adalah umbinya, dengan umur panen berkisar 6 – 18 bulan dan ditandai dengan daun yang tampak mulai menguning dan kering. Talas merupakan tanaman sekulen yaitu tanaman yang umbinya banyak mengandung air.Umbi tersebut terdiri dari umbi primer dan umbi sekunder.Kedua umbi tersebut berada dibawah permukaan tanah. Hal yang membedakannya adalah umbi primer merupakan umbi induk yang memiliki bentuk silinder dengan panjang 30 cm dan diameter 15 cm, sedangkan umbi sekunder merupakan umbi yang tumbuh di sekitar umbi primer dengan ukuran lebih kecil. Umbi sekunder ini digunakan oleh talas untuk melakukan perkembangbiakannya secara vegetative Koswara, 2010. Umbi talas memiliki berbagai macam bentuk yang sangat tergantung dengan lingkungan tempat tumbuh serta varietasnya. Minantyorini dan Hanari2002 melakukan identifikasi dan melakukan klasifikasi terhadap plasma nutfah berbagai jenis talas. Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 2.1 yang menunjukkan berbagai macam bentuk dari umbi talas, mulai dari yang kerucut 1, membulat 2, silindris 3, elips 4, halter 5, memanjang 6, datar dan bermuka banyak 7, dan tandan 8. Umumnya talas yang tersebar di Indonesia memiliki bentuk kerucut, silindris, atau elips, dengan sebagian kecil daerah memproduksi talas dengan bentuk umbi membulat, halter, memanjang, dan tandan. Untuk bentuk umbi datar dan bermuka banyak, hingga kini belum ada ditemui di Indonesia. Gambar2.1. Klasifikasi berbagai bentuk umbi talas Minantyorini dan Hanarida, 2002

2.2. Asam Sitrat