PEMBUATAN DAN PENCIRIAN PEKTIN ASETAT OBIE FAROBIE

Transkripsi

1 PEMBUATAN DAN PENCIRIAN PEKTIN ASETAT BIE FARBIE DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BGR BGR 006

2 ABSTRAK BIE FARBIE. Pembuatan dan Pencirian Pektin Asetat. Dibimbing oleh SUMINAR S. ACHMADI dan RIENVIAR. Pektin merupakan senyawa polihidroksi galakturonat yang dapat diasetilasi menjadi pektin asetat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama waktu aktivasi dengan asam asetat glasial dan katalis H S 4, asetilasi dengan anhidrida asetat, dan interaksi antara keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil pektin asetat. Kadar asetil tertinggi didapatkan pada pektin dengan lama aktivasi 3 jam dan asetilasi 10 menit, yaitu sebesar 6,86%±0,0. Kadar asetil terendah didapatkan pada pektin dengan lama aktivasi 3 jam dan asetilasi 90 menit, yaitu sebesar 6,57%±0,13. Pola spektrum Fourier transformed infrared (FTIR) menunjukkan adanya gugus -H karboksilat pada bilangan gelombang cm -1, vibrasi ulur -CH 3 pada 90,3 cm -1, gugus karbonil (-C) pada 1699,9-1743,3 cm -1, vibrasi tekuk -C-H pada 1456, cm -1, dan vibrasi ulur -C- pada 1310,3 cm -1. Analisis termogravimetri (TGA) menunjukkan pektin asetat kehilangan massa sebesar 3,70% pada selang suhu C. Hasil interpretasi mikroskop fotostereo menunjukkan pektin asetat dengan lama waktu aktivasi jam dan asetilasi 10 menit memiliki struktur permukaan yang paling rapat. Hasil sintesis ini diharapkan dapat dikembangkan sebagai bahan dasar pembuat membran. ABSTRACT BIE FARBIE. Synthesis and Characterization of Pectin Asetate. Supervised by SUMINAR S. ACHMADI and RIENVIAR. Pectin is a galacturonic polyhydroxy compound that can be acetylated to pectin acetate. The result showed that the activation period using glacial acetic acid and H S 4 catalyst, acetylation using acetic anhydride, and the interactions gave a significant effect on yield of pectin acetate. The highest acetyl level occured in pectin at 3 hour activation and 10 minute acetylation, was 6,86%±0,0. The lowest acetyl level occured in pectin at 3 hour activation and 90 minute acetylation, was 6,57%±0,13. Fourier transformed infrared spectrum showed the existence of -H carboxylic at cm -1 wavenumber, methyl group (-CH 3 ) stretching vibration at 90,3 cm -1, carbonyl group (-C) at 1699,9-1743,3 cm -1, -C-H bending vibration at 1456, cm -1, -C- stretching vibration at 1310,3 cm -1. Thermogravimetry analysis showed a decreasing 3.70% mass of pectin acetic at temperature range from 00 to 800 C. Photostereomicroscope data interpretation showed that the most filled structure of pectin acetate occured at hour activation and 10 minute acetylation. This synthesis product are potential to be applied as raw materials for membrane. i

3 PEMBUATAN DAN PENCIRIAN PEKTIN ASETAT BIE FARBIE Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BGR BGR 006 ii

4 Judul : Pembuatan dan Pencirian Pektin Asetat Nama : bie Farobie NIM : G Menyetujui: Pembimbing I Pembimbing II, Prof. Dr. Ir. Suminar S. Achmadi NIP Ir. Rienoviar, M.Si NIP Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS NIP Tanggal lulus: iii

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas ridho, rahmat, dan karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 006 ini ialah Pembuatan dan Pencirian Pektin Asetat. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Suminar S. Achmadi dan Ibu Ir. Rienoviar, M.Si selaku pembimbing atas bimbingan, dorongan semangat, dan ilmu yang diberikan kepada peneliti selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Terima kasih tak terhingga juga disampaikan kepada kedua orang tua (mama dan aba), Kak Ukon, Kak Ehan, serta seluruh keluarga yang memberikan dorongan semangat, bantuan materi, kesabaran, dan kasih sayang kepada penulis. Terima kasih juga tak lupa penulis ucapkan kepada Bapak Sabur, Ibu Yeni, dan Ibu Aah atas segala fasilitas dan kemudahan yang telah diberikan. Bapak Taufik dan sahabatku di Biru Muda, TSQ, dan Al Ghifari terima kasih atas nasihat dan semangatnya. Teman-temanku di Wisma An-Nahl, Lukmana, Kak Mamak, Izal, Zulfikar, David, Rio, Angga, Tri, Joko, dan teman-teman kimia 39 terima kasih atas persahabatan, semoga Allah senantiasa membalas kebaikan semuanya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Desember 006 bie Farobie iv

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 11 Juli 1984 dari ayah Aat Syafaat dan ibu Mulyati. Penulis merupakan putra ketiga dari tiga bersaudara. Tahun 00 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Cilegon dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar I dan Kimia D 3 Pengelola Perkebunan pada tahun ajaran 003/004, asisten dosen mata kuliah Kimia Dasar II pada tahun ajaran 004/005, serta asisten praktikum mata kuliah Kimia rganik I, Kimia rganik II, dan Kimia Bahan Alam pada tahun ajaran 005/006. Pada tahun 005 penulis memenangi Lomba Karya Tulis Ilmiah Al- Qur an dan Sains tingkat IPB sebagai juara I. Tahun 005 penulis melaksanakan praktik lapangan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong. Selain itu, pada tahun 005 penulis aktif sebagai anggota DKM Al Ghifari IPB di Departemen Dompet Umat dan pada tahun 006 sebagai sekretaris harian. v

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... vii vii PENDAHULUAN... 1 TINJAUAN PUSTAKA Pengertian dan Struktur Pektin... 1 Sifat Fisis dan Kimia Pektin... Kegunaan Pektin... Analisis Termogravimetri (TGA)... 3 BAHAN DAN METDE Bahan dan Alat... 3 Metode... 3 HASIL DAN PEMBAHASAN Ciri Bahan Baku... 5 Kenampakan Pektin Asetat... 6 Kelarutan... 7 Kadar Asetil... 7 Spektrum FTIR... 8 Analisis Termogravimetri... 9 Mikroskop Fotostereo SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Ciri bahan baku... 5 Kelarutan pektin dan pektin asetat... 7 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Rantai molekul pektin... 1 Reaksi pembentukan selulosa asetat Unit asam galakturonat... 4 Kurva TGA selulosa asetat Pektin asetat hasil sintesis Reaksi sintesis pektin asetat Reaksi hidrolisis anhidrida asetat Hubungan waktu aktivasi dan asetilasi terhadap kadar asetil Spektrum FTIR pektin standar Spektrum FTIR pektin asetat Kurva TGA pektin asetat Hasil mikroskop fotostereo pektin asetat DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Diagram alir pembuatan pektin asetat Data kadar air dan abu Data bobot ekuivalen, kadar metoksil, dan galakturonat Data kadar asetil Analisis ragam untuk kadar asetil Uji Duncan Uji kontras polinomial ortogonal vii

9 1 PENDAHULUAN Pektin menurut Neill et al. (000) merupakan senyawa polisakarida kompleks yang mengandung residu α-d-galakturonat dengan ikatan α-1,4 (Gambar 1). waktu aktivasi dan asetilasi pada kadar asetil dari pektin asetat, serta mencirikan pektin asetat yang dihasilkan. TINJAUAN PUSTAKA Pengertian dan Struktur Pektin Gambar 1 Rantai molekul pektin. Struktur pektin memiliki kemiripan dengan struktur selulosa. Perbedaan antara keduanya ialah pektin memiliki gugus metil ester sedangkan selulosa tidak. Selulosa yang bersumber dari kayu, kapas, maupun selulosa mikrobial dapat dimodifikasi menjadi selulosa asetat melalui reaksi sebagai berikut: CH H H H CH 3 C 3 CH 3 C n H S 4 CH CCH 3 CCH 3 CCH 3 Gambar Reaksi pembentukan selulosa asetat. Selulosa asetat tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku pembuat membran organik. Hal tersebut yang mendasari peneliti untuk mencoba membuat pektin asetat dengan memodifikasi gugus fungsi pektin sehingga diharapkan produk sintesis yang diperoleh dapat diterapkan sebagai bahan baku pembuat membran. Menurut Wenten (1999), membran organik dapat dibuat dari polimer yang memiliki massa molekul yang besar. Polimer yang biasa digunakan sebagai bahan baku membran adalah selulosa asetat, turunan selulosa, poliakrilonitril, poliamida, polisulfon, poliestersulfon, dan poliolefin. Pada penelitian ini dibuat pektin asetat melalui tiga tahap, yaitu aktivasi, asetilasi, dan pemurnian. Tahap aktivasi dilakukan dengan menambahkan asam asetat glasial dan katalis H S 4 pekat dengan tujuan dapat membengkakkan serat-serat polimer. Tahap asetilasi dilakukan dengan menambahkan anhidrida asetat yang memiliki selektivitas yang tinggi terhadap reaksi asetilasi. Tahap akhir ialah penambahan NaHC 3 1N untuk menghilangkan kelebihan asam dari produk yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan membuat pektin asetat dari pektin, menentukan pengaruh Istilah pektin berasal dari bahasa Yunani yang berarti mengental atau menjadi padat. Kelompok senyawa pektin secara umum disebut substansi pektat yang terdiri atas protopektin, asam pektinat, dan asam pektat. American Chemical Society pada tahun 1944 telah menetapkan istilah baku untuk menyeragamkan nama-nama pektin yang hingga kini masih dipakai (Nussinovitch 1997), yaitu substansi pektat merupakan kelompok zat turunan karbohidrat kompleks berbentuk koloid yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dan sebagian besar mengandung asam anhidrogalakturonat dalam suatu kombinasi turunannya menyerupai rantai. Gugus karboksil asam-asam poligalakturonat dapat teresterifikasi sebagian dengan gugus metil dan sebagian atau seluruhnya dapat dinetralkan oleh satu atau lebih jenis basa. Protopektin adalah zat pektat yang tidak larut dalam air dan jika dihidrolisis menghasilkan asam pektinat atau pektin. Asam pektinat adalah istilah yang digunakan bagi asam poligalakturonat yang mengandung gugus metil ester dalam jumlah yang cukup banyak. Asam pektinat dalam keadaan yang sesuai mampu membentuk gel dengan ion-ion logam. Pektin adalah istilah yang digunakan untuk asam-asam pektinat yang dapat larut dalam air dengan kandungan metil ester dan derajat netralisasi beragam dan dapat membentuk gel dengan asam dan gula pada kondisi yang sesuai. Asam pektat adalah zat pektat yang seluruhnya tersusun dari asam poligalakturonat yang bebas dari gugus metil ester. Pektin merupakan campuran polisakarida dengan komponen utama polimer asam α-dgalakturonat (Gambar 3) yang mengandung gugus metil ester pada konfigurasi atom C- (Hoejgaard 004). Komponen minor berupa polimer unit-unit α-l-arabinofuranosil bergabung dengan ikatan α-l-(1-5). Komponen minor lainnya adalah rantai lurus dari unit-unit β-d-galaktopiranosil yang mempunyai ikatan 1-4.

10 Gambar 3 Unit asam galakturonat (IPPA 004). Menurut Nussinovitch (1997), komponen utama dari senyawa pektin adalah asam D- galakturonat tetapi terdapat juga D-galaktosa, L-arabinosa, dan L-ramnosa dalam jumlah yang beragam dan kadang terdapat gula lain dalam jumlah kecil. Beberapa gugus karboksilnya dapat teresterifikasi dengan metanol. Polimer asam anhidrogalakturonat tersebut dapat merupakan rantai lurus atau tidak bercabang. Jumlah unit asam anhidrogalakturonat setiap rantai adalah 100 sampai lebih dari Rata-rata panjang rantai berbeda dari satu tanaman atau jaringan ke jaringan yang lain dan berubah sesuai dengan perkembangan jaringan (Glicksman 1969). Sifat Fisis dan Kimia Pektin Dalam SNI disebutkan bahwa pektin merupakan zat berbentuk serbuk kasar hingga halus yang berwarna putih kekuningan, tidak berbau, dan memiliki rasa seperti lendir. Glicksman (1969) menyebutkan pektin kering yang telah dimurnikan berupa kristal yang berwarna putih dengan kelarutan yang berbeda-beda sesuai dengan kandungan metoksilnya. Pektin yang mempunyai kadar metoksil tinggi larut dalam air dingin sedangkan pektin bermetoksil rendah larut dalam alkali dan asam oksalat. Menurut Towle dan Christensen (1973) kelarutan pektin dalam air ditentukan oleh jumlah gugus metoksil, distribusinya, dan bobot molekulnya. Secara umum, kelarutan akan meningkat dengan menurunnya bobot molekul dan meningkatnya gugus metil ester. Namun ph, suhu, jenis pektin, garam, dan adanya zat organik seperti gula juga mempengaruhi kelarutan pektin. Sifat-sifat fisis seperti kelarutan, viskositas, dan kemampuan membentuk gel bergantung pada ciri kimia pektin seperti derajat esterifikasi, bobot molekul, ditambah dengan senyawa kimia yang merupakan bagian dari molekul pektin (Nelson et al. 1977). Rouse (1977) dan Nussinovitch (1997) menyatakan bahwa viskositas larutan pektin mempunyai kisaran cukup lebar bergantung pada konsentrasi pektin, ph, garam, ukuran rantai asam poligalakturonat, derajat esterifikasi, dan bobot molekul. Bila suhu meningkat, viskositas larutan pektin menjadi berkurang. Pektin bersifat asam dan koloidnya bermuatan negatif karena adanya gugus karboksil bebas. Larutan 1% pektin yang tidak ternetralkan akan memberikan ph,7-3,0. Larutan pektin stabil pada ph,0-4,0. Pada ph lebih dari 4,0 atau kurang dari,0, viskositas dan kekuatan gelnya akan berkurang karena terjadi depolimerisasi rantai pektin. Pektin dapat mengalami saponifikasi dan degradasi melalui reaksi β-eliminasi pada kondisi basa (Nelson et al. 1977). Degradasi dan dekomposisi pektin juga dapat disebabkan oleh adanya oksidator seperti asam periodat, klorin dioksida, bromin, permanganat, asam peroksida, dikromat, dan asam askorbat. Kecepatan degradasi bergantung pada suhu, ph, dan konsentrasi oksidator. Larutan pektin lebih cepat mengalami degradasi dibanding tepung pektin (Rouse 1977). Sifat penting pektin adalah kemampuannya membentuk gel. Pektin metoksil tinggi membentuk gel dengan gula dan asam, yaitu dengan konsentrasi gula 58-75% dan ph,8-3,5. Pembentukan gel terjadi melalui ikatan hidrogen di antara gugus karboksil bebas dan di antara gugus hidroksil. Pektin bermetoksil rendah tidak mampu membentuk gel dengan asam dan gula tetapi membentuk gel dengan adanya ion-ion kalsium (Caplin 004). Mekanismenya adalah adanya hubungan yang terjadi antara molekul pektin yang berdekatan dengan kation divalen membentuk struktur tiga dimensi melalui pembentukan garam dengan gugus karboksil pektin. Kegunaan Pektin Pektin digunakan sebagai pembentuk jeli, selai, pengental, dan dimanfaatkan dalam bidang farmasi sebagai obat diare (National Research Development Corporation 004). Pektin cukup luas dan banyak kegunaannya baik dalam industri pangan maupun nonpangan. Pektin berkadar metoksil tinggi digunakan untuk pembuatan selai dan jeli dari buah-buahan, pembuatan kembang gula bermutu tinggi, pengental untuk minuman dan sirup buah-buahan, serta digunakan dalam emulsi flavor dan saus salad. Pektin dengan

11 3 kadar metoksil rendah biasa digunakan dalam pembuatan saus salad, puding, gel buahbuahan dalam es krim, selai, dan jeli. Pektin berkadar metoksil rendah efektif digunakan dalam pembentukan gel saus buah-buahan beku karena stabilitasnya yang tinggi pada proses pembekuan, thawing dan pemanasan, serta digunakan sebagai penyalut dalam banyak produk pangan (Glicksman 1969). Pektin memiliki potensi juga dalam industri farmasi, yaitu digunakan dalam penyembuhan diare dan menurunkan tingkat kolesterol darah. Pektin bisa digunakan sebagai zat penstabil emulsi air dan minyak. Pektin juga berguna dalam persiapan membran untuk ultrasentrifugasi dan elektrodialisis. Dalam industri karet pektin berguna sebagai bahan pengental lateks. Pektin juga dapat memperbaiki warna, konsistensi, kekentalan, dan stabilitas produk yang dihasilkan (Towle & Christensen 1973). secara termal. Daerah kedua yang mulai dari suhu 300 C hingga 350 C pektin asetat memperlihatkan kehilangan massa yang besar akibat terjadinya dekomposisi termal. Pada proses ini sebanyak 60% dari selulosa asetat terdekomposisi sampai menguap. Daerah terakhir terjadi pada suhu 350 C hingga 600 C pektin asetat mengalami dekomposisi termal secara lambat (Zhang 004). Analisis Termogravimetri (TGA) TGA merupakan salah satu teknik analisis yang digunakan untuk menentukan stabilitas panas suatu senyawa dengan melihat perubahan massa yang hilang ketika sampel dipanaskan. Penggunaan teknik ini dilakukan dalam kondisi atmosfer lembam yang mengandung gas nitrogen, helium, dan argon. Senyawa yang dapat dianalisis dengan TGA ialah polimer, senyawa anorganik, logam, dan keramik. Suhu yang digunakan pada teknik ini berkisar antara C. Suhu maksimum yang masih bisa digunakan sebesar 1000 C. Bobot contoh yang dapat diukur berkisar antara mg. Bobot contoh yang biasa dipilih ialah 5 mg dengan sensitivitas bobotnya sebesar 0,01 mg. TGA memiliki banyak kegunaan, antara lain untuk menentukan suhu dan massa yang hilang dari reaksi dekomposisi polimer, menentukan kandungan molekul air yang hilang pada senyawa anorganik, mengukur kecepatan evaporasi, dan dapat menentukan kemurnian mineral. Salah satu kegunaan TGA ialah penentuan massa yang hilang pada selulosa asetat. Kurva TGA selulosa asetat dapat dilihat pada Gambar 4. Perubahan massa dapat dibagi menjadi tiga daerah. Daerah pertama, yaitu mulai dari suhu ruang hingga suhu 300 C terjadi pengurangan massa akibat proses penguapan air. Pada daerah ini perubahan massa tidak signifikan dan sampel stabil Gambar 4 Kurva TGA selulosa asetat (Zhang 004). BAHAN DAN METDE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pektin p.a., asam asetat glasial 100% (v/v), anhidrida asetat 98% (v/v), H S 4 pekat, etanol 75% (v/v), kertas ph, kertas saring, NaH 0,5 N, NaH 0,1 N, HCl 0,5 N, HCl 0,5 N, NaHC 3 1 N, metanol, boraks, asam oksalat, indikator fenolftalein, merah fenol, dan merah metil. Alat-alat analisis yang digunakan adalah spektrofotometer FTIR merk Perkin Elmer, alat TGA merk 09 F3 Tarsus, dan mikroskop fotostereo Nikon SMZ Metode Penelitian Penelitian ini terdiri atas tiga tahap. Tahap pertama adalah pencirian bahan baku yang meliputi penetapan kadar air, kadar abu, bobot ekuivalen, kadar metoksil, dan kadar galakturonat. Tahap kedua adalah sintesis pektin asetat dengan variasi waktu aktivasi dan asetilasi. Lama aktivasi yang digunakan, 3, dan 4 jam sedangkan asetilasi dilakukan selama 60, 90, dan 10 menit. Tahap ketiga adalah pencirian pektin asetat dengan

12 4 menggunakan spektrofotometer fourier transformed infrared (FTIR), analisis termogravimetri (TGA), mikroskop fotostereo, dan penentuan kadar asetil. Kadar Air (AAC 1999) Cawan petri kosong dikeringkan selama satu jam pada suhu 105 C dalam oven bersirkulasi udara. Setelah itu, ditimbang bobotnya dengan teliti (W 1 ) setelah didinginkan dalam eksikator. Sebanyak g contoh uji ditimbang teliti (W ) di dalam cawan petri itu lalu dikeringkan kembali pada suhu yang sama. Bobot (contoh uji + cawan petri) ditetapkan setiap interval 1-3 hari, setelah didinginkan di dalam eksikator. Setelah tercapai bobot konstan (W 3 ), kadar air dapat dihitung dengan persamaan berikut: Kadar air (%) = (1- W3 W1 ) x 100% W Kadar Abu (AAC 1999) Cawan porselin dikeringkan dalam tanur pada suhu 600 C lalu didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Sebanyak 1 g pektin ditimbang dalam cawan porselin yang telah diketahui bobotnya kemudian dipijarkan pada tanur listrik selama 3-4 jam pada suhu 600 C. Abu yang diperoleh didinginkan dalam eksikator dan ditimbang sampai diperoleh bobot tetap. Kadar abu dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Kadar abu (%) = bobot abu (g) 100 bobot contoh (g) Bobot Ekuivalen (BE) (Ranganna 1977) Pektin sebanyak 0,5 g dibasahi dengan 5 ml etanol dan dilarutkan dalam 100 ml air suling yang berisi satu gram NaCl. Larutan hasil campuran tersebut dititrasi perlahanlahan dengan 0,1 N NaH dengan indikator fenol merah sampai terjadi perubahan warna menjadi merah kekuningan (ph 7,5) yang bertahan sedikitnya 30 detik. Bobot ekuivalen dihitung dengan rumus: Bobot ekuivalen = bobot contoh (mg) ml NaH N NaH Kadar Metoksil (KM) (Ranganna 1977) Larutan netral dari penentuan BE ditambah 5 ml larutan 0,5 N NaH, dikocok, dan dibiarkan selama 30 menit pada suhu kamar dalam keadaan tertutup. Selanjutnya ditambahkan 5 ml larutan 0,5 N HCl dan dititrasi dengan 0,1 N NaH dengan indikator fenol merah sampai titik akhir seperti penentuan BE. Kadar metoksil dihitung dengan rumus: KM (%) = ml NaH 31 N NaH 100 bobot contoh (mg) Angka 31 adalah bobot molekul metoksil yang berupa CH 3. Kadar Galakturonat (KG) (McCready 1970) Kadar galakturonat dihitung dari mek (miliekuivalen) NaH yang diperoleh dari penentuan BE dan kadar metoksil (KM). Kadar asam anhidrogalakturonat dihitung dengan rumus: KG (%) = mek (BE+KM) bobot contoh (mg) Angka 176 adalah bobot molekul galakturonat. Sintesis Pektin Asetat Pektin sebanyak 10 g dilarutkan ke dalam asam asetat glasial sebanyak 97 ml. Larutan tersebut kemudian diaduk dengan pengaduk magnetik dan dipanaskan pada suhu 40 C selama 1 jam. Setelah itu dilakukan tahap aktivasi dengan menambahkan 17 ml asam asetat glasial dan 0,1 ml H S 4 pekat lalu dipanaskan pada suhu yang sama. Waktu aktivasi yang digunakan diragamkan selama, 3, dan 4 jam. Tahap selanjutnya ialah asetilasi dengan menambahkan anhidrida asetat 98% (v/v) sebanyak 74 ml. Larutan tersebut kemudian direfluks sambil diaduk dengan pengaduk magnetik. Waktu asetilasi yang digunakan diragamkan selama 60, 90, dan 10 menit. Larutan didekantasi dan disaring dengan penyaring vakum. Endapan kemudian dicuci dengan NaHC 3 1 N hingga ph netral (Lampiran 1).

13 5 Kadar Asetil (ASTM D ) Kandungan asetil ditentukan dengan cara melihat banyaknya NaH yang dibutuhkan untuk menyabunkan contoh R(-C-CH 3 ) x xnah R(H) x Na -C-CH 3 Contoh kering sebanyak 1 g dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian ditambahkan 40 ml etanol 75% (v/v) dan dipanaskan pada penangas air selama 30 menit pada suhu 60 C. Ke dalam contoh ditambahkan 40 ml NaH 0,5 N dan dipanaskan selama 30 menit pada suhu yang sama. Contoh didiamkan selama 7 jam dan kelebihan NaH dititrasi dengan HCl 0,5 N menggunakan indikator fenolftalein sampai warna merah muda lenyap. Contoh didiamkan selama 4 jam untuk memberi kesempatan bagi NaH berdifusi. Selanjutnya contoh dititrasi dengan NaH 0,5 N sampai terbentuk warna merah muda. Pengukuran blanko dilakukan sama dengan contoh. Kadar asetil (KA) dihitung dengan rumus: KA (%) = [(D-C)Na + (A-B)Nb] (F/W) dengan A = volume NaH yang dibutuhkan untuk titrasi contoh B = volume NaH yang dibutuhkan untuk titrasi blanko C = volume HCl yang dibutuhkan untuk titrasi contoh D = volume HCl yang dibutuhkan untuk titrasi blanko Na = Normalitas HCl Nb = Normalitas NaH F = untuk kadar asetil W = bobot contoh Rancangan Percobaan Pengaruh waktu aktivasi dan asetilasi terhadap kadar asetil pektin asetat dianalisis secara statistik dengan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL) lalu dilanjutkan dengan uji Duncan dan kontras polinomial ortogonal (Mattjik & Sumertajaya 00). Model rancangan tersebut adalah Yijk = µ + τi + βj + (τβ)ij + εijk Keterangan: Yijk = kadar asetil pektin asetat pada waktu aktivasi ke-i, waktu asetilasi ke-j, serta ulangan ke-k, dengan i = 1,, 3, j = 1,, 3, dan k = 1,, 3, 4. µ = rataan umum τi = pengaruh waktu aktivasi ke-i βj = pengaruh waktu asetilasi ke-j (τβ)ij = pengaruh interaksi waktu aktivasi ke-i serta waktu asetilasi ke-j εijk = pengaruh acak dari waktu aktivasi ke-i, waktu asetilasi ke-j, serta ulangan ke-k. Hipotesis yang diuji 1 Pengaruh waktu aktivasi H o = τ 1 = τ = τ 3 = 0 (waktu aktivasi memberikan pengaruh yang sama terhadap kadar asetil) H 1 = setidaknya ada satu i dengan τi 0, i = 1,, 3 Pengaruh waktu asetilasi H o = β 1 = β = β 3 = 0 (waktu asetilasi memberikan pengaruh yang sama terhadap kadar asetil) H 1 = setidaknya ada satu j dengan βj 0, j = 1,, 3 3 Pengaruh interaksi antara waktu aktivasi dan waktu asetilasi H o = (τβ)ij = 0 untuk semua ij H 1 = setidaknya ada satu (τβ)ij 0 HASIL DAN PEMBAHASAN Ciri Bahan Baku Fungsi pencirian bahan baku ialah menentukan kemurnian dan kelayakan pektin terhadap proses asetilasi. Hasil pencirian disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Ciri bahan baku Pencirian Pektin p.a. SNI Kadar air (%) 8,48±0,03 maks. 1 Kadar abu (%),19±0,03 maks. 10 Bobot Ekuivalen, ±70,7 - Kadar Metoksil (%) 6,38±0,07 maks. 7 Kadar Galakturonat (%) 43,11±0,57 min. 35 Kadar air yang diperoleh pada pektin sebesar 8,48%±0,03 (Lampiran ). Kadar air ini sesuai dengan kadar air yang ditetapkan SNI (1979), yaitu maksimum 1%. Kadar air pektin berpengaruh pada jalannya reaksi asetilasi. Reaksi asetilasi bersifat reversibel sehingga kadar air pektin yang terlalu tinggi akan menyebabkan hasil reaksi yang digunakan tidak tercapai karena pektin asetat akan terhidrolisis. Kadar air juga berpengaruh pada anhidrida asetat. Kadar air yang tinggi akan menghidrolisis anhidrida asetat menjadi

14 6 asam asetat. Asam asetat ini tidak mampu mengasetilasi gugus hidroksil pektin. Kadar abu yang diperoleh pada pektin sebesar,19%±0,03 (Lampiran ). Kadar abu yang diperoleh masih memenuhi standar mutu kadar abu yang ditetapkan dalam SNI (1979), yaitu tidak melebihi 10%. Nilai bobot ekuivalen pektin yang diperoleh sebesar, g/ek±70,7. Hal tersebut menunjukkan bahwa pektin merupakan makromolekul. Kadar metoksil yang dihasilkan sebesar 6,38%±0,07 (Lampiran 3) berarti pektin tersebut termasuk ke dalam jenis pektin bermetoksil rendah. Kandungan metoksil merupakan faktor yang penting bagi setting time dari pektin, sensitifnya terhadap kation polivalen, dan penggunaannya. Pektin dengan kadar metoksil rendah adalah pektin yang sebagian gugus karboksilnya tidak teresterifikasi. Pektin jenis ini dapat membentuk gel yang baik dengan adanya ion polivalen seperti ion kalsium. Ion kalsium akan membentuk ikatan silang ionik di antara gugus karboksil molekul-molekul pektin yang berdekatan. Kadar galakturonat dari pektin yang diperoleh sebesar 43,11%±0,57 (Lampiran 3). Hal ini sesuai menurut SNI (1979) kadar galakturonat minimum adalah 35%. Pektin yang sebagian asam galakturonatnya teresterifikasi mengandung 10% atau lebih komponen organik seperti arabinosa, galaktosa, dan gula. Perhitungan kandungan asam galakturonat sangat penting untuk mengetahui kemurnian pektin (Ranganna 1977). Hasil pencirian bahan baku menunjukkan bahwa pektin yang digunakan sudah memenuhi SNI (1979). Kenampakan Pektin Asetat Pektin asetat yang dihasilkan pada penelitian ini berbentuk serbuk yang berwarna kuning kecokelatan (Gambar 5). Menurut Fengel dan Wegener (1995), perubahan warna ini disebabkan oleh perubahan-perubahan oksidatif pada molekul pektin yang terbentuk selama proses asetilasi. Perubahan warna yang terjadi dari kuning muda menjadi kuning kecokelatan sudah terlihat ketika dilakukan penambahan anhidrida asetat. Gambar 5 Pektin asetat hasil sintesis. Reaksi asetilasi diawali dengan aktivasi pektin menggunakan asam asetat glasial dan katalis H S 4. Menurut Sjostorm (1993), asam asetat glasial dapat membengkakkan serat-serat polimer sehingga reaktivitasnya semakin meningkat. Kecepatan proses asetilasi dari polisakarida yang sudah teraktivasi tiga kali lebih tinggi dari polisakarida yang tidak teraktivasi. Reaksi esterifikasi yang terjadi berupa penggantian satu atau dua gugus hidroksil dari unit galakturonat dengan gugus asetil dari anhidrida asetat (Gambar 6). Ada beberapa senyawa yang digunakan untuk mengasetilasi gugus -H dari pektin, yaitu: R-C-NH R-C-R' R-C--C-R R-C-Cl bertambahnya kereaktifan Amida dan ester sangat lambat untuk bereaksi dengan gugus -H pektin sedangkan halida asam mempunyai reaktivitas yang sangat tinggi. leh karena itu, pereaksi yang dipilih untuk mengasetilasi gugus -H pektin ialah anhidrida asetat. Hal ini disebabkan anhidrida asetat mempunyai gugus pergi (R-C - ) yang baik dan selektivitasnya lebih besar dibandingkan dengan halida asam. Syarat terpenting dari proses asetilasi ialah kondisi reaksinya harus bebas air. Apabila terdapat air maka anhidrida asetat akan terhidrolisis menjadi asam asetat (Gambar 7). Asam asetat ini tidak mampu mengasetilasi gugus -H dari pektin. CH 3 -C--C-CH 3 H CH 3 -C-H Gambar 7 Reaksi hidrolisis anhidrida asetat. H H CCH 3 CH H H H 3 C CH 3 H S 4 R Gambar 6 Reaksi sintesis pektin asetat, dengan R = H atau -CCH 3. R CCH 3 CH R R

15 7 Waktu asetilasi yang digunakan diragamkan selama 60, 90, dan 10 menit. Setelah 60 menit berlangsung, larutan menjadi kental dan warna berubah dari kuning muda menjadi kuning kecokelatan yang menunjukkan pektin sudah terasetilasi. Setelah 10 menit larutan pektin berubah menjadi cokelat tua. Hal ini yang mendasari penggunaan waktu asetilasi selama 60, 90, dan 10 menit. Kelarutan Uji kelarutan dilakukan dengan tujuan mengetahui apakah pektin sudah termodifikasi menjadi pektin asetat. Hasil uji kelarutan pada beberapa pelarut polar dan nonpolar disajikan pada Tabel. Tabel Kelarutan pektin dan pektin asetat Pelarut Pektin Pektin asetat Air larut tidak larut Etanol tidak larut tidak larut DMS tidak larut larut Aseton tidak larut tidak larut Kloroform tidak larut tidak larut n-heksana tidak larut tidak larut Berdasarkan uji kelarutan, pekin asetat tidak larut dalam air tetapi larut dalam DMS. Hal ini menunjukkan bahwa pektin telah terasetilasi menjadi pektin asetat. Secara teoretis, pektin dapat larut dalam air karena mempunyai banyak gugus hidroksil. Setelah pektin diasetilasi, terjadi penggantian satu atau dua gugus hidroksil dengan gugus asetil dari anhidrida asetat sehingga hasil sintesis tidak larut dalam air. Kadar Asetil Kadar asetil merupakan ukuran jumlah anhidrida asetat yang diesterifikasi pada rantai pektin. Kadar asetil yang diperoleh pada perlakuan ini berkisar antara 6,57%±0,13 sampai 6,86%±0,0 (Lampiran 4). Kadar asetil pektin asetat yang diperoleh berbeda dengan kadar asetil selulosa asetat, yaitu sebesar 39,0-40,0% (SNI 1991). Perbedaan ini dikarenakan struktur pektin awal mengandung gugus metil ester sedangkan selulosa tidak. Pada waktu aktivasi jam, kadar asetil pektin asetat semakin menurun sedangkan pada waktu aktivasi 3 dan 4 jam kadar asetil menurun pada selang waktu 60 sampai 90 menit dan meningkat tajam pada selang waktu 90 sampai 10 menit (Gambar 8). Persentase kadar asetil tertinggi didapatkan pada lama aktivasi 3 jam dan lama asetilasi 10 menit. Hal ini diduga bahwa pada waktu aktivasi 3 jam dan asetilasi 10 menit gugus -H dari pektin secara maksimum sudah digantikan oleh gugus asetil dari anhidrida asetat. kadar asetil (%) waktu asetilasi (menit) aktivasi jam aktivasi 3 jam aktivasi 4 jam Gambar 8 Hubungan waktu aktivasi dan asetilasi terhadap kadar asetil. Hasil analisis ragam pada α = 5% menunjukkan bahwa waktu aktivasi, waktu asetilasi, serta interaksi antara keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil pektin asetat (Lampiran 5). Hal ini menunjukkan bahwa kadar asetil pektin asetat dipengaruhi oleh lama waktu aktivasi dan asetilasi. Uji lanjut Duncan pada α = 5% menunjukkan bahwa pada waktu aktivasi jam, ketiga waktu asetilasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain (Lampiran 6). Waktu asetilasi 60 menit menghasilkan kadar asetil 54,89%±0,0 berbeda nyata dengan waktu asetilasi 90 menit dengan kadar asetil 45,6%±0,41. Waktu asetilasi 90 menit kadar asetil juga berbeda nyata dengan waktu asetilasi 10 menit dengan kadar asetil 4,%±0,34. Hal tersebut juga terjadi antara waktu asetilasi 60 menit dengan 10 menit yang menghasilkan kadar asetil pektin asetat berbeda nyata. Uji lanjut Duncan pada waktu aktivasi 3 dan 4 jam menunjukkan kesimpulan yang sama dengan waktu aktivasi jam, yaitu bahwa ketiga waktu asetilasi (60, 90, dan 10 menit) memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain (Lampiran 6). Uji kontras polinomial ortogonal pada α = 5% menunjukkan bahwa hubungan antara waktu aktivasi dengan kadar asetil pektin asetat yang dihasilkan berbentuk kuadratik dengan persamaannya y = 4,47x - 30,41x + 79,74. Hal tersebut juga terjadi pada hubungan antara waktu asetilasi dan kadar asetil, yaitu berbentuk kuadratik dengan persamaan y = 1,58x -,0978x + 11,8 (Lampiran 7).

16 8 Spektrum FTIR Gugus fungsi antara pektin dan pektin asetat tidak ada perbedaan yang signifikan (Gambar 6). Keduanya memiliki gugus fungsi -H karboksilat dan karbonil. Perbedaannya hanya terdapat pada perubahan gugus -H dari pektin menjadi gugus asetil (-CCH 3 ). Spektrum FTIR pektin standar dan pektin asetat dapat dilihat pada Gambar 9 dan 10. Kedua spektrum tesebut menunjukkan adanya beberapa perbedaan serapan, yaitu pada bilangan gelombang dan 1700 cm -1. Pada daerah bilangan gelombang cm -1, pektin asetat memiliki serapan yang sangat lebar. Hal tersebut diduga ada pengaruh air pada saat preparasi serta menunjukkan bahwa tidak semua gugus -H pektin dapat terasetilasi menjadi gugus asetil. Selain itu, serapan tersebut juga menunjukkan bahwa gugus karboksil (-CH) pektin diduga tidak terasetilasi dengan anhidrida asetat melalui persamaan berikut: Tidak terasetilasinya gugus karboksil disebabkan oleh meruahnya gugus di sekitarnya sehingga anhidrida asetat tidak mampu mengasetilasi gugus karboksil tersebut. Spektrum FTIR pektin asetat (Gambar 10) memperlihatkan pita serapan pada bilangan gelombang 1699,4 cm -1 yang menunjukkan adanya gugus karbonil (-C=). Hal tersebut menunjukkan bahwa gugus -H pektin telah terasetilasi menjadi gugus asetil. Serapan pada bilangan gelombang 90,3 cm -1 merupakan vibrasi ulur dari -CH 3 dan pada bilangan gelombang 1456, cm -1 dengan puncak yang tajam merupakan ciri khas dari serapan vibrasi tekuk -C-H (Shriner et al. 004). Serapan lainnya ada pada daerah bilangan gelombang 1310, cm -1 untuk vibrasi ulur -C-H dan pada daerah 1310,3 cm -1 untuk vibrasi ulur -C-. R-C-H CH 3 -C--C-CH 3 R-C--C-R CH 3 -C-H (Fessenden RJ & Fessenden JS 005) Gambar 9 Spektrum FTIR pektin standar.

17 9 Gambar 10 Spektrum FTIR pektin asetat. Analisis Termogravimetri Kurva TGA dari analisis ini memberikan informasi tentang perubahan massa pektin asetat selama proses pemanasan. Selama peningkatan suhu, sampel mungkin mengalami kenaikan massa akibat proses oksidasi. Akan tetapi, kebanyakan kurva TGA memperlihatkan indikasi pengurangan massa pada suhu 100 C dan dekomposisi termal pada suhu > 50 C (Zhang 004). Gambar 11 memperlihatkan pengurangan massa pektin asetat selama analisis termal. Perubahan massa dapat dibagi menjadi tiga daerah. Daerah pertama, yaitu mulai dari suhu ruang hingga suhu 00 C terjadi pengurangan massa akibat proses penguapan air. Pada daerah ini perubahan massa tidak signifikan dan sampel stabil secara termal. Daerah kedua yang mulai dari suhu 00 C hingga 800 C pektin asetat memperlihatkan kehilangan massa yang besar akibat terjadinya dekomposisi termal. Pada proses ini sebanyak 3,70% dari sampel terdekomposisi sampai menguap. Daerah terakhir terjadi pada suhu 800 C hingga 900 C pektin asetat mengalami dekomposisi termal secara lambat. TGA mg Suhu ( C) Gambar 11 Kurva TGA pektin asetat.

18 10 Mikroskop Fotostereo Struktur permukaan pektin asetat dapat dilihat dengan mikroskop fotostereo. Hasil mikroskop fotostereo (Gambar 1) memperlihatkan struktur permukaan yang tidak seragam. Struktur permukaan dari masing-masing perlakuan berbeda satu sama lain. Pektin asetat dengan perlakuan lama waktu aktivasi jam dan asetilasi 10 menit dengan kadar asetil 4.%±0.34 memiliki struktur permukaan yang paling rapat. Hal ini dikarenakan kadar asetil pektin asetat dengan perlakuan waktu aktivasi jam dan asetilasi 10 menit mendekati kadar asetil selulosa asetat menurut SNI (1991), yaitu 39,0-40,0%. Pektin asetat dengan kadar asetil tertinggi, yaitu pada perlakuan waktu aktivasi 3 jam dan asetilasi 10 menit memiliki struktur permukaan yang menggumpal dan memadat. Struktur permukaan pektin asetat dengan kadar asetil terendah (waktu aktivasi 3 jam dan asetilasi 90 menit) cenderung retak-retak. j, 60 j, 90 j, 10 3j, 60 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari hasil penentuan kadar asetil dan uji kelarutan dapat disimpulkan bahwa pektin dapat terasetilasi menjadi pektin asetat. Kadar asetil tertinggi didapatkan pada pektin dengan lama aktivasi 3 jam dan asetilasi 10 menit, yaitu 6,86%±0,0. Hasil analisis ragam pada α = 5% menunjukkan bahwa waktu aktivasi, waktu asetilasi, serta interaksi antara keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil pektin asetat. Analisis TGA menunjukkan bahwa selama asetilasi tidak ada massa pektin asetat yang hilang. Hasil interpretasi mikroskop fotostereo menunjukkan pektin asetat dengan lama waktu aktivasi jam dan asetilasi 10 menit memiliki struktur permukaan yang paling rapat. Saran Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai aplikasi pektin asetat yang dihasilkan. Pektin asetat dapat dicoba dibuat melalui reduksi gugus -CH dan -CCH 3 terlebih dahulu dengan menggunakan LiAlH 4 sebelum tahap aktivasi dan asetilasi. DAFTAR PUSTAKA 3j, 10 4j, 90 3j, 90 4j, 60 Gambar 1 Hasil mikroskop fotostereo pektin asetat. Interpretasi mikroskop fotostereo pektin asetat digunakan untuk tahap lanjut, yaitu pembuatan membran. Pektin asetat yang dipilih sebagai bahan dasar pembuat membran adalah yang memiliki permukaan yang paling rapat, dalam hal ini dipilih pektin asetat dengan perlakuan lama waktu aktivasi jam dan asetilasi 10 menit. AAC fficial Methods of Analysis of the Association of fficial Analytical Chemist. Vol IA. Washington DC: AAC Int. ASTM ASTM D871: Standard Methods of Testing Cellulose Acetate. Philadelphia: American Society for Testing and Materials. Caplin M Pectin. ac.uk/water/hypec.html. [ Februari 006]. Fengel D, Wegener G Kayu: Kimia, Ultrastruktur, dan Reaksi-Reaksi. Sastrohamidjojo H, penerjemah; Yogyakarta: UGM Pr. Terjemahan dari: Wood: Chemistry, Ultrstructure and Reactions.

19 11 Fessenden RJ, Fessenden JS Kimia rganik. Jilid ke-. Pudjaatmaka AH, penerjemah; Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: rganic Chemitry. Glicksman M Gum Technology in The Food Industry. New York: Academic Pr. Hlm Hoejgaard S Pectin Chemistry, Functionally, and Applications. [30 Januri 006] [IPPA] International Pectins Procedure Association Pectins. of pectin. htm. [ Februari 006]. Mattjik AA, Sumertajaya M. 00. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Bogor: IPB Pr. Hlm McCready RM Pectin. Di dalam: Joslyn ME, editor. Methods in Food Analysis. New York: Academic Pr. National Research Development Corporation High Grade Pectin from Lime Peels. /pages/pect.htm. [ Februari 006]. Nelson DB, Smith CJB, Wiles RL Commercially Important Pectic Substances. Di dalam: Graham HD, editor. Food Colloids. Connecticut: Westport. Hlm Shriner RL, Hermann CKF, Morrill TC, Curtin DY, Fuson RC The Systematic Identification of rganic Compounds. Brennan D, Donovan C, Pigliucci NM, editor. Ed ke-8. New Caledonia: John Wiley&Sons. Sjostorm E Kimia Kayu, Dasar-Dasar, dan Penggunaannya. Ed ke-. Sastrohamidjojo H, penerjemah; Yogyakarta: UGM pr. Terjemahan dari: Wood Chemistry, Fundamentals, and Applications. SNI SNI : Pektin. Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional. SNI SNI : Selulosa Asetat. Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional. Towle GA, Christensen Pectins. Di dalam: Whistler RL, editor. Industrial Gum. New York: Academic Pr. Hlm Wenten IG Teknologi Membran Industrial. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Zhang X Investigation of biodegradable nonwoven composite based on cotton, bagasse and other annual plants [tesis]. China: Tianjin University. Nussinovitch Hydrocolloid Aplications Gum Technology in The Food and ther Industries. London: Blackie Academic and Professional. Hlm Neill MA, Ridley BL, Mohnen D Pectins: structure, biosynthesis, and oligogalacturonide-related signaling. Phytochemistry 57: Ranganna S Manual of Analysis of Fruit and Vegetable Products. New Delhi: McGraw-Hill. Rouse AH Pectins: Distribution, Significance. Di dalam: Nagy S, Shaw PE, Veldhuis MK, editor. Citrus Science and Technology. Vol ke-1. Connecticut: AVI. hlm

20 LAMPIRAN

21 13 Lampiran 1 Diagram alir pembuatan pektin asetat Pektin p.a. (10 g) + Asam asetat glasial 97 ml T = 40 o C, t = 1 jam + Asam asetat glasial 17 ml + H S 4 pekat 0,1 ml T = 40 o C, t =, 3, 4 jam + 74 ml anhidrida asetat 98% Direfluks selama 60, 90, 10 Disaring dan dicuci dengan NaHC 3 1 N Dikeringkan pada T = 40 o C Pektin asetat Lampiran Data kadar air dan abu Hasil kadar air pektin Pengamatan ulangan Bobot cawan petri kosong (g) 55, ,984 34,9509 3,7138 Bobot contoh sebelum pengeringan (g),0006,0004,000,0005 Bobot contoh setelah pengeringan (g) 57, , , ,5447 Kadar air (%) 8,50 8,47 8,47 8,48 Rerata 8,48±0,03 Hasil kadar abu pektin Pengamatan ulangan Bobot cawan porselin kosong (g) 0, , ,6485 0,3604 Bobot contoh sebelum pengeringan (g) 1,0096 1,000 1,006 1,008 Bobot contoh setelah pengeringan (g) 0, , ,6704 0,384 Kadar air (%),1,19,18,19 Rerata,19±0,03

22 14 Lampiran 3 Data bobot ekuivalen, kadar metoksil, dan galakturonat Data bobot ekuivalen Pengamatan ulangan Bobot contoh (g) 0,5016 0,4969 0,5016 0,501 Volume NaH (ml),00 1,95,00,05 Normalitas NaH (N) 0,0980 0,0980 0,0980 0,0980 Bobot ekuivalen (BE), , , , Rerata, ±70,7 Data kadar metoksil Pengamatan ulangan Bobot contoh (g) 0,5016 0,4969 0,5016 0,501 Volume NaH (ml) 10,45 10,45 10,55 10,60 Normalitas NaH (N) 0,0980 0,0980 0,0980 0,0980 Kandungan metoksil (%) 6,33 6,39 6,39 6,41 Rerata 6,38±0,07 Data kadar galakturonat Pengamatan ulangan Bobot contoh (g) 0,5016 0,4969 0,5016 0,501 mek BE 0,1960 0,1911 0,1960 0,009 mek metoksil 10,41 10,41 10,339 10,388 Kadar galakturonat (%) 4,81 43,04 43,15 43,45 Rerata 43,11±0,57

23 15 Lampiran 4 Data kadar asetil Waktu aktivasi (jam) 3 4 Ulangan Waktu asetilasi (menit) µ = 54.89±0.0 µ = 45.6±0.41 µ = 4.± µ = 9.18±0.19 µ = 6.48±0.13 µ = 6.86± µ = 39.69±0.35 µ = 3.7±0.9 µ = 48.78±0.14 Mencari derajat kesalahan (l.e) = tσ n dengan σ = simpangan baku t = 4,303 pada saat α = 5% n = jumlah pengamatan contoh perhitungan pada saat waktu aktivasi jam dan asetilasi 60 menit: l.e = 4,303 0,0956 = 0,0 4 Lampiran 5 Analisis ragam untuk kadar asetil Hipotesis yang diuji 1 Pengaruh waktu aktivasi H o = τ 1 = τ = τ 3 = 0 (waktu aktivasi memberikan pengaruh yang sama terhadap kadar asetil) H 1 = setidaknya ada satu i dengan τi 0, i = 1,, 3 Pengaruh waktu asetilasi H o = β 1 = β = β 3 = 0 (waktu asetilasi memberikan pengaruh yang sama terhadap kadar asetil) H 1 = setidaknya ada satu j dengan βj 0, j = 1,, 3 3 Pengaruh interaksi antara waktu aktivasi dan asetilasi H o = (τβ)ij = 0 untuk semua ij H 1 = minimal ada satu (τβ)ij 0 Langkah perhitungan: FK = Y... ΣΣΣ = (159.68) = a.b.r (3)(3)(4) JKT = Σ Y ijk FK = ( ) = JKA = Yi.. - FK b.r = ( ) =

24 16 JKB = Y. j. - FK a.r = ( ) (3)(4) = JKP = Yi j. - FK r = ( ) = JKAB = JKP-JKA-JKB = = JKG = JKT-JKP = = db A = a-1 = db B = b-1 = db AB = (a-1)(b-1) = 4 db G = ab(r-1) = (3)(3)(3) = 7 db T = abr-1 = (3)(3)(4)-1 = 35 KTA = JKA/db A KTB = JKB/db B KTAB = JKAB/db AB KTG = JKG/db G Tabel ANVA Sumber Derajat Jumlah Kuadrat Keragaman bebas (db) Kuadrat (JK) Tengah (KT) F hitung F tabel t aktivasi F 0.05(,7) = t asetilasi F 0.05(,7) = t aktivasi*tasetilasi F 0.05(4,7) =.78 Galat Total Kesimpulan: 1 Karena F hitung t aktivasi > F 0,05(,7) maka tolak H o Artinya: Waktu aktivasi memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil Karena F hitung t asetilasi > F 0,05(,7) maka tolak H o Artinya: Waktu asetilasi memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil 3 Karena F hitung interaksi t aktivasi *t asetilasi > F 0,05(,7) maka tolak H o Artinya: interaksi antara waktu aktivasi dan asetilasi memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar asetil

25 17 Lampiran 6 Uji Duncan Uji Duncan untuk masing-masing t aktivasi 1 Pada waktu aktivasi jam Nilai kritis Duncan: R p = r KTG α(p,dbg), p =, 3 r R = r 0,05 (,7) 0,01567 = 0,099 4 R 3 = r 0,05 (3,7) 0,01567 = 0, t asetilasi (menit) Total Rata-rata 60 19,56 54, ,49 45, ,85 4,1 µ 1 = 4,1; µ = 45,6; µ 3 = 54,89 µ 1 -µ = 3,41 > R = 0,099 tolak H o µ -µ 3 = 9,7 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 1,68 > R 3 = 0,1853 tolak H o Artinya: pada waktu aktivasi jam, masing-masing waktu asetilasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain. Pada waktu aktivasi 3 jam t asetilasi (menit) Total Rata-rata ,7 9, ,93 6, ,4 6,85 µ 1 -µ =,69 > R = 0,099 µ -µ 3 = 33,68 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 51,4 > R 3 = 0,1853 Artinya: pada waktu aktivasi 3 jam, masing-masing waktu asetilasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain. 3 Pada waktu aktivasi 4 jam t asetilasi (menit) Total Rata-rata ,75 39, ,87 3, ,11 48,78 µ 1 -µ = 6,97 > R = 0,099 µ -µ 3 = 9,09 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 16,06 > R 3 = 0,1853 Artinya: pada waktu aktivasi 4 jam, masing-masing waktu asetilasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain. Uji Duncan untuk masing-masing t asetilasi 1 Pada waktu asetilasi 60 menit Nilai kritis Duncan: R p = r α(p,dbg) KTG, p =, 3 r R = r 0,05 (,7) 0,01567 = 0,099 4 R 3 = r 0,05 (3,7) 0,01567 = 0,1853 4

26 18 Lanjutan t aktivasi (jam) Total Rata-rata 19,56 54, ,70 9, ,75 39,69 µ 1 -µ = 10,51 > R = 0,099 µ -µ 3 = 15,0 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 5,71 > R 3 = 0,1853 Artinya: pada waktu asetilasi 60 menit, masing-masing waktu aktivasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain. Pada waktu asetilasi 90 menit t aktivasi (jam) Total Rata-rata 18,49 45, ,93 6, ,87 3,7 µ 1 -µ = 6,3 > R = 0,099 µ -µ 3 = 1,90 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 19,14 > R 3 = 0,1853 Artinya: pada waktu asetilasi 90 menit, masing-masing waktu aktivasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain. 3 Pada waktu asetilasi 10 menit t aktivasi (jam) Total Rata-rata 168,85 4,1 3 51,4 6, ,11 48,78 µ 1 -µ = 6,56 > R = 0,099 µ -µ 3 = 14,08 > R = 0,099 tolak H o µ 1 -µ 3 = 0,64 > R 3 = 0,1853 Artinya: pada waktu asetilasi 10 menit, masing-masing waktu aktivasi memberikan pengaruh yang berbeda satu sama lain.

27 19 Lampiran 7 Uji kontras polinomial ortogonal 1) Hubungan antara waktu aktivasi dengan kadar asetil Linear Waktu aktivasi jam 3 jam 4 jam Total perlakuan 570,90 474,05 484,73 Linear (Ci) CiYi -570, ,73 Ci ΣCiYi a.r. ΣCi JKC Linear = ( ) = ( 86,17) 3.4. = 309,39 ΣCiYi = -86,17 ΣCi = Kuadratik Waktu aktivasi jam 3 jam 4 jam Total perlakuan 570,90 474,05 484,73 Kuadratik (Ci) 1-1 CiYi 570,90-948,1 484,73 Ci ΣCiYi = 107,53 ΣCi = 6 ΣCiYi a.r. ΣCi JKC Kuadratik = ( ) = (107,53) = 160,59 Kontras derajat bebas JKC KTC F hit F tabel Linear 1 309,39 309, ,09 F 0,05(1,7) = 7,677 Kuadratik 1 160,59 160,59 686,16 F 0,05(1,7) = 7,677 Karena F hit linear dan kuadratik > F tabel = F 0,05(1,7) = 7,677 maka hubungan antara waktu aktivasi dan kadar asetil berbentuk kuadratik. Persamaan kontras polinomial ortogonal y= α o + α 1 P 1 (x) + α P (x) α o = Σ Y... = 159,68 = 4,49 µ = = 3 a.b.r ( ΣYiCi ) lin α 1 = a.r. ΣCi = α = ( ΣYiCi ) kuad = 107,53 = 1,49 a.r. ΣCi P 1 (x) = λ 1 x µ = 1 x 3 = x - 3 d 86,17 = -3,59 d = 3- = P (x) = λ x µ a 1 = 3 x = 3x - 18x + 5 d y = α o + α 1 P 1 (x) + α P (x) y = 4,49 + (-3,59)(x - 3) + 1,49(3x - 18x + 5) y = 4,47x - 30,41x + 79,74

28 0 Lanjutan ) Hubungan antara waktu asetilasi dengan kadar asetil Linear Waktu asetilasi Total perlakuan 495,01 419,9 615,38 Linear (Ci) CiYi -495, ,38 Ci ΣCiYi b.r. ΣCi JKC Linear = ( ) = (10,37) 3.4. = 603,70 ΣCiYi = 10,37 ΣCi = Kuadratik Waktu asetilasi Total perlakuan 495,01 419,9 615,38 Kuadratik (Ci) 1-1 CiYi 495,01-838,58 615,38 Ci ΣCiYi = 71,81 ΣCi = 6 ΣCiYi b.r. ΣCi JKC Kuadratik = ( ) = (71,81) = 106,1 Kontras derajat bebas JKC KTC F hit F tabel Linear 1 603,70 603, ,16 F 0,05(1,7) = 7,677 Kuadratik 1 106,1 106, ,09 F 0,05(1,7) = 7,677 Karena F hit linear dan kuadratik > F tabel = F 0,05(1,7) = 7,677 maka hubungan antara waktu asetilasi dan kadar asetil berbentuk kuadratik. Persamaan kontras polinomial ortogonal y = α o + α 1 P 1 (x) + α P (x) α o = Σ Y... = 159,68 = 4,49 µ = = 3 a.b.r ( ΣYiCi ) lin α 1 = a.r. ΣCi = α = ( ΣYiCi ) kuad = 71,81 = 3,78 a.r. ΣCi P 1 (x) = λ 1 x µ = 1 x 90 = x d 10,37 = 5,01 d = 3- = P (x) = λ x µ a 1 = 3 x = x d y = α o + α 1 P 1 (x) + α P (x) y = 4,49 + 5,01 x ,78 x 180x y = 1, x -,10x + 11, x