Sintesis Pati Teroksidasi Dari Pati Sukun (Artocarpus altilis) Menggunakan Natrium Hipoklori
BAB 1
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pati merupakan senyawa polisakarida yang terdiri dari monosakarida yang
berikatan melalui ikatan oksigen. Monomer dari pati adalah glukosa yang
berikatan dengan ikatan alpa (1,4)-glikosidik, yaitu ikatan kimia yang
menggabungkan 2 molekul monosakarida yang berikatan kovalen terhadap
sesamanya(Nopianto, 2009).Pati juga merupakan karbohidrat kompleks yang
tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbauyang
terdapat dalam semua tanaman terutama dalam jagung, kentang, biji – bijian,
ubi akar dan padi atau gandum (Sastrohamidjojo, 2005).Pati adalah polimer
dengan berat molekul tinggi alami dari α-D-glukosa dan bukan hanya
reservoir energi utama tanaman yang lebih tinggi tapi juga sumber utama
energi dalam makanan manusia dan hewan (Jonhed, 2006).
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai
C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari
dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut
amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin(Azizah, 2013).Pati
memegang peranan penting dalam industri pengolahan pangan.Pati secara luas
juga dipergunakan dalam industri seperti kertas, lem, tekstil, permen, glukosa,
dekstrosa, sirup fruktosa, dan lain-lain.
Pati alami seperti tapioka, pati jagung, sagu dan pati-patian lain
mempunyai beberapa kendala jika dipakai sebagai bahan baku dalam industri
pangan maupun non pangan. Jika dimasak pati membutuhkan waktu yang
lama (hingga butuh energi tinggi), juga pasta yang terbentuk keras dan tidak
bening.Disamping itu sifatnya terlalu lengket dan tidak tahan perlakuan
dengan asam.Kendala-kendala tersebut menyebabkan pati alami terbatas
penggunaannya dalam industri.Padahal sumber dan produksi pati-patian di
negara kita sangat berlimpah (Koswara, 2006).
Universitas Sumatera Utara
2
Sukun ( Artocarpusaltilis) merupakan salah satu sumber pati yang dapat
berpeluanguntuk dijadikan bahan pembuatan gula, selain dari bahan baku
tanaman yang mengandung pati lainnya yang telah banyak diteliti dan
dikembangkan. Sukun mempunyai potensi sebagai cadangan ketahanan
pangan nasional karena sukun mampu berproduksi sepanjang tahun. Selain itu
buah sukun mengandung nutrisi yang tidak kalah dengan jagung maupun ubiubian. Tanaman ini sudah lama dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia,
akan tetapi bagi masyarakat Indonesia konsumsi buah sukun umumnya masih
terbatas sebagai makanan ringan dan sayur (Pitojo, 1992). Sebagai salah satu
sumber bahan pangan alternatif, buah sukun terbukti memiliki kandungan gizi
cukup tinggi (Widowati, 2003).
Industri pengguna pati menginginkan pati yang mempunyai kekentalan
yang stabil baik pada suhu tinggi maupun rendah, mempunyai ketahanan yang
baik terhadap perlakuan mekanis, dan daya pengentalannya tahan pada kondisi
asam dan suhu tinggi (Koswara, 2006). Sifat-sifat penting yang diinginkan
dari pati termodifikasi (yang tidak dimiliki oleh pati alami) diantaranya
adalah: kecerahannya lebih tinggi (pati lebih putih), retrogradasi yang rendah,
kekentalannya lebih rendah, gel yang terbentuk lebih jernih, tekstur gel yang
dibentuk lebih lembek, kekuatan regang yang rendah, granula pati lebih
mudah pecah, waktu dan suhu gelatinisasi yang lebih tinggi, serta waktu dan
suhu granula pati untuk pecah lebih rendah (Jane, 1995).
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah
lewat suatu reaksi kimia (esterifikasi atau oksidasi) atau dengan mengganti
struktur asalnya (Fleche, 1985). Pati dapat dioksidasi dengan aktivitas dari
beberapa zat pengoksidasi dalam suasana asam, netral atau larutan alkali. Pati
teroksidasi dapat digunakan untuk industri makanan dan juga bukan makanan
(Lawal, 2004).
Penelitian terdahulu mengenai pati teroksidasi yang menghasilkan
kelarutan dan daya mengembang yang baik adalah modifikasi dengan teknik
oksidasi menggunakan oksidator H2O2 (Budiyati, 2016). Teknik oksidasi pati
dengan tingkat oksidasi tinggi menggunakan CuSO4 dan H2O2 (Zhang, 2012).
Universitas Sumatera Utara
3
Penelitian lain yaitu dengan teknik oksidasi pati dengan oksidator natrium
hipoklorit dengan adanya variasi waktu menghasilkan pati teroksidasi dengan
kelarutan dan kadar karboksil yang tinggi (Fatchturi, 2009). Natrium
hipoklorit adalah merupakan bahan yang sering digunakan dalam proses
bleachingdan sangat diperlukan oleh berbagai industri kimia di Indonesia
karena banyak dipergunakan secara luas pada bidang industri kimia proses
seperti pada industri kertas. Natrium hipoklorit juga merupakan sebagai
oksidator yang memiliki harga yang lebih ekonomis dari oksidator lain seperti
permanganat maupun periodat.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik untuk melakukan sintesis
pati teroksidasidengan sumber pati yang berbeda yaitu dari pati hasil isolasi
dari buah sukundandengan menggunakan variasi konsentrasi natrium
hipoklorit dan waktu oksidasi.
1.2.Permasalahan
1. Berapa konsentrasi Natrium Hipoklorit dan waktu oksidasi optimum yang
dilakukan pada reaksi oksidasi pati yang menghasilkan kadar karbonil
terbesar ?
2. Bagaimana karakteristik dari pati teroksidasi yang dihasilkan ?
1.3.Pembatasan Masalah
1. Patiyang digunakan adalah pati dari buah sukun yang diambil dari daerah
Pancur Batu, Kabupaten Deli Serdang.
2. Pati teroksidasidiperoleh dari hasil oksidasi pati dengan natrium
hipoklorit.
Universitas Sumatera Utara
4
1.4.Tujuan Penelitian
1. Untuk menentukan konsentrasi Natrium Hipoklorit dan waktu oksidasi
optimum pada reaksi oksidasi pati yang menghasilkan kadar karbonil
terbesar
2. Untuk menentukan karakteristik dari pati teroksidasi yang dihasilkan.
1.5.Manfaat Penelitian
Sebagai sumber informasi dalam reaksi sintesis dan pengembangan dari
reaksi- reaksi organik dalam reaksi oksidasi untuk menghasilkan pati
termodifikasi oksidasi yang mempunyai manfaat yang lebih baik.
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukandi Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU. Analisa
Spektroskopi FT – IR di laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM. Analisa
SEM (Scanning Electron Microscopy) di Mabes POLRI Jakarta.
1.7.Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dan pati diperoleh
dari hasil isolasi pati buah sukun. Dimana 40 gram pati yang didapat dari
isolasi ditambah dengan 100 ml aqudest, kemudian diaduk dengan pengaduk
magnet 400 rpm selama 15 menit. Kemudian diatur pH sampai pH=9 dengan
NaOH 0.5 N sambil diaduk. Selanjutnya ditambahkan 30 ml natrium
hipoklorit 9% setetes demi setetes selama 20 menit, diatur kembali hingga
pH=9 dengan HCl 0.5 N. Dilakukan proses oksidasi pada suhu 350 C selama
60 menit. Kemudian disaring dan dicuci endapan dengan aquadest hingga
filtrat pH=7. Hasil yang didapat di keringkan dalam oven selama 24 jam pada
suhu 400 C dan diayak.Dilakukan prosedur yang sama dengan variasi
konsentrasi dari natrium hipoklorit 12% dan 15% dan variasi waktu 30, 60 dan
90 menit. Pati yang didapat dianalisa FT-IR dan SEM, dihitungkadarkarbonil,
tingkat oksidasi, viskositas dan swelling power-nya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pati merupakan senyawa polisakarida yang terdiri dari monosakarida yang
berikatan melalui ikatan oksigen. Monomer dari pati adalah glukosa yang
berikatan dengan ikatan alpa (1,4)-glikosidik, yaitu ikatan kimia yang
menggabungkan 2 molekul monosakarida yang berikatan kovalen terhadap
sesamanya(Nopianto, 2009).Pati juga merupakan karbohidrat kompleks yang
tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbauyang
terdapat dalam semua tanaman terutama dalam jagung, kentang, biji – bijian,
ubi akar dan padi atau gandum (Sastrohamidjojo, 2005).Pati adalah polimer
dengan berat molekul tinggi alami dari α-D-glukosa dan bukan hanya
reservoir energi utama tanaman yang lebih tinggi tapi juga sumber utama
energi dalam makanan manusia dan hewan (Jonhed, 2006).
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai
C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari
dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut
amilosa dan fraksi tidak larut disebut amilopektin(Azizah, 2013).Pati
memegang peranan penting dalam industri pengolahan pangan.Pati secara luas
juga dipergunakan dalam industri seperti kertas, lem, tekstil, permen, glukosa,
dekstrosa, sirup fruktosa, dan lain-lain.
Pati alami seperti tapioka, pati jagung, sagu dan pati-patian lain
mempunyai beberapa kendala jika dipakai sebagai bahan baku dalam industri
pangan maupun non pangan. Jika dimasak pati membutuhkan waktu yang
lama (hingga butuh energi tinggi), juga pasta yang terbentuk keras dan tidak
bening.Disamping itu sifatnya terlalu lengket dan tidak tahan perlakuan
dengan asam.Kendala-kendala tersebut menyebabkan pati alami terbatas
penggunaannya dalam industri.Padahal sumber dan produksi pati-patian di
negara kita sangat berlimpah (Koswara, 2006).
Universitas Sumatera Utara
2
Sukun ( Artocarpusaltilis) merupakan salah satu sumber pati yang dapat
berpeluanguntuk dijadikan bahan pembuatan gula, selain dari bahan baku
tanaman yang mengandung pati lainnya yang telah banyak diteliti dan
dikembangkan. Sukun mempunyai potensi sebagai cadangan ketahanan
pangan nasional karena sukun mampu berproduksi sepanjang tahun. Selain itu
buah sukun mengandung nutrisi yang tidak kalah dengan jagung maupun ubiubian. Tanaman ini sudah lama dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia,
akan tetapi bagi masyarakat Indonesia konsumsi buah sukun umumnya masih
terbatas sebagai makanan ringan dan sayur (Pitojo, 1992). Sebagai salah satu
sumber bahan pangan alternatif, buah sukun terbukti memiliki kandungan gizi
cukup tinggi (Widowati, 2003).
Industri pengguna pati menginginkan pati yang mempunyai kekentalan
yang stabil baik pada suhu tinggi maupun rendah, mempunyai ketahanan yang
baik terhadap perlakuan mekanis, dan daya pengentalannya tahan pada kondisi
asam dan suhu tinggi (Koswara, 2006). Sifat-sifat penting yang diinginkan
dari pati termodifikasi (yang tidak dimiliki oleh pati alami) diantaranya
adalah: kecerahannya lebih tinggi (pati lebih putih), retrogradasi yang rendah,
kekentalannya lebih rendah, gel yang terbentuk lebih jernih, tekstur gel yang
dibentuk lebih lembek, kekuatan regang yang rendah, granula pati lebih
mudah pecah, waktu dan suhu gelatinisasi yang lebih tinggi, serta waktu dan
suhu granula pati untuk pecah lebih rendah (Jane, 1995).
Pati termodifikasi adalah pati yang gugus hidroksilnya telah diubah
lewat suatu reaksi kimia (esterifikasi atau oksidasi) atau dengan mengganti
struktur asalnya (Fleche, 1985). Pati dapat dioksidasi dengan aktivitas dari
beberapa zat pengoksidasi dalam suasana asam, netral atau larutan alkali. Pati
teroksidasi dapat digunakan untuk industri makanan dan juga bukan makanan
(Lawal, 2004).
Penelitian terdahulu mengenai pati teroksidasi yang menghasilkan
kelarutan dan daya mengembang yang baik adalah modifikasi dengan teknik
oksidasi menggunakan oksidator H2O2 (Budiyati, 2016). Teknik oksidasi pati
dengan tingkat oksidasi tinggi menggunakan CuSO4 dan H2O2 (Zhang, 2012).
Universitas Sumatera Utara
3
Penelitian lain yaitu dengan teknik oksidasi pati dengan oksidator natrium
hipoklorit dengan adanya variasi waktu menghasilkan pati teroksidasi dengan
kelarutan dan kadar karboksil yang tinggi (Fatchturi, 2009). Natrium
hipoklorit adalah merupakan bahan yang sering digunakan dalam proses
bleachingdan sangat diperlukan oleh berbagai industri kimia di Indonesia
karena banyak dipergunakan secara luas pada bidang industri kimia proses
seperti pada industri kertas. Natrium hipoklorit juga merupakan sebagai
oksidator yang memiliki harga yang lebih ekonomis dari oksidator lain seperti
permanganat maupun periodat.
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik untuk melakukan sintesis
pati teroksidasidengan sumber pati yang berbeda yaitu dari pati hasil isolasi
dari buah sukundandengan menggunakan variasi konsentrasi natrium
hipoklorit dan waktu oksidasi.
1.2.Permasalahan
1. Berapa konsentrasi Natrium Hipoklorit dan waktu oksidasi optimum yang
dilakukan pada reaksi oksidasi pati yang menghasilkan kadar karbonil
terbesar ?
2. Bagaimana karakteristik dari pati teroksidasi yang dihasilkan ?
1.3.Pembatasan Masalah
1. Patiyang digunakan adalah pati dari buah sukun yang diambil dari daerah
Pancur Batu, Kabupaten Deli Serdang.
2. Pati teroksidasidiperoleh dari hasil oksidasi pati dengan natrium
hipoklorit.
Universitas Sumatera Utara
4
1.4.Tujuan Penelitian
1. Untuk menentukan konsentrasi Natrium Hipoklorit dan waktu oksidasi
optimum pada reaksi oksidasi pati yang menghasilkan kadar karbonil
terbesar
2. Untuk menentukan karakteristik dari pati teroksidasi yang dihasilkan.
1.5.Manfaat Penelitian
Sebagai sumber informasi dalam reaksi sintesis dan pengembangan dari
reaksi- reaksi organik dalam reaksi oksidasi untuk menghasilkan pati
termodifikasi oksidasi yang mempunyai manfaat yang lebih baik.
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukandi Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU. Analisa
Spektroskopi FT – IR di laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM. Analisa
SEM (Scanning Electron Microscopy) di Mabes POLRI Jakarta.
1.7.Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dan pati diperoleh
dari hasil isolasi pati buah sukun. Dimana 40 gram pati yang didapat dari
isolasi ditambah dengan 100 ml aqudest, kemudian diaduk dengan pengaduk
magnet 400 rpm selama 15 menit. Kemudian diatur pH sampai pH=9 dengan
NaOH 0.5 N sambil diaduk. Selanjutnya ditambahkan 30 ml natrium
hipoklorit 9% setetes demi setetes selama 20 menit, diatur kembali hingga
pH=9 dengan HCl 0.5 N. Dilakukan proses oksidasi pada suhu 350 C selama
60 menit. Kemudian disaring dan dicuci endapan dengan aquadest hingga
filtrat pH=7. Hasil yang didapat di keringkan dalam oven selama 24 jam pada
suhu 400 C dan diayak.Dilakukan prosedur yang sama dengan variasi
konsentrasi dari natrium hipoklorit 12% dan 15% dan variasi waktu 30, 60 dan
90 menit. Pati yang didapat dianalisa FT-IR dan SEM, dihitungkadarkarbonil,
tingkat oksidasi, viskositas dan swelling power-nya.
Universitas Sumatera Utara