Potensi Kandungan Biji Durian Durio zibe (1)
Potensi Kandungan Biji Durian (Durio zibethinus) Sebagai Bahan Baku
Pembuatan Bahan Bakar Hidrokarbon.
Sri Haryati1, Abraham Abimanyu Kristiyono Putro1, dan Yudi Saputra1
1
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
abrahamkristiyono@gmail.com
ABSTRAK
Konversi glukosa menjadi etanol dengan fermentasi adalah proses yang secara luas telah
dilakukan untuk memproduksi bahan bakar cair. Namun, keefektifan proses itu belum terbukti,
sehingga dibutuhkan proses lain. Beberapa proses kini telah diuji coba untuk mengkonversi
karbohidrat menjadi bahan bakar, misalnya dengan memanfaatkan bantuan zeolit menjadi produk yang
mengandung bahan bakar aromatik dan non-aromatik dan berada di rentan hidrokarbon.Teknik ini
membutuhkan kadar pati yang tinggi. Pati dapat diperoleh salah satunya dengan memanfaatkan biji
durian (Durio zibethinus). Untuk memastikan banyaknya pati dalam biji itu dibutuhkan metode yang
tepat dalam menghitung persen karbohidrat total. Salah satunya dengan analisa proksimat-analisa
kandungan karbohidrat dengan menghitung kandungan protein, lemak, abu dan air. Berdasarkan hasil
penetilian yang telah dilakukan kandungan karbohidrat kulit dan daging biji durian dari empat daerah
di Sumatera Selatan adalah 60,53% dan 65.723%. Ini membuktikan biji durian mengandung bahan
baku yang potensial untuk dikembangkan menjadi bahan bakar.
Kata kunci : Hidrokarbon, kadar pati, biji durian, analisa proksimat
ABSTRACT
Conversion of glucose to ethanol by fermentation is a process that has been widely carried
out to produce liquid fuels. However, it has not proven the effectiveness of the process. It’s needed
another process. Several processes have now been tested to convert carbohydrates into fuels, for
example by utilizing the help of a zeolite catalyst to form a product containing non-aromatic and
aromatic gasoline boiling range hydrocarbons.This techique requires a high starch content. Starch can
be obtained by utilizing pongge seeds (Durio zibethinus). To ensure that the number of starch in the
seeds needs the right method to calculate percent total carbohydrates. One was the proximate
analysis- analysis carbohydrate content by calculating contents of proteins, lipids, ash and water.
Based on the results of a research that have been done carbohydrate contents of peel and flesh pongge
seeds in South Sumatera were 60,53% and 65.723%. These prove the pongge seeds containing raw
materials with the potential to be developed into fuels and chemicals.15%(v/v) sulfuric acid’s volume.
Keywords : Hydrocarbons, strach, pongge seeds, proximate analysis
1.
PENDAHULUAN
Jianhua Yao dan timnya dari Bartlesville,
OK (US) telah berhasil mengubah gula alcohol
dari karbohidrat cair menjadi hidrokarbon nonaromatik dan aromatik dengan batuan zeolit alam.
Pada proses ini, kandungan karbohidrat, starch
(misal wheat, rice, corn, oats, barley),
ditingkatkan dengan resin penukar ion disertai
pemanasan. Larutan produk itu dihidrogenasi
dengan katalis logam dan dikontakan dengan
zeolit. Hasilnya berupa produk yang mengandung
bahan bakar hidrokarbon non-aromatik dan
Cadangan minyak bumi yang semakin
menipis seiring dengan meningkatnya konsumsi
BBM menyebabkan lonjakan harga minyak dan
krisis energi. Oleh karena itu perlu sumber energi
alternatif yang berasal dari biomassa, seperti
tepung dari biji-bijian. Karbohidrat dari biji-bijian
berpotensi untuk dikonversi menjadi bahan bakar
hidrokarbon.
1
aromatik. Pada proses itu dibutuhkan kandungan
pati yang tinggi. Kandungan pati dapat diperoleh
dari berbagai biomassa seperti tepung biji durian
(Durio zibethinus).
Dewasa ini biji durian lebih banyak dimanfaatkan
untuk pembuatan produk di bidang pangan dan
farmasi. Ini yang mendasari peneliti untuk
menganalisis kandungan karbohidrat biji durian
dan dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan
bahan bakar hidrokarbon. Mengingat buah durian
menjadi komoditi pertanian yang besar sehingga
sangat disayangkan apabila biji dari buah durian
tidak termanfaatkan.
2. FUNDAMENTAL
Kulit dan Daging Biji Durian
Durian (Durio zibethinus) adalah nama
tumbuhan tropis yang berasal dari Asia Tenggara.
Nama ini diambil dari ciri khas kulit buahnya
yang keras dan berlekuk-lekuk tajam sehingga
menyerupai duri. Selain sebagai makanan buah
segar, manfaat tanaman durian yaitu tanamannya
sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang
miring, batanya untuk bahan bangunan/perkakas
rumah tangga, kayu durian setaraf dengan kayu
sengon sebaba serat kayucenderung lurus, bijinya
yang memiliki kandungan pati cukup tinggi,
berpotensi sebagai alternative pengganti makanan
(dapat dibuat bubur yang dicampur daging
buagnya), kulit dipakai sebagai bahan abu gosok
yang bagus, dengan cara dijemur sampai kering
dan dibakar sampai halus.[5]
Pada umur 8 tahun, tanaman durian sudah
mulai berbungan. Musim berbunga jatuh pada
waktu kemarau, yakni bulan Juni-September
sehingga bulan Oktober-Februari buah sudah
dewasa dan siap dipetik.[2]. Jumlah durian yang
dapat dipanen dalam satu pohon adalah 60-70
butir per phon per tahun dengan bobot rata-rata
2,7 kg. Jumlah produksi durian di Filipina adalah
16.700 ton (2.030 ha), di Malaysia 262.00 ton
(42.000 ha), di Thailand 444.500 ton (41.284 ha)
pada tahun 1987-1988. Di Indonesia pada tahun
yang sama menghasilkan 199.361 ton (41.284 ha)
pada tahun 1990 menghasilkan 275.717 ton
(45.372 ha).
Dengan potensi durian yang demikian besar
di Indonesia maupun di dunia, akan sangat
disayangkan jika biji durian (Pongge) yang sering
dianggap limbah tidak dimanfaatkan untuk
sesuatu yang lebih besar manfaatnya seperti
pembuatan bioethanol ini. Kandungan nutrisi
dalam 100 gram biji durian seperti yang dikutip
dari Michael J Brown, Durio – A Bibliographic
Review, 1997, hal. 157 ditunjukkan dalam table
2.3 [6]
Dari table 2.3 terlihat kandungan
karbohidrat (amilum) dalam biji durian cukup
tinggi yaitu 43,6% untuk biji segar dan 46,2%
untuk biji yang sudah diolah. Ini merupakan
angka yang potensial untuk pengolahan amilum
menjadi etanol.
Tabel 2.3 Kandungan Nutrisi Biji
Durian
Zat
Kadar air
Lemak
Protein
Karbohidrat
total
Serat kasar
Nitrogen
Abu
Kalsium
Pospor
Besi
Natrium
Kalium
Beta Karotin
Riboflavin
Thiamin
Niacin
Per 100
gram biji
mentah
tanpa
kulitnya
51,5 g
0,4 g
2,6 g
43,6 g
1,9 g
17 mg
68 mg
1,0 mg
3 mg
962 mg
250 µg
0,05 mg
0,9 mg
Per 100 gram
biji telah
dimasak
tanpa
kulitnya
51,1 g
0,2-0,23 g
1,5 g
43,2 g
0,7-0,71 g
0,297 g
1,0 g
3,9-88,8 mg
86,65-87 mg
0,6-0,64 mg
0,05-0,052 mg
0,03-0,032 mg
0,89-0,9 mg
Komponen Karbohidrat Biji Durian
Komponen karbohidrat biji durian adalah
polisakarida. Secara spesifik jenis karbohidrat
pada biji durian adalah pati dengan kadar amilosa
25% saat padat dan 75% saat bercampur dengan
air.[5]
Pati dan Amilum
Pati atau amilum adalah karbohidrat
kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud
bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati
digunakan sebagai bahan untuk memekatkan
makanan cair seperti sup. Dalam industry, pati
dipakai sebagai komponen perekat, campuran
kertas dan tekstil dan pada industry komestika.
2
Gula pereduksi + 2 Cu2+ → Cu2O(s)
2 Cu2+ (kelebihan) + 4I- → 2 CuI2 → 2 CuI- + I2
I2 + 2S2O22- → 2 I- + S4O623. METODOLOGI
Metode yang digunakan adalah proksimat
karbohidrat. Ini dilakukan pengulangan tiga kali
untuk menghitung kandungan protein, lemak, abu
dan air dalam kulit dan daging biji durian.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat,
amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang
berbeda-beda.
Amilosa memberikan sifat keras, dan
polisakarida yang tersusun dari glukosa sebagai
monomernya, terhubung dengan ikatan 1,6glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak
bercabang
yang
bersama-sama
dengan
amilopektin menjadi komponen penyusun pati.
Sedangkan amilopektin bersifat lengket dan
polisakarida yang tersusun dari monomer αglukosa. Walaupun tersusun dari monomer yang
sama, amilopektin berbeda dengan amilosa yang
terlihat dari karakteristik fisiknya. Struktur
amilopektin terbentuk dari rantai glukosa dengan
ikatan 1,6-glikosidik, namun terbentuk cabangcabang sekitar tiap 20 mata rantai glukosa.
Amilopektin tidak larut dalam air.
Persiapan Sampel
Biji Durian
Dikupas
(Dipisahkan antara
kulit dan daging biji
durian)
Metode Analisa Gula
1. Analisis proksimat karbohidrat yaitu analisa
meliputi kandungan protein, lemak, air, dan
abu dalam bahan.
2. Analisis Karbohidrat Langsung
Metode yang telah dikembangkan untuk
analisis karbohidrat sangat banyak dan tergantung
oleh jenis analisis dan tipe karbohidrat yang
dianalisis. Metode pengukuran karbohidrat sangat
beragam yaitu metode kromatografi dan
elektroforesis (Kromatografi Lapis Tipis,
Kromatografi Likuid Kinerja Tinggi dan
Kromatografi Gas); metode kimia (metode titrasi
lane Eynon, metode gravimetri Munson Walker,
metode Luff Schoorl, metode kalorimetri seperti
anthrone sulfat dan fenol sulfat); metode
enzimatis; metode fisik (polarimetri, indeks
refraktif, densitas dan infra merah) serta metode
immunoassay.
Uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh
BSN dalan SNI 01-2891-1992 yaitu analisis total
karbohidrat dengan menggunakan metode Luff
Schoorl.
Metode Luff-Schoorl yaitu reduksi Cu2+
menjadi Cu1+ oleh monosakarida. Monosakarida
bebas akan merekduksi larutan basa dari garam
logam menjadi bentuk oksida atau bentuk
bebasnya. Kelebihan Cu2+ yang tidak tereduksi
kemudian dikuantifikasi dengan titrasi iodometri.
Reaksi yang terjadi (1.2):
Karbohidrat kompleks → gula sederhana (gula
pereduksi)
Potongan kecil
Pengeringan
Penggilingan
Penggilingan
Tepung
Biji Durian diperoleh secara acak di pasar
kota Palembang. Mereka dikupas untuk
dipisahkan antara kulit dan daging biji, kemudian
dibentuk menjadi potongan-potongan kecil agar
mempercepat proses pengeringan. Setelah itu
potongan kecil tersebut dikeringkan dengan panas
matahari langsung untuk mempermudah proses
penggilingan. Setelah kering mereka digiling
3
dengan blender dan diayak sehingga diperoleh
tepung yang halus
Analisa Protein
Ambil 0.015 gram sampel dan masukan ke
dalam labu takar 100 ml dan encerkan dengan
aquades sampai tanda. Ambil 100 ml dari larutan
dan masukan ke dalam labu kjeldahl 500 ml dan
tambahkan 10 ml H2SO4. Tambahkan 5 gram
campuran Na2SO4-NaTio (20:1) untuk katalisator.
Didihkan sampai jernih dan lanjutkan pendidihan
30 menit lagi setelah dingin, cucilah dinding
dalam labu kjeldhal dengan aquades dan didihkan
lagi selama 30 menit. Setelah dingin tambahkan
140 ml aquades dan tambahkan 35 ml larutan
NaOH-Na2S2O3. Kemudian lakukan distilasi.
Destilat ditampung sebanyak 100 ml dalam
erlemeyer yang berisi 25 ml larutan jenuh asam
borat dan beberapa tetas indicator metal merah.
Titrasi larutan yang diperoleh dengan 0.02 HCl.
Hitung Total N atau % protein dengan
persamaan::
Gambar 3.1 Ekstraksi Soxhlet
Ekstraksi Soxhlet: Persiapkan alat yang akan
digunakan. Rancang alat ekstraksi soxhlet.
Masukkan sampel kedalam alat ekstraksi. Cuci
sampel dengan pelarut hexane 100 ml. Hidupkan
pemanas pada alat ekstraksi dengan suhu awal
40oC. Air penampung pada ember harus selalu
ml HCl x N HCl
dijaga
agar tetap dingin. Ekstraksi berlangsung
% Pr otein
x 14 , 08 x Fmg / N dengan F
6,25 ... (3.1)
Berat Bahan
selama
4 jam. Setelah 4 jam, lepaskan labu dari
Analisa Lemak
rangkaian
alat kemudian dikeringkan selama 1
Langkah Awal: Persiapkan kertas saring, kapas
jam
didalam
oven dengan suhu 105,5oC. Setelah 1
untuk membungkus sampel dan benang untuk
mengikatnya. Cuci labu, kemudian dikeringkat jam, pindahkan labu ke deksikator selama 30
didalam oven. Timbang berat labu.Timbang menit. Timbang berat labu.
masing-masing sampel dengan neraca ohauss
sebnyak 5 gram. Bungkus sampel yang telah
ditimbang, kemudian diikat.
% Lemak
Berat Akhir Berat Awal Labu Berat Sampel
x 100 % . ..( 3.2 )
Berat Sampel
Analisa Abu
Siapkan sampel. Cawan porselen dicuci bersih
kemudian dikeringkan didalam oven. Timbang
berat cawan kosong. Timbang masing-masing
sampel sebanyak 2 gram, kemudian masukkan
kedalam cawan porselen. Panaskan sampel diatas
penangas pada suhu 500oC. Setelah asap hasil
pemanasan hilang, angkat cawan porselen yang
berisi sampel kemudian masukkan ke dalam
furnace (muffle) dengan suhu 505,5oC selama ±2
jam (hingga terbentuk abu berwarna putih secara
keseluruhan). Setelah terbentuk abu, masukkan ke
dalam oven selama 1 jam pada suhu 105,5 oC.
Setelah dioven, pindahkan ke dalam deksikator
selama 30 menit. Setelah 30 menit, timbang berat
cawan porselen yang berisi abu sampel
% Ash content
Analisa Air
4
Berat Akhir Berat Cawan Kosong
x 100 % ..... (3.3)
Berat Sampel
Siapkan sampel. Gelas Aluminium dicuci
bersih kemudian dikeringkan didalam oven.
Timbang berat kosong gelas aluminium.
Masukkan sampel ke dalam gelas aluminium.
Masukkan gelas aluminium yang berisi sampel ke
dalam oven pada suhu 105,5oC selama 3
jam.Setelah 3 jam, masukkan ke deksikato selama
30 menit. Setelah 30 menit, keluarkan kemudian
timbang beratnya dengan neraca ohauss.
Berat Akhir Berat Gelas Kosong
% water content
1
x 100 % ..(3.4)
Berat Sampel
Grafik 4.3 Kandungan Abu di Kulit dan
Daging Biji Durian
Analisa Karbohidrat
% Karbohidrat 100 % - (% Protein + % Lemak + % Abu +
% Air) ….(3.5)
4. Hasil dan Pembahasan
Hasil Analisa
Grafik 4.3 Kandungan Air di Kulit dan Daging
Biji Durian.
Grafik 4.1 Kandungan Protein di Kulit dan
Daging Biji Durian
Grafik 4.4 Kandungan Karbohidrat di Kulit dan
Daging Biji Durian
Pembahasan
Sebelum analisa dilakukan, biji durian
dicuci dan dikupas kulit dan dagingg. Kemudian
merka harus dikeringkan untuk mempermudah
ketika
proses
penggilingan.
Pengeringan
berlangsung
selama
tiga
hari
dengan
memanfaatkan panas matahari. Mereka dikatakan
kering ketika diraba tidak berasa lengket dan
Grafik 4.2 Kandungan Lemak di Kulit dan
Daging Biji Durian
5
ditimbang tidak terjadi pengurangan berat untuk
tiga kali penimbangan selama tiga hari
pengeringan. Pengeringan menggunakan panas
matahari karena panas dapat merata dan lebih
cepat dibandingkan menggunakan oven. Berat
basah biji durian 7,075 kg dan setelah
dikeringkan 3,65 kg. Setelah kering, kulit dan
daging biji, digiling dengan blender dan diayak.
Ayakan yang digunakan berukuran ± 40 mesh,
sehingga didapat tepung. Banyak tepung kulit dan
daging biji durian adalah 1,035 kg dan 2,615 kg.
Untuk menghitung protein, pada tahap
destruksi, sampel yang telah dicampur dengan
HgO, Na2SO4, H2SO4, aquades, dan pemanasan
berubah dari jernih menjadi berbuih dan pada
dinding
terdapat
flat-flat
hitam.
Itu
mengindetikasi protein pada sampel mengalami
denaturasi dan terpisah dari komponen nonprotein. Protein itu bisa diambil dengan proses
destilasi. Pada tahap ini digunakan asam borat
jenuh dan indikator metil merah. Destilasi
dilakukan sampai volume 40/50 ml dan warna
yang dihasilkan kuning gelap. Setelah semua
protein terpisah, maka untuk menghitung %N
dilakukan titrasi asam kuat (HCl 0.02 N yang
digunakan dalam analisa kali ini). Titrasi berhenti
ketika larutan berubah menjadi merah muda.
Hasilnya kandungan protein kulit dan daging biji
durian dari empat daerah di Sumatera Sealatan
sesuai grafik 4.1 adalah 18.44% dan 17.96%
persen berat kering.
Untuk menghitung lemak menggunakan
analisa ekstraksi soxhlet, peralatan yang
digunakan terdiri dari tabung kondesor, labu,
penangas chamber, dan tabung ekstraksi soxhlet.
Pelarut yang digunakan adalah n-hexane. Prinsip
alat itu seperti menyedu tea, yaitu lemak akan
terlarut sedangkan ampas tertahan di kertas saring
dan kapas. Ketika proses ekstraksi, warna hexane
berubah dari jernih menjadi kekuningan. Warna
kuning adalah lemak dari biji durian. Ekstraksi
soxhlet berlangsung selama 3 jam, agar semua
lemak dapat terlarut. Untuk pemisahan pelarut
dari lemak maka dilakukan ekstraksi pada
temperatur
156oF (titik didih hexane).
Selanjutnya labu dioven untuk menguapkan sisasisa pelarut. Berat lemak dihitung menggunakan
selisih berat akhir dan berat labu kosong.
Hasilnya kandungan lemak di kulit dan biji durian
dari empat daerah di Sumatera Selatan sesuai
grafik 4.2 adalah 1,027% dan 1,404%. Kulit biji
memiliki lemak yang lebih sedikit daripada
daging biji durian.
Untuk menghitung abu, sampel seberat 2
gram (tolerasi dibawah 0.0020 grm), dibakar
dengan hot plate sampai asap pembakaran hilang.
Bubuk itu, yang berubah berwarna hitam dan
sedikit putih, masih belum terbentuk abu, harus
dibakar kembali menggunakan furnace (muffle)
sampai semua bubuk berwarna keputih-putihan,
artinya telah terbentuk abu. Panas pembakaran
mencapai
700oC.
Berat
abu
dihitung
menggunakan selisih berat cawan akhir dan berat
cawan kosong. Hasilnya kandungan abu di kulit
dan biji durian dari empat daerah di Sumatera
Selatan sesuai grafik 4.3 adalah 6,362% dan
4,413% berat kering. Kulit memiliki persen abu
yang lebih banyak daripada daging.
Untuk menghitung air, sampel seberat 2
gram (tolerasi dibawah 0.0020 gram) dipanaskan
dalam oven selama 3 jam. Panas oven mencapai
105 oC. Kemudian itu ditimbang setelah
dimasukan ke desikator selama 30 menit,
dipanaskan kembali selama 1 jam, dan ditimbang
kembali sampai didapat berat konstan. Berat yang
tak berubah artinya seluruh kandungan air telah
teruapkan. Hasilnya kandungan air dalam kulit
dan biji durian dari empat daerah di Sumatera
Selatan sesuai grafik 4.4 adalah 12.98% dan
10.37% berat kering. Kembali kandungan air di
kulit lebih banyak daripada daging.
Setelah dihitung dengan persamaan (3.5),
persen karbohidrat kulit dan daging biji durian di
Sumatera Selatan mencapai 60,53% dan 65.723%
berat kering. Kandungan karbohidrat yang lebih
banyak pada daging biji memberikan gambaran
bahwa daging biji durian berpotensi sebagai
bahan baku untuk pembuatan bahan bakar
hidrokarbon
maupun alternatif
pengganti
makanan.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa
daging biji durian di
Sumatera Selatan mengandung
65,79%
karbohidrat, 18,023% protein, 1,543% lemak,
4,397% abu dan 10,307% air sehingga berpotensi
sebagai bahan baku pembuatan hidrokarbon.
6
Saran
Penelitian ini merupakan penelitian potensi
dan dapat dikembangkan lebih lanjut untuk
berbagai bidang seperti pembuatan bioetanol
sebagai bioenergi.
Fengel, Wegener.
1984.
Kayu:
Kimia,
Ultrastruktur,
Reaksi-Reaksi.
Cetakan
pertama. Sastrohamidjojo, H (penerjemah).
Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta
Daftar Pustaka
[1] KADOUNIK.COM, diakses tanggal 4 Januari
2009, pukul 05.15 WIB
[2] Nurfiana, Fifi dkk.2009. Pembuatan Bioetanol
dari Biji Durian Sebagai Sumber Energi
Alternafi. Seminar Nasional V, Sekolah
Tinggi Teknologi Nuklir Badan Tenaga
Nuklir Nasional.
[3] DUREN@JUNTAK.COM, diakses tanggal 4
Januari 2009, pukul 06.00 WIB
[4] www.indeni.org, diakses tanggal 22 Agustus
2008, pukul 16.30 WIB
[5] Zobel, H.F. Strach: Source, Production dan
Propertis. Dalam: Schenck, F.W dan Hebeel,
R.E. Strach Hydrolysis Product. New York:
VCh Publisher, Inc., 1992:23-29
[6] Toa F, Miao JY, Shi GY, and Zhang KC.
(2003). ‘Bioethanol Fermentation by an Acid
tolerant
Zymomonas
mobilis
under
Nonsterilized
Condition”.
Process
Biochemistry, Elsevier, 40, 183-187.
[7] Fessenden & Fessenden, Alih bahasa
Pudjaatmaka AH.1982, “Kimia Organik”,
Edisi
Ketiga,
Jilid
2,
Erlangga,
Jakarta:318:319
[8]http://khoirulazam89.blogspot.com/2012/01/pr
insip-kerja-ekstraktor-soxhlet.html, diakses
tanggal 4 Januari 2009, pukul 06.00
Erro, Sjostrom. 1995. Kimia Kayu: Dasar-dasar
dan
Penggunaan.
Cetakan
kedua.
Sastrohamidjojo,
H
(penerjemah).
Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta.
Kollman, F. P. And Cote, W.A. 1984. Principles
of Wood Science and Technology. Sprenger
Verlag, New York
7
Pembuatan Bahan Bakar Hidrokarbon.
Sri Haryati1, Abraham Abimanyu Kristiyono Putro1, dan Yudi Saputra1
1
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
abrahamkristiyono@gmail.com
ABSTRAK
Konversi glukosa menjadi etanol dengan fermentasi adalah proses yang secara luas telah
dilakukan untuk memproduksi bahan bakar cair. Namun, keefektifan proses itu belum terbukti,
sehingga dibutuhkan proses lain. Beberapa proses kini telah diuji coba untuk mengkonversi
karbohidrat menjadi bahan bakar, misalnya dengan memanfaatkan bantuan zeolit menjadi produk yang
mengandung bahan bakar aromatik dan non-aromatik dan berada di rentan hidrokarbon.Teknik ini
membutuhkan kadar pati yang tinggi. Pati dapat diperoleh salah satunya dengan memanfaatkan biji
durian (Durio zibethinus). Untuk memastikan banyaknya pati dalam biji itu dibutuhkan metode yang
tepat dalam menghitung persen karbohidrat total. Salah satunya dengan analisa proksimat-analisa
kandungan karbohidrat dengan menghitung kandungan protein, lemak, abu dan air. Berdasarkan hasil
penetilian yang telah dilakukan kandungan karbohidrat kulit dan daging biji durian dari empat daerah
di Sumatera Selatan adalah 60,53% dan 65.723%. Ini membuktikan biji durian mengandung bahan
baku yang potensial untuk dikembangkan menjadi bahan bakar.
Kata kunci : Hidrokarbon, kadar pati, biji durian, analisa proksimat
ABSTRACT
Conversion of glucose to ethanol by fermentation is a process that has been widely carried
out to produce liquid fuels. However, it has not proven the effectiveness of the process. It’s needed
another process. Several processes have now been tested to convert carbohydrates into fuels, for
example by utilizing the help of a zeolite catalyst to form a product containing non-aromatic and
aromatic gasoline boiling range hydrocarbons.This techique requires a high starch content. Starch can
be obtained by utilizing pongge seeds (Durio zibethinus). To ensure that the number of starch in the
seeds needs the right method to calculate percent total carbohydrates. One was the proximate
analysis- analysis carbohydrate content by calculating contents of proteins, lipids, ash and water.
Based on the results of a research that have been done carbohydrate contents of peel and flesh pongge
seeds in South Sumatera were 60,53% and 65.723%. These prove the pongge seeds containing raw
materials with the potential to be developed into fuels and chemicals.15%(v/v) sulfuric acid’s volume.
Keywords : Hydrocarbons, strach, pongge seeds, proximate analysis
1.
PENDAHULUAN
Jianhua Yao dan timnya dari Bartlesville,
OK (US) telah berhasil mengubah gula alcohol
dari karbohidrat cair menjadi hidrokarbon nonaromatik dan aromatik dengan batuan zeolit alam.
Pada proses ini, kandungan karbohidrat, starch
(misal wheat, rice, corn, oats, barley),
ditingkatkan dengan resin penukar ion disertai
pemanasan. Larutan produk itu dihidrogenasi
dengan katalis logam dan dikontakan dengan
zeolit. Hasilnya berupa produk yang mengandung
bahan bakar hidrokarbon non-aromatik dan
Cadangan minyak bumi yang semakin
menipis seiring dengan meningkatnya konsumsi
BBM menyebabkan lonjakan harga minyak dan
krisis energi. Oleh karena itu perlu sumber energi
alternatif yang berasal dari biomassa, seperti
tepung dari biji-bijian. Karbohidrat dari biji-bijian
berpotensi untuk dikonversi menjadi bahan bakar
hidrokarbon.
1
aromatik. Pada proses itu dibutuhkan kandungan
pati yang tinggi. Kandungan pati dapat diperoleh
dari berbagai biomassa seperti tepung biji durian
(Durio zibethinus).
Dewasa ini biji durian lebih banyak dimanfaatkan
untuk pembuatan produk di bidang pangan dan
farmasi. Ini yang mendasari peneliti untuk
menganalisis kandungan karbohidrat biji durian
dan dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan
bahan bakar hidrokarbon. Mengingat buah durian
menjadi komoditi pertanian yang besar sehingga
sangat disayangkan apabila biji dari buah durian
tidak termanfaatkan.
2. FUNDAMENTAL
Kulit dan Daging Biji Durian
Durian (Durio zibethinus) adalah nama
tumbuhan tropis yang berasal dari Asia Tenggara.
Nama ini diambil dari ciri khas kulit buahnya
yang keras dan berlekuk-lekuk tajam sehingga
menyerupai duri. Selain sebagai makanan buah
segar, manfaat tanaman durian yaitu tanamannya
sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang
miring, batanya untuk bahan bangunan/perkakas
rumah tangga, kayu durian setaraf dengan kayu
sengon sebaba serat kayucenderung lurus, bijinya
yang memiliki kandungan pati cukup tinggi,
berpotensi sebagai alternative pengganti makanan
(dapat dibuat bubur yang dicampur daging
buagnya), kulit dipakai sebagai bahan abu gosok
yang bagus, dengan cara dijemur sampai kering
dan dibakar sampai halus.[5]
Pada umur 8 tahun, tanaman durian sudah
mulai berbungan. Musim berbunga jatuh pada
waktu kemarau, yakni bulan Juni-September
sehingga bulan Oktober-Februari buah sudah
dewasa dan siap dipetik.[2]. Jumlah durian yang
dapat dipanen dalam satu pohon adalah 60-70
butir per phon per tahun dengan bobot rata-rata
2,7 kg. Jumlah produksi durian di Filipina adalah
16.700 ton (2.030 ha), di Malaysia 262.00 ton
(42.000 ha), di Thailand 444.500 ton (41.284 ha)
pada tahun 1987-1988. Di Indonesia pada tahun
yang sama menghasilkan 199.361 ton (41.284 ha)
pada tahun 1990 menghasilkan 275.717 ton
(45.372 ha).
Dengan potensi durian yang demikian besar
di Indonesia maupun di dunia, akan sangat
disayangkan jika biji durian (Pongge) yang sering
dianggap limbah tidak dimanfaatkan untuk
sesuatu yang lebih besar manfaatnya seperti
pembuatan bioethanol ini. Kandungan nutrisi
dalam 100 gram biji durian seperti yang dikutip
dari Michael J Brown, Durio – A Bibliographic
Review, 1997, hal. 157 ditunjukkan dalam table
2.3 [6]
Dari table 2.3 terlihat kandungan
karbohidrat (amilum) dalam biji durian cukup
tinggi yaitu 43,6% untuk biji segar dan 46,2%
untuk biji yang sudah diolah. Ini merupakan
angka yang potensial untuk pengolahan amilum
menjadi etanol.
Tabel 2.3 Kandungan Nutrisi Biji
Durian
Zat
Kadar air
Lemak
Protein
Karbohidrat
total
Serat kasar
Nitrogen
Abu
Kalsium
Pospor
Besi
Natrium
Kalium
Beta Karotin
Riboflavin
Thiamin
Niacin
Per 100
gram biji
mentah
tanpa
kulitnya
51,5 g
0,4 g
2,6 g
43,6 g
1,9 g
17 mg
68 mg
1,0 mg
3 mg
962 mg
250 µg
0,05 mg
0,9 mg
Per 100 gram
biji telah
dimasak
tanpa
kulitnya
51,1 g
0,2-0,23 g
1,5 g
43,2 g
0,7-0,71 g
0,297 g
1,0 g
3,9-88,8 mg
86,65-87 mg
0,6-0,64 mg
0,05-0,052 mg
0,03-0,032 mg
0,89-0,9 mg
Komponen Karbohidrat Biji Durian
Komponen karbohidrat biji durian adalah
polisakarida. Secara spesifik jenis karbohidrat
pada biji durian adalah pati dengan kadar amilosa
25% saat padat dan 75% saat bercampur dengan
air.[5]
Pati dan Amilum
Pati atau amilum adalah karbohidrat
kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud
bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati
digunakan sebagai bahan untuk memekatkan
makanan cair seperti sup. Dalam industry, pati
dipakai sebagai komponen perekat, campuran
kertas dan tekstil dan pada industry komestika.
2
Gula pereduksi + 2 Cu2+ → Cu2O(s)
2 Cu2+ (kelebihan) + 4I- → 2 CuI2 → 2 CuI- + I2
I2 + 2S2O22- → 2 I- + S4O623. METODOLOGI
Metode yang digunakan adalah proksimat
karbohidrat. Ini dilakukan pengulangan tiga kali
untuk menghitung kandungan protein, lemak, abu
dan air dalam kulit dan daging biji durian.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat,
amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang
berbeda-beda.
Amilosa memberikan sifat keras, dan
polisakarida yang tersusun dari glukosa sebagai
monomernya, terhubung dengan ikatan 1,6glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak
bercabang
yang
bersama-sama
dengan
amilopektin menjadi komponen penyusun pati.
Sedangkan amilopektin bersifat lengket dan
polisakarida yang tersusun dari monomer αglukosa. Walaupun tersusun dari monomer yang
sama, amilopektin berbeda dengan amilosa yang
terlihat dari karakteristik fisiknya. Struktur
amilopektin terbentuk dari rantai glukosa dengan
ikatan 1,6-glikosidik, namun terbentuk cabangcabang sekitar tiap 20 mata rantai glukosa.
Amilopektin tidak larut dalam air.
Persiapan Sampel
Biji Durian
Dikupas
(Dipisahkan antara
kulit dan daging biji
durian)
Metode Analisa Gula
1. Analisis proksimat karbohidrat yaitu analisa
meliputi kandungan protein, lemak, air, dan
abu dalam bahan.
2. Analisis Karbohidrat Langsung
Metode yang telah dikembangkan untuk
analisis karbohidrat sangat banyak dan tergantung
oleh jenis analisis dan tipe karbohidrat yang
dianalisis. Metode pengukuran karbohidrat sangat
beragam yaitu metode kromatografi dan
elektroforesis (Kromatografi Lapis Tipis,
Kromatografi Likuid Kinerja Tinggi dan
Kromatografi Gas); metode kimia (metode titrasi
lane Eynon, metode gravimetri Munson Walker,
metode Luff Schoorl, metode kalorimetri seperti
anthrone sulfat dan fenol sulfat); metode
enzimatis; metode fisik (polarimetri, indeks
refraktif, densitas dan infra merah) serta metode
immunoassay.
Uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh
BSN dalan SNI 01-2891-1992 yaitu analisis total
karbohidrat dengan menggunakan metode Luff
Schoorl.
Metode Luff-Schoorl yaitu reduksi Cu2+
menjadi Cu1+ oleh monosakarida. Monosakarida
bebas akan merekduksi larutan basa dari garam
logam menjadi bentuk oksida atau bentuk
bebasnya. Kelebihan Cu2+ yang tidak tereduksi
kemudian dikuantifikasi dengan titrasi iodometri.
Reaksi yang terjadi (1.2):
Karbohidrat kompleks → gula sederhana (gula
pereduksi)
Potongan kecil
Pengeringan
Penggilingan
Penggilingan
Tepung
Biji Durian diperoleh secara acak di pasar
kota Palembang. Mereka dikupas untuk
dipisahkan antara kulit dan daging biji, kemudian
dibentuk menjadi potongan-potongan kecil agar
mempercepat proses pengeringan. Setelah itu
potongan kecil tersebut dikeringkan dengan panas
matahari langsung untuk mempermudah proses
penggilingan. Setelah kering mereka digiling
3
dengan blender dan diayak sehingga diperoleh
tepung yang halus
Analisa Protein
Ambil 0.015 gram sampel dan masukan ke
dalam labu takar 100 ml dan encerkan dengan
aquades sampai tanda. Ambil 100 ml dari larutan
dan masukan ke dalam labu kjeldahl 500 ml dan
tambahkan 10 ml H2SO4. Tambahkan 5 gram
campuran Na2SO4-NaTio (20:1) untuk katalisator.
Didihkan sampai jernih dan lanjutkan pendidihan
30 menit lagi setelah dingin, cucilah dinding
dalam labu kjeldhal dengan aquades dan didihkan
lagi selama 30 menit. Setelah dingin tambahkan
140 ml aquades dan tambahkan 35 ml larutan
NaOH-Na2S2O3. Kemudian lakukan distilasi.
Destilat ditampung sebanyak 100 ml dalam
erlemeyer yang berisi 25 ml larutan jenuh asam
borat dan beberapa tetas indicator metal merah.
Titrasi larutan yang diperoleh dengan 0.02 HCl.
Hitung Total N atau % protein dengan
persamaan::
Gambar 3.1 Ekstraksi Soxhlet
Ekstraksi Soxhlet: Persiapkan alat yang akan
digunakan. Rancang alat ekstraksi soxhlet.
Masukkan sampel kedalam alat ekstraksi. Cuci
sampel dengan pelarut hexane 100 ml. Hidupkan
pemanas pada alat ekstraksi dengan suhu awal
40oC. Air penampung pada ember harus selalu
ml HCl x N HCl
dijaga
agar tetap dingin. Ekstraksi berlangsung
% Pr otein
x 14 , 08 x Fmg / N dengan F
6,25 ... (3.1)
Berat Bahan
selama
4 jam. Setelah 4 jam, lepaskan labu dari
Analisa Lemak
rangkaian
alat kemudian dikeringkan selama 1
Langkah Awal: Persiapkan kertas saring, kapas
jam
didalam
oven dengan suhu 105,5oC. Setelah 1
untuk membungkus sampel dan benang untuk
mengikatnya. Cuci labu, kemudian dikeringkat jam, pindahkan labu ke deksikator selama 30
didalam oven. Timbang berat labu.Timbang menit. Timbang berat labu.
masing-masing sampel dengan neraca ohauss
sebnyak 5 gram. Bungkus sampel yang telah
ditimbang, kemudian diikat.
% Lemak
Berat Akhir Berat Awal Labu Berat Sampel
x 100 % . ..( 3.2 )
Berat Sampel
Analisa Abu
Siapkan sampel. Cawan porselen dicuci bersih
kemudian dikeringkan didalam oven. Timbang
berat cawan kosong. Timbang masing-masing
sampel sebanyak 2 gram, kemudian masukkan
kedalam cawan porselen. Panaskan sampel diatas
penangas pada suhu 500oC. Setelah asap hasil
pemanasan hilang, angkat cawan porselen yang
berisi sampel kemudian masukkan ke dalam
furnace (muffle) dengan suhu 505,5oC selama ±2
jam (hingga terbentuk abu berwarna putih secara
keseluruhan). Setelah terbentuk abu, masukkan ke
dalam oven selama 1 jam pada suhu 105,5 oC.
Setelah dioven, pindahkan ke dalam deksikator
selama 30 menit. Setelah 30 menit, timbang berat
cawan porselen yang berisi abu sampel
% Ash content
Analisa Air
4
Berat Akhir Berat Cawan Kosong
x 100 % ..... (3.3)
Berat Sampel
Siapkan sampel. Gelas Aluminium dicuci
bersih kemudian dikeringkan didalam oven.
Timbang berat kosong gelas aluminium.
Masukkan sampel ke dalam gelas aluminium.
Masukkan gelas aluminium yang berisi sampel ke
dalam oven pada suhu 105,5oC selama 3
jam.Setelah 3 jam, masukkan ke deksikato selama
30 menit. Setelah 30 menit, keluarkan kemudian
timbang beratnya dengan neraca ohauss.
Berat Akhir Berat Gelas Kosong
% water content
1
x 100 % ..(3.4)
Berat Sampel
Grafik 4.3 Kandungan Abu di Kulit dan
Daging Biji Durian
Analisa Karbohidrat
% Karbohidrat 100 % - (% Protein + % Lemak + % Abu +
% Air) ….(3.5)
4. Hasil dan Pembahasan
Hasil Analisa
Grafik 4.3 Kandungan Air di Kulit dan Daging
Biji Durian.
Grafik 4.1 Kandungan Protein di Kulit dan
Daging Biji Durian
Grafik 4.4 Kandungan Karbohidrat di Kulit dan
Daging Biji Durian
Pembahasan
Sebelum analisa dilakukan, biji durian
dicuci dan dikupas kulit dan dagingg. Kemudian
merka harus dikeringkan untuk mempermudah
ketika
proses
penggilingan.
Pengeringan
berlangsung
selama
tiga
hari
dengan
memanfaatkan panas matahari. Mereka dikatakan
kering ketika diraba tidak berasa lengket dan
Grafik 4.2 Kandungan Lemak di Kulit dan
Daging Biji Durian
5
ditimbang tidak terjadi pengurangan berat untuk
tiga kali penimbangan selama tiga hari
pengeringan. Pengeringan menggunakan panas
matahari karena panas dapat merata dan lebih
cepat dibandingkan menggunakan oven. Berat
basah biji durian 7,075 kg dan setelah
dikeringkan 3,65 kg. Setelah kering, kulit dan
daging biji, digiling dengan blender dan diayak.
Ayakan yang digunakan berukuran ± 40 mesh,
sehingga didapat tepung. Banyak tepung kulit dan
daging biji durian adalah 1,035 kg dan 2,615 kg.
Untuk menghitung protein, pada tahap
destruksi, sampel yang telah dicampur dengan
HgO, Na2SO4, H2SO4, aquades, dan pemanasan
berubah dari jernih menjadi berbuih dan pada
dinding
terdapat
flat-flat
hitam.
Itu
mengindetikasi protein pada sampel mengalami
denaturasi dan terpisah dari komponen nonprotein. Protein itu bisa diambil dengan proses
destilasi. Pada tahap ini digunakan asam borat
jenuh dan indikator metil merah. Destilasi
dilakukan sampai volume 40/50 ml dan warna
yang dihasilkan kuning gelap. Setelah semua
protein terpisah, maka untuk menghitung %N
dilakukan titrasi asam kuat (HCl 0.02 N yang
digunakan dalam analisa kali ini). Titrasi berhenti
ketika larutan berubah menjadi merah muda.
Hasilnya kandungan protein kulit dan daging biji
durian dari empat daerah di Sumatera Sealatan
sesuai grafik 4.1 adalah 18.44% dan 17.96%
persen berat kering.
Untuk menghitung lemak menggunakan
analisa ekstraksi soxhlet, peralatan yang
digunakan terdiri dari tabung kondesor, labu,
penangas chamber, dan tabung ekstraksi soxhlet.
Pelarut yang digunakan adalah n-hexane. Prinsip
alat itu seperti menyedu tea, yaitu lemak akan
terlarut sedangkan ampas tertahan di kertas saring
dan kapas. Ketika proses ekstraksi, warna hexane
berubah dari jernih menjadi kekuningan. Warna
kuning adalah lemak dari biji durian. Ekstraksi
soxhlet berlangsung selama 3 jam, agar semua
lemak dapat terlarut. Untuk pemisahan pelarut
dari lemak maka dilakukan ekstraksi pada
temperatur
156oF (titik didih hexane).
Selanjutnya labu dioven untuk menguapkan sisasisa pelarut. Berat lemak dihitung menggunakan
selisih berat akhir dan berat labu kosong.
Hasilnya kandungan lemak di kulit dan biji durian
dari empat daerah di Sumatera Selatan sesuai
grafik 4.2 adalah 1,027% dan 1,404%. Kulit biji
memiliki lemak yang lebih sedikit daripada
daging biji durian.
Untuk menghitung abu, sampel seberat 2
gram (tolerasi dibawah 0.0020 grm), dibakar
dengan hot plate sampai asap pembakaran hilang.
Bubuk itu, yang berubah berwarna hitam dan
sedikit putih, masih belum terbentuk abu, harus
dibakar kembali menggunakan furnace (muffle)
sampai semua bubuk berwarna keputih-putihan,
artinya telah terbentuk abu. Panas pembakaran
mencapai
700oC.
Berat
abu
dihitung
menggunakan selisih berat cawan akhir dan berat
cawan kosong. Hasilnya kandungan abu di kulit
dan biji durian dari empat daerah di Sumatera
Selatan sesuai grafik 4.3 adalah 6,362% dan
4,413% berat kering. Kulit memiliki persen abu
yang lebih banyak daripada daging.
Untuk menghitung air, sampel seberat 2
gram (tolerasi dibawah 0.0020 gram) dipanaskan
dalam oven selama 3 jam. Panas oven mencapai
105 oC. Kemudian itu ditimbang setelah
dimasukan ke desikator selama 30 menit,
dipanaskan kembali selama 1 jam, dan ditimbang
kembali sampai didapat berat konstan. Berat yang
tak berubah artinya seluruh kandungan air telah
teruapkan. Hasilnya kandungan air dalam kulit
dan biji durian dari empat daerah di Sumatera
Selatan sesuai grafik 4.4 adalah 12.98% dan
10.37% berat kering. Kembali kandungan air di
kulit lebih banyak daripada daging.
Setelah dihitung dengan persamaan (3.5),
persen karbohidrat kulit dan daging biji durian di
Sumatera Selatan mencapai 60,53% dan 65.723%
berat kering. Kandungan karbohidrat yang lebih
banyak pada daging biji memberikan gambaran
bahwa daging biji durian berpotensi sebagai
bahan baku untuk pembuatan bahan bakar
hidrokarbon
maupun alternatif
pengganti
makanan.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa
daging biji durian di
Sumatera Selatan mengandung
65,79%
karbohidrat, 18,023% protein, 1,543% lemak,
4,397% abu dan 10,307% air sehingga berpotensi
sebagai bahan baku pembuatan hidrokarbon.
6
Saran
Penelitian ini merupakan penelitian potensi
dan dapat dikembangkan lebih lanjut untuk
berbagai bidang seperti pembuatan bioetanol
sebagai bioenergi.
Fengel, Wegener.
1984.
Kayu:
Kimia,
Ultrastruktur,
Reaksi-Reaksi.
Cetakan
pertama. Sastrohamidjojo, H (penerjemah).
Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta
Daftar Pustaka
[1] KADOUNIK.COM, diakses tanggal 4 Januari
2009, pukul 05.15 WIB
[2] Nurfiana, Fifi dkk.2009. Pembuatan Bioetanol
dari Biji Durian Sebagai Sumber Energi
Alternafi. Seminar Nasional V, Sekolah
Tinggi Teknologi Nuklir Badan Tenaga
Nuklir Nasional.
[3] DUREN@JUNTAK.COM, diakses tanggal 4
Januari 2009, pukul 06.00 WIB
[4] www.indeni.org, diakses tanggal 22 Agustus
2008, pukul 16.30 WIB
[5] Zobel, H.F. Strach: Source, Production dan
Propertis. Dalam: Schenck, F.W dan Hebeel,
R.E. Strach Hydrolysis Product. New York:
VCh Publisher, Inc., 1992:23-29
[6] Toa F, Miao JY, Shi GY, and Zhang KC.
(2003). ‘Bioethanol Fermentation by an Acid
tolerant
Zymomonas
mobilis
under
Nonsterilized
Condition”.
Process
Biochemistry, Elsevier, 40, 183-187.
[7] Fessenden & Fessenden, Alih bahasa
Pudjaatmaka AH.1982, “Kimia Organik”,
Edisi
Ketiga,
Jilid
2,
Erlangga,
Jakarta:318:319
[8]http://khoirulazam89.blogspot.com/2012/01/pr
insip-kerja-ekstraktor-soxhlet.html, diakses
tanggal 4 Januari 2009, pukul 06.00
Erro, Sjostrom. 1995. Kimia Kayu: Dasar-dasar
dan
Penggunaan.
Cetakan
kedua.
Sastrohamidjojo,
H
(penerjemah).
Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta.
Kollman, F. P. And Cote, W.A. 1984. Principles
of Wood Science and Technology. Sprenger
Verlag, New York
7