PENGGUNAAN SILIKA GEL DAN KALIUM PERMANGANAT SEBAGAI BAHAN PENYERAP ETILEN ARFANDI KURNIAWAN

Transkripsi

1 PENGGUNAAN SILIKA GEL DAN KALIUM PERMANGANAT SEBAGAI BAHAN PENYERAP ETILEN ARFANDI KURNIAWAN DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 ABSTRAK ARFANDI KURNIAWAN. Penggunaan Silika Gel yang Mengandung Kalium Permanganat sebagai Bahan Penyerap Etilen. Dibimbing oleh LILIK PUJANTORO. Gas etilen dapat mempercepat pematangan buah sehingga perlu dikurangi untuk memperpanjang masa simpan. Cara yang banyak digunakan yaitu dengan kalium permanganat (KMnO 4 ) yang mengoksidasi etilen menjadi mangan dioksida, kalium hidroksida, dan karbon dioksida. Kalium permanganat dibentuk menjadi larutan dan dibutuhkan sebuah media penyerap dalam penggunaannya. Silika gel dapat menyerap larutan KMnO 4 dalam jumlah yang banyak. Semakin banyak silika gel menyerap larutan KMnO 4, diharapkan etilen yang dapat dihilangkan akan semakin banyak. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis pengaruh konsentrasi larutan KMnO 4 terhadap penyerapan etilen dan untuk menganalisis pengaruh perlakuan suhu penyimpanan terhadap penyerapan etilen. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Lingkungan Bangunan Pertanian (LBP), Departemen Teknik Pertanian, Fateta, IPB dan Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Pascapanen di Cimanggu, Bogor, selama tiga bulan yaitu bulan Maret - Mei Dalam penelitian ini dilakukan 2 perlakuan, yaitu berdasarkan konsentrasi larutan KMnO 4 dan suhu lingkungan. Silika gel direndam dalam tiga jenis konsentrasi yang berbeda, yaitu 0,1%, 0,05%, dan 0,025%, dan disimpan selama 180 menit dalam tiga suhu lingkungan berbeda yaitu suhu ruang, 15 0 C, dan 5 0 C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bahan penyerap etilen silika gel menyerap etilen dengan efektif yaitu berkisar antara 15,51-18,30 ppm. Penyerapan terbanyak pada suhu ruang terjadi pada konsentrasi KMnO 4 0,025% yaitu sebesar 18,30 ppm, penyerapan terbanyak pada suhu 15 0 C terjadi pada konsentrasi KMnO 4 0,05% yaitu sebesar 16,96 ppm, dan penyerapan terbanyak pada suhu 5 0 C terjadi pada konsentrasi KMnO 4 0,1% yaitu sebesar 16,74 ppm. Hasil pengujian dan analisis ragam berdasarkan konsentrasi larutan KMnO 4 pada kisaran 0,025-0,1 % menunjukkan tidak berbeda nyata antarsampel karena sebagian silika gel pecah ketika direndam hingga menyebabkan luas permukaan menjadi semakin besar dan meningkatkan besarnya penyerapan etilen. Penyebab lain adalah perbedaan perlakuan konsentrasi larutan KMnO 4 yang tidak terlalu besar yaitu hanya berkisar antara 0,025-0,1 %. Penyerapan terbanyak pada konsentrasi larutan KMnO 4 0,1% terjadi pada suhu ruang yaitu sebesar 18,01 ppm, penyerapan terbanyak pada konsentrasi larutan KMnO 4 0,05% terjadi pada suhu ruang yaitu sebesar 17,54 ppm, dan penyerapan terbanyak pada konsentrasi larutan KMnO 4 0,025% terjadi pada suhu ruang yaitu sebesar 18,30 ppm. Pada kisaran suhu 5 0 C suhu ruang, semakin tinggi suhu penyimpanan, jumlah etilen yang tersisa akan semakin sedikit, karena laju penyerapan etilen akan semakin cepat. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa silika gel yang mengandung larutan KMnO 4 dapat digunakan sebagai bahan penyerap etilen. Dalam kisaran 0,025-0,1 %, perbedaan konsentrasi larutan KMnO 4 tidak menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap besarnya penyerapan etilen, sedangkan pada kisaran suhu 5 0 C suhu ruang, semakin tinggi suhu penyimpanan maka tingkat penyerapan etilen akan semakin besar pula.

3 PENGGUNAAN SILIKA GEL DAN KALIUM PERMANGANAT SEBAGAI BAHAN PENYERAP ETILEN ARFANDI KURNIAWAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknik Pertanian DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

4 DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR PENGGUNAAN SILIKA GEL DAN KALIUM PERMANGANAT SEBAGAI BAHAN PENYERAP ETILEN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : ARFANDI KURNIAWAN F Dilahirkan pada tanggal 5 Juli 1984 Di Bogor Tanggal Lulus : Januari 2008 Bogor, Januari 2008 Menyetujui, Dr. Ir. Lilik Pujantoro E.N., M.Agr Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS Ketua Departemen Teknik Pertanian

5 PRAKATA Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmat, rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini, yang berjudul Penggunaan Silika Gel yang Mengandung Kalium Permanganat sebagai Bahan Penyerap Etilen. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Lilik Pujantoro selaku pembimbing, serta Bapak Dr. Ir. Suroso, M.Agr dan Bapak Chusnul Arif, STP selaku dosen penguji. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Lalu Sukarno dan Bapak Yudi dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Pascapanen, Bapak Ahmad dari Laboratorium Lingkungan dan Pertanian IPB, serta Mba Andi Nur Faidah, atas segala bantuannya selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga dan teman-teman penulis atas dorongan semangatnya selama penulis mengerjakan karya ilmiah ini. Penulis berharap, dengan segala keterbatasan kemampuan dalam menyusun skripsi ini, semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat sebagaimana mestinya. Bogor, Januari 2008 Arfandi Kurniawan

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 5 Juli 1984, sebagai anak ketiga dari pasangan Siswanto dan Tuti Kurniawati. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri Pengadilan II Bogor pada tahun Kemudian pada tahun 1999 penulis lulus dari SMP Negeri 5 Bogor dan menamatkan pendidikan dari SMU Negeri 1 Bogor pada tahun Pada tahun 2002 penulis diterima melalui jalur SPMB di Institut Pertanian Bogor, sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama kuliah penulis aktif di salah satu organisasi kemahasiswaan di luar kampus dan kepanitiaan. Pada tahun 2004/2005 penulis aktif sebagai Anggota Divisi Olahraga Himpunan Pelajar dan Mahasiswa Bogor (HPMB). Selanjutnya pada tahun 2005/2006 penulis dipercaya menjadi Ketua Divisi Hubungan Masyarakat (Humas) Himpunan Pelajar dan Mahasiswa Bogor (HPMB). Pada tahun 2007, penulis ditunjuk menjadi anggota seksi kesekretariatan dalam kepanitiaan Seminar Sehari berjudul Kesehatan Reproduksi, Gizi Dan Pola Hidup Sehat Keluarga yang diadakan oleh Dinas Kesehatan Kota Bogor yang diadakan di Ruang Rapat I Gedung Balaikota Bogor tanggal 11 Agustus Pada tahun 2005, penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Saung Mirwan di Ciawi, Bogor dengan judul praktek lapang Penanganan Pascapanen Buah Paprika dan Bunga Chrysant Potong di PT. Saung Mirwan, Bogor.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR LAMPIRAN viii I. PENDAHULUAN 1 A. Latar Belakang 1 B. Tujuan 2 II. TINJAUAN PUSTAKA 3 A. Etilen 3 B. Bahan Penyerap Etilen 5 C. Silika Gel 8 III. METODOLOGI PENELITIAN 10 A. Tempat dan Waktu 10 B. Bahan dan Alat Bahan Alat 10 C. Perlakuan Percobaan Pembuatan Bahan Penyerap Etilen Pengujian Bahan Penyerap Etilen Menggunakan Kromatografi Gas 11 D. Rancangan Percobaan 15 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 16 A. Pembuatan Bahan Penyerap Etilen 16 B. Pengujian Bahan Penyerap Etilen Menggunakan Kromatografi Gas 17 V. KESIMPULAN DAN SARAN 29 A. Kesimpulan 29 B. Saran 29 DAFTAR PUSTAKA 30 LAMPIRAN 31

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Macam-macam hasil tanaman dengan konsentrasi etilen pada stadium pertumbuhan/ perkembangan yang berbeda (Rhodes 1970, diacu dalam Sholihati 2004) 4 2 Jumlah etilen pada buah pisang, alpukat, dan mangga selama fase praklimakterik dan puncak klimakterik (McGlasson 1970, diacu dalam Sholihati 2004) 4 3 Beberapa bahan penyerap etilen komersial (Ahvenainen 2003) 7 4 Bagan perlakuan sampel 15 5 Nilai rata-rata konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit 19

9 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur kimia silika gel 9 2 Bentuk silika gel 9 3 Bagan alir pembuatan bahan penyerap etilen 12 4 Bagan alir pengukuran konsentrasi gas etilen 14 5 Bahan penyerap etilen silika gel yang siap digunakan 17 6 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit 20 7 Nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml pada berbagai perlakuan setelah penyimpanan selama 180 menit 21 8 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu ruang 22 9 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu 15 0 C Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu 5 0 C Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,1% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,05% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,025% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan 26

10 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Data pengukuran konsentrasi etilen dalam toples 250 ml menggunakan kromatografi gas 32 2 Perhitungan Molaritas larutan KMnO Hasil analisis ragam terhadap nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml selama 180 menit dengan taraf nyata 0, Hasil Uji Lanjut Duncan terhadap konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml selama 180 menit dengan taraf nyata 0, Gambar toples yang digunakan untuk pengujian bahan penyerap etilen silika gel menggunakan kromatografi gas 38

11 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Cara-cara baru dalam penanganan pascapanen produk-produk hortikultura seperti sayuran, buah, dan bunga telah banyak dikembangkan untuk memperlambat laju pematangan produk tersebut, diantaranya dengan pengemasan, pendinginan, hot water treatment, dan lain-lain. Namun pada hakikatnya, semua cara tersebut memiliki tujuan yang sama, yaitu untuk mempertahankan kesegaran dan kualitas produk sehingga dapat memperpanjang masa simpan atau shelf-life dari produk tersebut. Gas etilen banyak berhubungan dengan proses menjadi masak dan menjadi tuanya hasil tanaman. Gas etilen dapat memacu proses respirasi pada buah dan dapat mempercepat proses pematangan buah, sehingga untuk dapat memperpanjang masa simpan buah tersebut, gas etilen di lingkungan sekitarnya perlu dikurangi. Salah satu cara yang banyak digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan gas etilen yaitu dengan menggunakan bahan penyerap etilen. Cara yang paling banyak digunakan sebagai bahan untuk menyerap etilen yaitu dengan menggunakan kalium permanganat (KMnO 4 ). Kalium permanganat (KMnO 4 ) dapat mengoksidasi etilen menjadi mangan dioksida (MnO 2 ), kalium hidroksida (KOH), dan karbon dioksida (CO 2 ) sehingga dapat mengurangi jumlah etilen. Dengan menempatkan sejumlah kalium permanganat di sekitar buah, proses pematangan buah dapat diperlambat sehingga umur simpannya menjadi lebih panjang. Kalium permanganat harus dibentuk menjadi larutan supaya penggunaannya bisa lebih efektif, dan diserap oleh sebuah media penyerap yang memiliki permukaan yang luas supaya penyerapan kalium permanganat ke dalam bahan penyerap lebih optimal. Beberapa contoh media penyerap yang telah banyak digunakan yaitu vermikulit dan arang aktif. Salah satu bahan yang juga dapat digunakan sebagai media penyerap adalah silika gel. Silika gel adalah bentuk lain dari silikon dioksida yang dibuat secara sintetis ke dalam bentuk butiran. Strukturnya yang berongga besar

12 menyebabkan silika gel memiliki permukaan yang sangat luas sehingga dapat menyerap air dan gas dengan mudah. Berdasarkan sifat tersebut, silika gel diharapkan dapat menyerap larutan KMnO 4 dalam jumlah yang banyak, yang selanjutnya akan digunakan untuk mengoksidasi etilen. Dengan semakin banyak larutan KMnO 4 yang diserap oleh silika gel, diharapkan etilen yang dapat dihilangkan akan semakin banyak. B. TUJUAN Tujuan umum penelitian ini adalah menganalisis penggunaan silika gel yang mengandung larutan kalium permanganat (KMnO 4 ) sebagai bahan penyerap etilen. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah : 1. Menganalisis pengaruh konsentrasi larutan KMnO 4 terhadap penyerapan etilen. 2. Menganalisis pengaruh perlakuan suhu penyimpanan terhadap penyerapan etilen.

13 II. TINJAUAN PUSTAKA A. ETILEN Menurut Winarno dan Aman (1979), etilen adalah suatu senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang pada suhu kamar berbentuk gas, yang dalam kehidupan tanaman dapat digolongkan sebagai hormon yang aktif dalam proses pematangan. Etilen disebut hormon karena dapat memenuhi persyaratan sebagai hormon, yaitu dihasilkan oleh tanaman, bersifat mobil dalam jaringan tanaman, dan merupakan senyawa organik. Etilen tidak hanya berperan dalam proses pematangan saja, tapi juga berperan dalam mengatur pertumbuhan tanaman. Menurut Ahvenainen (2003), etilen telah lama dikenal sebagai hormon yang dapat mempercepat proses pematangan pada buah dan sayuran. Hormon yang memiliki rumus kimia C 2 H 4 ini berpengaruh terhadap proses respirasi buah dan sayuran. Laju respirasi berhubungan erat dengan daya tahan produk. Laju respirasi yang lambat akan memperpanjang masa simpan produk. Menurut Kartasapoetra (1994), etilen adalah suatu senyawa kimia yang mudah menguap, yang dihasilkan selama proses masaknya hasil tanaman (terutama buah dan sayuran). Produksi etilen erat hubungannya dengan laju respirasi. Etilen memacu buah dan sayuran untuk menyerap oksigen lebih banyak dalam proses respirasi sehingga mempercepat proses pematangan. Hal ini dapat dilihat dari semakin banyaknya etilen, maka buah semakin cepat matang dan tua, yang ditandai dengan adanya perubahan warna, rasa, dan aroma. Etilen terbentuk dalam buah yang sedang mengalami pematangan (Gane 1934, diacu dalam Kartasapoetra 1994). Produksi etilen pada buah klimakterik bertujuan untuk memajukan tahapan aktivitas respirasi (makin tinggi produksi etilen makin meningkat pula berlangsungnya aktivitas respirasi dan penyerapan oksigen pun bertambah banyak) yang selanjutnya akan mempercepat proses pematangan buah. Selama pemasakan, berbagai buahbuahan mengandung etilen dalam jumlah yang berbeda pula. Dalam Tabel 1 disajikan informasi mengenai kandungan etilen pada berbagai macam hasil

14 tanaman. Jumlah etilen pada buah pisang, alpukat, dan mangga selama fase praklimakterik dan puncak klimakterik dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 1 Macam-macam hasil tanaman dengan konsentrasi etilen pada stadium pertumbuhan /perkembangan yang berbeda (Rhodes 1970, diacu dalam Sholihati 2004) Macam Hasil Tanaman Kandungan Etilen (ppm) Buah apel 0, Buah alpukat 0,5 500 Buah pisang 0,2 50 Buah lemon (jeruk lemon) 0,11 0,17 Buah mangga 0,04 3,0 Buah jeruk 0,13 0,32 Buah persik 0,9 21 Buah per 0,1 300 Buah nenas 0,16 0,40 Buah prem 0,14 0,23 Buah labu 0,04 2,1 Tabel 2 Jumlah etilen pada buah pisang, alpukat, dan mangga selama fase praklimakterik dan puncak klimakterik (McGlasson 1970, diacu dalam Sholihati 2004) Jenis Buah Konsentrasi Etilen (ppm) Praklimakterik Puncak Klimakterik Pisang 1,0 1, Alpukat 0,5 1, Mangga 0,04 0,08 3 Selain dapat memulai proses klimakterik, etilen juga dapat mempercepat terjadinya klimakterik (Winarno dan Aman 1979). Buah alpukat yang disimpan dalam kondisi udara normal, akan matang dalam 11 hari. Apabila buah yang sama disimpan dalam udara dengan kandungan etilen sebesar 10 ppm selama 24 jam, maka buah tersebut sudah matang pada hari keenam.

15 Etilen bersifat autokatalitik, yaitu etilen akan mempercepat respirasi dan sekaligus pembentukan etilen didorong oleh respirasi yang giat. Tetapi perbandingan respirasi dan produksi etilen tidak tetap, karena semakin matang buah maka produksi etilen semakin menurun (Pantastico 1986). Produksi etilen juga dipengaruhi oleh suhu. Aktivitas dan produksi etilen dalam proses pematangan buah akan menurun seiring dengan turunnya suhu. Dalam penyimpanan buah apel pada suhu 3 0 C, penggunaan etilen dengan konsentrasi tinggi tidak memberikan pengaruh yang jelas, baik dalam proses pematangannya maupun dalam respirasinya. Pada suhu di atas 35 0 C, buah tidak akan membentuk etilen. Pembentukan etilen juga dapat dirangsang oleh kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi seperti luka pada kulit buah, sehingga kerusakan mekanis pada buah dapat mempercepat pematangan (Winarno dan Aman 1979). Selanjutnya menurut Winarno dan Aman, selain berperan dalam pematangan buah, etilen juga mempunyai pengaruh pada sistem tanaman lainnya. Pada sistem cabang, etilen dapat menyebabkan terjadinya pengerutan, menghambat kecepatan pertumbuhan, mempercepat penguningan pada daun, dan menyebabkan kelayuan. Pada sistem akar, etilen dapat menyebabkan akar menjadi terpilin (terputar), menghambat kecepatan pertumbuhan, memperbanyak tumbuhnya rambut-rambut akar, dan dapat menyebabkan kelayuan. Pada sistem bunga, etilen dapat mempercepat proses pemekaran kuncup, akan tetapi kuncup yang telah mekar itu akan cepat menjadi layu, misalnya pada bunga mawar. Pada bunga anggrek, etilen menyebabkan warna bunga menjadi pucat, sedangkan pada bunga anyelir etilen dapat menyebabkan tidak mekarnya kuncup bunga. B. BAHAN PENYERAP ETILEN Penelitian-penelitian mengenai penyimpanan bertujuan untuk mencapai umur simpan semaksimal mungkin. Pengoperasian penyimpanan secara komersial biasanya cenderung hanya memperhatikan pengaturan suhu, O 2, dan CO 2 dalam atmosfer. Adanya etilen pun perlu mendapat perhatian khusus (Pantastico 1986).

16 Etilen bertindak sebagai hormon tanaman yang memiliki efek fisiologi yang berbeda-beda pada setiap buah dan sayuran segar. Etilen mempercepat respirasi yang mengarah pada pematangan dan penuaan pada banyak jenis buah. Selain itu, akumulasi etilen bisa menyebabkan penguningan pada sayuran hijau karena merombak klorofil (Ahvenainen 2003). Untuk memperpanjang masa simpan dan menjaga penampilan dan kualitas buah dan sayuran, maka etilen harus dikeluarkan dari ruang penyimpanan atau kemasan yang tertutup rapat (Pantastico 1986). Cara yang paling umum dan efektif untuk mengurangi jumlah etilen yaitu dengan menggunakan bahan penyerap etilen. Ikatan rangkap pada etilen membuat etilen menjadi senyawa yang sangat reaktif yang dapat dipecah dengan beberapa cara. Hal ini menghasilkan beberapa kemungkinan yang dapat diaplikasikan secara komersial untuk mengurangi jumlah etilen. Beberapa bahan penyerap telah dikombinasikan dengan katalis atau bahan kimia yang dapat merombak etilen setelah diserap. Contohnya, arang aktif dicelupkan dalam bromina atau dalam 15% KBrO 3 dan 0,5 M H 2 SO 4 untuk menghilangkan aktivitas etilen (Ahvenainen 2003). Kebanyakan supplier menawarkan penyerap etilen berdasarkan pada kalium permanganat (KMnO 4 ). Menurut Pantastico (1986), pemberian kalium permanganat merupakan suatu cara yang efektif untuk menyerap etilen. Menurut Scott et.al. (1970) diacu dalam Indrawati (2003), buah pisang dalam kantong plastik yang mengandung KMnO 4 (untuk menyerap etilen) mempunyai ketegaran yang lebih besar daripada pisang yang dibungkus dalam kantong tertutup yang mengandung Ca(OH) 2 (untuk menyerap CO 2 ). Pengaruh ini lebih nyata setelah 38 hari. Diperkirakan bahwa dengan pengemasan KMnO 4 bersama-sama dengan buah, umur simpan dapat bertambah hingga dua minggu. Suatu preparasi komersial zat penyerap ini yang disebut Purafil (KMnO 4 alkalis dengan silikat) sebagai pendukung yang dihasilkan oleh Marbon Chemical Company, ternyata dapat menyerap seluruh etilen yang dikeluarkan buah pisang dalam kantong plastik polietilen tertutup rapat (Liu 1970, diacu dalam Pantastico 1986). Di bawah ini disajikan

17 beberapa bahan penyerap etilen yang telah dikembangkan dan dikomersialisasikan yang ditunjukkan dalam Tabel 3. Tabel 3 Beberapa bahan penyerap etilen komersial (Ahvenainen 2003) PERUSAHAAN NAMA TIPE PRINSIP/ DAGANG BAHAN AKTIF Purafil (Georgia, AS) Purafil Pellet dalam sachet Kalium permanganat DeltaTRAK (AS) Air Repair Sachet untuk pengiriman Kalium permanganat Ethylene Control (AS) Fridge Friend Sachet, kotak penyimpanan Kalium permanganat Dennis Green Ltd. (AS) Mrs. Green s Extra Life Butiran Kalium permanganat Grofit Plastics (Israel) Sekisui Jushi (Jepang) Biofresh Kantong dan film - Neupalon Sachet Karbon aktif Honshu Paper (Jepang) Hatofresh System Kantong kertas atau kotak berombak-ombak Karbon aktif Cho Yang Heung San Co. (Korea) Orega Bag Kantong untuk konsumen Mineral OhE Chemicals (Jepang) Crisper SL Film - Marathon Products (AS) Ethylene Filter Products Sachet - Dessicare (AS) Ethylene EliminatorPak Sachet Zeolit

18 Etilen dapat dioksidasi oleh kalium permanganat menjadi mangandioksida, kalium hidroksida, dan karbondioksida (Ahvenainen 2003). Reaksi pemecahan etilen oleh kalium permanganat dapat dilihat dari persamaan berikut : 3CH 2 CH KMnO 4 12MnO KOH + 6CO 2 Kalium permanganat harus dibentuk menjadi larutan supaya penggunaannya bisa lebih efektif, dan diserap oleh sebuah media penyerap yang memiliki permukaan yang luas supaya penyerapan kalium permanganat ke dalam bahan penyerap lebih optimal. Beberapa media penyerap yang banyak digunakan yaitu selit, vermikulit, pellet alumina, karbon aktif, atau perlit. Biasanya, bahan-bahan tersebut mengandung 4-6% KMnO 4. Bahan penyerap yang mengandung KMnO 4 berubah warna dari ungu menjadi coklat selama penggunaannya. Perubahan warna ini mengindikasikan kapasitas - penyerapan yang tersisa, karena MnO 4 bereaksi menjadi MnO 2 lalu menempel dan menutup permukaan bahan penyerap sehingga tidak bisa menyerap etilen lagi (Ahvenainen 2003). C. SILIKA GEL Silika gel adalah bentuk lain dari silikon dioksida yang dibuat secara sintetis ke dalam bentuk butiran. Strukturnya yang berongga besar menyebabkan silika gel memiliki permukaan yang sangat luas, sehingga silika gel sering digunakan sebagai bahan pengering atau desikator (InfoTech 2006). Silika gel juga banyak digunakan untuk mengurangi kadar uap air di udara dalam kemasan, terutama kemasan barang elektronik. Penggunaan silika gel pada umumnya bertujuan untuk meminimalisasi resiko kerusakan produk selama transportasi atau penyimpanan yang disebabkan oleh kondensasi uap air. Dengan menyerap molekul air, silika gel akan mengurangi kelembaban relatif (RH) di dalam kemasan pada tingkat dimana tidak akan terjadi kondensasi uap air (Anonim 2006). Silika gel berwarna biru tua biasa digunakan untuk mengontrol kondisi uap air di dalam kemasan. Selama penggunaan, warnanya akan berubah menjadi biru muda kemudian menjadi merah muda. Perubahan warna ini

19 menunjukkan tingkat penyerapan uap air. Warna merah muda menunjukkan silika gel sudah mencapai keadaan jenuh dan perlu diganti supaya kondisi uap air dalam kemasan tetap terjaga (Anonim 2006). Silika gel yang sudah jenuh dapat dimurnikan kembali dengan cara dipanaskan sampai warnanya kembali ke warna asalnya sehingga dapat digunakan kembali (InfoTech 2006). Silika gel tidak bersifat reaktif terhadap bahan kimia, tidak beracun, dan aman digunakan untuk melindungi makanan, obat-obatan, elektronik, dan lainlain. Walaupun dalam keadaan jenuh dengan uap air, silika gel tetap kering jika diamati dengan dilihat ataupun disentuh dan bentuknya tidak berubah (InfoTech 2006). Silika gel tidak berbahaya, tidak mudah terbakar, dan tidak reaktif terhadap zat kimia (Wikipedia 2006). Struktur kimia dari silika gel dapat dilihat pada Gambar 1, dan bentuk dari silika gel dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 1 Struktur kimia silika gel. Gambar 2 Bentuk silika gel.

20 III. METODOLOGI PENELITIAN A. TEMPAT DAN WAKTU Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Lingkungan Bangunan Pertanian (LBP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor untuk pembuatan bahan penyerap etilen, dan Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) Pascapanen di Cimanggu, Bogor untuk pengujian bahan penyerap etilen menggunakan kromatografi gas. Penelitian dilaksanakan selama tiga bulan, yaitu bulan Maret - Mei B. BAHAN DAN ALAT 1. BAHAN Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah silika gel, aquades, kalium permanganat (KMnO 4 ) bubuk, dan etilen 500 ppm. 2. ALAT Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gelas ukur, mangkok, sendok, saringan, tisu kering, suntikan ukuran 10 ml, toples, septum, lilin, timbangan digital, stopwatch, syringe 1 ml, kromatografi gas dan recorder. C. PERLAKUAN PERCOBAAN Dalam penelitian ini, dilakukan dua perlakuan, yaitu berdasarkan konsentrasi larutan KMnO 4 dan berdasarkan suhu penyimpanan. Larutan KMnO 4 yang dibuat dibagi menjadi tiga jenis konsentrasi, yaitu 0,1%, 0,05%, dan 0,025%. Sedangkan untuk suhu penyimpanan dibagi menjadi tiga, yaitu suhu ruang, 15 0 C, dan 5 0 C. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu tahap pembuatan bahan penyerap etilen dan tahap pengujian bahan penyerap etilen menggunakan kromatografi gas.

21 1. PEMBUATAN BAHAN PENYERAP ETILEN Tahap ini diawali dengan membuat tiga jenis larutan KMnO 4 dengan konsentrasi yang berbeda-beda, yaitu 0,1%, 0,05%, dan 0,025%, dengan cara melarutkan bubuk KMnO 4 dengan jumlah yang sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan ke dalam 100 ml aquades, lalu aduk sampai rata. Sebagai contoh, untuk mendapatkan larutan dengan konsentrasi KMnO 4 0,1%, maka bubuk KMnO 4 yang perlu dilarutkan ke dalam 100 ml aquades adalah sebesar 100 mg. Kemudian dalam setiap larutan tersebut masing-masing dimasukkan silika gel. Silika gel tersebut direndam di dalam larutan selama 10 menit untuk memastikan larutan benar-benar diserap oleh silika gel. Setelah perendaman dilakukan selama 10 menit, maka silika gel dipisahkan dari larutan lalu dikeringkan dengan cara diletakkan di atas kertas tisu dan dibiarkan di udara terbuka hingga silika gel benar-benar kering. Proses pengeringan ini memakan waktu selama kurang lebih dua jam. Setelah kering, silika gel ditimbang sebanyak 15 g menggunakan timbangan digital dan kemudian dimasukkan ke dalam toples. Setelah semua proses selesai, maka akan diperoleh tiga jenis bahan penyerap etilen yang akan diuji efektivitasnya menggunakan kromatografi gas dengan perlakuan suhu yang berbeda. Bagan alir pembuatan bahan penyerap etilen dapat dilihat pada Gambar PENGUJIAN BAHAN PENYERAP ETILEN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS Pengujian menggunakan kromatografi gas dilakukan untuk mengetahui apakah bahan penyerap yang telah dibuat sebelumnya dapat menyerap etilen dengan baik atau tidak. Pengujian dengan kromatografi gas ini dilakukan dengan menggunakan detector jenis FID (Flame Ionization Detector) dan diukur dengan tiga kali ulangan. Untuk melakukan pengujian, yang harus dilakukan terlebih dahulu adalah menyiapkan wadah yang kedap udara. Dalam hal ini, digunakan toples dari kaca dengan volume 250 ml. Pada bagian tutup toples diberi

22 septum untuk mempermudah pengambilan sampel gas etilen namun tidak menyebabkan toples menjadi bocor. KMnO 4 bubuk 100 mg bubuk KMnO 4 50 mg bubuk KMnO 4 25 mg bubuk KMnO 4 Dilarutkan dalam 100 ml aquades Dilarutkan dalam 100 ml aquades Dilarutkan dalam 100 ml aquades Larutan KMnO 4 0,1% Larutan KMnO 4 0,05% Larutan KMnO 4 0,025% Silika gel direndam dalam larutan selama 10 menit Silika gel direndam dalam larutan selama 10 menit Silika gel direndam dalam larutan selama 10 menit Silika gel disaring dan dikeringkan hingga kering Silika gel disaring dan dikeringkan hingga kering Silika gel disaring dan dikeringkan hingga kering Silika gel ditimbang per 15 g Silika gel ditimbang per 15 g Silika gel ditimbang per 15 g 15 g bahan penyerap etilen silika gel KMnO 4 0,1% 15 g bahan penyerap etilen silika gel KMnO 4 0,05% 15 g bahan penyerap etilen silika gel KMnO 4 0,025% Gambar 3 Bagan alir pembuatan bahan penyerap etilen.

23 Bahan penyerap etilen yang telah dibuat sebelumnya dimasukkan ke dalam toples lalu toples ditutup rapat. Pada bagian antara tutup dan badan toples dan antara tutup toples dengan septum diberi lilin untuk mencegah kemungkinan gas keluar dari toples. Kemudian gas etilen dengan konsentrasi 500 ppm sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam toples menggunakan suntikan. Volume toples yang digunakan untuk pengujian adalah 250 ml, sehingga dapat diketahui konsentrasi etilen di dalam toples sebagai kondisi awal pengukuran, dengan perhitungan sebagai berikut (Indrawati 2003): C 1 x V 1 = C 2 x V x 10 = C 2 x 250 C 2 = dimana 500x10 = 20 ppm 250 C 1 : Konsentrasi etilen standar / sebelum pengenceran (ppm) V 1 : Volume etilen yang dimasukkan ke dalam toples (ml) C 2 : Konsentrasi etilen setelah pengenceran (ppm) V 2 : Volume toples (ml) Setelah semua proses di atas selesai, maka pengujian bahan penyerap etilen dapat segera dilakukan. Pengukuran konsentrasi gas etilen di dalam toples dilakukan selama 180 menit dengan selang waktu 30 menit sekali. Pengukuran dilakukan dengan cara mengambil sampel gas di dalam toples menggunakan syringe 1 ml sebanyak 0,5 ml dan menginjeksikannya ke dalam kromatografi gas. Nilai peak konsentrasi gas etilen yang terukur akan dicatat oleh recorder. Sebelum dilakukan pengukuran, dilakukan kalibrasi dengan menggunakan etilen standar 20 ppm. Nilai konsentrasi gas etilen sampel dapat dihitung dengan cara membandingkan peaknya dengan peak gas etilen konsentrasi standar yaitu 20 ppm dengan menggunakan rumus : Konsentrasi sampel (ppm) = Peak sampel Peak standar x konsentrasi standar (ppm)

24 Toples yang konsentrasi etilennya berkurang paling banyak setelah akhir pengukuran menunjukkan bahwa bahan penyerap di dalamnya memiliki daya serap yang paling baik terhadap etilen. Bagan alir pengukuran konsentrasi gas etilen dapat dilihat pada Gambar 4. Bahan penyerap etilen diletakkan di dalam toples 250 ml kedap udara Gas etilen 500 ppm dimasukkan sebanyak 10 ml ke dalam toples Kondisi awal toples sebesar 20 ppm etilen Sampel gas dalam toples diambil sebanyak 0,5 ml menggunakan syringe 1 ml setiap 30 menit sekali selama 180 menit Sampel dinjeksikan ke dalam kromatografi gas Nilai peak gas etilen dicatat oleh recorder Pembacaan data dan perhitungan Gambar 4 Bagan alir pengukuran konsentrasi gas etilen. Kondisi operasi kromatografi gas pada waktu digunakan adalah suhu kolom 50 0 C, suhu injektor 70 0 C, dan suhu detektor C. Gas pembawa (carrier) yang digunakan adalah helium dengan laju aliran 30 ml/menit.

25 Kolom yang digunakan adalah unibead dengan panjang 2,44 m. Peak etilen tercatat pada menit ke 2,5 setelah penginjeksian. D. RANCANGAN PERCOBAAN Rancangan percobaan untuk membuat bahan penyerap etilen adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor yaitu A (Konsentrasi KMnO 4 ) dengan tiga taraf yaitu 0,1%, 0,05%, dan 0,025%, sedangkan faktor B (suhu penyimpanan) dengan tiga taraf yaitu suhu ruang, suhu 15 0 C dan 5 0 C, sehingga akan diperoleh sembilan jenis sampel. Bagan perlakuan sampel dapat dilihat pada Tabel 4. Setiap kombinasi dilakukan satu kali ulangan dengan analisis produk dilakukan triplo. Analisis data digunakan software SPSS, yaitu digunakan uji anova untuk analisis keragaman dan digunakan uji lanjut Duncan. Tabel 4 Bagan perlakuan sampel Perlakuan Suhu Lingkungan B 1 (Suhu Ruang) B 2 (Suhu 15 0 C) B 3 (Suhu 5 0 C) KMnO4 A 1 (0,1%) A 1 B 1 A 1 B 2 A 1 B 3 A 2 (0,05%) A 2 B 1 A 2 B 2 A 2 B 3 A 3 (0,025%) A 3 B 1 A 3 B 2 A 3 B 3

26 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PEMBUATAN BAHAN PENYERAP ETILEN Kalium permanganat (KMnO 4 ) merupakan suatu senyawa yang dapat mengoksidasi etilen dan merubahnya ke dalam bentuk senyawa lain, yaitu mangandioksida, kalium hidroksida, dan karbondioksida. Sifat ini yang sering dimanfaatkan untuk mengurangi atau menghilangkan etilen yang dihasilkan oleh buah-buahan dan sayuran selama penyimpanan untuk menahan laju respirasinya sehingga dapat menghambat proses pematangan dan pembusukan dan pada akhirnya dapat memperpanjang masa simpan produk tersebut. Kalium permanganat (KMnO 4 ) lebih aktif dalam bentuk larutan (terion dalam bentuk MnO - 4 ). Supaya penggunaannya efektif, maka diperlukan suatu bahan penyerap yang dapat menyerap larutan KMnO 4 dalam jumlah yang banyak. Jumlah maksimum larutan KMnO 4 yang dapat diserap oleh bahan penyerap menentukan besarnya tingkat penyerapan etilen oleh bahan penyerap tersebut. Semakin banyak larutan KMnO 4 yang diserap, maka bahan penyerap tersebut akan semakin efektif dalam mengurangi jumlah etilen di sekitarnya. Pada penelitian ini, silika gel digunakan sebagai bahan penyerap etilen. Silika gel mempunyai luas permukaan yang sangat besar sehingga silika gel dapat menyerap larutan KMnO 4 dalam jumlah yang banyak. Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap besarnya konsentrasi larutan KMnO 4. Tujuan dari perbedaan konsentrasi ini adalah untuk mengetahui apakah besarnya konsentrasi larutan KMnO 4 berpengaruh terhadap jumlah etilen yang diserap atau tidak. Ada tiga jenis konsentrasi yang akan diuji, yaitu larutan 0,1%, larutan 0,05%, dan larutan 0,025%. Setiap larutan dibuat dalam jumlah yang sama, yaitu 100 ml. Silika gel dimasukkan ke dalam larutan dan direndam selama 10 menit untuk memastikan larutan KMnO 4 benar-benar terserap oleh silika gel. Selama perendaman, sebagian dari silika gel ternyata pecah. Hal ini diperkirakan disebabkan oleh jumlah larutan yang akan diserap melebihi kapasitas penyerapan dari silika gel tersebut, sehingga menyebabkan silika gel tidak

27 dapat menahan jumlah larutan tersebut sehingga pecah. Bahan penyerap etilen silika gel yang telah siap digunakan dapat dilihat pada Gambar 5. KMnO 4 0,1% KMnO 4 0,05% KMnO 4 0,025% Gambar 5 Bahan penyerap etilen silika gel yang siap digunakan. B. PENGUJIAN BAHAN PENYERAP ETILEN MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS Setelah proses pembuatan bahan penyerap etilen selesai, selanjutnya bahan penyerap diuji menggunakan kromatografi gas. Kromatografi gas digunakan untuk mengukur konsentrasi etilen dalam toples selama pengamatan berlangsung. Penurunan konsentrasi etilen yang terukur selama pengamatan menunjukkan keaktifan bahan penyerap dalam menyerap etilen. Selain dilakukan perlakuan pada konsentrasi larutan KMnO 4, perlakuan juga dilakukan pada suhu penyimpanan. Suhu penyimpanan yang diukur adalah suhu ruang, 15 0 C, dan 5 0 C. Ketiga ukuran suhu tersebut diambil dengan pertimbangan bahwa produk pertanian biasa disimpan dalam suhu C untuk mempertahankan supaya kondisinya tetap segar tanpa adanya perlakuan lain. Dalam selang suhu tersebut, aktivitas respirasi dan metabolisme produk akan berkurang namun tidak menyebabkan produk menjadi rusak, sehingga umur simpan produk menjadi lebih panjang. Suhu penyimpanan yang terlalu rendah justru akan mengakibatkan produk menjadi rusak. Produk akan mengalami chilling injury jika disimpan dalam suhu C, dan akan mengalami freezing injury jika disimpan dalam suhu dibawah 0 0 C.

28 Pengamatan pengujian bahan penyerap etilen dilakukan selama 180 menit dan pengukuran konsentrasi etilen dilakukan 30 menit sekali. Karena selang waktu pengukuran konsentrasi etilen terlalu dekat, maka tidak semua sampel bisa diamati dalam hari dan waktu yang sama, melainkan dibutuhkan beberapa hari untuk menyelesaikan pengamatan. Hal ini menyebabkan perlu dilakukannya kalibrasi ulang untuk konsentrasi standar pada setiap hari pengamatan, karena nilai peak yang terukur bisa berbeda setiap harinya, walaupun untuk konsentrasi yang sama. Proses penyerapan etilen oleh bahan penyerap etilen dapat dijelaskan sebagai berikut. Etilen yang berada di dalam toples diserap oleh bahan penyerap hingga ke bagian dalam bahan penyerap melalui pori-pori. Setelah diserap, etilen dioksidasi oleh larutan KMnO 4 yang telah berada di dalam bahan penyerap sebelumnya menjadi mangan dioksida (MnO 2 ), kalium hidroksida (KOH), dan karbon dioksida (CO 2 ). Semakin banyak etilen yang dioksidasi oleh KMnO 4, maka semakin sedikit pula etilen yang tersisa dalam toples. Data hasil pengukuran konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit dapat dilihat pada Lampiran I. Nilai rata-rata konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit dapat dilihat pada Tabel 5. Grafik konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit dapat dilihat pada Gambar 6. Dari Tabel 5 dan Gambar 6 dapat dilihat bahwa penyerapan etilen oleh silika gel yang telah direndam dalam larutan KMnO 4 dengan berbagai konsentrasi dalam berbagai suhu berlangsung dengan efektif. Hal ini dapat diketahui dari kondisi akhir konsentrasi etilen dalam toples yaitu pada menit ke-180 berkisar antara 0 ppm yaitu pada sampel A 2 B 1 dan A 3 B 1 hingga 2,93 ppm yaitu pada sampel A 3 B 3. Diduga bahan penyerap etilen silika gel belum mencapai kondisi jenuh dan masih bisa menyerap etilen lagi. Hal ini dapat diketahui dari bentuk kurva yang masih menurun dan belum cenderung lurus, di mana grafik yang cenderung lurus menunjukkan kondisi nilai yang konstan,

29 yaitu ketika tidak terjadi lagi penyerapan karena silika gel telah mencapai kondisi jenuh. Tabel 5 Nilai rata-rata konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit Menit ke Konsentrasi Larutan Konsentrasi Etilen (ppm) KMnO 4 Suhu Ruang Suhu 15 0 C Suhu 5 0 C 0,1% 18,13 17,46 18,81 0,05% 17,54 18,33 18,31 0,025% 18,3 18,32 18,44 0,1% 11,02 12,02 13,15 0,05% 10,29 12,69 14,4 0,025% 9,79 13,55 13,79 0,1% 7,13 9,8 11,33 0,05% 6,62 9,99 11,38 0,025% 5,79 10,26 10,67 0,1% 5,03 7,52 8,16 0,05% 5,04 7,73 8,3 0,025% 4,58 7,62 8,57 0,1% 3,44 4,67 6,14 0,05% 2,28 4,99 6,72 0,025% 1,89 5,28 6,6 0,1% 1,29 2,68 4,38 0,05% 1,19 2,92 4,1 0,025% 0,94 3,16 4,41 0,1% 0,11 1,28 2,07 0,05% 0 1,37 2,29 0,025% 0 1,52 2,93 Berdasarkan Tabel 5, dapat diperoleh nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml pada berbagai perlakuan setelah penyimpanan selama 180 menit yang ditunjukkan dalam Gambar 7. Berdasarkan Gambar 7 dapat diketahui bahwa pada penyimpanan dalam suhu ruang selama 180 menit, bahan penyerap silika gel dengan konsentrasi larutan KMnO 4 0,025% mampu menyerap 18,30 ppm etilen di dalam toples, bahan penyerap dengan KMnO 4 0,1% mampu menyerap 18,01 ppm,

30 sedangkan bahan penyerap dengan konsentrasi larutan KMnO 4 0,05% mampu menyerap etilen sebanyak 17,54 ppm. Pada penyimpanan dalam suhu 15 0 C selama 180 menit, bahan penyerap dengan larutan KMnO 4 0,05% menyerap 16,96 ppm etilen, bahan penyerap dengan KMnO 4 0,025% menyerap 16,80 ppm etilen, sedangkan bahan penyerap dengan KMnO 4 0,1% menyerap 16,18 ppm etilen. Pada penyimpanan dalam suhu 5 0 C, bahan penyerap dengan larutan KMnO 4 0,1% menyerap 16,74 ppm etilen, bahan penyerap dengan larutan KMnO 4 0,05% menyerap 16,01 ppm etilen, dan bahan penyerap dengan larutan KMnO 4 0,025% menyerap 15,51 ppm etilen A1B1 Konsentrasi Etilen (ppm) A2B1 A3B1 A1B2 A2B2 A3B2 A1B3 A2B3 A3B3 Waktu (menit) Keterangan: A 1 B 1 : KMnO 4 0,1% suhu ruang A 2 B 1 : KMnO 4 0,05% suhu ruang A 3 B 1 : KMnO 4 0,025% suhu ruang A 1 B 2 : KMnO 4 0,1% suhu 15 0 C A 2 B 2 : KMnO 4 0,05% suhu 15 0 C A 3 B 2 : KMnO 4 0,025% suhu 15 0 C A 1 B 3 : KMnO 4 0,1% suhu 5 0 C A 2 B 3 : KMnO 4 0,05% suhu 5 0 C A 3 B 3 : KMnO 4 0,025% suhu 5 0 C Gambar 6 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen silika gel dalam penyimpanan selama 180 menit.

31 19,00 Konsentrasi Etilen yang Berkurang (ppm) 18,50 18,00 17,50 17,00 16,50 16,00 15,50 15,00 14,50 18,01 17,54 18,30 16,18 16,96 16,80 16,74 16,01 15,51 14,00 A1B1 A2B1 A3B1 A1B2 A2B2 A3B2 A1B3 A2B3 A3B3 Perlakuan Keterangan: A 1 B 1 : KMnO 4 0,1% suhu ruang A 2 B 1 : KMnO 4 0,05% suhu ruang A 3 B 1 : KMnO 4 0,025% suhu ruang A 1 B 2 : KMnO 4 0,1% suhu 15 0 C A 2 B 2 : KMnO 4 0,05% suhu 15 0 C A 3 B 2 : KMnO 4 0,025% suhu 15 0 C A 1 B 3 : KMnO 4 0,1% suhu 5 0 C A 2 B 3 : KMnO 4 0,05% suhu 5 0 C A 3 B 3 : KMnO 4 0,025% suhu 5 0 C Gambar 7 Nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml pada berbagai perlakuan setelah penyimpanan selama 180 menit. Dari Gambar 7 dapat diketahui bahwa konsentrasi etilen yang paling banyak berkurang terdapat pada sampel A 3 B 1 (KMnO 4 0,025% suhu ruang) yaitu sebesar 18,30 ppm, sedangkan konsentrasi etilen yang paling sedikit berkurang terdapat pada sampel A 3 B 3 (KMnO 4 0,025% suhu 5 0 C) yaitu sebesar 15,51 ppm. Jumlah konsentrasi etilen yang pengurangannya terbesar menunjukkan bahan penyerap di dalam toples tersebut menyerap etilen paling banyak, sedangkan jumlah konsentrasi etilen yang pengurangannya terkecil menunjukkan bahan penyerap di dalam toples tersebut menyerap etilen paling sedikit. Sehingga dapat diketahui bahwa bahan penyerap yang paling efektif dalam menyerap etilen yaitu bahan penyerap dengan konsentrasi larutan KMnO 4 sebesar 0,025% disimpan dalam suhu ruang.

32 Grafik konsentrasi etilen dalam toples 250 ml selama penyimpanan 180 menit pada suhu ruang, suhu 15 0 C, dan suhu 5 0 C dapat dilihat pada Gambar 8, Gambar 9, dan Gambar Waktu (menit) Konsentrasi Etilen (ppm) % 18,13 11,02 7,13 5,03 3,44 1,29 0,11 50% 17,54 10,29 6,62 5,04 2,28 1, % 18,3 9,79 5,79 4,58 1,89 0,94 0 Gambar 8 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu ruang Waktu (menit) Konsentrasi Etilen (ppm) % 17,46 12,02 9,8 7,52 4,67 2,68 1,28 50% 18,33 12,69 9,99 7,73 4,99 2,92 1,37 25% 18,32 13,55 10,26 7,62 5,28 3,16 1,52 Gambar 9 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu 15 0 C.

33 Konsentrasi Etilen (ppm) Waktu (menit) % 18,81 13,15 11,33 8,16 6,14 4,38 2,07 50% 18,31 14,4 11,38 8,3 6,72 4,1 2,29 25% 18,44 13,79 10,67 8,57 6,6 4,41 2,93 Gambar 10 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap etilen selama penyimpanan 180 menit pada suhu 5 0 C. Berdasarkan hasil analisis ragam menggunakan program SPSS pada taraf nyata 0,5 terhadap nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples selama 180 menit didapatkan hasil bahwa berdasarkan perlakuan konsentrasi larutan KMnO 4, tidak terdapat perbedaan yang nyata antarsampel (Lampiran 3). Hal ini tidak sesuai dengan mekanisme laju reaksi yang dikemukakan oleh Kuswati (2005), yaitu semakin tinggi molaritas suatu senyawa, maka semakin besar laju reaksinya. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Zat yang molarnya lebih besar mengandung jumlah partikel yang lebih banyak, sehingga partikel-partikelnya tersusun lebih rapat dibanding zat yang molarnya rendah. Partikel yang susunannya lebih rapat akan lebih sering bertumbukan dibanding dengan partikel yang susunannya renggang, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi makin besar. Dengan demikian makin besar molaritas suatu zat, makin cepat terjadinya reaksi. Dengan makin tinggi laju reaksinya, maka dalam waktu yang sama, jumlah zat yang bereaksi akan lebih banyak. Dalam hal ini, jumlah etilen yang dioksidasi akan lebih banyak.

34 Nilai molaritas suatu zat dapat dihitung berdasarkan rumus berikut (Kuswati 1995) : M = gr x 1000 Mr V dimana M : molaritas (M) gr : massa zat terlarut (g) Mr : massa relatif zat terlarut (g) V : volume larutan dalam liter (L) Berdasarkan rumus di atas, dapat dihitung molaritas masing-masing larutan (Lampiran 2) dengan hasil, KMnO 4 0,1% sebesar 6,33 M, KMnO 4 0,05% sebesar 3,16 M, dan KMnO 4 0,025% sebesar 1,58 M. Sesuai dengan hasil perhitungan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa larutan KMnO 4 0,1% merupakan larutan yang paling tinggi laju reaksinya sehingga seharusnya merupakan larutan yang paling efektif dalam mengoksidasi etilen dibandingkan dua larutan lainnya. Grafik konsentrasi etilen dalam toples 250 ml berisi bahan penyerap KMnO 4 0,1% selama penyimpanan 180 menit dapat dilihat pada Gambar 11, grafik konsentrasi etilen dalam toples 250 ml berisi bahan penyerap KMnO 4 0,05% selama penyimpanan 180 menit dapat dilihat pada Gambar 12, dan grafik konsentrasi etilen dalam toples 250 ml berisi bahan penyerap KMnO 4 0,025% selama penyimpanan 180 menit dapat dilihat pada Gambar 13. Berdasarkan ketiga gambar tersebut, dapat dilihat bahwa dengan semakin tingginya suhu penyimpanan, maka jumlah etilen yang tersisa akan semakin sedikit. Hal ini terjadi karena laju penyerapan etilen oleh bahan penyerap akan semakin cepat seiring dengan semakin tingginya suhu. Ini membuktikan bahwa laju penyerapan etilen oleh bahan penyerap tergantung dari suhu lingkungannya. Hasil analisis ragam terhadap nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml selama 180 menit juga menunjukkan bahwa berdasarkan perlakuan suhu penyimpanan, terdapat perbedaan yang nyata antarsampel bahan penyerap.

35 Konsentrasi Etilen (ppm) Waktu (menit) Suhu Ruang 18,13 11,02 7,13 5,03 3,44 1,29 0,11 Suhu 15 C 17,46 12,02 9,8 7,52 4,67 2,68 1,28 Suhu 5 C 18,81 13,15 11,33 8,16 6,14 4,38 2,07 Gambar 11 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,1% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan Waktu (menit) Suhu Ruang 17,54 10,29 6,62 5,04 2,28 1,19 0 Konsentrasi Etilen (ppm) Suhu 15 C 18,33 12,69 9,99 7,73 4,99 2,92 1,37 Suhu 5 C 18,31 14,4 11,38 8,3 6,72 4,1 2,29 Gambar 12 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,05% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan.

36 Konsentrasi Etilen (ppm) Waktu (menit) Suhu Ruang 18,3 9,79 5,79 4,58 1,89 0,94 0 Suhu 15 C 18,32 13,55 10,26 7,62 5,28 3,16 1,52 Suhu 5 C 18,44 13,79 10,67 8,57 6,6 4,41 2,93 Gambar 13 Konsentrasi etilen dalam toples 250 ml yang berisi bahan penyerap KMnO 4 0,025% selama penyimpanan 180 menit pada berbagai suhu penyimpanan. Hal ini sesuai dengan mekanisme laju reaksi yang dikemukakan oleh Kuswati (1995) yang dapat dijelaskan sebagai berikut. Setiap partikel selalu bergerak. Dengan menaikkan suhu, energi gerak atau energi kinetik molekul bertambah, sehingga tumbukan lebih sering terjadi. Di samping itu, suhu juga memperbesar energi potensial dari suatu zat. Zat-zat yang potensialnya kecil jika bertumbukan sukar menghasilkan reaksi karena sukar melampaui energi pengaktifan. Dengan naiknya suhu, energi potensial zat akan menjadi lebih besar sehingga jika bertumbukan akan menghasilkan reaksi. Pada umumnya, laju reaksi menjadi 2 kali lebih besar setiap kenaikan suhu 10 0 C. Hal ini berdasarkan rumus (Kuswati 1995) : v 2 = t ( ) 10 2 dimana x v 1 v 2 : laju reaksi pada suhu t 2 0 C?t : t 2 t 1 v 1 : laju reaksi pada suhu t 1 0 C

37 Berdasarkan penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa dengan semakin tingginya suhu, maka jumlah etilen yang dioksidasi oleh KMnO 4 akan lebih banyak. Berdasarkan teori yang telah dijelaskan sebelumnya, dapat diketahui bahwa bahan penyerap yang paling efektif dalam menyerap etilen dalam penelitian ini adalah bahan penyerap dengan konsentrasi KMnO 4 yang paling besar dan dalam suhu penyimpanan yang paling tinggi, yaitu sampel A 1 B 1 (KMnO 4 0,1% suhu ruang), sedangkan bahan penyerap yang daya serapnya paling rendah adalah bahan penyerap yang konsentrasi KMnO 4 paling kecil dan dalam suhu penyimpanan yang paling rendah, yaitu sampel A 3 B 3 (KMnO 4 0,025% suhu 5 0 C). Namun hasil penelitian dan berdasarkan Uji Lanjut Duncan (Lampiran 4) menunjukkan bahwa sampel yang paling banyak menyerap etilen adalah sampel A 3 B 1 (KMnO 4 0,025% suhu ruang). Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut di bawah ini. Menurut Kuswati (1995), selain kemolaran zat dan suhu reaksi, laju reaksi juga dipengaruhi oleh luas permukaan zat yang bereaksi. Pada pencampuran zat yang terdiri dari dua fase yang berbeda atau lebih, tumbukan terjadi pada permukaan zat. Laju reaksi seperti itu dapat diperbesar dengan memperluas permukaan sentuhan zat dengan cara memperkecil ukuran zat yang direaksikan. Pada awal pembahasan telah dijelaskan bahwa sebagian silika gel pecah yang diduga disebabkan karena jumlah larutan melebihi kapasitas penyerapan silika gel sehingga silika gel pecah. Silika gel yang pecah menyebabkan luas permukaan penyerapan menjadi bertambah sehingga dapat menaikkan tingkat laju reaksi. Dengan semakin banyak silika gel yang pecah maka akan semakin banyak pula etilen yang dioksidasi oleh KMnO 4. Penyebab lain adalah perbedaan perlakuan konsentrasi larutan KMnO 4 yang tidak terlalu besar, yaitu hanya berkisar antara 0,025-0,1 %, sehingga tidak terlihat adanya pengaruh konsentrasi larutan KMnO 4 terhadap besarnya laju penyerapan etilen. Selain kemolaran zat, suhu reaksi, dan luas permukaan zat yang bereaksi, laju reaksi juga dipengaruhi oleh katalis. Katalis adalah zat yang dapat memperbesar laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia secara

38 permanen, sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Katalis akan menurunkan energi pengaktifan. Jika energi pengaktifan kecil maka akan banyak tumbukan yang berhasil, sehingga reaksi lebih cepat terjadi. Jika energi pengaktifan tinggi maka banyak tumbukan yang tidak berhasil karena tidak mempunyai energi yang cukup yang diperlukan untuk terjadinya reaksi, sehingga reaksi akan berjalan lambat.

39 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN 1. Silika gel yang mengandung larutan kalium permanganat (KMnO 4 ) dapat digunakan sebagai bahan penyerap etilen. 2. Konsentrasi larutan KMnO 4 mempengaruhi besarnya penyerapan etilen. Namun dalam kisaran konsentrasi 0,025-0,1 % tidak terlihat adanya pengaruh yang nyata karena selang konsentrasi yang terlalu dekat. 3. Suhu penyimpanan mempengaruhi besarnya penyerapan etilen oleh bahan penyerap etilen silika gel. Dalam kisaran suhu 5 0 C suhu ruang, semakin tinggi suhu penyimpanan maka penyerapan etilen akan semakin besar. B. SARAN Perlu adanya pengujian langsung bahan penyerap etilen silika gel menggunakan produk buah atau sayuran dengan memperhatikan hal-hal berikut : 1. Selang konsentrasi larutan KMnO 4 yang diperbesar supaya perbedaan konsentrasi antarsampel bisa menunjukkan pengaruh terhadap besarnya laju penyerapan etilen. 2. Keseragaman luas permukaan silika gel yang dipakai sebagai bahan penyerap. 3. Pengemasan bahan penyerap supaya tidak bersentuhan langsung dengan produk.

40 LAMPIRAN

41 Lampiran 1 Data pengukuran konsentrasi etilen dalam toples 250 ml menggunakan kromatografi gas Perlakuan A1B1 A2B1 A3B1 A1B2 A2B2 A3B2 A1B3 A2B3 A3B3 Menit Peak standar 20 ppm Peak ppm Peak ppm Peak ppm , , , , , , , , ,48 Rata-rata 18,13 11,02 7, , , , , , , , , ,79 Rata-rata 17,54 10,29 6, , , , , , , , , ,51 Rata-rata 18,30 9,79 5, , , , , , , , , ,86 Rata-rata 17,46 12,02 9, , , , , , , , , ,26 Rata-rata 18,33 12,69 9, , , , , , , , , ,05 Rata-rata 18,32 13,55 10, , , , , , , , , ,39 Rata-rata 18,81 13,15 11, , , , , , , , , ,46 Rata-rata 18,31 14,40 11, , , , , , , , , ,86 Rata-rata 18,44 13,79 10,67 Ulangan

42 Lanjutan Perlakuan A1B1 A2B1 A3B1 A1B2 A2B2 A3B2 A1B3 A2B3 A3B3 Menit Peak standar 20 ppm Peak ppm Peak ppm Peak ppm , , , , , , , , ,30 Rata-rata 5,03 3,44 1, , , , , , , , , ,17 Rata-rata 5,04 2,28 1, , , , , , , , , ,87 Rata-rata 4,58 1,89 0, , , , , , , , , ,58 Rata-rata 7,52 4,67 2, , , , , , , , , ,84 Rata-rata 7,73 4,99 2, , , , , , , , , ,89 Rata-rata 7,62 5,28 3, , , , , , , , , ,09 Rata-rata 8,16 6,14 4, , , , , , , , , ,66 Rata-rata 8,30 6,72 4, , , , , , , , , ,12 Rata-rata 8,57 6,60 4,41 Ulangan

43 Lanjutan Perlakuan A1B1 A2B1 A3B1 A1B2 A2B2 A3B2 A1B3 A2B3 A3B3 Menit Peak standar 20 ppm 180 Peak ppm , , ,11 Rata-rata 0, , , ,00 Rata-rata 0, , , ,00 Rata-rata 0, , , ,29 Rata-rata 1, , , ,30 Rata-rata 1, , , ,53 Rata-rata 1, , , ,00 Rata-rata 2, , , ,25 Rata-rata 2, , , ,01 Rata-rata 2,93 Ulangan

44 Lampiran 2 Perhitungan Molaritas larutan KMnO 4 Diketahui : 0,1% KMnO 4 : gr 0,1 = 100 mg 0,05% KMnO 4 : gr 0,05 = 50 mg 0,025% KMnO 4 : gr 0,025 = 25 mg Mr : K = 39 Mn = 55 O = 16 => Mr KMnO 4 = 158 g V = 100 ml Rumus : M = gr x 1000 Mr V 0,1% KMnO 4 : M 0,1 = gr x 1000 Mr V 100 mg 1000 M 0,1 = x mL M 0,1 = 6,33 M 0,5% KMnO 4 : M 0,5 = gr x 1000 Mr V M 0,5 = 50 mg 1000 x mL M 0,5 = 3,16 M 0,025% KMnO 4 : M 0,025 = gr x 1000 Mr V M 0,025 = M 0,025 = 1,58 M 25 mg 1000 x mL

45 Lampiran 3 Hasil analisis ragam terhadap nilai konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml selama 180 menit dengan taraf nyata 0,5 Sumber Keragaman JK DB KT F Hitung F Tabel KMnO4 0, ,048 0,026 0,975 SUHU 16, ,226 4,436** 0,027 KMnO4 * SUHU 4, ,024 0,552 0,700 Error 33, ,854 Keterangan : ** berbeda nyata JK : Jumlah kuadrat DB : Derajat Bebas KT : Kuadrat Tengah

46 Lampiran 4 Hasil Uji Lanjut Duncan terhadap konsentrasi etilen yang berkurang dalam toples 250 ml selama 180 menit dengan taraf nyata 0,5 Sampel Subset 1 2 A3B3 15,5100 A2B3 16, ,0133 A1B2 16, ,1767 A1B3 16, ,7400 A3B2 16, ,8000 A2B2 16, ,9533 A2B1 17, ,5400 A1B1 18, ,0100 A3B1 18,3000

47 Lampiran 5 Gambar toples yang digunakan untuk pengujian bahan penyerap etilen silika gel menggunakan kromatografi gas