LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN EKSTRAKSI PEKTIN MODIFIKASI PEKTIN

16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini dilakukan selama lebih kurang 8 bulan. 3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan Penelitian Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah: 1. Kulit markisa kuning dari beberapa pasar buah di Medan, Sibolangit dan Berastagi 2. Asam klorida HCl 3. Aquadest 4. Etanol 96 5. Natrium hidroksida NaOH 6. Aseton C 3 H 6 O 7. Timbal II Sulfat PbSO 4

3.2.2 Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Oven 2. Ayakan 60 dan 100 mesh 3. Alumunium foil 4. Erlenmeyer 5. Neraca digital 6. Gelas ukur 7. Magnetic stirrer 8. Beaker glass 9. Blender 17 10. Termometer 11. Batang pengaduk 12. Kertas saring 13. Hot plate 14. Corong gelas 15. pH meter 16. Pipet tetes 17. Atomic Absorption Spectrophotometry AAS 18. Fourier Transform Infra Red FTIR 3.3 PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1 Persiapan Analisis dan Kimia a. Buah markisa dicuci dan dipisahkan dari dagingnya. b. Kulit buah markisa dikeringkan dengan oven pada 105 o C. c. Kulit kering lalu diblender sampai halus.

3.3.2 Ekstraksi Pektin

Prosedur ekstraksi pektin diadopsi dari prosedur yang dilakukan Liew, dkk. [18] dan Simmaky dan Jaanaki [19] dengan sedikit modifikasi : 1. Tepung kulit markisa kering yang telah diperoleh ini kemudian ditambahkan air dengan perbandingan 1 : 15 wv lalu campuran diaduk. 2. Campuran ditambahkan HCl 0,5 N sampai pH 2. 3. Campuran tersebut di panaskan diatas magnetic stirer pada kisaran suhu 60 – 70 o C selama 2 jam. 4. Campuran disaring dengan kain saring dan filtrat dibiarkan dingin sampai temperatur kamar. 5. Setelah itu ditambahkan alkohol 96 dengan perbandingan 1 : 2 vv dan dibiarkan selama 16 jam. 6. Campuran di saring dan didapatkan pektin basah. 7. Dicuci pertama dengan alkohol asam yang dibuat dengan cara 960 ml alkohol 96 ditambah HCl 4N sampai volumenya 1000 ml, lalu pencucian kedua dilakukan dengan alkohol 70 dan terakhir dengan alkohol 96. 18 8. Pektin kemudian dikeringkan dalam oven 40 o C selama 24 jam, lalu di ayak 60 mesh.

3.3.3 Modifikasi Pektin

Prosedur modifikasi pektin diambil dari Wong, dkk. [12] dengan prosedur sebagai berikut: 1. Pektin dilarutkan dalam air suling sampai 1,5. 2. pH ditingkatkan menjadi 10,0 dengan NaOH 3N lalu diinkubasi pada 50 – 60 o C selama 1 jam. 3. Lalu didinginkan hingga temperatur kamar. 4. pH disesuaikan menjadi 3 dengan 3N HCl dan disimpan semalaman. 5. Sampel diendapkan dengan 95 etanol dan diinkubasi dengan es batu selama 2 jam 6. Lalu disaring dan dicuci dengan aseton. 7. Dikeringkan pada oven vakum pada 25 o C selama 8 jam. 8. Lalu diayak untuk mendapatkan ukuran 60 dan 100 mesh. 9. Selanjutnya ini diberi nama pektin dengan modifikasi.

3.3.4 Penentuan Waktu Optimum

Prosedur penentuan jumlah logam PbII yang terjerap dalam biosorben dengan variasi waktu pengadukan dilakukan dengan mengadopsi prosedur yang dilakukan oleh Sunarya [20] yaitu: 1. 1 gr biosorben dimasukkan dalam 50 ml larutan tunggal PbII dengan konsentrasi 15 ppm. 2. Campuran diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama selang waktu tertentu 30, 60, 90, dan 120 menit. 3. Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm. 4. Efisiensi PbII yang terjerap oleh setiap gram sampel dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 100 x C C C Efisiensi 1 2 1 3.1 19 Keterangan : Efisiensi = Efisiensi logam PbII yang terjerap C 1 = konsentrasi larutan PbII awal ppm C 2 = konsentrasi larutan PbII akhir ppm

3.3.5 Pengaruh Bobot Biosorben

Prosedur penentuan jumlah logam PbII yang terjerap dalam biosorben dengan variasi bobot biosorben dilakukan dengan mengadopsi prosedur yang dilakukan oleh Sunarya [20] yaitu: 1. Sejumlah massa 0,25; 0,50; 0,75 dan 1 gr biosorben dimasukkan dalam 50 ml tunggal PbII dengan konsentrasi 15 ppm. 2. Campuran diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama waktu optimum. 3. Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm. 4. Efisiensi PbII yang terjerap oleh setiap gram sampel dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 100 x C C C Efisiensi 1 2 1 3.2 Keterangan : Efisiensi = Efisiensi logam PbII yang terjerap C 1 = konsentrasi larutan PbII awal ppm C 2 = konsentrasi larutan PbII akhir ppm

3.3.6 Pengaruh Ukuran Partikel Biosorben

Prosedur penentuan jumlah logam PbII yang terjerap dalam biosorben dengan variasi ukuran partikel biosorben dilakukan dengan mengadopsi prosedur yang dilakukan oleh Sunarya [20] yaitu: 1. 1 gr biosorben dengan ukuran partikel yang berbeda 60 dan 100 mesh masing-masing dimasukkan dalam 50 ml tunggal PbII dengan konsentrasi 15 ppm. 2. Campuran diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama waktu optimum. 3. Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm. 20 4. Efisiensi PbII yang terjerap oleh setiap gram sampel dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 100 x C C C Efisiensi 1 2 1 3.3 Keterangan : Efisiensi = Efisiensi logam PbII yang terjerap C 1 = konsentrasi larutan PbII awal ppm C 2 = konsentrasi larutan PbII akhir ppm

3.3.7 Analisa Isoterm Adsorpsi Freundlich dan Langmuir

Analisa isoterm adsorpsi dilakukan dengan menggunakan persamaan- persamaan yang berlaku pada isoterm adsorpsi Freundlich dan Langmuir. Analisa dilakukan dengan menvariasikan konsentrasi yaitu 15, 18, 21, 24, dan 27 ppm dan diuji dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm.

3.3.8 Analisa FTIR Fourier Transform Infra Red

Analisa FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada pektin modifikasi dan dilakukan perbandingan dengan pektin non-modifikasi.

3.3.9 Penentuan Derajat Esterifikasi Pektin

Prosedur derajat esterifikasi pektin dilakukan dengan mengadopsi prosedur yang dilakukan oleh Liew, dkk. [18] yaitu: 1. 0,2 gram pektin kering di basahi dengan etanol dan dilarutkan dengan aquades dan diaduk sampai larut sepenuhnya. 2. Lalu campuran ditambahkan 3 tetes phenoftalein dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N. Hasil titrasi dicatat dan di sebut dengan initial titration. 3. Lalu sampel ditambahkan 10 ml 0,1 N NaOH untuk menetralkan polygalacturonic acid dan sampel sampel dikocok kuat, setelah itu didiamkan sselama 2 jam pada temperatur kamar untuk de-esterify. 4. Setelah itu sampel ditambahkan HCl 0,1 N untuk menetralkan natrium hidroksida dan di kocok sampai warna pink sampel hilang. 21 5. Lalu sampel ditambahkan 3 tetes phenoftalein lagi dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N dicatat volume yang digunakan dan disebut dengan final titration. 6. Berat jenis densitas adsorben dapat dihitung dengan rumus: DE = 3.4 Keterangan : DE = Derajat Esterifikasi Final Titration = jumlah NaOH yang digunakan pada titrasi terakhir ml Initial Titration = jumlah NaOH yang digunakan pada titrasi awal ml 22

3.4 FLOWCHART PENELITIAN

3.4.1 Persiapan Analisis dan Kimia

Gambar 3.1 menunjukkan flowchart persiapan analisis dan kimia kulit markisa. Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Analisis dan Kimia Mulai Buah markisa dicuci dan dipisahkan dari dagingnya. Kulit dikeringkan dengan oven pada 105 o C Kulit kering lalu diblender Selesai 23

3.4.2 Flowchart Ekstraksi Pektin

Gambar 3.2 menunjukkan flowchart ekstraksi pektin. Gambar 3.2 Flowchart Ekstraksi Pektin Mulai Sejumlah massa kering ditambah air dengan perbandingan 1 : 15 wv pH dijadikan 2 dengan penambahan HCl 0,5 N Dipanaskan sampai suhu 60 – 70 o C sambil diaduk selama 2 jam Disaring dengan kain saring Filtrat dibiarkan dingin sampai temperatur kamar Campuran di saring dan dicuci dengan alkohol asam Dicuci dengan etanol 70 sampai pH netral Dicuci dengan etanol 96 Dikeringkan menggunakan oven pada suhu 40 o C selama 24 jam Diblender dan diayak 60 mesh Selesai Filtrat ditambahkan alkohol 96 dengan perbandingan 1 : 2 vv dan dibiarkan selama 16 jam 24

3.4.3 Flowchart Modifikasi Pektin

Gambar 3.3 menunjukkan flowchart modifikasi pektin. Gambar 3.3 Flowchart Modifikasi Pektin Mulai Pektin dilarutkan dalam aquadest sampai 1,5 pH ditingkatkan menjadi 10,0 dengan NaOH 3N Diinkubasi pada 50 – 60 o C selama 1 jam Didinginkan hingga temperatur kamar pH disesuaikan menjadi 3 dengan HCl 3N Disimpan semalaman Sampel diendapkan dengan 95 etanol Diinkubasi pada 20 o C selama 2 jam Endapan disaring dan dicuci dengan aseton Dikeringkan pada oven vakum pada 25 o C selama 8 jam Diayak 60 mesh Selesai 25

3.4.4 Flowchart Penentuan Waktu Optimum

Gambar 3.4 menunjukkan flowchart penentuan waktu optimum dengan variasi waktu pengadukan 30, 60, 90, dan 120 menit. Gambar 3.4 Flowchart Penentuan Waktu Optimum Mulai 1 gr biosorben dimasukkan ke dalam erlenmeyer Ditambahkan 50 ml larutan kerja PbII dengan konsentrasi 15 ppm Diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama selang waktu 30, 60, 90, dan 120 menit Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm Selesai 26

3.4.5 Flowchart Pengaruh Bobot Biosorben

Gambar 3.5 menunjukkan flowchart pengaruh bobot biosorben dengan variasi bobot 0,25; 0,50; 0,75; dan 1 gr. Gambar 3.5 Flowchart Pengaruh Bobot Biosorben Mulai 0,25; 0,50; 0,75 dan 1 gr biosorben dimasukkan masing- masing ke dalam erlenmeyer Ditambahkan 50 ml larutan kerja PbII dengan konsentrasi 15 ppm Diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama waktu optimum Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm Selesai 27

3.4.6 Flowchart Pengaruh Ukuran Partikel Biosorben

Gambar 3.6 menunjukkan flowchart pengaruh ukuran partikel biosorben dengan variasi ukuran 60 dan 100 mesh. Gambar 3.6 Flowchart Pengaruh Ukuran Partikel Biosorben Mulai Ditambahkan 50 ml larutan kerja PbII dengan konsentrasi 15 ppm Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm Selesai Diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama selang waktu optimum 1 gr biosorben dengan ukuran yang berbeda 60 dan 100 mesh masing-masing dimasukkan ke dalam erlenmeyer 28

3.4.7 Flowchart Analisa Isoterm Langmuir dan Freundlich

Gambar 3.7 menunjukkan flowchart analisa isoterm Langmuir dan Freundlich dengan variasi konsentrasi logam 15, 18, 21, 24, dan 27 ppm. Gambar 3.7 Flowchart Analisa Isoterm Langmuir dan Freundlich Mulai 1 gr biosorben dimasukkan ke dalam erlenmeyer Disaring dan dianalisa dengan AAS pada panjang gelombang 283,3 nm Selesai Ditambahkan 50 ml larutan kerja PbII dengan konsentrasi masing- masing 15, 18, 21, 24 dan 27 ppm Diaduk dengan magnetic stirrer 200 rpm selama selang waktu optimum 29

3.4.8 Flowchart Penentuan Derajat Esterifikasi Pektin

Gambar 3.8 menunjukkan flowchart penentuan derajat esterifikasi pektin. Gambar 3.8 Flowchart Penentuan Derajat Esterifikasi Pektin Mulai 0,2 gram pektin di basahi dengan etanol dan dilarutkan dengan aquades Campuran ditambahkan 3 tetes phenoftalein dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N Hasil titrasi dicatat dan disebut Initial Titration Sampel ditambahkan 10 ml NaOH 0,1 N Sampel Dikocok kuat dan didiamkan 2 jam pada temperatur kamar Selesai Sampel ditambahkan 10 ml HCl 0,1 N dan dikocok sampe bening Campuran ditambahkan 3 tetes phenoftalein dan dititrasi dengan NaOH 0,1 N Hasil titrasi dicatat dan disebut Final Titration 30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 EKSTRAKSI PEKTIN

Albido dari kulit buah markisa dikeringkan dengan oven pada suhu 105 o C lalu diblender sampai halus. Tepung kulit markisa ini ditambahkan air dengan perbandingan 1 : 15 wv, kemudian pH larutan diatur menjadi 2 dengan HCl 0,5 N. Ekstraksi dilakukan untuk mengambil kandungan pektin yang terdapat di dalam kulit, yang dilakukan pada suhu 60 – 70 o C selama 2 jam. Hasil ekstraksi pektin kemudian disaring untuk diambil filtratnya. Filtrat kemudian didinginkan hingga suhu kamar. Pengendapan pektin dilakukan dengan menambahkan alkohol 96 dengan perbandingan 1 : 2 vv lalu didiamkan selama 16 jam. Hasil pengendapan disaring untuk diambil gelnya. Kemudian gel pektin dicuci pertama dengan alkohol asam yang dibuat dengan cara 960 ml alkohol 96 ditambah HCl 4N sampai volumenya 1000 ml, lalu pencucian kedua dilakukan dengan alkohol 70 dan terakhir dengan alkohol 96. Pektin kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 40 o C selama 24 jam dan diayak 60 mesh. Gambar 4.1 menunjukkan hasil yang diperoleh dari ekstraksi pektin dari kulit buah markisa. Gambar 4.1 Hasil Ekstraksi Pektin Kulit Buah Markisa 31 Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa hasil ekstraksi pektin diperoleh gel berwarna kuning keputihan. Sedangkan hasil pengeringan diperoleh pektin kering sebanyak 1,5 – 2,5 gr. Menurut Akhmalludin dan Arie [37], pencucian pektin dengan alkohol tidak mempengaruhi banyaknya pektin yang dihasilkan, namun pektin yang dihasilkan memberikan warna yang lebih baik yaitu kuning keputihan.

4.2 MODIFIKASI PEKTIN

Pektin kering yang diperoleh dari hasil ekstraksi lalu dimodifikasi yang berguna untuk meningkatkan kemampuan pektin dalam menyerap logam. Modifikasi pektin dilakukan dengan menggunakan modifikasi pH dan temperatur. pH pektin ditingkatkan menjadi basa hingga pH 10 dengan menggunakan NaOH, didinginkan hingga temperatur kamar dan diasamkan kembali dengan menggunakan HCl hingga pH 3. Hasil modifikasi ini nantinya diharapkan akan menghasilkan pektin dengan kadar metoksil yang lebih rendah. Gambar 4.2 menunjukkan hasil yang diperoleh dari modifikasi pektin kulit buah markisa. Gambar 4.2 Hasil Modifikasi Pektin Kulit Buah Markisa 32 Hasil pektin yang diperoleh dari modifikasi adalah pektin berwarna coklat dan tidak terbentuk gel. Dapat dilihat perbedaan hasil banyak gel pektin yang diperoleh dari pektin non modifikasi dan pektin modifikasi. Pektin modifikasi memiliki gel yang lebih sedikit bahkan hampir tidak terlihat sama sekali dibandingkan dengan pektin non modifikasi. Pektin dengan kandungan metoksil rendah adalah pektin dengan derajat esterifikasi kurang dari 50. Kekuatan pembentukan gel suatu senyawa akan lebih tinggi bila residu asam galakturonatnya dalam molekul juga besar, atau dengan kata lain pektin dengan kadar metoksil yang tinggi akan menghasilkan gel yang lebih banyak dibandingkan dengan pektin metoksil rendah [54]. Hal ini diperkuat oleh Kurniasari, dkk. [8] bahwa semakin rendah kadar metoksil pektin maka sifat pembentukan jellinya akan semakin berkurang. Pektin bekerja pada pH 2 – 5 untuk menyerap logam. Jika pH lebih dari 5, maka banyaknya jumlah ion logam yang diserap akan menurun [55]. Modifikasi pektin dengan menggunakan alkali dan asam pernah diteliti oleh Annadurai, dkk. [56] dengan menggunakan HNO 3 dan NaOH untuk menyerap logam Pb 2+ . Hasilnya menunjukkan bahwa perlakukan asam menunjukkan kapasitas adsorpsi yang lebih baik jika diikuti dengan perlakuan alkali dan air diawal treatment. Oleh karena itu modifikasi pektin dilakukan dengan perlakuan asam menggunakan HCl yang diikuti dengan perlakuan alkali diawal treatment. pH akhir pektin adalah 3 karena pektin bekerja pada pH asam yakni 2 – 5.

4.3 PENENTUAN WAKTU OPTIMUM