Sintesis Pati Sitrat Dari Pati Talas (Colocasia Esculenta) Melalui Reaksi Esterifikasi Dengan Asam Sitrat
SINTESIS PATI SITRAT DARI PATI TALAS (Colocasia esculenta)
MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
SINTESIS PATI SITRAT DARI PATI TALAS (Colocasia esculenta) MELALUI REAKSI
ESTERIFIKASI
DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program
Departemen
Fakultas
: Sintesis Pati Sitrat Dari Pati Talas (Colocasia esculenta) Melalui
Reaksi Esterifikasi dengan Asam Sitrat
: Skripsi
: Bernard Adi Duanta T
: 110802030
: Sarjana(S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juni 2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing II
Pembimbing I
Drs. Darwis Surbakti, MS
Dr. Mimpin Ginting, MS
NIP. 195307071983031001
NIP: 195510131986011001
Diketahui/ Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr.Rumondang Bulan,MS
NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
SINTESIS PATI SITRAT DARI PATI TALAS (Colocasia esculenta)
MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI
DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni2016
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah
melimpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai
salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana sains di FMIPA USU dengan
judul“Sintesis Pati Sitrat Melalui Reaksi Esterifikasi Antara Pati Talas (Colocasia
esculenta) Dengan Asam Sitrat”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang
telah membantu dalam penulisan skripsi ini kepada:
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan FMIPA USU
2. Ibu Dr. Rumodang Bulan MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu M.Sc selaku ketua dan
sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, serta kepada Ibu Dra. Tirena B. Siregar,
M.Egg selaku dosen PA penulis dan kepada semua staff dosen Departemen Kimia
FMIPA USU.
3. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku pembimbing I dan Bapak Drs. Darwis Surbakti,
M.S selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan sabar membimbing
penulis dalam penelitian dan menyelesaikan skripsi ini hingga selesai.
4. Staf dan Dosen Departemen Kimia FMIPA USU.
5. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc selaku Ketua Bidang Kimia Organik FMIPA USU
6. Bapak Dr. Mimpin Ginting MS selaku Kepala Laboratorium Kimia Organik FMIPA
USU.
7. Teman-teman stambuk 2011, abang kakak stambuk 2006-2010, adik-adik stambuk 2012,
2013 dan 2014 Kimia FMIPA-USU, Asisten kimia organik FMIPA USU, kawan-kawan
GMNI komisariat FMIPA USU dan DPC Kota Medan dan semua pihak yang tidak dapat
disebutkan satu per satu.
Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang
tua penulis, Ayahanda N. Tarigan dan Ibunda T.Br Ginting serta abangda Jeff Briand A.
Tarigan yang senantiasa memberikan doadan dukungan moril dan materil hingga akhirnya
penulis menyelesaikan studi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
karena keterbatasan penulis. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan
saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan
kemajuan ilmu pengetahuan.Tuhan memberkati kita semua.
Penulis
SINTESIS PATI SITRAT MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI ANTARA
PATI TALAS ( Colocasia esculenta)
DENGAN ASAM SITRAT
ABSTRAK
Pati sitrat telah disintesis melalui reaksi esterifikasi antara pati talas (Colocasia esculenta)
dengan asam sitrat dengan variasi pH yaitu 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 dan 5. Hasil sintesis kemudian diuji
gugus fungsi dengan FT-IR dan dihitung Derajat Substitusinya.Terbentuknya pati sitrat didukung
oleh data spectrum FT-IR dengan munculnya puncak ester pada 1600-1800 cm-1, menunjukkan
gugus spesifik gugus karbonil ester. Derajat Substitusi mulai dari pH 3-5 yaitu 0,06 ; 0,05 ; 0,08 ;
0,06 dan 0,07. Untuk pati sitrat dengan Derajat Substitusi tertinggi yaitu pati sitrat pH 4
kemudian diuji morfologi permukaan dan diuji kekuatan swelling. Hasil uji kekuatan swelling
dengan variasi waktu 6 jam, 12 jam, 24 jam, 36 jam, dan 72 jam masing-masing yaitu 1,765% ,
3,1622% , 4,4490% , 4,8481% , dan 5,4965%.
Kata Kunci : Pati talas, asam sitrat, pati sitrat, esterifikasi, derajat substitusi, kekuatan swelling
SYNTHESIS OF STARCH CITRATE BY ESTHERIFICATION BETWEEN
TARO STARCH ( Colocasia esculenta) WITH
CITRIC ACID
ABSTRACT
Starch Citrate has been synthesized by esterification between taro starch (Colocasia esculenta)
with citric acid with variation of pH 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 and 5. Result of synthesis determined the
functional group by FT-IR spectroscopy and Degree of Substitution. Formed of starch citrate
shown by ester peak at wave number 1600-1800 cm-1, which is the specific of ester carbonyl.
Degree of Substitution start from pH 3-5 were: 0,06 ; 0,05 ; 0,08 ; 0,06 and 0,07. Surface
morphologi (SEM) and swelling power just for the highest Degree of Substitution of starch
citrate (pH 4). Result of swelling power with time variation 6h, 12h, 24h, 36h, and 72h for each
variation were 1,765% , 3,1622% , 4,4490% , 4,8481% , dan 5,4965%.
Keywords: Taro starch, citric acid, starch citrate, esterification, degree of substitution, swelling
power
DAFTAR ISI
Halaman
ii
iii
iv
v
vi
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar isi
Daftar tabel
Daftar gambar
Daftar lampiran
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
Latar Belakang
Permasalahan
Pembatasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Penelitian
Metodologi Percobaan
1
2
3
3
3
3
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 .
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
Talas
Asam Sitrat
Pati
Modifikasi Pati
2.4.1.
Metode Fisika
2.4.2.
Metode Kimia
2.4.3.
Metode Enzimatis
2.4.4.
Metode Modifikasi Genetika
Pati Sitrat
Esterifikasi
Modifikasi Pati Ikat Silang
Swelling Power
5
8
9
12
13
13
14
15
15
16
17
19
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
Alat-alat
Bahan-bahan
Prosedur Penelitian
3.3.1.
Isolasi Pati Dari Talas
3.3.2.
Pembuatan Pati Sitrat
3.3.3.
Penentuan Derajat Substitusi
3.3.4.
Analisis Morofologi Dengan SEM
3.3.5.
Penentuan Kekuatan Swelling
Bagan Penelitian
20
20
21
21
21
22
22
23
3.4.1.
3.4.2.
Isolasi Pati Dari Talas
Pembuatan Pati Sitrat
24
25
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
4.2.
Hasil Penelitian
4.1.1.
Pati Talas
4.1.2.
Pembuatan Pati Sitrat
4.1.3.
Derajat Substitusi
4.1.4.
Uji Morfologi Permukaan Menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM)
4.1.5
Penentuan Derajat Mengembang (Swelling Power)
Pembahasan
4.2.1.
Analisis Pati dengan Spektrofotometer FT-IR
4.2.2.
Pembuatan Pati Sitrat
4.2.3.
Penentuan Derajat Substitusi
4.2.4.
Analisis Morfologi dengan SEM (Scanning Electron
Microscopy)
4.2.5.
Analisis Kekuatan Swelling Pati Sitrat
26
27
30
30
31
32
32
34
34
35
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
5.2
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
36
36
37
40
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
2.1
4.1
4.2
Judul Tabel
Kandungan Talas
Hasil Penentuan Derajat Substitusi Pati Sitrat
Hasil Penentuan swelling power Pati Talas dan Pati Sitrat
Halaman
6
30
32
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
Judul
Klasifikasi berbagai bentuk umbi talas
Struktur Asam Sitrat
Struktur dari amilosa dan amilopektin
Beberapa metode modifikasi pati secara kimiawi
Skema reaksi dari asam sitrat dengan pati
Spektrum FT-IR Pati Talas
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3,5
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4,5
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 5
Morfologi Permukaan Pati Sitrat (Perbesaran 500 kali)
Morfologi Permukaan Pati Sitrat (Perbesaran 1500 kali)
Reaksi Esterifikasi Pati dengan Asam Sitrat
Halaman
6
9
10
13
15
25
26
26
27
27
28
29
30
31
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Judul
Perhitungan Derajat Substitusi
Perhitungan Kekuatan Swelling
Pati Talas Hasil Isolasi
Pati Sitrat Sitrat hasil Sintesis
Hasil SEM (Scanning Electron Microscopy) Pati Sitrat
Gambar SEM Pati Talas Referensi
Halaman
41
43
44
44
45
46
MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
SINTESIS PATI SITRAT DARI PATI TALAS (Colocasia esculenta) MELALUI REAKSI
ESTERIFIKASI
DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program
Departemen
Fakultas
: Sintesis Pati Sitrat Dari Pati Talas (Colocasia esculenta) Melalui
Reaksi Esterifikasi dengan Asam Sitrat
: Skripsi
: Bernard Adi Duanta T
: 110802030
: Sarjana(S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juni 2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing II
Pembimbing I
Drs. Darwis Surbakti, MS
Dr. Mimpin Ginting, MS
NIP. 195307071983031001
NIP: 195510131986011001
Diketahui/ Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr.Rumondang Bulan,MS
NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
SINTESIS PATI SITRAT DARI PATI TALAS (Colocasia esculenta)
MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI
DENGAN ASAM SITRAT
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni2016
BERNARD ADI DUANTA T
110802030
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah
melimpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai
salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana sains di FMIPA USU dengan
judul“Sintesis Pati Sitrat Melalui Reaksi Esterifikasi Antara Pati Talas (Colocasia
esculenta) Dengan Asam Sitrat”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang
telah membantu dalam penulisan skripsi ini kepada:
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan FMIPA USU
2. Ibu Dr. Rumodang Bulan MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu M.Sc selaku ketua dan
sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, serta kepada Ibu Dra. Tirena B. Siregar,
M.Egg selaku dosen PA penulis dan kepada semua staff dosen Departemen Kimia
FMIPA USU.
3. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku pembimbing I dan Bapak Drs. Darwis Surbakti,
M.S selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan sabar membimbing
penulis dalam penelitian dan menyelesaikan skripsi ini hingga selesai.
4. Staf dan Dosen Departemen Kimia FMIPA USU.
5. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc selaku Ketua Bidang Kimia Organik FMIPA USU
6. Bapak Dr. Mimpin Ginting MS selaku Kepala Laboratorium Kimia Organik FMIPA
USU.
7. Teman-teman stambuk 2011, abang kakak stambuk 2006-2010, adik-adik stambuk 2012,
2013 dan 2014 Kimia FMIPA-USU, Asisten kimia organik FMIPA USU, kawan-kawan
GMNI komisariat FMIPA USU dan DPC Kota Medan dan semua pihak yang tidak dapat
disebutkan satu per satu.
Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang
tua penulis, Ayahanda N. Tarigan dan Ibunda T.Br Ginting serta abangda Jeff Briand A.
Tarigan yang senantiasa memberikan doadan dukungan moril dan materil hingga akhirnya
penulis menyelesaikan studi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
karena keterbatasan penulis. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan
saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan
kemajuan ilmu pengetahuan.Tuhan memberkati kita semua.
Penulis
SINTESIS PATI SITRAT MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI ANTARA
PATI TALAS ( Colocasia esculenta)
DENGAN ASAM SITRAT
ABSTRAK
Pati sitrat telah disintesis melalui reaksi esterifikasi antara pati talas (Colocasia esculenta)
dengan asam sitrat dengan variasi pH yaitu 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 dan 5. Hasil sintesis kemudian diuji
gugus fungsi dengan FT-IR dan dihitung Derajat Substitusinya.Terbentuknya pati sitrat didukung
oleh data spectrum FT-IR dengan munculnya puncak ester pada 1600-1800 cm-1, menunjukkan
gugus spesifik gugus karbonil ester. Derajat Substitusi mulai dari pH 3-5 yaitu 0,06 ; 0,05 ; 0,08 ;
0,06 dan 0,07. Untuk pati sitrat dengan Derajat Substitusi tertinggi yaitu pati sitrat pH 4
kemudian diuji morfologi permukaan dan diuji kekuatan swelling. Hasil uji kekuatan swelling
dengan variasi waktu 6 jam, 12 jam, 24 jam, 36 jam, dan 72 jam masing-masing yaitu 1,765% ,
3,1622% , 4,4490% , 4,8481% , dan 5,4965%.
Kata Kunci : Pati talas, asam sitrat, pati sitrat, esterifikasi, derajat substitusi, kekuatan swelling
SYNTHESIS OF STARCH CITRATE BY ESTHERIFICATION BETWEEN
TARO STARCH ( Colocasia esculenta) WITH
CITRIC ACID
ABSTRACT
Starch Citrate has been synthesized by esterification between taro starch (Colocasia esculenta)
with citric acid with variation of pH 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 and 5. Result of synthesis determined the
functional group by FT-IR spectroscopy and Degree of Substitution. Formed of starch citrate
shown by ester peak at wave number 1600-1800 cm-1, which is the specific of ester carbonyl.
Degree of Substitution start from pH 3-5 were: 0,06 ; 0,05 ; 0,08 ; 0,06 and 0,07. Surface
morphologi (SEM) and swelling power just for the highest Degree of Substitution of starch
citrate (pH 4). Result of swelling power with time variation 6h, 12h, 24h, 36h, and 72h for each
variation were 1,765% , 3,1622% , 4,4490% , 4,8481% , dan 5,4965%.
Keywords: Taro starch, citric acid, starch citrate, esterification, degree of substitution, swelling
power
DAFTAR ISI
Halaman
ii
iii
iv
v
vi
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar isi
Daftar tabel
Daftar gambar
Daftar lampiran
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
Latar Belakang
Permasalahan
Pembatasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Penelitian
Metodologi Percobaan
1
2
3
3
3
3
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 .
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
Talas
Asam Sitrat
Pati
Modifikasi Pati
2.4.1.
Metode Fisika
2.4.2.
Metode Kimia
2.4.3.
Metode Enzimatis
2.4.4.
Metode Modifikasi Genetika
Pati Sitrat
Esterifikasi
Modifikasi Pati Ikat Silang
Swelling Power
5
8
9
12
13
13
14
15
15
16
17
19
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
Alat-alat
Bahan-bahan
Prosedur Penelitian
3.3.1.
Isolasi Pati Dari Talas
3.3.2.
Pembuatan Pati Sitrat
3.3.3.
Penentuan Derajat Substitusi
3.3.4.
Analisis Morofologi Dengan SEM
3.3.5.
Penentuan Kekuatan Swelling
Bagan Penelitian
20
20
21
21
21
22
22
23
3.4.1.
3.4.2.
Isolasi Pati Dari Talas
Pembuatan Pati Sitrat
24
25
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
4.2.
Hasil Penelitian
4.1.1.
Pati Talas
4.1.2.
Pembuatan Pati Sitrat
4.1.3.
Derajat Substitusi
4.1.4.
Uji Morfologi Permukaan Menggunakan Scanning
Electron Microscopy (SEM)
4.1.5
Penentuan Derajat Mengembang (Swelling Power)
Pembahasan
4.2.1.
Analisis Pati dengan Spektrofotometer FT-IR
4.2.2.
Pembuatan Pati Sitrat
4.2.3.
Penentuan Derajat Substitusi
4.2.4.
Analisis Morfologi dengan SEM (Scanning Electron
Microscopy)
4.2.5.
Analisis Kekuatan Swelling Pati Sitrat
26
27
30
30
31
32
32
34
34
35
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
5.2
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
36
36
37
40
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
2.1
4.1
4.2
Judul Tabel
Kandungan Talas
Hasil Penentuan Derajat Substitusi Pati Sitrat
Hasil Penentuan swelling power Pati Talas dan Pati Sitrat
Halaman
6
30
32
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
Judul
Klasifikasi berbagai bentuk umbi talas
Struktur Asam Sitrat
Struktur dari amilosa dan amilopektin
Beberapa metode modifikasi pati secara kimiawi
Skema reaksi dari asam sitrat dengan pati
Spektrum FT-IR Pati Talas
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 3,5
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 4,5
Spektrum FT-IR Pati Sitrat pH 5
Morfologi Permukaan Pati Sitrat (Perbesaran 500 kali)
Morfologi Permukaan Pati Sitrat (Perbesaran 1500 kali)
Reaksi Esterifikasi Pati dengan Asam Sitrat
Halaman
6
9
10
13
15
25
26
26
27
27
28
29
30
31
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Judul
Perhitungan Derajat Substitusi
Perhitungan Kekuatan Swelling
Pati Talas Hasil Isolasi
Pati Sitrat Sitrat hasil Sintesis
Hasil SEM (Scanning Electron Microscopy) Pati Sitrat
Gambar SEM Pati Talas Referensi
Halaman
41
43
44
44
45
46