29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1
Biji durian 2
HCl 1 M 3
NaOH 1M 4
Aquadest 5
KI 20 6
H
2
SO
4
25 7
Na
2
SO
3
0,1 N 8
HCl 3 9
NaOH 30 10
Indikator Amilum 5
3.2.2 Peralatan
Peralatan yang drgunakan dalam penelitian ini meliputi: 1
Beker gelas 2
Gelas ukur 3
Erlenmeyer 4
Corong gelas 5
Batang pengaduk 6
Panci Pengukus 7
Termometer 8
pH meter 9
Kompor
Universitas Sumatera Utara
30 10
Wadah plastik 11
Karet gelang 12
Alumunium foil 13
Pendingin leibig 14
Labu leher tiga 15
Refluks kondensor 16
Penangas air 17
Spatula 18
Blender 19
Ayakan 50 mesh 20
Hot plate 21
Buret
3.3 PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Durian
1. Sebanyak 10 kg biji durian dicuci bersih.
2. Biji durian dibersihkan dari kulit arinya yang berwarna cokelat.
3. Biji durian dicuci bersih.
4. Diiris dengan ketebalan 2-3 mm
5. Lendir dari biji durian yang telah diirisi dihilangkan dengan cara
menambahkan garam dapur pada biji durian, dicampur, diaduk-aduk dibawah air mengalir sampai keluar busa.
6. Direndam dengan air kapur selama 1 jam.
7. Ditiriskan lalu dicuci dengan air mengalir sampai lendir berkurang dan
ditiriskan. 8.
Dijemur di bawah sinar matahari. 9.
Hasil pengeringan kemmudian dihaluskan dengan mesin pengiling dan diayak dengan ayakan 50 mesh hinga diperoleh tepung biji durian.
[16].
Universitas Sumatera Utara
31
3.3.2 Pembuatan Sirup Glukosa dari Tepung Biji Durian [41]
1. Tepung biji durian ditimbang sebanyak 20 gr dimasukkan ke dalam
beaker gelas 2.
Ditambahkan aquadest 50 ml 3.
Diaduk lalu ditambahkan 50 ml aquadest mendidih diaduk hingga mengental.
4. Ditambahkan HCl 25 ml sesuai dengan variasi konsentrasi 0,5 ; 0,75
dan 1 M. 5.
Dimasukkan ke dalam labu leher tiga dipanaskan diatas hotplate dengan menggunakan penangas air pada suhu 90-95
o
C selama waktu sesuai dengan variable yang telah ditentukan yaitu 30, 45 dan 60
menit. 6.
Disaring dengan menggunakan kertas saring untuk memisahkan ampas dan larutan hasil hidrolisis.
7. Didinginkan pada suhu kamar.
8. Dinetralkan kondisi asam larutan dengan NaOH dan dilihat dengan
kertas pH apakah telah netral. 9.
Dilakukan analisa sesuai dengan yang telah ditentukan.
3.3.3 Penentuan Kadar Glukosa [3]
Analisis kadar pati dilakukan dengan menggunakan metode Luff Schoorl. Adapun prosedur metode ini adalah sebagai berikut [3]:
1. Larutan Luff Schoorl dibuat dengan melarutkan 143,8 g Na
2
CO
3
anhidrat dalam 300 ml air suling. Sambil diaduk, tambahkan 50 gram asam sitrat
yang telah dilarutkan dengan 50 ml air suling. Tambahkan 25 gram, CuSO
4
. 5H
2
O yang telah dilarutkan dengan 100 ml air suling. Pindahkan larutan tersebut ke dalam labu lalu ditambahkan dengan air suling hingga 1
liter dan kocok. Biarkan semalam dan disaring. Larutan ini mempunyai kepekatan Cu
2+
0,2 N dan Na
2
CO
3
2 M. 2.
Timbang 10 gram sampel tepung biji durian yang telah dihidrolisis dan dimasukkan ke dalam beaker gelas 500 ml.
3. Ditambahkan 10 ml Plumbum asetat netral.
Universitas Sumatera Utara
32 4.
Untuk menguji apakah penambahan Plumbum asetat sudah cukup ditetesi dengan larutan Na
2
HPO
4
10 . Bila timbul endapan putih menandakan penambahan plumbum asetat telah cukup.
5. Kemudian beaker gelas dipenuhi dengan aquadest 250 ml.
6. Dikocok dan dibiarkan selama kurang lebih 30 menit, selanjutnya disaring
dengan kertas saring 7.
Diperoleh Filtrat A. 8.
Dilakukan titrasi blanko.
3.3.4 Titrasi Blanko
1. Dipipet 25 ml aquadest, 25 ml larutan Luff Schroll dan dimasukkan
beberapa butir batu didih ke dalam erlenmeyer 300 ml. 2.
Dipanaskan sampai mendidih dan dibiarkan terus selama 10 menit dengan nyala api kecil.
3. Setelah dingin ditambahkan 15 ml KI 20 dan 25 ml H
2
SO
4
25 ditambahkan dengan hati-hati.
4. Dititer dengan larutan Na
2
S
2
O
3
sebagai indikator larutan kanji 0,5. Misalnya: Thiosulfat yang terpakai b ml.
3.3.5 Menghitung Kadar Gula Reduksi Sebelum Inversi
1. Dipipet 10 ml filtrat A, kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250
ml bertutup dan ditambahkan 15 ml aquadest, 25 ml larutan luff dan beberapa butir batu didih.
2. Dipanaskan sampai mendidih dan dibiarkan terus selama 10 menit
dengan nyala api kecil. 3.
Setelah dingin ditambahkan 15 ml KI 20 dan 25 ml H
2
SO
4
25 risditambahkan dengan hati-hati.
4. Dititer dengan larutan Na
2
S
2
O
3
sebagai indicator larutan kanji 0,5 Misalnya : Thiosulfat terpakgai a ml
Perhitungan : b-a ml Thiosulfat 0,01 N, kemudian dikonversikan dengan menggunakan tabel.
Universitas Sumatera Utara
33
X 100
x contoh
mg n
pengencera x
reduksi gula
mgr inversi
sebelum gula
Kadar =
=
3.3.6 Menghitung Gula Reduksi Sesudah Inversi
1. Dipipet 25 ml filtrat A, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.
2. Ditambahkan 5 ml HCl 25 , dipanaskan diatas penangas air pada suhu
70
o
C selama 10 menit agar terjadi inverse. 3.
Kemudian didinginkan, lalu kelebihan HCl 25 dinetralkan dengan indicator phenolphthalein.
4. Kemudian ditambahkan aquadest hingga tanda garis 100 ml dan
dikocok. 5.
Dipipet 10 ml ke dalam erlenmeyer, dan ditambahkan 25 ml larutan luff dan air 15 ml lalu di kocok.
6. Dipanaskan dan dibiarkan mendidih selama 10 menit dengan nyala api
kecil. 7.
Kemudian didingankan dengan pendingin es. 8.
Setelah dingin ditambahkan 15 ml KI 20 dan 25 ml H
2
SO
4
25 ditambahkan dengan hati-hati.
9. Lalu dititer dengan larutan Na
2
S
2
O
3
0,01 N dengan indicator larutan kanji
Misalnya : Thiosulfat terpakai c ml Perhitungan : b-c ml thiosulfat 0,01 N, kemudian dikonversikan
dengan menggunakan tabel.
Y 100
x contoh
mg n
pengencera x
reduksi gula
mgr inversi
setelah gula
Kadar =
=
Setelah diketahui gula reduksi yang dihasilkan dari hidrolisa sukrosa maka dapat dihitung jumlah sukrosa yaitu dengan mengalikan
dengan satu faktor yang diperoleh dari perbandingan berat molekul BM sukrosa dengan BM dua molekul gula reduksi.
0,95 180
x 2
342 x
reduksi gula
BM 2
sukrosa BM
Konversi Faktor
= =
Kadar sukrosa = kadar gula sesudah inverse – kadar gula sebelum inversi x 0,95.
Universitas Sumatera Utara
34 Tabel 3.1 Penetapan kandungan gula inversi menurut Luff Schoorl [3]
Na
2
S
2
O
3
0,1 N ml Glukosa, fruktosa
Gulainversi mg Laktosa mg
Maltosa mg
1 2,4
3,6 3,9
2 4,8
7,3 7,8
3 7,2
11,0 11,7
4 9,7
14,7 15,6
5 12,2
18,4 19,6
6 14,7
22,1 23,5
7 17,2
25,8 27,5
8 19,8
29,5 31,5
9 22,4
33,2 35,5
10 25,0
37,0 39,5
11 27,6
40,8 43,5
12 30,3
44,6 47,5
13 33,0
48,6 51,6
14 35,7
52,2 55,7
15 38,5
56,0 59,8
16 41,3
59,9 63,9
17 44,2
63,8 68,0
18 47,1
67,7 72,2
19 50,0
71,1 76,5
20 53,0
75,1 80,9
21 56,0
79,8 85,4
22 59,1
83,9 90,0
23 62,2
88,0 94,6
Universitas Sumatera Utara
35
3.3.7 Analisa Kadar Air Sirup Glukosa [2]
1. Sirup glukosa ditimbang sebanyak 2 gr
2. Lalu dikeringkan dengan oven pada suhu 105
o
C 3.
Pada waktu tertentu, sirup glukosa dikeluarkan dari oven dan dimasukan ke dalam desikator
4. Ditimbang berat sirup glukosa hingga massa yang diperoleh
5. Kadar air dihitung dengan rumus:
X 100
x kering
berat kering
berat -
basah berat
air Kadar
= =
3.3.8 Prosedur Analisa Kadar Abu Sirup Glukosa [2]
1. Ditimbang sirup glukosa sebanyak 2 gr dan dimasukkan ke dalam cawan
porselin. 2.
Dipanaskan dengan menggunakan furnace hingga terbentuk abu 3.
Abu didinginkan lalu ditimbang beratnya 4.
Diulang hingga berat abu konstan 5.
Kadar abu dihitung dengan rumus:
Y 100
x bahan
berat abu
berat bahan
abu Kadar
= =
Universitas Sumatera Utara
36
3.4 FLOWCHART PENELITIAN 3.4.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji durian
Mulai
Dicuci 10 kg biji durian
Biji durian dibersihkan dari kulit ari
Diiris dengan ketebalan 2-3 mm
Ditambahkan garam dan dicuci pada air mengalir
Direndam dengan air kapur selama 1 jam
Ditiriskan dan di cuci pada air mengalir sampai busanya berkurang
Dijemur pada sinar matahar i
Digiling dan diayak menjadi tepung
Selesai
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji Durian
Universitas Sumatera Utara
37
3.4.2 Flowchart Pembuatan Sirup Glukosa dari Tepung Biji Durian
Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan Sirup Glukosa Mulai
Tepung biji durian ditimbang 50 gr dimasukkan ke dalam beaker gelas
Ditambahkan 50 ml aquadest
Ditambahkan 50 ml aquadest
Ditambahkan HCl 25 ml dengan variasi konsentrasi 0,5 M;0,75M:1M
Dipanaskan hingga suhu 90-95
o
C dengan variasi waktu 30,45 dan 60 menit
Dianalisa glukosida hasil hidrolisis
Selesai
Universitas Sumatera Utara
38
3.4.3 Flowchart Penentuan Kadar Glukosa
Mulai
Ditimbang 2 gram cuplikan dan masukkan ke dalam labu ukur 50 ml
Tambahkan 5 ml Pb asetat setengah basa dan goyangkan
Tambahkan larutan NH
4 2
HPO
4
10
Goyangkan dan tambahkan air suling pada labu ukur sampai 50 ml, dan dikocok 12
kali biarkan dan saring
Pipet 10 ml larutan hasil penyaringan dan masukkan ke dalam Erlenmeyer 500 ml
Tambahkan 15 ml air suling dan 25 larutan Luff serta beberapa butir batu didih
Apakah terbentuk endapan? Teteskan 1 tetes larutan NH
4 2
HPO
4
10
Apakah terbentuk endapan putih?
A Tidak
Tidak Ya
Ya
Universitas Sumatera Utara
39
Setelah dingin tambahkan 10 ml larutan KI 20 dan 25 ml larutan
H
2
SO
4
25 Titer dengan larutan tio 0,1 N
dengan larutan kanji 0,5 sebagai indikator
Apakah terbentuk warna putih kekuningan?
Dicatat volume larutan tio 0,1 N yang terpakai V
1
Selesai A
Panaskan selama 10 menit kemudian angkat dan segera dinginkan dalam bak
berisi es
Tidak
Ya
Gambar 3.3 Flowchart Penentuan Kadar Glukosa
Universitas Sumatera Utara
40
3.4.4 Flowchart Penentuan Kadar Air Sirup Glukosa
Gambar 3.4 Flowchart Penentuan Kadar Air Sirup Glukosa Mulai
Sirup glukosa ditimbang sebanyak 2 gr
Dikeringkan dengan oven suhu 105
o
C
Sirup glukosa yang sudah kering di desikator
Ditimbang dan dihitung kadar air sirup
Selesai
Universitas Sumatera Utara
41
3.4.5 Flowchart Penentuan Kadar Abu Sirup Glukosa
Gambar 3.5 Flowchart Penentuan Kadar Abu Sirup Glukosa Mulai
Sirup glukosa ditimbang sebanyak 2 gr
Dimasukkan ke dalam cawan porselein
Dipanaskan dengan menggunakan furnace
Abu didinginkan dan ditimbang beratnya
Selesai Diulang hingga berat Abu Konstan
Dihitung kadar abu sirup glukosa
Universitas Sumatera Utara
42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 PENGARUH WAKTU TERHADAP KADAR GLUKOSA PADA HIDROLISIS TEPUNG BIJI DURIAN
Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Terhadap Kadar Glukosa Pada Hidrolisis Tepung Biji Durian
Dari gambar 4.2 di atas terlihat bahwa kadar glukosa semakin meningkat seiring dengan semakin lamanya waktu yang diberikan pada saat proses hidrolisis.
Dimana dapat dilihat bahwa pada waktu 60 menit kadar glukosa untuk masing- masing perlakuan semakin meningkat, dan kadar glukosa tertinggi pada
konsentrasi asam HCl 1 M dan waktu hidrolisis 60 menit yaitu 5,371538 dan kadar glukosa terendah pada penambahan asam 0,75 M dengan waktu hidrolisis
30 menit yaitu 1,0278 . Penambahan waktu hidrolisis mampu meningkatkan kadar glukosa yang
didapat karena dengan adanya penambahan waktu hidrolisis maka terjadinya kontak antara reaktan yang mengakibatkan konversi dari reaktan menjadi produk
akan semakin sering terjadi. Hal ini juga ditunjukkan pada warna larutan hidrolisat, dimana sebelum dilakukan hidrolisis, larutan berwarna jernih
kekuningan, kemudian ketika menit ke-30 warna larutan berubah menjadi agak kecokelatan, kemudian selanjunya semakin bertambahnya waktu menjadi
berwarna cokelat kemerahan. Intensitas warna larutan hidrolisat menjadi semakin
Universitas Sumatera Utara
43 meningkat seiring dengan penambahan waktu. Meningkatnya intensitas warna
larutan hidrolisat yang semakin pekat menunjukkan bahwa semakin banyak pati biji durian yang terhidrolisis menjadi glukosa [22].
Pada konsentrasi asam tertinggi pada penelitian ini yaitu 1 M diperoleh hasil kadar glukosa paling optimum. Hal ini disebabkan oleh penambahan asam sebagai
katalisator dapat mengaktifkan pereaksi, sehingga pada suhu yang tetap dan tidak terlalu tinggi, zat-zat pereaksi yang aktif semakin banyak dan kecepatan reaksi
bertambah besar. Dalam waktu tertentu, karbohidrat yang berubah menjadi glukosa juga
meningkat. Hal ini juga ditegaskan oleh teori yang menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi asam yang dipakai, maka semakin cepat reaksi hidrolisis, tetapi
dalam penggunaan asam sebaiknya jangan terlalu banyak karena juga dapat merusak atau merubah glukosa berubah menjadi furfural [14].
Universitas Sumatera Utara
44
4.2 PENGARUH WAKTU DAN KONSENTRASI HCl TERHADAP KADAR AIR SIRUP GLUKOSA PADA HIDROLISIS TEPUNG BIJI
DURIAN
Gambar 4.2 Pengaruh Waktu dan Konsentrasi HCl Terhadap Kadar Air Sirup Glukosa Pada Hidrolisis Tepung Biji Durian
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa semakin lama waktu hidrolisis akan semakin mengurangi kadar air sirup dalam sirup glukosa meskipun telah
mendapat penambahan sejumlah tertentu larutan HCl 0,5 M, 0,75 M, dan 1 M sebagai penghidrolisa. Pada penelitian ini kadar air yang terkandung pada sirup
glukosa terendah adalah 51,2150 dengan lama hidrolisis 60 menit dan konsentrasi HCl yang digunakan 1 M, sedangkan menurut standar Nasinal Indonesia SNI
kadar air yang terkandung di dalam sirup glukosa adalah maksimum 20 [5]. Hal ini disebabkan oleh tinggi dan kurang stabilnya temperatur selama proses
hidrolisa berlangsung yaitu antara 95-100
o
C Semakin sedikit kadar air maka semakin baik mutu sirup glukosa [41].
Universitas Sumatera Utara
45
4.3 PENGARUH WAKTU DAN KONSENTRASI HCl TERHADAP KADAR ABU SIRUP GLUKOSA PADA HIDROLISIS TEPUNG BIJI
DURIAN
Gambar 4.3 Pengaruh Waktu dan Konsentrasi HCl Terhadap Kadar Abu Sirup Glukosa pada Hidrolisis Tepung Biji Durian
Berdasarkan gambar diatas umumnya menunjukkan bahwa seiring dengan bertambahnya waktu hidrolisis maka kadar abu dari sirup glukosa juga semakin
meningkat. Hasil menunjukkan bahwa lama hidrolisis dan penambahan sejumlah HCl dengan variasi konsentrasi memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata
terhadap kadar abu. Dapat dilihat bahwa pada konsentrasi 1 M kadar abu yang diperoleh lebih tinggi daripada dengan perlakuan konsentrasi HCl 0,5 dan 0,75 M.
Semakin lama waktu hidrolisis dan semakin pekat konsentrasi HCl maka semakin sempurna pemecahan pati menjadi glukosa sehingga kadar abu semakin tinggi
hingga lama hidrolisis 60 menit. Akan tetapi kadar abu yang diijinkan untuk sirup glukosa secara nasional adalah 14,98 [5], sedangkan pada penelitian ini kadar
abu terendah diperoleh 16,0754 . Terjadinya peningkatan kadar abu juga dipengaruhi oleh terlarutnya garam-garam mineral yang terkandung dalam tepung
biji durian [41].
Universitas Sumatera Utara
46
4.5 TABEL STANDAR NASIONAL SIRUP GLUKOSA
Kategori