ta adientya yaniz ulinuha.pdf
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
1/71
EKSTRAKSI PEKTIN KULIT BUAH NAGA (Dragon
fruit) DAN APLIKASINYA SEBAGAI EDIBLE FILM
TUGAS AKHIRdisajikan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Ahli Madia Program Studi Teknik Kimia
oleh
Adientya Yaniz Ulinuha
5511311011
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2014
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
2/71
PERSETUJUAN PEMBIMBING
Nama : Adientya Yaniz Ulinuha
NIM : 5511311011
Tugas Akhir
Judul : Ekstraksi Pektin Kulit Buah Naga (Dragon fruit) dan Aplikasinya
SebagaiEdible Film
telah disetujui oleh Pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia ujian tugas
akhir
Pembimbing
Dr. Megawati, S.T., M.T.
NIP.197211062006042001
ii
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
3/71
PENGESAHAN KELULUSAN
Tugas Akhir
Judul : Ekstraksi Pektin Kulit Buah Naga (Dragon fruit) dan
Aplikasinya SebagaiEdible Film
oleh : Adientya Yaniz Ulinuha
NIM 5511311011
telah dipertahankan dalam sidang ujian tugas akhir Program Studi Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, dan disahkan pada:
Hari : K a m i s
Tanggal : 8 M e i 2 0 1 4
Dekan, Ketua Program Studi,
Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd Prima Astuti Handayani, S.T., M.T.
NIP. 196602151991021001 NIP. 197203252000032001
Penguji Pembimbing
Bayu Triwibowo, S.T., M.T. Dr. Megawati, S.T., M.T.
NIP. 198811222013101129 NIP. 197211062006042001
iii
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
4/71
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Jangan kecewakan orang tuamu
Sesudah kesulitan pasti ada kemudahan, jika kita bersungguh-sungguh.
Tidak ada orang yang benar-benar malas. Seorang pemalas adalah orang
yang rajin tidak melakukan apa-apa. (Almarhum Ustadz Jefri Al-Buchori)
PERSEMBAHAN
1.Bapak, Ibu dan saudara-saudaraku tercinta
2.Dosen-dosenku
3.Teman-temanku
4.Almamaterku
iv
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
5/71
INTI SARI
Ulinuha, A, Yaniz. 2014. Ekstraksi Pektin Kulit Buah Naga (Dragon fruit) danAplikasinya Sebagai Edible Film. Tugas Akhir. Program Studi Teknik
Kimia D3, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Pembimbing
Dr. Megawati, S.T., M.T.
Bahan pangan berbentuk segar maupun hasil olahannya mudah rusak
apabila tidak ditangani dengan baik. Kerusakannya dipercepat dengan terjadinya
oksidasi terhadap makanan sehingga akan memperpendek umur simpan dan
mengurangi nutrisi dari makanan itu sendiri, dengan demikian peranan
pengemasan menjadi sangat penting. Kemasan selain melindungi makanan, juga
harus mempunyai sifat ramah lingkungan. Salah satu alternatif bahan kemasan
yang ramah lingkungan (biodegradable) yang bisa dipilih adalah edible film.
Edible film merupakan lapisan tipis yang digunakan untuk melapisi makanan
(coating) atau diletakkan di antara komponen yang berfungsi sebagai penahan
terhadap transfer massa za-zat luar seperti kadar air, oksigen, lemak, dan cahaya.
Salah satu bahan dasar pembuatan edible film adalah pektin. Pektin
merupakan senyawa polisakarida kompleks dengan komponen utama asam D-
galakturonat. Pektin dapat diperoleh dari kulit buah-buahan, salah satunya adalah
kulit buah naga. Kulit buah naga mengandung pektin 10,8% yang dapat
dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan edible film. Ekstraksi pektin kulit buah
naga secara konvensional sudah pernah diteliti, namun ekstraksi menggunakan
gelombang mikro belum pernah dilakukan. Sehingga percobaan ini dilakukandengan tujuan untuk mengetahui pengaruh ekstraksi pektin kulit buah naga
menggunakan gelombang mikro terhadap yield pektin yang dihasilkan yaitu
dengan methode Microwave Assisted Extaction (MAE). Ekstraksi dilakukan
dengan variasi berat bahan dan waktu ekstraksi, kemudian pektin yang di dapat
digunakan sebagai bahan pembuatan edible film.
Variasi berat bahan dilakukan pada 10, 15 dan 20 gram dalam 300 mL
pelarut asam oksalat dengan waktu ekstraksi 20 menit dan daya 600 W,
sedangkan variasi waktu ekstraksi dilakukan pada 15, 20 dan 25 menit dengan
berat bahan 10 gram dan daya 600 W. Pektin yang diperoleh dilakukan uji
Fourier Transform Infrared (FTIR) dan selanjutnya digunakan sebagai bahan
pembuatan edible film. Hasil percobaan diperoleh bahwa ekstraksi pektin kulitbuah naga dengan metode MAE menghasilkan yield pektin lebih besar
dibandingkan menggunakan metode konvensional, dengan yield pektin sebesar
72%. Variasi berat bahan mempengaruhi yield pektin yang dihasilkan, semakin
sedikit bahan yang digunakan dalam ekstraksi, semakin besar yield pektin kulit
buah naga yang dihasilkan, yield pektin terbesar dihasilkan pada variasi berat 10
gram. Variasi waktu ekstraksi juga memberikan pengaruh terhadap yield pektin,
semakin lama waktu ekstraksi semakin besar yield pektin kulit buah naga yang
dihasilkan, yield pektin terbesar dihasilkan pada waktu ekstraksi 25 menit. Hasil
analisis FTIR menunjukkan bahwa pektin mengandung beberapa senyawa, yaitu
eter, karbon siklik, haloalkana, karbonil, alkena/gugus alkil, alkohol dan ester.
Pektin hasil ekstraksi dapat digunakan sebagai bahan pembuatan edible film.
v
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
6/71
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT atas rahmat, taufik, dan
hidayahNya sehingga penulis dapat melalui masa-masa sulit, panjang, tegang,
melelahkan dan menyedihkan dalam pembuatan Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini
merupakan hasil penelitian yang berjudul Ekstraksi Pektin Kulit Buah Naga
(Dragon fruit) dan Aplikasinya Sebagai Edible Filmyang telah dilakukan
selama 8 bulan mulai Oktober 2013 hingga Mei 2014.
Penelitian ini bertujuan untuk mengolah limbah kulit buah naga menjadi
pektin dan memanfaatkannya sebagai bahan pembuatan edible film. Melalui
penelitian ini diharapkan dapat menjadi gambaran untuk menciptakan bahan
pengemas yang ramah lingkungan.
Banyak pihak yang telah memberikan kontribusi baik berupa dorongan,
bantuan, motivasi, bimbingan dan kritikan yang membangun dalam penulisan
Tugas Akhir ini, mulai dari persiapan dan pelaksanaan penelitian serta penulisan.
Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang.
2.Prima Astuti Handayani, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi D3
Teknik Kimia.
3.Dr. Megawati, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan masukan, nasehat dan pengarahan dalam penyempurnaan
penyusunan Tugas Akhir.
4.Bayu Triwibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan
masukan dalam penyempurnaan penyusunan Tugas Akhir.
5.Para Dosen Program Studi Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan.
6.Danang Subarkah, S.Si. sebagai laboran yang telah memberikan bantuan
dan fasilitas penelitian.
7.Bapak Muh. Khaeroni dan Ibu Nur Rokhimah tercinta yang mendidikku
selalu mendoakanku, dan dengan ikhlas memberikan motivasi, nasehat,
kasih sayang serta dukungan baik moril maupun materil.
vi
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
7/71
8.Mbah kakungku Sapardi dan Sugianto serta mbah utiku Siti Fatimah dan
Antiah atas doa, nasehat dan perhatian yang diberikan pada cucumu ini.
9.Adikku yang lucu atas doa dan gurauan yang menghibur, semoga bisa
menjadi lebih baik dari mas.
10.Seluruh anggota keluarga yang menyemangati, mendoakan, memotivasi
dan memberikan dukungan.
11.Teman-teman Prodi Teknik Kimia D3 khususnya angkatan 2011 Falih
Ghoniyal Haq, Ayu Candra Dewi, Rizky Widyastuti, Rosa Dwi
Kurniawan, Asriningtyas Ajeng Eprihana, Heti Nurcahyanti, Eko
Nurjannah, Anis Tri Wahyuni, Nur Nalindra Putra, Muhammad Nur Aziz,
Sunar Tejo Tsani, Radityo Pungky Permana, Ayu Dewi Prameswari,
Khozin Asror, Nova Susilowati, Eko Aji Surdiansyah, Nita Setianingsih
untuk tawa, canda, suka, duka, sedih, senang yang dilalui bersama serta
semangat yang diberikan.
12.Adik-adik angkatan yang memberikan semangat, perhatian, dukungan dan
motivasi.
13.Semua pihak yang telah mendukung dan membantu hingga
terselesaikannya tugas akhir ini.
Penulis menyadari dengan keterbatasan kemampuan, penulis menyadari
bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharap kritik dan saran yang membangun.
Semoga Tugas Akhir ini memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan terutama di bidang Teknik Kimia.
Semarang, April 2013
Penulis
vii
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
8/71
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................................... ii
PENGESAHAN KELULUSAN ........................................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................ iv
INTISARI .............................................................................................................. v
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi
DAFTAR ISI ......................................................................................................... viiiDAFTAR TABEL ................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2Permasalahan ........................................................................... 3
1.3Tujuan ...................................................................................... 4
1.4Manfaat .................................................................................... 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ..................................................................... 5
2.1Buah Naga ............................................................................. 5
2.1.1Morfologi Buah Naga ............................................................ 5
2.1.2Khasiat dan Kandungan Gizi Buah Naga .............................. 6
2.2Struktur Pektin ....................................................................... 7
2.2.1Sifat Fisis dan Kimia Pektin .................................................. 10
2.2.2Kegunaan Pektin .................................................................... 13
2.3Pemungutan Pektin ................................................................ 14
2.4Edible Film ............................................................................ 16
2.5Pembuatan Film ..................................................................... 17
BAB III PROSEDUR KERJA .................................................................... 19
3.1Alat ........................................................................................ 19
3.2Bahan ..................................................................................... 20
viii
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
9/71
3.3Rangkaian Alat ...................................................................... 20
3.4Cara Kerja .............................................................................. 21
3.4.1Ekstraksi Pektin dengan Metode Analisis Standar ................ 21
3.4.2Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode ................................ 22
Microwave Assisted Extraction (MAE) dengan Variasi Berat
Bahan
3.4.3Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode ................................ 23
Microwave Assisted Extraction (MAE) dengan Variasi Waktu
Ekstraksi
3.4.4PembuatanEdible Film denganPlasticizer dan .................... 23
Aplikasinya pada Permen
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 24
4.1Preparasi Bahan Baku ........................................................... 25
4.2Analisis Yield Pektin Standar ................................................ 26
4.3Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE ...................... 27
4.3.1Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE ...................... 28
dengan Variasi Berat Bahan
4.3.2Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE ...................... 29
dengan Variasi Waktu
BAB V SIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 35
5.1Simpulan ................................................................................ 35
5.2Saran ...................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 37
LAMPIRAN ......................................................................................................... 39
ix
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
10/71
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1Komposisi Gizi per 100 Gram Daging Buah Naga .................................... 6
2.2Lanjutan Komposisi Gizi per 100 Gram Daging Buah Naga ..................... 7
4.1Pengaruh Berat Bahan Terhadap Yield Pektin ........................................... 29
4.2Yield Percobaan dengan Variasi Waktu ..................................................... 30
4.3Yield Pektin Literatur dengan Variasi Waktu ............................................ 30
4.4Komposisi Senyawa Pektin Literatur ......................................................... 32
4.5Komposisi Senyawa Pektin Hasil Percobaan ............................................. 33
x
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
11/71
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1Spesies Buah Naga ........................................................................................ 6
2.2Komponen Utama Molekul Pektin ............................................................... 8
2.3Rantai Molekul Pektin .................................................................................. 8
2.4FTIR Pektin ................................................................................................... 13
3.1Seperangkat Alat Ekstraksi dengan Pelarut Asam Oksalat ........................... 19
MenggunakanMicrowave Assisted Extraction
3.2Seperangkat Alat Hidrolisis dan PembuatanEdible Film............................. 20
4.1Pektin Hasil Analisis Standar ........................................................................ 26
4.2Gel Pektin ...................................................................................................... 28
4.3Yield Pektin Kulit Buah Naga dengan Variasi Berat Bahan ........................ 29
4.4Yield Pektin Kulit Buah Naga dengan Variasi Waktu .................................. 31
4.5Spektrum Pektin Kulit Buah Naga ................................................................ 32
4.6Edible Film .................................................................................................... 33
4.7AplikasiEdible Film ..................................................................................... 34
xi
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
12/71
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1.Cara Kerja Preparasi Bahan Baku ................................................................... 39
2.Cara Kerja Ekstraksi Pektin dengan Metode Analisis Standar ....................... 40
3.Cara Kerja Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE ............................. 41
dengan Variasi Berat Bahan
4.Cara Kerja PembuatanEdible Film denganPlasticizer.................................. 42
5.Data Pengamatan ............................................................................................. 43
6.Analisis Data ................................................................................................... 46
7.Dokumentasi Pemungutan Pektin dengan Metode MAE ................................ 50
8.UjiFourier Transform Infrared (FTIR) .......................................................... 55
xii
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
13/71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Bahan pangan berbentuk segar maupun hasil olahannya mudah rusak
apabila tidak ditangani dengan baik. Kerusakannya dipercepat dengan
terjadinya oksidasi terhadap makanan yang akan memperpendek umur simpan
dan mengurangi nutrisi dari makanan itu sendiri. Dengan demikian perananpengemasan menjadi sangat penting (Anugrahati 2001 dalam Herdigenarosa
2013). Kemasan selain melindungi makanan, juga harus mempunyai sifat
ramah lingkungan. Penggunaan polimer sintetik seperti plastik mempunyai
peranan penting untuk pembungkusan produk makanan. Penggunaan plastik
untuk kemasan makanan sudah meluas, tetapi tidak disertai perhatian terhadap
dampak negatif yang ditimbulkannya. Selain merusak lingkungan,
penggunaan plastik juga berpotensi mengganggu kesehatan manusia, karena
transfer senyawa dari kemasan plastik selama penyimpanan dapat
menimbulkan resiko keracunan (Budiyanto 2008 dalam Herdigenarosa 2013).
Salah satu alternatif bahan pelindung yang ramah lingkungan
(biodegradable) yang bisa dipilih adalah edible film (Wahyono 2009 dalam
Nugroho dkk. 2013). Edible film merupakan lapisan tipis yang digunakan
untuk melapisi makanan (coating) atau diletakkan di antara komponen yang
berfungsi sebagai penahan terhadap transfer massa seperti kadar air, oksigen,
lemak, dan cahaya atau berfungsi sebagai pembawa bahan tambahan pangan
(Krochta 1997 dalam Nugroho 2013). Keuntungan edible film antara lain
dapat dikonsumsi langsung bersama produk yang dikemas, tidak mencemari
lingkungan, memperbaiki sifat organoleptik produk yang dikemas, berfungsi
sebagai suplemen penambah nutrisi, sebagai flavor, pewarna, zat antimikroba,
dan antioksidan (Murdianto 2005 dalamNugroho dkk. 2013).
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
14/71
2
Salah satu bahan dasar pembuatan edible film adalah pektin. Pektin
merupakan senyawa polisakarida kompleks dengan komponen utama asam D-
galakturonat (Rouse 1977 dalam Fitriani 2003). Pektin dapat diperoleh dari
kulit buah-buahan seperti pisang, jeruk bali, buah naga dan lain-lain. Buah
naga dapat menjadi pilihan sebagai alternatif untuk bahan baku sumber pektin,
terutama dari kulitnya. Buah naga (Dragon fruit) selain dikonsumsi dalam
bentuk segar juga diolah menjadi beberapa produk olahan. Sedangkan kulitnya
yang mempunyai berat 30-35% dari berat buah, belum dimanfaatkan dan
hanya dibuang sebagai sampah sehingga dapat menyebabkan pencemaran
lingkungan. Padahal, kulit buah naga mengandung pektin 10,8% yang dapat
dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan edible film (Jamilah, 2011). Proses
ekstraksi secara konvensional dengan panas yang berlebihan dapat
menyebabkan kerusakan pektin sehingga menurunkan kualitasnya (Sudiyono,
2012). Selain itu panjangnya waktu yang diperlukan untuk ekstraksi
menyebabkan energi yang diperlukan untuk pemanasan juga semakin tinggi
(Purwanto, 2010). Ekstraksi dengan menggunakan mikrowave dapat
mengurangi kebutuhan energi yang digunakan dibandingkan dengan cara
konvensional, disamping itu kemungkinan kerusakan senyawa pektin dapat
dikurangi (Fishman 2000 dalam Sudiyono 2012). Oleh karena itu, ekstraksi
pektin kulit buah naga dengan memanfaatkan teknologi gelombang mikro
perlu dipelajari.
Edible film dari pektin masih memiliki kekurangan sehingga
dibutuhkan zat aditif untuk memperbaiki sifatnya, seperti plasticizer karena
dapat meningkatkan elastisitas pada suatu material (Darni dkk. 2009 dalam
Herdigenarosa 2013). Sorbitol dan gliserol merupakan jenis plasticizer yang
dapat digunakan dalam pembuatan edible film. Pembuatan edible film dari
pektin yang berasal dari sumber-sumber yang berbeda dengan plasticizer
gliserol dan sorbitol telah dilakukan, namun pembuatan ediblefilm yang
berasal dari pektin kulit buah naga belum banyak dilakukan. Dengan demikian
pektin kulit buah naga menarik untuk digunakan sebagai bahan pembuatan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
15/71
3
edible film dan diharapkan dapat dijadikan sebagai solusi permasalahan
pelapis alami untuk bahan pangan.
Ekstraksi pektin kulit buah naga secara konvensional menggunakan
variasi pH, volume pelarut, waktu ekstraksi, jenis pelarut sudah pernah diteliti
(Woo dkk. 2010; Tang dkk. 2011; Nazaruddin dkk. 2011; Ismail dkk. 2012).
Pelarut ammonium oksalat/asam oksalat menghasilkan yield paling tinggi
dengan suhu ekstraksi 85C, waktu ekstraksi 1 jam, pH 4,6 (Nazaruddin dkk.
2011). Namun ekstraksi pektin kulit buah naga dengan pelarut asam oksalat
menggunakan radiasi gelombang mikro serta pengaruh variasi berat bahan dan
waktu belum pernah dilakukan. Istilah ekstraksi yang sumber energinya
dibantu oleh radiasi gelombang mikro ini sering disebut dengan Microwave
Assisted Extraction (MAE). Sementara itu, metode ekstraksi dengan pelarut
menggunakan panas yang perpindah secara konduksi-konveksi sering disebut
dengan istilah konvensional karena sudah terlebih dahulu dicoba, dipelajari,
dan diterapkan. Sebutan ini tentunya hanya untuk memudahkan dalam rangka
membuat perbandingan hasilnya. Pektin hasil ekstraksi kulit buah naga
memiliki karakteristik yang khas, sehingga perlu diuji kemungkinannya
sebagai bahan baku edible film (Ismail dkk. 2012). Berdasarkan permasalahan
tersebut maka ekstraksi pektin kulit buah naga dengan pelarut asam oksalat
menggunakan radiasi gelombang mikro sebagai sumber energi dengan variasi
berat bahan, waktu ekstraksi dan aplikasinya sebagai edible film perlu
dilakukan.
1.2Permasalahan
Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut:
a.Berapakah yield pektin kulit buah naga (Dragon fruit) hasil ekstraksi
dengan pelarut asam oksalat menggunakan metode Microwave Assisted
Extraction (MAE)?
b.Bagaimanakah pengaruh penggunakan radiasi gelombang mikro, MAE
terhadap yield pektin kulit buah naga?
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
16/71
4
c.Bagaimanakah pengaruh berat bahan terhadap yield pektin kulit buah naga
yang dihasilkan menggunakan metode MAE?
d.Bagaimanakah pengaruh waktu terhadap yield pektin kulit buah naga yang
dihasilkan menggunakan metode MAE?
e.Apakah pektin kulit buah naga hasil ekstraksi dapat digunakan sebagai
bahan pembuatan edible film?
1.3Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini, sebagai berikut:
a.Mengetahui yield pektin kulit buah naga dengan pelarut asam oksalat
menggunakan metode MAE.
b.Mengetahui pengaruh penggunakan MAE terhadap yield pektin kulit buah
naga (Dragon fruit).
c.Mengetahui pengaruh berat bahan terhadap yield pektin kulit buah naga
yang dihasilkan menggunakan metode MAE.
d.Mengetahui pengaruh waktu terhadap yield pektin kulit buah naga yang
dihasilkan menggunakan metode MAE.
e.Membuat edible film dari pektin kulit buah naga.
1.4Manfaat
Manfaat yang dapat diberikan dari tugas akhir ini, antara lain:
a.Memanfaatkan limbah kulit buah naga untuk diambil pektinnya.
b.Memanfaatkan pektin kulit buah naga sebagai edible film.
c.Memberikan alternatif kemasan yang ramah lingkungan.
d.Mengurangi limbah kulit buah naga yang mencemari lingkungan.
e.Meningkatkan nilai ekonomis dari kulit buah naga dengan
menggunakannya sebagai bahan edible film.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
17/71
5
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1Buah Naga
Buah naga sering disebut sebagai kaktus manis atau kaktus madu
adalah buah dari beberapa jenis kaktus marga Hylocereus dan Selenicereus.
Buah naga ditemukan pertama kali di tempat tumbuhnya yang asli, di
lingkungan hutan belantara dari Meksiko, Amerika Tengah dan Amerika
Selatan. Saat ini, buah naga dibudidayakan di negara-negara Asia seperti
Taiwan, Vietnam, Filipina, Malaysia dan juga Indonesia (Winarsih 2007
dalam Rahmawati 2012). Pengembangan tanaman buah naga sangat bagus
dibudidayakan di daerah tropis seperti di Indonesia.
2.1.1Morfologi Buah Naga
Banyak spesies dari buah naga tetapi yang terdapat di pasar Indonesia
antara lain buah naga kulit merah dengan daging buah putih (Hylocereus
undatus Hawth. Britton&Rose). Buah naga kulit merah dengan daging buah
merah (Hylocereus sp) dan buah naga kulit merah dengan daging buah merah
mencolok (Hylocereus costaricensis Webb. Britton&Rose). Selain tiga
spesies di atas, ada juga spesies lainnya, yaitu buah naga kulit merah dengan
daging buah merah keunguan (Hylocereus polyrhizus Webb. Britton&Rose)
dan kulit kuning dengan daging buah putih (Selenicereus megalanthus A.
Berger Riccob). Dua spesies terakhir terdapat dalam jumlah yang sedikit dan
harganya sangat mahal. Berat buah naga kulit merah, kecualipolyrhizus dapat
mencapai 500 gram atau lebih (Le Bellec dkk. 2006 dalam Jaya 2010).
Sedangkan buah naga dengan kulit kuning beratnya kurang dari 250 gram
(Mizrahi dkk. 2004 dalam Jaya 2010). Berat maksimum Hylocereus
polyrhizus adalah 350 gram (Le Bellec dkk. 2006 dalam Jaya 2010).
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
18/71
6
A B C D E
Gambar 2.1 Spesies buah naga
A.Hylocereus undatus, B.Hylocereus sp., C.Hylocereus costaracensis,
D.Hylocereus polyrhizus dan E. Selenicerus megalanthus
(sumber: Mizrahi dkk. 2004 dalam Jaya 2010)
2.1.2Khasiat dan Kandungan Gizi Buah Naga
Di balik kesegaran dan kenikmatannya, buah naga ternyata
memiliki banyak khasiat. Buah naga sangat baik untuk sistem peredaran
darah, efektif untuk mengurangi tekanan emosi dan menetralkan racun
dalam darah (Winarsih 2007 dalam Rahmawati 2012). Badan Litbang
Pertanian RI menyebutkan bahwa buah naga dapat menurunkan kadar
kolesterol, penyeimbang gula darah, menguatkan fungsi ginjal dan tulang,
serta meningkatkan kerja otak. Buah naga juga merupakan sumber vitamin
dan mineral yang cukup baik untuk kesehatan tubuh. Buah naga
mengandung gizi yang cukup banyak (Tabel 2.2).
Tabel 2.1 Komposisi Gizi per 100 gram Daging Buah Naga
Kandungan gizi per 100 gram daging buah naga
Komponen KadarAir (g) 82,5 83,0
Protein (g) 0,16 0,23
Lemak (g) 0,21 0,61
Serat/dietary fiber (g) 0,7 0,9
Betakaroten (mg) 0,005 0,012
Kalsium (mg) 6,3 8,8
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
19/71
7
Tabel 2.2 Lanjutan Komposisi Gizi per 100 gram Daging Buah
Fosfor (mg) 30,2 36,1
Besi (mg) 0,55 0,65
Vitamin B1 (mg) 0,28 0,30
Vitamin B2 (mg) 0,043 0,045
Vitamin C (mg)
Niasin (mg)
8 9
1,297 1,300
(sumber: Taiwan Food Industry Develop & Research Authorities 2005
dalam Rahmawati 2012)
Fungsi dari kandungan buah naga antara lain sebagai berikut
(Winarsih 2007 dalam Rahmawati 2012):
a.Protein dari buah naga mampu melancarkan metabolisme tubuh dan
menjaga kesehatan jantung.
b.Serat berfungsi mencegah kanker usus, penyakit kencing manis dan
baik untuk diet.
c.Karoten berfungsi menjaga kesehatan mata, menguatkan otak dan
mencegah penyakit.
d.Kalsium untuk menguatkan tulang.
e.Fosfor untuk pertumbuhan jaringan tubuh.
f.Zat besi untuk menambah darah.
g.Vitamin B1 untuk kestabilan suhu tubuh, vitamin B2 untuk
meningkatkan nafsu makan, vitamin C untuk menjaga kesehatan dan
kehalusan kulit.
2.2Struktur Pektin
Senyawa kimia pektin pertama kali ditemukan oleh Vauguelin pada
tahun 1790. Istilah pektin pertama kali digunakan oleh Braconot pada
tahun 1825 untuk menggambarkan komponen utama pembentuk gel buah-
buahan. Istilah ini berasal dari Yunani yang berarti mengentalkan (Imeson
1992 dalam Fitriani 2003).
Pektin merupakan senyawa polisakarida kompleks dengan
komponen utama asam D-galakturonat (Gambar 2.2), tetapi terdapat juga
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
20/71
8
D-galaktosa, L-arabinosa dan L-rhamnosa dalam jumlah bervariasi dan
kadang-kadang terdapat gula lain dalam jumlah kecil. Pektin merupakan
senyawa-senyawa asam anhidrogalakturonat yang dihubungkan dengan
ikatan -1,4 glikosidik. Beberapa gugus karboksilnya dapat teresterifikasi
dengan metanol, beberapa ternetralisasi dengan kation dan lainnya berupa
asam-asam bebas. Polimer asam anhidrogalakturonat tersebut, Gambar
2.2, merupakan rantai lurus atau tidak bercabang (Rouse 1977 dalam
Fitriani 2003).
Gambar 2.2 Komponen utama molekul pektin (sumber: Fitriani 2003)
Gambar 2.3 Rantai molekul pektin (sumber: Fitriani 2003)
Kelompok-kelompok senyawa pektin secara umum disebut
substansi pektat, yang meliputi protopektin, asam pektinat dan asam pektat
(Fitriani, 2003). Protopektin adalah substansi pektat yang tidak larut dalam
air, terdapat dalam tanaman, jika dipisahkan secara hidrolisis akan
menghasilkan asam pektinat. Asam pektinat adalah asam poligalakturonat
yang bersifat koloid dan mengandung sejumlah kecil metil ester. Asam
pektinat pada kondisi yang sesuai dapat membentuk gel dengan gula dan
asam. Pektin merupakan asam pektinat dengan kandungan metil ester dan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
21/71
9
derajat netralisasi yang berbeda-beda. Sedangkan senyawa asam pektat
ditunjukkan sebagai senyawa asam poligalakturonat yang bersifat koloid
dan pada dasarnya bebas dari kandungan metil ester (Klavons, Bennet dan
Vanner dalam Fitriani 2003). Menurut tata nama yang dikeluarkan oleh
American Society; istilah pektin digunakan secara umum bagi asam
pektinat yang larut dalam air dan bisa membentuk gel dengan gula dan
asam pada perbandingan yang tepat (Glicksman 1969 dalam Fitriani
2003).
Berdasarkan kandungan metoksilnya, pektin dapat dibagi menjadi
dua golongan yaitu pektin berkadar metoksil tinggi (HMP), dan pektin
berkadar metoksil rendah (LMP). Pektin bermetoksil tinggi mempunyai
kandungan metoksil minimal 7%, sedangkan pektin bermetoksil rendah
mempunyai kandungan pektin maksimal 7%. Pektin dengan kadar
metoksil lebih rendah dari 7% dapat membentuk gel bila ada ion-ion
logam bivalen. Ion logam bivalen dapat bereaksi dengan gugus-gugus
karboksil dari 2 molekul asam pektat dan membentuk jembatan. Pada
pembentukan gel ini, tidak diperlukan gula dan tekstur gel yang terbentuk
kurang keras (Guichard dkk. 1991 dalam Hariyati 2006).
Penggunaan asam dalam ekstraksi pektin adalah untuk
menghidrolisis protopektin menjadi pektin yang larut dalam air ataupun
membebaskan pektin dari ikatan dengan senyawa lain, misalnya selulosa
(Fitriani, 2003). Meyer (1978) dalam Fitriani 2003, menyatakan bahwa
protopektin merupakan makromolekul yang mempunyai berat molekul
tinggi, terbentuk antara rantai molekul pektin satu sama lain atau dengan
polimer lain. Protopektin tidak larut karena dalam bentuk kalsium-
magnesium pektinat. Proses pelarutan protopektin menjadi pektin dapat
terjadi karena adanya penggantian ion kalsium dan magnesium oleh ion
hidrogen ataupun oleh putusnya ikatan antara pektin dengan selulosa.
Semakin tinggi konsentrasi ion hidrogen (pH) semakin rendah,
kemampuan untuk mengganti ion kalsium dan magnesium ataupun
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
22/71
10
memutus ikatan dengan selulosa akan semakin tinggi pula, dan pektin
yang larut akan bertambah.
2.2.1Sifat Fisis dan Kimia Pektin
Di dalam Kodeks Makanan Indonesia disebutkan bahwa pektin
merupakan zat berbentuk serbuk kasar hingga halus berwarna putih
kekuningan, tidak berbau dan memiliki rasa seperti lendir (Fitriani, 2003).
Menurut Crues (1958) dalam Fitriani 2003, menyatakan bahwa pektin
kering yang telah dimurnikan berupa kristal yang berwarna putih dengan
kelarutan yang berbeda-beda sesuai dengan kandungan metoksilnya,
penyebarannya dalam pelarut dan berat molekulnya. Pektin yang
mempunyai kadar metoksil tinggi larut dalam air dingin, sedangkan pektin
dengan kadar metoksil rendah larut dalam alkali dan asam oksalat.
Menurut Towle dan Christensen (1973) dalam Fitriani 2003, umumnya
kelarutan pektin meningkat dengan meningkatnya kandungan metil ester
atau dengan menurunnya berat molekul. Selain itu, pH, suhu, konsentrasi
garam dan kandungan gula juga mempengaruhi kelarutan pektin.
Sifat-sifat fisis seperti kelarutan, viskositas, dan kemampuan
membentuk gel tergantung pada karakteristik kimia pektin seperti berat
molekul, dan kandungan senyawa-senyawa kimia lainnya termasuk dalam
bagian molekul pektin. Sifat-sifat pektin di dalam larutan juga dipengaruhi
oleh kondisi larutan itu sendiri seperti pH dan bahan-bahan terlarut,
misalnya kation-kation (Nelson dkk. 1977 dalam Fitriani 2003).
Pektin larut dalam air dan pelarut organik polar seperti formamida
dan metil sulfoksida. Kelarutan pektin dalam air ditentukan oleh sejumlah
gugus metoksil, penyebarannya dalam pelarut serta bobot molekulnya
(Walter 1991 dalam Fitriani 2003).
Pektin bersifat asam dan koloidnya bermuatan negatif karena
adanya gugus karboksil bebas. Larutan 1% pektin yang tidak ternetralisasi
akan memberikan pH 2,7-3. Larutan pektin stabil pada kisaran pH 2-4.
Pada pH lebih dari 4 atau kurang dari 2, viskositas dan kekuatan gelnya
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
23/71
11
menurun disebabkan oleh depolimerisasi pada pektin. Sedangkan pada
kondisi basa, pektin dapat mengalami saponifikasi dan degradasi melalui
reaksi -eliminasi (Nelson dkk. 1977 dalam Fitriani 2003).
Pada kondisi asam, ikatan glikosidik gugus metil ester dari pektin
cenderung terhidrolisa menghasilkan asam galakturonat. Selama perlakuan
dengan asam pada suhu rendah, kecepatan hidrolisa pada ikatan glikosidik
akan lebih lambat dibandingkan kecepatan deesterifikasi, sehingga
dimungkinkan pembuatan pektin berester rendah dengan sedikit perusakan
pada rantainya. Pektin dapat terhidrolisa oleh asam, basa dan enzim.
Pemanasan dapat menyebabkan degradasi senyawa pektin (Towle dan
Christensen 1973dalam Fitriani 2003).
Sifat fisik pektin tergantung dari karakteristik kimia pektin
(Guichard dkk. 1991 dalam Hariyati 2006). Faktor yang mempengaruhi
pembentukan gel dengan tingkat kekenyalan dan kekuatan tertentu
meliputi pH, konsentrasi pektin, suhu, ion kalsium, dan gula (Chang dan
Miyamoto 1992 dalam Hariyati 2006). Kekentalan larutan pektin
mempunyai kisaran yang cukup lebar tergantung pada konsentrasi pektin,
garam, dan ukuran rantai asam poligalakturonat (Rouse 1977 dalam
Hariyati 2006).
Pektin dengan kadar metoksil lebih rendah dari 7% dapat
membentuk gel bila ada ion-ion logam bivalen. Ion logam bivalen dapat
bereaksi dengan gugus-gugus karboksil dari 2 molekul asam pektat dan
membentuk jembatan. Pada pembentukan gel ini, tidak diperlukan gula
dan tekstur gel yang terbentuk kurang keras (Guichard dkk. 1991 dalam
Hariyati 2006).
Pembentukan gel dari pektin dengan derajat metilasi tinggi
dipengaruhi juga oleh konsentrasi pektin, persentase gula, dan pH.
Semakin besar konsentrasi pektin, semakin keras gel yang terbentuk.
Konsentrasi 1% telah menghasilkan kekerasan yang cukup baik. Gula yang
ditambahkan tidak boleh lebih dari 65% agar terbentuknya kristal-kristal di
permukaan gel dapat dicegah (Guichard dkk 1991 dalam Hariyati 2006).
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
24/71
12
Pembentukan gel pektin metoksil tinggi terjadi melalui ikatan hidrogen
diantara gugus karboksil bebas dan antara gugus hidroksil. Pada pektin
metoksil rendah, kemampuan membentuk gel dengan gula dan asam
hilang. Sebaliknya pektin ini mampu membentuk gel dengan adanya ion
kalsium (Gliksman 1969 dalam Hariyati 2006).
Untuk mengetahui gugus fungsional dan informasi mengenai
struktur pektin, perlu dilakukan uji Fourier Transform Infrared (FTIR)
(Ismail, 2012). Spektroskopi FTIR merupakan salah satu teknik analitik
yang sangat baik dalam proses identifikasi struktur molekul suatu
senyawa. Komponen utama spektroskopi FTIR adalah interferometer
Michelson yang mempunyai fungsi menguraikan (mendispersi) radiasi
infra merah menjadi komponen-komponen frekuensi. Penggunaan
interferometer Michelson tersebut memberikan keunggulan metode FTIR
dibandingkan metode spektroskopi infra merah konvensional maupun
metode spektroskopi yang lain. Diantaranya adalah informasi struktur
molekul dapat diperoleh secara tepat dan akurat (memiliki resolusi yang
tinggi). Keuntungan yang lain dari metode ini adalah dapat digunakan
untuk mengidentifikasi sampel dalam berbagai fase (gas, padat atau cair).
Kesulitan-kesulitan yang ditemukan dalam identifikasi dengan
spektroskopi FTIR dapat ditunjang dengan data yang diperoleh dengan
menggunakan metode spektroskopi yang lain (Harmita 2006 dalam
Kusumastuti 2011). Adapun komponen-komponen pektin berdasarkan
frekuensi yang terukur oleh FTIR tersaji seperti pada Gambar 2.4.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
25/71
13
Gambar 2.4 FTIR Pektin (sumber : Ismail, 2012)
2.2.2Kegunaan Pektin
Dalam bidang farmasi, pektin mempunyai potensi yang cukup baik,
seperti untuk penyembuhan diare, menurunkan tingkat kolesterol darah,
anemia, bahan kapsul obat-obatan (Towle dan Christensen 1973 dalam
Fitriani 2003). Pektin mempunyai efek haemostatik dan anti fibrinolik
serta meningkatkan laju sedimentasi eritrosit (Pilknik dan Voragen 1970
dalam Fitriani 2003). Selain itu pektin sering juga digunakan pada
berbagai aplikasi industri seperti industri kosmetika (pasta gigi, sabun,
lotion dan krim), baja dan perunggu (quenching), plastik, bahan sintetis
serta film nitropectin (Muhidin 1999 dalam Fitriani 2003).
Di bidang pengobatan, pektin digunakan untuk perbaikan otot
pencernaan, menurunkan kolesterol dan trigliserida (penyebab penyakit
jantung), menghentikan pendarahan internal (diminum) mapun eksternal
(dikompres), juga menyerab kelebihan air dalam usus serta mengikat dan
menghilangkan racun dalam usus (pada penyakit diare). Pada industri
makanan dimanfaatkan sebagai pembentuk gel, stabilizer dalam ice cream
dan sari buah tertentu, pengental dan pelapis puding, serta lainnya
(Subagyo dan Achmad, 2010)
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
26/71
14
2.3Pemungutan Pektin
Pemungutan pektin dilakukan melalui beberapa cara, yaitu
sedimentasi (pengendapan), dimaksudkan untuk memisahkan pektin dari
larutannya (Suhardi 1997 dalam Subagyo 2010). Hal ini dilakukan bila
pektin hasil diinginkan kering. Yang lazim dilakukan adalah dengan
menambahkan alkohol, aseton dan ion polivalen. Pemurnian, dimaksudkan
untuk mengisolasi komponen pektin dari komponen ikutan yang tidak
diinginkan. Ekstraksi, dimaksudkan untuk memungut pektin dengan
menambahkan pelarut berupa air (dingin atau panas) atau larutan asam
yang dipanaskan, seperti asam sitrat, asam tartrat, asam laktat, asam
oksalat, asam klorida atau asam sulfat.
Ekstraksi secara umum adalah perpindahan massa suatu komponen
dari suatu zat ke zat yang lain. Perpindahan massa suatu komponen dari
zat padat ke zat cair sering disebut ekstraksi padat cair atau leaching. Jika
suhu pelarut tinggi biasanya waktu ekstraksi yang diperlukan lebih singkat
dari pada jika digunakan pelarut bersuhu rendah (Brown 196l dalam
Subagyo 2010). Ekstraksi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Ekstraksi
menggunakan pelarut didasarkan pada kelarutan komponen terhadap
komponen lain dalam campuran. Pelarut polar akan melarutkan zat terlarut
yang polar dan pelarut non polar akan melarutkan zat terlarut yang non
polar atau disebut dengan like dissole l ike (Suyitno 1989 dalam
Rahmawati 2012).
Tetapi pada umumnya ekstraksi pektin dilakukan dengan
menggunakan ekstraksi asam, baik asam mineral maupun asam organik,
seperti asam natrium heksametafosfat (Ranggana 1977 dalam Fitriani
2003), asam sulfat (Cruess 1958 dalam Fitriani 2003), asam khlorida
(Suradi 1984 dalam Fitriani 2003), asam nitrat (Rouse dan Crandall 1978
dalam Fitriani 2003).
Proses ekstraksi secara konvensional dengan panas yang
berlebihan dapat menyebabkan kerusakan pektin sehingga menurunkan
kualitasnya (Sudiyono, 2012). Selain itu panjangnya waktu yang
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
27/71
15
diperlukan untuk ekstraksi menyebabkan energi yang diperlukan untuk
pemanasan juga semakin tinggi (Purwanto, 2010). Ekstraksi dengan
menggunakan mikrowave dapat mengurangi kebutuhan energi yang
digunakan dibandingkan dengan cara konvensional, disamping itu
kemungkinan kerusakan senyawa pektin dapat dikurangi (Fishman 2000
dalam Sudiyono 2012).
Teknologi Microwave Assisted Extraction (MAE) merupakan
teknik untuk mengekstrak bahan-bahan terlarut di dalam bahan tanaman
dengan bantuan energi gelombang mikro. Teknologi tersebut cocok bagi
pengambilan senyawa yang bersifat thermolabil karena memiliki kontrol
terhadap suhu yang lebih baik dibandingkan pemanasan konvensional.
Selain kontrol suhu yang lebih baik, MAE juga memiliki beberapa
kelebihan, diantaranya adalah waktu ekstraksi yang lebih singkat,
konsumsi energi dan solvent yang lebih sedikit, yield yang lebih tinggi,
akurasi dan presisi yang lebih tinggi, adanya proses pengadukan sehingga
meningkatkan fenomena transfer massa (Purwanto, 2010).
Tiga faktor penentu dalam ekstraksi pektin adalah suhu, pH dan
waktu reaksi. Kisaran pH yang direkomendasikan adalah 1,8-3 tetapi yang
sering digunakan adalah pH 2,0-2,8 (Bhatia dkk. l959; Kertesz 195l;
Othmer 1958; Suhardi 1997 dalam Subagyo 2010). Batasan bagi
kombinasi kondisi operasi untuk pencapaian optimasi hasil perlu
memperhatikan beberapa hal berikut (Bhatia dkk. 1959 dalam Subagyo
2010):
a.Penggunaan pH rendah tidak boleh dikombinasikan dengan suhu yang
tinggi karena dapat menyebabkan terhidrolisisnya pektin yang sudah
terdispersi ke solven.
b.Suhu ekstraksi tinggi tidak boleh dikombinasikan dengan waktu
ekstraksi yang lama. Karena pada suhu tinggi dan dalam waktu
ekstraksi yang lama pektin akan terdegradasi ketika pektin terlepas dari
jaringan dinding sel.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
28/71
16
Pemakaian perbandingan larutan pengekstrak terhadap bahan juga
sangat bervariasi, tergantung pada kemampuan dan daya serap bahan
terhadap air dan faktor-faktor lainnya. Perbandingan bahan dengan cairan
pengekstrak juga berpengaruh terhadap sifat-sifat pektin yang dihasilkan
seperti sifat warna, flavor dan kemampuan dalam membentuk gel dari
pektin (Fitriani, 2003).
Sedimentasi pektin dapat dilakukan dengan alkohol, aseton,
garam metal kalium sulfat dan alumunium sulfat (Morris 1951 dalam
Fitriani 2003) menggunakan alkohol 95 persen yang mengandung 2 mL
asam khlorida setiap 1 liter etanol. Biasanya untuk pengendapan secara
komersial digunakan alkohol dan garam metal seperti alumunium
hidroksida, kalium sulfat atau alumunium sulfat.
Penggumpalan pektin terjadi karena gangguan terhadap kestabilan
dispersi koloidnya. Pektin termasuk koloidal hidrofilik yang bermuatan
negatif (dari gugus karboksil bebas yang terionisasi) dan tidak mempunyai
titik isolistrik. Seperti koloid hidrofilik umumnya, pektin distabilkan
terutama oleh hidrasi partikelnya daripada oleh muatannya. Pektin
distabilkan oleh selapis air melalui ikatan elektrostatik antara muatan
negatif molekul pektin dan muatan positif molekul air. Penambahan zat
pendehidrasi seperti alkohol dapat mengurangi stabilitas dispersi pektin
karena efek dehidrasi mengganggu keseimbangan pektin air, sehingga
pektin akan menggumpal (Rouse 1977 dalam Fitriani 2003).
2.4Edible Film
Edible film merupakan lapisan tipis yang digunakan untuk melapisi
makanan atau diletakkan di antara komponen yang berfungsi sebagai
penahan terhadap transfer massa seperti kadar air, oksigen, lemak, dan
cahaya atau berfungsi sebagai pembawa bahan tambahan pangan (Krochta
1997 dalam Nugroho 2013). Menurut Bourtoom (2008) dalam Wirawan
2012, edible film merupakan lapisan tipis yang dapat dikonsumsi dan
sering digunakan sebagai pelapis makanan. Keuntungan edible film antara
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
29/71
17
lain dapat dikonsumsi langsung bersama produk yang dikemas, tidak
mencemari lingkungan, memperbaiki sifat organoleptik produk yang
dikemas, berfungsi sebagai suplemen penambah nutrisi, sebagai flavor,
pewarna, zat antimikroba, dan antioksidan (Murdianto 2005 dalam
Nugroho 2013).
2.5Pembuatan Film
Pembuatan film dari pektin dilakukan dengan membuat larutan
pektin metoksil rendah kemudian diikuti dengan larutan yang mengandung
Ca2+ untuk membentuk gelatinasi. Pelapis jenis ini memiliki permeabilitas
uap air yang tinggi sehingga untuk mencegah terjadinya dehidrasi, maka
pelapis ini dilapisi lagi dengan lipid yang akan menurunkan permeabilitas
uap airnya.Lipidpenyusun film diantaranya waxes, asilgliserol, dan asam
lemak (Krochta 1994 dalam Wirawan 2012).
Edible film yang terbentuk dari pektin biasanya bersifat rapuh
sehingga diperlukan penambahan plasticizer untuk mengubah sifat fisik
dari film. Plasticizer dapat menurunkan gaya intermolekul dan
meningkatkan fleksibilitas film dengan memperlebar ruang kosong
molekul dan melemahkan ikatan hidrogen rantai polimer (Suppakul 2006
dalam Wirawan 2012). Penggunaanplasticizer harus diminimalkan karena
beberapa hasil penelitian menyatakan bahwa plasticizer dapat
meningkatkan permeabilitas uap air dan menurunkan sifat kohesi film
yang mempengaruhi sifat mekanik film (Silva dkk. 2009 dalam Wirawan
2012). Jenis Plasticizer yang paling umum digunakan pada pembuatan
edible film adalah gliserol, sorbitol dan polietilen glikol. Karena sifatnya
yang hidrofilik maka plasticizer ini cenderung banyak menyerap uap air
(Suppakul 2006; Laila 2008 dalam Wirawan 2012).
Kadar plasticizer yang digunakan pada pembuatan edible film
dapat mempengaruhi kuat tarik lapisan film. Tekanan turun dan
ketegangan meningkat secara signifikan seiring dengan kenaikan
plasticizer dalam seluruh lapisan film (Cervera dkk. 2004 dalam Wirawan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
30/71
18
2012). Ketika suatu plasticizer tidak bergabung dalam jaringan polimer,
maka jarak antara rantai-rantai polimer semakin melebar. Karena pengaruh
kuat tariknya, pergerakan dari rantai polimer berada pada plasticized film,
sehingga terjadi penurunan suhu transisi gelas dari material-material rantai
polimer dan terjadi peningkatan kelenturan dari material-material itu
(Suppakul 2006 dalam Wirawan 2012). Penelitian Bozdemir dan Tutas
(2003) dalam Wirawan 2012, menunjukkan bahwa gliserol merupakan
plasticizer dengan kemampuan menurunkan ikatan hidrogen antar polimer
yang terbesar sedangkan sorbitol merupakan yang terkecil dibandingkan
denganplasticizer lain seperti propilen glikol dan polietilen glikol. Namun
ikatan hidrogen antar polimer yang kuat akan membuat film yang
terbentuk menjadi keras dan kurang fleksibel, dan begitu pula sebaliknya.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
31/71
19
BAB III
PROSEDUR KERJA
3.1Alat
a.Oven microwave
b.Ekstraktor kaca
c.Kondensor
d.Labu takar
e.Pemompa air
f.Pisau
g.Blender
h.Pipet ukur
i.Ball filler
j.Pompa vakum
k.Beker gelas
l.Gelas ukur
m.Timbangan digital
n.Statif
o.Klem
p.Cawan porselen
q.Oven listrik
r.Desikator
s.Selang
t.Ember
u.Teflon
v.Buret
w.Ayakan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
32/71
20
3.2Bahan
a.Kulit buah naga
b.Asam oksalat
c.Aquades
d.Gliserol
e.CaCl2.2H2O
f.Ethanol 96%
g.Silika gel
h.Kertas saring
3.3Rangkaian Alat
Kondensor
OvenMikrowave
Ekstraktor kaca
Setting Waktu
Gambar 3.1 Seperangkat Alat Ekstraksi dengan Pelarut Asam Oksalat
MenggunakanMicrowave Assited Extraction
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
33/71
21
Pengaduk
Statif Gelas
bekerTermometer alkohol
Kompor listrik
Gambar 3.2 Seperangkat Alat Hidrolisis dan PembuatanEdible Film
3.4Cara Kerja
3.4.1Ekstraksi Pektin dengan Metode Analisis Standar
1.Memilih kulit buah naga yang tidak cacat, dipotong kecil-kecil
kemudian dikeringkan menggunakan oven pada suhu 55 C
sampai berat konstan.
2.Potongan kulit buah naga kering diblender, sehingga diperoleh
serbuk.
3.Mengambil 5 gram serbuk ditambahkan 40 mL aquades.
4.Dipanaskan sambil dilakukan pengadukan hingga larut.
5.Larutan dimasukkan labu takar 50 mL dan ditambahkan aquades
sampai tanda batas.
6.Disaring dengan kertas saring dan diambil 10 mL filtrat.
7.Ditambahkan 25 mL aquades dan ditambahkan 2 tetes indikator
PP.
8.Dititrasi dengan NaOH 1N.
9.Ditambahkan 1mL NaOH 1N dan dibiarkan selama 1 malam.
10.Ditambah 5 mL asam asetat 1 N hingga warna menjadi jernih.
11.Setelah 5 menit, ditambahkan 2,5 ml Kalsium Khlorida 1 N dan
diaduk sampai rata.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
34/71
22
12.Disaring dengan kertas saring yang telah dibasahi dengan
aquades.
13.Dikeringkan menggunakan oven pada suhu 102 C.
14.Didinginkan dalam desikator dan ditimbang.
15.Endapan dicuci dengan air panas untuk menghilangkan Khlorida.
16.Kertas saring yang berisi endapan ditimbang dan dikeringkan
pada suhu 100 C.
17.Setelah dingin kertas saring ditimbang kembali.
3.4.2Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode Microwave Assisted
Extraction (MAE) dengan Variasi Berat Bahan
1.Memilih kulit buah naga yang tidak cacat, dipotong kecil-kecil
kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 55 C sampai
berat konstan.
2.Potongan kulit buah naga kering diblender, sehingga diperoleh
serbuk.
3.Serbuk dengan berat tertentu ditambahkan dengan pelarut asam
oksalat (0,25%) pH 4,6 0,01 dengan volume 300 mL.
4.Mikrowave dihidupkan pada gelombang 600 W.
5.Diambil filtrat hasil ekstraksi dan ditambahkan ethanol 95%,
perbandingan filtrat dengan ethanol 1 : 1,5 untuk mengendapkan
pektin, proses pengendapan dilakukan selama 12 jam.
6.Pektin dikeringkan menggunakan oven pada suhu 65 C, sampai
berat konstan.
7.Percobaan dilakukan pada variasi berat serbuk (10, 15 dan 20
gram) dan waktu ekstraksi 20 menit.
8.Analisis yield pektin dan ujiFourier Transform Infrared (FTIR).
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
35/71
23
3.4.3Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Waktu
Ekstraksi
1.Memilih kulit buah naga yang tidak cacat, dipotong kecil-kecil
kemudian dikeringkan menggunakan oven pada suhu 55 C
sampai berat konstan.
2.Potongan kulit buah naga kering diblender, sehingga diperoleh
serbuk.
3.Serbuk dengan berat tertentu ditambahkan dengan pelarut asam
oksalat (0,25%) pH 4,6 0,01 dengan volume 300 mL.
4.Mikrowave dihidupkan pada gelombang 600 W.
5.Diambil filtrat hasil ekstraksi dan ditambahkan ethanol 95%,
perbandingan filtrat dengan ethanol 1 : 1,5 untuk mengendapkan
pektin, proses pengendapan dilakukan selama 12 jam.
6.Pektin dikeringkan menggunakan oven pada suhu 65 C, sampai
berat konstan.
7.Percobaan dilakukan pada variasi waktu ekstraksi (15, 20 dan 25
menit) dan berat serbuk 10 gram.
8.Analisis yield pektin dan uji FTIR.
3.4.4Pembuatan Edible Film dengan Plasticizer dan Aplikasinya pada
Permen
1.Melarutkan 1,5 gram pektin dalam 100 ml larutan yang
mengandung 0,6 g plasticizer/g pektin pada suhu kamar sambil
dilakukan pengadukan selama 1,5 jam agar larutan homogen.
2.Memanaskan larutan pada suhu 70 C, kemudian menambahkan
larutan CaCl2.2H2O (0,6 gram dalam 15 ml aquades) selama 30
menit (sedikit demi sedikit).
3.Menuang larutan pada teflon dan juga pada permen kemudian
dikeringkan dengan oven pada suhu 50C selama 15 jam.
4.Menyimpan film dan permen yang sudah terlapisi film ke dalam
eksikator berisi silika gel.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
36/71
24
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mengacu pada tujuan yang akan dicapai, beberapa hal yang akan
dipelajari meliputi, preparasi bahan baku, analisis yield pektin standar,
ekstraksi pektin menggunakan metodeMicrowave Assisted Extraction (MAE)
dengan variasi berat bahan dan variasi waktu, serta pembuatan edible film
dengan penambahanplasticizer. Sebelum bahan digunakan untuk percobaan,perlu dilakukan preparasi terlebih dahulu dengan tujuan untuk mendapatkan
serbuk kulit buah naga kering yang sekecil mungkin dan seragam.
Selanjutnya dilakukan analisis yield pektin standar, sebab setiap kulit buah
naga memiliki yield pektin standar yang belum tentu sama, kondisi iklim,
cuaca maupun geografis dapat mempengaruhi yield pektin yang dihasilkan,
sehingga perlu dilakukan analisis yield pektin standar terhadap kulit buah
naga yang akan digunakan. Ekstraksi pektin kulit buah naga dalam percobaan
ini dilakukan dengan menggunakan metode MAE, metode ini dipilih karena
cocok bagi pengambilan senyawa yang bersifat thermolabil seperti pektin,
dikarenakan metode ini memiliki kontrol terhadap suhu yang lebih baik
dibandingkan proses pemanasan konvensional, selain itu MAE juga memiliki
beberapa kelebihan lain, diantaranya adalah waktu ekstraksi yang lebih
singkat, konsumsi energi dan solvent yang lebih sedikit, yield yang lebih
tinggi, serta akurasi dan presisi yang lebih tinggi (Purwanto, 2010). Selain itu
karena metode konvensional menggunakan pemanasan, sehingga
menyebabkan degradasi senyawa pektin (Towle dan Christensen 1973 dalam
Fitriani 2003). Pada percobaan ini ekstraksi menggunakan metode MAE
dilakukan dengan varisi berat bahan dan variasi waktu. Pektin hasil ekstraksi
kemudian diaplikasikan sebagai bahan pembuatan edible film dengan
penambahan plasticizer, plasticizer ditambahkan dengan tujuan untuk
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
37/71
25
meningkatkan elastisitas film yang dihasilkan (Darni dkk. 2009 dalam
Herdigenarosa 2013).
4.1Preparasi Bahan Baku
Sebelum bahan digunakan untuk percobaan, perlu dilakukan preparasi
terlebih dahulu dengan tujuan untuk mendapatkan serbuk kulit buah naga
kering yang sekecil mungkin dan seragam. Bahan baku yang digunakan
adalah kulit buah naga dari jenisHylocereus polyrhizus, yaitu buah naga kulit
merah dengan daging buah merah keunguan. Sebelum kulit buah naga
dilakukan proses ekstraksi dengan metode Microwave Assisted Extraction
(MAE), dilakukan proses preparasi terlebih dahulu. Proses preparasi dimulai
dengan mengeringkan kulit buah naga menggunakan oven dengan suhu 55C
sampai berat konstan. Pengeringan bahan baku dalam proses preparasi perlu
dilakukan, karena metode pengeringan pada persiapan bahan memiliki yield
yang lebih besar dibandingkan dengan kulit yang tidak dikeringkan terlebih
dahulu. Hal ini disebabkan pengeringan bahan baku akan memperluas
permukaan sehingga lebih optimal ketika ekstraksi, dan difusi larutan ke
bahan akan lebih baik dibandingkan dengan keadaan segar, sebab dalam
keadaan segar kandungan air dalam bahan yang tinggi akan menutup
permukaan yang mempersulit difusi larutan asam untuk mengekstrak pektin
dari bahan. Pada proses pengeringan suhu yang dipilih 55C, karena suhu
pengeringan lebih dari itu ataupun semakin tinggi akan menyebabkan pektin
yang terkandung di dalam bahan terdegradasi. Selain itu pengeringan juga
berfungsi untuk meminimalisasi jumlah pelarut yang digunakan dalam proses
ekstraksi, ini dikarenakan pengecilan ukuran dan massa (Fitriani, 2003).
Setelah kulit buah naga kering kemudian dihaluskan menggunakan blender
dengan tujuan memperluas area permukaan kontak antara bahan dengan
pelarut, sehingga meningkatkan rendemen pektin hasil ekstraksi dengan
Microwave Assisted Extraction (MAE). Setelah preparasi, yield pektin dalam
bahan baku dianalisis menggunakan metode ekstraksi dengan pelarut asam
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
38/71
26
karena metode ini mempermudah terhidrolisisnya protopektin menjadi pektin
(Hariyati, 2006).
4.2Analisis Yield Pektin Standar
Setiap kulit buah naga memiliki yield pektin standar yang belum tentu
sama, kondisi iklim, cuaca maupun geografis dapat mempengaruhi yield
pektin yang dihasilkan, sehingga perlu dilakukan analisis yield pektin standar
terhadap kulit buah naga yang akan digunakan. Yield pektin dari analisis
standar pada kulit buah naga berdasarkan percobaan ini adalah 9,6% w/w.
Sedangkan menurut literatur, kandungan pektin kulit buah naga adalah 10,8%
(Jamilah, 2011). Ini membuktikan bahwa kondisi iklim, cuaca maupun
geografis penanaman buah naga mempengaruhi yield pektin yang dihasilkan.
Pektin hasil analisis standar memiliki warna putih bersih, seperti pada
Gambar 4.1., tetapi kekuatan gelnya rendah, ini kemungkinan disebabkan
oleh jenis zat pendehidrasinya, dalam percobaan ini zat pendehidrasi yang
digunakan adalah NaOH yang memiliki berat molekul 40 g/mol atau dapat
dikatakan rendah. Semakin besar berat molekul zat yang digunakan untuk
mendehidrasi pektin, maka kekuatan gel yang dihasilkan semakin tinggi.
Sehingga dalam proses ekstraksi pektin selanjutnya dalam percobaan ini zat
pendehidrasi yang digunakan adalah ethanol yang memiliki berat molekul
yang lebih besar daripada NaOH.
Gambar 4.1 Pektin Hasil Analisis Standar
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
39/71
27
4.3Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE
Pada ekstraksi pektin kulit buah naga menggunakan metode MAE
dengan variasi berat bahan ini, pelarut yang digunakan adalah asam oksalat.
Penggunaan asam dalam ekstraksi pektin adalah untuk menghidrolisis
protopektin menjadi pektin yang larut dalam air ataupun membebaskan pektin
dari ikatan dengan senyawa lain, misalnya selulosa (Fitriani, 2003).
Setelah proses ekstraksi selesai, kemudian dilakukan penggumpalan
pektin yaitu dengan menambahkan ethanol 95%, penggumpalan ini terjadi
karena gangguan terhadap kestabilan dispersi koloidalnya. Pektin termasuk
koloidal hidrofilik yang bermuatan negatif (dari gugus karboksil bebas yang
terionisasi) dan tidak mempunyai titik isolistrik. Seperti koloid hidrofilik
umumnya, pektin distabilkan terutama oleh hidrasi partikelnya dari pada oleh
muatannya. Pektin distabilkan oleh selapis air melalui ikatan elektrostatik
antara muatan negatif molekul pektin dan muatan positif molekul air.
Penambahan zat pendehidrasi seperti alkohol dapat mengurangi stabilitas
dispersi pektin karena efek dehidrasi mengganggu keseimbangan pektin-air,
sehingga pektin akan menggumpal (Rouse 1977 dalam Fitriani 2003).
Hasil penggumpalan pektin berwarna putih kecoklatan (Gambar 4.2)
dengan kekuatan gel rendah, ini dikarenakan pengaruh dari gelombang
microwave yang cukup tinggi, semakin tinggi gelombang menyebabkan suhu
ekstraksi yang semakin tinggi, dengan suhu ekstraksi semakin tinggi pektin
yang dihasilkan semakin tidak jernih, sehingga gel yang diperoleh pun keruh
dan kekuatan gel berkurang (Kertesz 1951 dalam Hariyati 2006). Pada alat
microwave oven yang digunakan, gelombang microwave dikonversikan pada
dayanya, yang berarti pada daya tinggi maka intensitas gelombang juga
tinggi, sehingga pemanasan lebih cepat. Kekuatan gel dari pektin yang rendah
ini dibuktikan dengan masih mudahnya air dalam pektin yang keluar bila
diangkat. Gel pektin yang didapatkan kemudian dilakukan pengeringan pada
tekanan yang rendah, dengan tujuan agar pektin tidak terdegradasi (Ranganna
1977 dalam Hariyati 2006). Jika pektin tidak dilakukan pengeringan, maka
kondisi lembab pada gel pektin akan dimanfaatkan oleh jamur untuk tumbuh
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
40/71
28
dan berkembang biak, sehingga merusak pektin. Pektin yang sudah
dikeringkan kemudian ditumbuk sampai pektin berbentuk serbuk halus, agar
nantinya pektin mudah dilarutkan dalam pembuatan edible film.
Gambar 4.2 Gel Pektin
4.3.1Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Berat
Bahan
Variasi berat bahan dalam ekstraksi pektin kulit buah naga belum
pernah dipelajari, sehingga percobaan ini ditujukan untuk mengetahui
pengaruh variasi berat bahan terhadap yield pektin kulit buah naga. Pada
percobaan ini, variasi berat bahan dipelajari pada berat bahan 10, 15 dan 20
gram. Berdasarkan yield pektin hasil ekstraksi dapat dikatakan bahwa
semakin sedikit bahan yang diekstraksi, semakin tinggi yield pektin yang
dihasilkan. Hal ini terlihat seperti pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.3. Hal ini
terjadi karena dengan semakin sedikitnya bahan maka kontak antara bahan
dengan pelarut menjadi lebih besar, sebaliknya jika bahan semakin banyak,
kesempatan kontak antara bahan dengan pelarut menjadi lebih kecil. Dari
hasil percobaan, berat bahan 10 gram memberikan yield paling tinggi, yaitu
72% sedangkan untuk berat bahan 15 gram yield pektin yang dihasilkan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
41/71
29
18,33% dan variasi berat 20 gram menghasilkan yield pektin terendah yaitu
12,45%.
Tabel 4.1 Pengaruh Berat Bahan Terhadap Yield Pektin
(Waktu = 20 menit ; P = 600 watt; Konsentrasi pelarut = 0,25% ;
Volume pelarut = 300 mL )
Berat bahan (gram) Yield (%)
10 72
15 18,33
20 12,45
Gambar 4.3 Yield Pektin Kulit Buah Naga dengan Variasi Berat Bahan
4.3.2Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Waktu
Variasi waktu ekstraksi terhadap yield pektin kulit buah naga memang
pernah dipelajari, tetapi metode ekstraksi yang digunakan masih secara
konvensional. Sehingga percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk
membandingkan yield pektin hasil ekstraksi secara konvensional dengan
ekstraksi menggunakan metode Microwave Assisted Extraction (MAE).
Variasi waktu ekstraksi pada percobaan ini dilakukan pada variasi waktu 15,
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
42/71
30
20 dan 25 menit. Variasi waktu ekstraksi memberikan pengaruh terhadap
yield pektin yang dihasilkan, dengan semakin lamanya waktu ekstraksi, yield
pektin yang dihasilkan semakin tinggi. Hal ini terlihat seperti Tabel 4.2 dan
Gambar 4.4., ini terjadi karena kontak antara bahan dengan pelarut
berlangsung lebih lama sehingga memberikan kesempatan lebih besar kepada
pelarut untuk menghidrolisis protopektin, selain itu dengan semakin lamanya
gelombang mikrowave kontak dengan bahan mengakibatkan suhu yang
semakin tinggi, sehingga kinetika reaksi hidrolisis protopektin menjadi
semakin meningkat, akibatnya yield pektin yang dihasilkan semakin besar
(Hariyati, 2006). Pada hasil percobaan waktu ekstraksi 25 menit memberikan
yield pektin paling besar, yaitu 63%. Perbandingan hasil penelitian sejenis
menunjukkan bahwa ekstraksi pektin menggunakan metode Microwave
Assisted Extraction (MAE) lebih efektif dan efisien, karena selain menghemat
konsumsi energi, waktu yang digunakan untuk ekstraksi juga lebih singkat,
selain itu yield pektin yang dihasilkan juga lebih tinggi.
Tabel 4.2 Yield Percobaan dengan Variasi Waktu
(Berat bahan = 10 gram; P = 600 watt; Konsentrasi pelarut = 0,25%;
Volume pelarut = 300 mL )
Waktu (menit) Yield (%)
15 9
20 15
25 63
Tabel 4.3 Yield Pektin Literatur dengan Variasi Waktu
(Berat bahan = 10 gram; Konsentrasi pelarut = 40%)
Waktu (menit) Yield (%)
30 10,40
60 12,11
120 16,76
(sumber: Woo, 2010)
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
43/71
31
Gambar 4.4 Yield Pektin Kulit Buah Naga dengan Variasi Waktu
Pektin yang didapatkan dari hasil ekstraksi selanjutnya dilakukan uji
FTIR untuk mengidentifikasi kelompok bahan kimia utama dalam pektin,
kelompok-kelompok fungsional utama pektin biasanya di wilayah antara
1.000 dan 2.000 cm-1 dari spektrum FTIR (Kalapathy & Proctor 2001 dalam
Ismail 2012). Adanya gugus karbonil pada 1639,08 cm-1 menunjukkan bahwa
sampel tersebut tergolong sebagai pektin, dan juga adanya gugus C-O pada
1102,9 cm-1 yang diikuti juga oleh gugus karbonil pada 1639,08 cm-1
menunjukkan bahwa sampel mengandung gugus ester. Ikatan absorpsi pada
1102,9 cm-1 berasal dari eter dan CC siklik dalam struktur cincin molekul
pektin (Ismail, 2012). Komposisi senyawa pektin tersebut disusun pada Tabel
4.4. Komposisi pektin hasil ekstraksi kulit buah naga menggunakan MAE
pada percobaan disajikan pada Gambar 4.5. Berdasarkan keterangan literatur
di atas komposisi senyawa kimia di dalam pektin tersebut dituliskan seperti
pada Tabel 4.5.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
44/71
32
Gambar 4.5 Spektrum Pektin Kulit Buah Naga
Spektrum di atas hampir mirip dengan spektrum yang sebelumnya
sudah ada pada Gambar 2.4.
Tabel 4.4 Komposisi Senyawa Pektin LiteraturIkatan Absorpsi (cm-1) Gugus Senyawa
1630 1650 C = O Karbonil
1740 1760 O Karboksilat
RCOH
1100 R-O-R Eter
1200 C C siklik Karbon siklik
(sumber: Ismail, 2012)
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
45/71
33
Tabel 4.5 Komposisi Senyawa Pektin Hasil Percobaan
Ikatan Absorpsi (cm-1) Gugus Senyawa
1102,9 C O & C - C siklik Eter dan Karbon Siklik
1044,37 C O Eter
1414,68 CX Haloalkana
1639,08 C = O Karbonil
2928,05 C Hsp3 Alkena/gugus alkil
3430,82 O H Alkohol
1102,9 & 1639,08 O Ester
RCOR
Pektin yang didapatkan dari hasil ekstraksi dan dijadikan bentuk
serbuk kemudian digunakan sebagai bahan pembuatan edible film, hasilnya
seperti yang terlihat pada Gambar 4.6. Pada pembuatan edible film ini
dilakukan penambahan plasticizer. Plasticizer ditambahkan dengan tujuan
untuk meningkatkan elastisitas film yang dihasilkan (Darni 2009 dalam
Herdigenarosa 2013).Edible film yang dihasilkan dari percobaan ini memiliki
kuat tarik yang rendah, ini kemungkinan disebabkan banyaknya plasticizer
yang ditambahkan, karena semakin banyak plasticizer yang ditambahkan
nilai kuat tarik cenderung menurun (Wirawan, 2012). Nilai kuat tarik edible
film tergantung dari berat molekulnya, semakin besar berat molekul
plasticizer semakin meningkat kuat tarik dari edible film (Laila 2008 dalam
Wirawan 2012). Padahal berat molekul dari plasticizer gliserol hanya 92,09
g/mol atau dapat dikatakan rendah, sehingga nilai kuat tarik edible film yang
dihasilkan rendah.
Gambar 4.6Edible Film
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
46/71
34
Selanjutnya edible film yang dihasilkan dilakukan pengamatan
permeabilitas uap air (Water vapour permeability), nilai permeabilitas uap air
dari edible film yang dihasilkan rendah, ini dapat dilihat ketika edible film
selesai dikeluarkan dari pemanas oven setelah beberapa menit film yang
dihasilkan lembab atau dapat dikatakan menyerap air. Ini mungkin
dikarenakan penambahan platicizer pada film yang cukup banyak.
Penambahanplasticizer yang banyak menyebabkan permeabilitas uap air dari
film semakin besar yang menunjukkan bahwa nilai permeabilitasnya rendah,
selain itu film dari pektin memang bersifat hidrofilik, plasticizerjuga bersifat
hidrofilik sehingga transfer uap air dari lingkungan ke permukaan edible film
menjadi lebih cepat (Wirawan, 2012). Edible Film yang dihasilkan juga
diaplikasikan terhadap permen, tetapi karena nilai permeabilitas uap airnya
rendah menyebabkan edible film tidak dapat melapisi permen dengan baik
sebab film terus mengeluarkan air akibat dari sifat hidrofilik plasticizer dan
film yang berbahan pektin. Hasil aplikasi tersebut disajikan pada Gambar 4.7.
Pada gambar terlihat terdapat air pada bagian bawah permen.
Gambar 4.7 AplikasiEdible Film
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
47/71
35
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
a.Yield pektin hasil ekstraksi kulit buah naga menggunakan metode
Microwave Assisted Extraction (MAE) dengan pelarut asam oksalat 300
mL dan berat bahan 10 gram adalah 72%.
b.Ekstraksi pektin kulit buah naga menggunakan MAE menghasilkan yieldyang lebih besar dibandingkan menggunakan metode konvensional,
ekstraksi menggunakan MAE dengan waktu 25 menit menghasilkan yield
pektin 63% sedangkan metode konvensional dengan waktu ekstraksi 120
menit hanya menghasilkan yield 16,76%.
c.Variasi berat bahan dalam ekstraksi pektin menggunakan MAE
mempengaruhi yield pektin yang dihasilkan, pada volume pelarut 300 mL,
semakin sedikit bahan yang digunakan dalam ekstraksi, semakin besar
yield pektin kulit buah naga yang dihasilkan, ini terbukti dengan berat
bahan 10 gram menghasilkan yield pektin sebesar 72% sedangkan
ekstraksi dengan berat bahan 20 gram hanya menghasilkan yield 12,45%.
d.Variasi waktu ekstraksi menggunakan metode MAE memberikan
pengaruh terhadap yield pektin kulit buah naga dan waktu ekstraksi pektin
kulit buah naga yang optimal dengan volume pelarut asam oksalat 300 mL
berat bahan 10 gram adalah pada waktu ekstraksi 25 menit.
e.Pektin kulit buah naga dapat digunakan sebagai bahan pembuatan edible
film.
5.2Saran
a.Ekstraksi pektin kulit buah naga menggunakan metode MAE dengan
variasi konsentrasi pelarut asam oksalat perlu dilakukan untuk mengetahui
konsentrasi asam oksalat yang optimal.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
48/71
36
b.Penggunaan pektin kulit buah naga sebagai bahan pembuatan edible film
dengan penambahan plasticizer jenis lain perlu dilakukan untuk
mengetahui pengaruhnya terhadap kualitas edible film.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
49/71
37
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Z dan Subagyo, P. 2010. Pemungutan Pektin dari Kulit dan Ampas Apel
Secara Ekstraksi.Eksergi Vol 10 (2): 48.
Bae, In Young., Chau, Hoa K., Fishman, Marshall L., Hotchkiss Jr, Arland T., Lee,
Byeong-Hoo., Lee, Suyong., Lee, Heungsook., ., Lee, Heyon Gyu., Savary,
Brett J dan Yoo, Sang-Ho. 2012. Structural Characteristics of Pumpkin
Pectin Extracted by Microwave Heating.Institute of Food Technologists
Journal of Food Science Vol. 77 (11): 1169-1173.
Basito, R., Baskara, K.A dan Nugroho, A.A. 2013. Kajian Pembuatan Edible Film
Tapioka dengan Pengaruh Penambahan Pektin Beberapa Jenis Kulit Pisang
Terhadap Karakteristik Fisik dan Mekanik. Teknosains Pangan Vol 2 (1):
74.
Chong, Y.Y., Li Hiong, S.K., Tang, P.Y dan Woo, K.K. 2010. Pectin Extraction
and Characterization from Red Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus) :
Preliminary Study.Jurnal of Biological Sciences 10 (7) : 631-636.
Dzulkifly, M.A., Jamilah, B., Kharidah, M., Noranizan, A dan Shu, C.E. 2011.
Physico-chemical Characteristic of Red Pitaya (Hylocereus polyrhizus) peel.
International Food Research Journal 18: 279-286.
Ernie, Prasetya, A dan Wirawan, S.K. 2012. Pengaruh Plasticizer Pada
Karakteristik Edible Film Dari Pektin.Reaktor, Vol. 14 (1): 61-67
Fessenden, J.S. dan Fessenden, R. 1982. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid I.
Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.
Fitriani, Vina. 2003. Ekstraksi dan Karakterisasi Pektin dari Kulit Jeruk Lemon
(Citrus medica var Lemon). Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Hariyati, M.N. 2006. Ekstraksi Dan Karakterisasi Pektin dari Limbah Proses
Pengolahan Jeruk Pontianak (Citrus nobilis var microcarpa). Skripsi. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Hartati, I., Kurniasari, L dan Purwanto, H. 2010. Pengembangan Microwave
Assisted Extractor (MAE) pada Produksi Minyak Jahe dengan Kadar
Zingiberene Tinggi. Universitas Wahid Hasyim.Momentum Vol 6 (2) : 9.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
50/71
38
Herdigenarosa, Muren. 2013. Pembuatan Edible Coating dari Pektin Kulit Buah
Jeruk Bali (Citrus maxima) dengan Variasi Sorbitol Sebagai Plasticizer.
Skripsi. UIN Sunan Kalijaga. Yogyakarta.
Ismail, N.S.M., Nazaruddin, R., Norziah, M.H dan Zainudin, M. 2012. Extraction
and Characterization of Pectin from Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus)
using Various Extraction Conditions. Sains Malaysiana 41(1): 41 45
Jaya, I.K.D. 2010. Morfologi Dan Fisiologi Buah Naga Dan Prospek Masa
DepannyaDi Indonesia. Crop Agro Vol.3 (1): 44-50.
Kusumastuti, Ari. 2011. Pengenalan Pola Gelombang Khas dengan Interpolasi. UIN
Maulana Malik Ibrahim Malang. Vol. 2 (1): 7-12.
Natyalaksmi, 2014. Laporan Analisis Pangan Buah. On line at
http://www.WordPress.com.(accessed 30 Januari 2014).
Nazaruddin, R., Norazelina, S.M.I., Norziah, M.H dan Zainudin, M. 2011. Pectins
From Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus) Peel.Malays. Appl. Biol. 40(1):
19-23.
Rahmawati, Asri. 2012.Pemanfaatan Kulit Buah Naga (Dragon Fruit) Sebagai
Pewarna Alami Makanan Pengganti Pewarna Sintetis. Tugas Akhir.
Universitas Negeri Semarang.
Sudiyono, 2012. Ekstraksi Dan Kegunaan Pektin Dari Kulit Jeruk. Universitas
Widyagama Malang. Malang.
Wong, C.J., Woo, K.K dan Tang, P.Y. 2011. Optimization of Pectin From Peel of
Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus).Asian Journal of Bilogical Sciences 4
(2): 189-195.
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
51/71
39
Lampiran 1
Cara Kerja Preparasi Bahan Baku
Kulit buah naga
Dipotong kecil-kecil
Dipanaskan dalam oven T= 55C
hingga konstan
Kulit buah naga kering
Dihaluskan dengan blender
Serbuk kulit buah naga
Diayak untuk menyeragamkan ukuran
Lolos ayakan Tidak lolos ayakan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
52/71
40
Lampiran 2
Cara Kerja Ekstraksi Pektin dengan Metode Analisis Standar
Serbuk kulit buah naga
40 mL aquades
Dipanaskan dan diaduk
Larutan kulit buah naga
Ditambahkan aquades hingga 50 mL
Disaring menggunakan kertas saringAmpas kulit
filtrat
Diambil 10 mL filtrat
Ditambah aquades 25 mL dan 2 tetes PP
Ditambah dengan NaOH 1N setetes demi setetes sampai pH netral (jernih)
Ditambah 1 mL NaOH 1N, dibiarkan 1 malam
Ditambah 5 mL as.asetat 1N
Ditambah 2,5 mL CaCl2 1N
Disaring menggunakan penyaring vakumLimbah
Gel pektin
Dikeringkan suhu 102C, sampai konstan
Ditimbang
Dicuci dengan air panas bersuhu 60C
Dikeringkan suhu 100C sampai konstan
Pektin
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
53/71
41
Lampiran 3
Cara Kerja Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Berat
Bahan
Serbuk kulit buah naga
Asam
oksalat
0,25%
300 mL
Ekstraksi dengan MAE
(600 W) selama 20 menit
Hasil ekstraksi
Disaring
Filtrat
Residu
Ditambahkan ethanol 95%
Perbandingan 1:1,5
Pektin terendapkan
Dipisahkan Cairan
Gel Pektin
Dikeringkan dengan oven T = 65C sampai konstan
Pektin
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
54/71
42
Lampiran 4
Cara Kerja PembuatanEdible Film denganPlasticizer
1,5 gram pektin
Dilarutkan dalam 100 mL larutanplasticizer disertai pengadukan
Dipanaskan suhu 70C, dijaga konstan
Ditambahkan larutan CaCl2.2H2O
Dituangkan dalam teflon
Dikeringkan suhu 50C, 15 jam
Film
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
55/71
43
Lampiran 5
Data Pengamatan
1.Preparasi Bahan Baku
Perlakuan Pengamatan
1. Memilih kulit buah naga yang tidak cacat,
kemudian dicuci
Kulit buah naga
berwarna merah bersih
2. Memotong kulit buah naga Potongan kulit buah
naga
3. Mengeringkan kulit buah naga menggunakan
oven pada suhu 55C sampai berat konstan
Kulit buah naga kering
berwarna coklat
4. Kulit buah naga kering diblender Serbuk kulit buah nagaberwarna coklat
5. Serbuk kulit buah naga dilakukan
pengayakan
Bahan baku serbuk kulit
buah naga halus
2.Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Metode Analisis Standar
Perlakuan Pengamatan
1. Serbuk kulit buah naga ditambah 40 mL
aquades dilakukan pemanasan dan
pengadukan
Larutan berbentuk bubur
kental berwarna coklat
tua2. Larutan ditambahkan aquades 50 mL,
dilakukan penyaringan
10 mL filtrat berwarna
coklat
3. Penambahan aquades 25 mL dan 2 tetes
indikator pp
Warna coklat muda
beningpH 13
4. Dilakukan titrasi dengan NaOH 1N Warna coklat muda
lebih bening (lebih
cerah)
5. Penambahkan 1 mL NaOH 1N dan dibiarkan Terbentuk endapan putih
selama 1 malam.
6. Penambahan 5 ml asam asetat 1 N hingga
warna menjadi jernih
Warna menjadi lebih
jernih7. Setelah 5 menit, ditambahkan 2,5 ml Kalsium
Khlorida 1 N dan diaduk sampai rata.
Timbul letupan
berwarna putih, cairan
kental hampir seperti
jelly
8. Dilakukan penyaringan dan dikeringkan suhu
102C
Bubuk pektin berwarna
coklat kering
9. Penyimpanan di desikator dan ditimbang Berat pektin 0,49 gram
10. Pencucian endapan pektin dengan air panas
untuk menghilangkan Khlorida
Pektin basah berwarna
putih kecoklatan
11. Pengovenan pektin sampai berat konstan Pektin berwarna putih
kecoklatan, yield 9,6%
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
56/71
44
3.Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Berat Bahan
Perlakuan Pengamatan
1. Serbuk kulit buah naga dengan variasi berat
bahan 10, 15 & 20 gram setiap 300 mL
Serbuk kulit buah naga
berwarna coklat
larutan/pelarut
2. Ekstraksi dengan MAE 20 menit Larutan berwarna coklat
tua
3. Penyaringan larutan dengan kertas saring Filtrat berwarna coklat
muda bening dengan
pH 5 (untuk semua rasio
bahan, sesuai pH aquades)
4. Penambahan ethanol konsentrasi 95%
dengan perbandingan1 : 1,5 didiamkan selama semalam
Pektinterendapkan
berbentuk gel denganwarna coklat
5. Endapan pektin dioven suhu 65C sampai
berat konstan
Pektin kering berwarna
putih kecoklatan
Yield pektin rasio bahan
10 gram = 72%
15 gram = 18,33%
20 gram = 12,45%
4.Ekstraksi Pektin Menggunakan Metode MAE dengan Variasi Waktu Ekstraksi
Perlakuan Pengamatan
1. Serbuk kulit buah naga dengan variasi waktu
ekstraksi 5, 10, 15, 20 dan 25 menit
Serbuk kulit buah naga
berwarna coklat
2. Ekstraksi dengan MAE dengan variasi waktu
ekstraksi 5, 10, 15, 20 dan 25 menit
Larutan berwarna coklat
tua
3. Penyaringan larutan dengan kertas saring Filtrat berwarna coklat
muda bening dengan
pH 5, sesuai pH aquades
4. Penambahan ethanol 95% dengan
perbandingan
1 : 1,5 didiamkan selama semalam
Pektin terendapkan
berbentuk gel dengan
warna coklat
5. Endapan pektin dioven suhu 65C sampai
berat konstan
Pektin kering berwarna
putih kecoklatan, yield
5 menit = 21%
10 menit = 21%
15 menit = 9%
20 menit = 15%
25 menit = 63%
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
57/71
45
5.PembuatanEdible Film denganPlasticizer
Perlakuan Pengamatan
1. 1,5 gram pektin dilarutkan dalam 100 mL
larutanplasticizer disertai pengadukan
Larutan pektin berwarna
coklat muda
2. Memanaskan larutan suhu 70C Pektin larut sempurna
3. Menambahkan larutan CaCl2.2H2O Cairan menjadi kental,
terbentuk letupan putih
4. Larutan dituangkan dalam teflon,
dipanaskan suhu 50C selama 15 jam
Edible film berwarna
coklat transparan,
elastis, daya tarik
rendah, permeabilitas
uap air rendah
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
58/71
46
Lampiran 6
Analisis Data
1.Perhitungan kebutuhan NaOH 1N
N = M.e-
N = 1M.1
N = 1N
M = x
1M =
2000 = g.1000
g = 2 gram (dilarutkan dalam 50 mL aquades)
2.Perhitungan kebutuhan 5 mL asam asetat (CH3COOH) 1N
M =
=
=
= 17,5 M
CH3COOHCH3COO-+ H+
N = M . e-
= 17,5 M . 1
= 17,4 N
N1 . V1 = N2 . V2
17,5 N.V1 = 1N. 5 mL
V1 =
V1 = 0,286 mL (diencerkean aquades sampai 5 mL)
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
59/71
47
3.Perhitungan kebutuhan 2,5 mL kalsium khlorida anhidrat (CaCl2.2H2O)1N
CaCl2Ca2++ 2Cl-
N = M.e-
M =
M = 0,5 M
M = x
0,5M = x
183,75 = gram x 1000
Gram = 0,18375 gram (ditambah aquades sampai 2,5 mL)
4. Perhitungan analisis kadar pektin standar, dengan sampel 10 mL filtrat dari 5 gram
bahan
Rendemen :
:
: 9,6%
5. Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan sampel 10 mL filtratdiendapkan dengan ethanol 95%
Asumsi :
-
Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
- Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,24 gram x
: 7,2 gram
Rendemen : x 100%
: 72%
6.
Perhitungan rendemen pektin untuk 15 gram bahan, diendapkan dengan ethanol 95%
Rendemen :
:
: 18,333%
7. Perhitungan rendemen pektin untuk 20 gram bahan, diendapkan dengan ethanol 95%
Rendemen :
:
: 12,45%
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
60/71
48
8. Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan sampel 10 mL filtrat
diendapkan dengan ethanol 95%, dengan variasi waktu 5 menit
Asumsi :
-
Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
-
Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,07 gram x
: 2,1 gram
Rendemen :
:
: 21%
9. Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan sampel 10 mL filtrat
diendapkan dengan ethanol 95%, dengan variasi waktu 10 menit
Asumsi :
- Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
-
Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,07 gram x
: 2,1 gram
Rendemen :
:
: 21%
10. Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan sampel 10 mL filtrat
diendapkan dengan ethanol 95%, dengan variasi waktu 15 menit
Asumsi :
- Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
- Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,03 gram x
: 0,9 gram
Rendemen :
:
: 9%
11.
Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan dampel 10 mL
Filtrat diendapkan dengan ethanol 95%, dengan variasi waktu 20 menit
Asumsi :
-
Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
- Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,05 gram x: 1,5 gram
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
61/71
49
Rendemen :
:
: 15%
12. Perhitungan rendemen pektin untuk 10 gram bahan, dengan dampel 10 mL
Filtrat diendapkan dengan ethanol 95%, dengan variasi waktu 25 menit
Asumsi :
- Tidak terjadi kehilangan volume = 300 mL
-
Larutan pektin hasil ekstraksi homogen
Total berat pektin : 0,21 gram x
: 6,3 gram
Rendemen :
:
: 63%
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
62/71
50
Lampiran 7
Dokumentasi Pemungutan Pektin dengan Metode MAE
1.Ekstraksi Pektin dengan Metode Analisis Standar
Kulit Buah Naga
Serbuk kulit buah naga
Pemanasan disertai Pengadukan
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
63/71
51
Larutan hasil titrasi
Residu pektin
Pektin kering hasil ekstraksi
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
64/71
52
2.Ekstraksi Pektin dengan Metode MAE
Larutan serbuk kulit buah naga
Ekstraksi dengan metode MAE
Filtrat hasil ekstraksi
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
65/71
53
Pengendapan pektin
Gel pektin hasil penyaringan
Serbuk pektin hasil ekstraksi
-
7/26/2019 TA ADIENTYA YANIZ ULINUHA.pdf
66/7