19
dua faktor yaitu rasio volume ekstrak aseton dengan pelarut heksan serta lama presipitasi.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian telah dilaksanakan pada bulan April sampai Oktober 2009 di Laboratorium di lingkungan Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian IPB dan Laboratorium di lingkungan Balai Besar Pasca Panen Departemen Pertanian.
3.3 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1.
Bahan baku berupa jeruk Pontianak 2.
Bahan kimia untuk esktraksi limonin yang terdiri dari heksan, aseton, diklorometan, isopropanol.
3. Bahan kimia untuk analisis yang terdiri dari : etanol PA, 4-dimethylamino
benzaldehide , asam asetat glasial, asam perklorat, kloroform, limonin
standar, dan acetonitrile. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pulper,
penyaring ukuran 65 mesh, 150 mesh dan 200 mesh, membran mikrofiltrasi polipropilen ukuran 0,1 µm, spektrofotometer, alat sentrifugasi, rotary
evaporator vakum, termometer, oven, timbangan analitik, corong pemisah,
perangkat ekstraksi soxhlet dan alat-alat gelas.
3.4 Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari penelitian pendahuluan dan penelitian utama, penelitian pendahuluan terdiri dari empat tahap, dengan tahapan penelitian
sebagai berikut :
1. Penelitian Pendahuluan
Tahap 1. Persiapan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan adalah jeruk Pontianak Citrus nobilis L. var microcarpa, Tahapan kerja meliputi :
20
1. Sortasi
Sortasi bertujuan untuk memisahkan buah yang digunakan agar diperoleh buah jeruk yang baik dan tidak busuk.
2. Pencucian dan Pengupasan Kulit Buah
Pencucian bertujuan untuk membersihkan kulit buah dari kotoran-kotoran seperti tanah dan lumpur serta sisa pestisida yang melekat. Selanjutnya
dilakukan pengupasan kulit buah agar minyak yang terkandung di dalam kulit tidak terbawa ke dalam sari buah.
3. Ekstraksi
Jeruk yang telah dicuci dan dikupas selanjutnya dimasukkan ke dalam mesin pulper untuk memperoleh sari jeruk. Sari jeruk ditampung di dalam
wadah, sedangkan ampasnya yang berupa biji dan pulp langsung terpisah. 4.
Penyaringan Penyaringan dilakukan untuk memisahkan serat, pulp serta biji yang dapat
menghambat proses pemisahan dengan membran mikrofiltrasi. Penyaringan dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu :
- Penyaringan pertama dilakukan menggunakan saringan santan
- Penyaringan kedua dilakukan menggunakan saringan 100 mesh.
- Penyaringan ketiga menggunakan saringan 150 mesh.
- Penyaringan keempat menggunakan saringan 200 mesh.
5. Pasteurisasi Pasteurisasi sari jeruk bertujuan untuk inaktivasi enzim dan membunuh
mikroorganisme yang dapat menyebabkan fermentasi dan kerusakan pada sari jeruk. Pada penelitian ini, pasteurisasi dilakukan menggunakan suhu
70ºC selama 10 menit. Diagram proses persiapan bahan baku disajikan pada
Gambar 6.
Tahap 2. Mikrofiltrasi Sari Jeruk
Penyaringan sari jeruk dilakukan menggunakan membran mikrofiltrasi yang dilakukan pada kondisi operasi laju alir 0,08 mdet yang didasarkan pada
hasil penelitian Agihitsni 2008. Skema proses mikrofiltrasi sari jeruk disajikan pada Gambar 7.
21
Gambar 6. Diagram proses persiapan bahan baku
22
E-1 E-2
V-1 P
I-1
E-3
V-2 P
I-2 V-3
V-4 V-5
V-6 V-7
S1 S2
S3
T1 T2
S4
Keterangan : E-1 = tangki umpan
E-2 = pompa E-3 = membran ultrafiltrasi
I-1 = pressure gauge in I-2 = pressure gauge out
V-1, V-2 = katup pengatur tekanan dan laju alir V-3, V-4, V-5 = three way valve
V-6 = katup sampling permeat V-7 = katup sampling retentat
S1,S2,S3,S4 = Selenoid T1, T2 = timer elektronik
Selenoid merupakan valve elektronik, timer T1 mengatur S1 dan S3 yang merupakan pengatur selang periode frekuensi backwash, sedangkan timer T2 mengatur S1 dan S2 yang menentukan lamanya durasi backwash
Gambar 7. Skema proses mikrofiltrasi sari jeruk
Sumber : Noor et al. 2007
Tahap 3. Backwash Membran Mikrofiltrasi
Pencucian membran mikrofiltrasi dilakukan untuk mendapatkan limonin yang diduga tertahan pada membran yang dilakukan dengan metode
backwash menggunakan akuades. Skema proses backwash membran
disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8. Skema proses backwash membran
Sumber : Noor et al 2007
E-1 E-2
V-1 P
I-1
E-3
V-2 P
I-2 V-3
V-4 V-5
V-6 V-7
Keterangan : E-1 = tangki umpan
E-2 = pompa E-3 = membran mikrofiltrasi
I-1 = pressure gauge in I-2 = pressure gauge out
V-1, V-2 = katup pengatur tekanan dan laju alir V-3, V-4, V-5 = three way valve
V-6 = katup sampling permeat V-7 = katup sampling retentat
23
Tahap 4. Isolasi Limonin
Isolasi limonin dilakukan pada air backwash, kulit ari dan biji jeruk. a.
Isolasi Limonin Dari Air Backwash Ekstraksi limonin dari air backwash dilakukan dengan dua metode :
1. Metode pertama adalah maserasi endapan air backwash. Pada metode ini,
air backwash sebanyak 3 liter disentrifugasi pada 7000 rpm pada suhu 4
o
C, selama 20 menit sehingga menghasilkan endapan sebesar 12 g, yang selanjutnya dimaserasi menggunakan dua jenis pelarut yaitu aseton dan
diklorometan sebanyak 200 ml selama 4 jam pada suhu ruang. Pelarut selanjutnya diuapkan dengan rotary evaporator vacuum pada suhu 40
o
C. Ekstrak pelarut sebesar 20 ml kemudian ditambahkan heksan sebanyak
tiga kali volume ekstrak. Diagram proses maserasi endapan air backwash disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9. Diagram proses maserasi endapan air backwash dengan pelarut aseton
dan diklorometan
24
2. Metode ekstraksi cair-cair menggunakan pelarut diklorometan dengan
menggunakan corong pemisah. Ekstraksi 2 liter air backwash dengan 100 ml dengan diklorometan dilakukan menggunakan corong pemisah dimana
200 ml air backwash ditambahkan dengan 100 ml pelarut selanjutnya dilakukan pengocokan supaya limonin yang terdapat pada fase air dapat
pindah ke fase diklorometan. Kemudian didiamkan selama 15 menit sampai terbentuk dua fase dimana bagian bawah adalah diklorometan dan
bagian atas adalah air. Kedua fase tersebut lalu dipisahkan kemudian fase diklorometan dipresipitasi dengan cara ditambahkan heksan sebanyak tiga
kali volume pelarut lalu didiamkan selama 20 jam pada suhu refrigerasi. Ekstraksi air backwash dengan metode ekstraksi cair-cair disajikan pada
Gambar 10.
Gambar 10. Diagram proses ekstraksi air backwash dengan metode ekstraksi cair- cair
b. Isolasi limonin dari biji, kulit ari dan pulp jeruk
Isolasi limonin juga dilakukan dari bagian jeruk yang lain yang diduga mengandung limonin seperti biji jeruk dan kulit ari, sisa penyaringan jeruk
tahap awal pulp jeruk. Biji jeruk dan kulit ari dikeringkan menggunakan oven blower suhu 50
o
C sampai berat kedua bahan tersebut konstan kemudian dilakukan pengecilan ukuran menggunakan hammer mill.
Selanjutnya biji dan kulit ari jeruk diekstraksi secara bertahap, tahap pertama menggunakan heksan yang bertujuan untuk menghilangkan
minyak serta komponen yang bersifat non polar dari biji, kulit ari dan pulp
25
jeruk, tahap kedua menggunakan aseton yang bertujuan untuk mengekstrak limonin dengan menggunakan perangkat ekstraksi soxhlet.
Proses isolasi dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan pencucian etanol dan tanpa pencucian etanol. Diagram proses isolasi limonin dari biji, kulit ari
dan pulp jeruk tanpa pencucian etanol disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Diagram proses isolasi limonin dari biji, kulit ari dan pulp jeruk tanpa pencucian etanol
Sumber : Pifferi et al. 1993
26
Diagram proses isolasi limonin dari biji, kulit ari dan pulp jeruk dengan pencucian menggunakan etanol disajikan pada Gambar 12.
Gambar 12. Diagram proses isolasi limonin dari biji, kulit ari dan pulp jeruk dengan pencucian etanol
Sumber : Pifferi et al. 1993
27
2. Penelitian Utama
Pada penelitian utama dilakukan optimasi proses isolasi limonin dari bahan baku dengan kandungan limonin paling tinggi yaitu biji jeruk dengan
metode ekstraksi tanpa pencucian dengan etanol. Optimasi dilakukan pada tahap proses presipitasi dengan dua faktor yaitu rasio ekstrak aseton dan
pelarut heksan dengan rentang 1:3 – 1:5 vv dan lama presipitasi pada rentang waktu 16-24 jam. Presipitasi dilakukan pada kondisi suhu refrigerasi.
Diagram proses optimasi isolasi limonin dari biji jeruk siam disajikan pada Gambar 13.
3.5 Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan optimasi ekstraksi limonin menggunakan metode permukaan respon respon surface method. Faktor yang dianalisis ada
dua yaitu: 1. Rasio volume ekstrak aseton : pelarut heksan dengan rentang 1:3 – 1:5
vv 2. Lama presipitasi dengan rentang 16-24 jam.
Dengan basis percobaan 81 gram biji jeruk kering. Desain rancangan percobaan disajikan pada Tabel 2.
Tabel 3. Desain rancangan percobaan No.
Rasio volume pelarut heksan
Lama presipitasi jam Kode Variabel
X
1
X
2
1 3
16 -1
-1 2
5 24
1 -1
3 3
16 -1
1 4
5 24
1 1
5 2,6
20 -1.41
6 5,4
20 1.41
7 4
14 jam 21 menit -1.41
8 4
25 jam 40 menit 1.41
9 4
20 10
4 20
28
Respon utama parameter yang dianalisis adalah konsentrasi limonin yang diperoleh Y. Model rancangan percobaan faktorial untuk mengetahui
pengaruh dari kedua faktor terhadap respon yang diinginkan adalah sebagai berikut:
2 1
5 2
2 4
2 1
3 2
2 1
1
x x
a x
a x
a x
a x
a a
Y +
+ +
+ +
=
Keterangan : Y
= Jumlah limonin mg a
, a
1
, a
2
, a
3
, a
4
, a
5
= Koefisien regresi X
1
= Pengaruh linier faktor rasio volume ekstrak aseton dan heksan
X
2
= Pengaruh linier faktor lama presipitasi X
1
X
2
= Pengaruh linier interaksi faktor rasio volume ekstrak aseton dan heksan serta lama presipitasi
X
1 2
= Pengaruh kuadratik faktor rasio volume ekstrak aseton dan heksan
X
2 2
= Pengaruh kuadratik faktor lama presipitasi
29
Biji jeruk
Pengeringan, T 50
o
C ±5
o
C, T 24 Jam
Pengecilan Ukuran
Ekstraksi Dengan aseton Menggunakan Soxhlet Selama 10 Jam
Evaporasi Suhu 40
O
C Optimasi Presipitasi Dengan Faktor Rasio Ekstrak Aseton : Pelarut Heksan = 1:301:5
Dan Lama Presipitasi 16024 Jam
Kristal limonin Ekstraksi dengan heksan Menggunakan Soxhlet Selama 10 Jam
Purifikasi dengan diklorometan : isopropanol = 1 : 3, t=16 jam Presipitat
Bubuk Biji jeruk kering
Gambar 13. Optimasi proses isolasi limonin dari biji jeruk Modifikasi Pifferi et al. 1993
30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Isolasi Limonin dari Air
Backwash, Kulit Ari, Biji dan Sisa Penyaringan Awal
Pulp
Berdasarkan hasil penelitian Setyadjit 2006 terhadap beberapa varietas jeruk yang beredar di Indonesia, konsentrasi limonin paling tinggi
terdapat pada sari jeruk nipis yaitu 16,25 µg ml
-1
, sari jeruk siam menempati tempat kedua dengan kandungan limonin sebesar 13,70 µg ml
-1
, kemudian sari jeruk Medan, 4,30
µg ml
-1
, sari jeruk Argentina 3,13 µg ml
-1
sedangkan sari jeruk sunkist tidak mengandung limonin.
Mikrofiltrasi sari jeruk yang didasarkan pada penelitian Aghitsni 2008 telah berhasil menghilangkan rasa pahit pada sari jeruk dimana kandungan
limonin pada sari jeruk hasil mikrofiltrasi yaitu permeat dan retentat berada di bawah batasan konsentrasi yang dapat diterima konsumen yaitu 6 7g ml
-1
Mozaffar 1998. Konsentrasi limonin pada permeat dan retentat disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Konsentrasi limonin dalam permeat, retentat dan air backwash
Hasil analisis kandungan limonin pada Tabel 4 menunjukkan kandungan limonin pada sari jeruk berbeda dengan hasil penelitian Setyadjit
2006, hal ini bisa dikarenakan perbedaan masa panen jeruk siam dimana jeruk siam yang dipanen pada musim kemarau memiliki kandungan limonin
lebih tinggi. Limonin merupakan metabolit sekunder dan diduga kandungannya akan semakin tinggi apabila jeruk menerima tekanan dari
lingkungan sekitar. Penurunan kandungan limonin pada permeat maupun retentat hasil
mikrofiltrasi menimbulkan dugaan senyawa-senyawa tersebut tertahan di dinding membran. Tertahannya limonin dan naringin pada membran juga
Konsentrasi ppm Sari jeruk
13,061 Permeat
2,347 Retentat
3,980 Air Backwash
5,715
Kategori