STUDI KEMAMPUAN FRAKSI TERLARUT DAN FRAKSI TIDAK TERLARUT BERAS MERAH (Oryza sativa L.) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM KADMIUM

Transkripsi

1 STUDI KEMAMPUAN FRAKSI TERLARUT DAN FRAKSI TIDAK TERLARUT BERAS MERAH (Oryza sativa L.) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM KADMIUM STUDY THE ABILITY OF SOLUBLE AND INSOLUBLE FRACTIONS OF RED RICE (Oryza sativa L.) AS CADMIUM ADSORBENT SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Oleh : NATALIA DESSY PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2012

2 "If you can imagine it, you can achieve it, If you can dream it, you can become it." William Arthur Ward "What we are is God's gift to us. What we become is our gift to God." Eleanor Powell

3 STUDI KEMAMPUAN FRAKSI TERLARUT DAN FRAKSI TIDAK TERLARUT BERAS MERAH (Oryza sativa L.) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM KADMIUM STUDY THE ABILITY OF SOLUBLE AND INSOLUBLE FRACTIONS OF RED RICE (Oryza sativa L.) AS CADMIUM ADSORBENT Oleh : Natalia Dessy NIM : Program Studi : Teknologi Pangan Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan di hadapan sidang penguji pada tanggal : 25 Januari 2012 Semarang, 25 Januari 2012 Program Studi Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Pembimbing I, Dekan, Prof. Dr. Ir. Budi Widianarko, M.Sc Ita Sulistyawati, S.TP, M.Sc. Pembimbing II, Inneke Hantoro, S.TP, M.Sc

4 RINGKASAN Bahan pangan yang telah tercemar logam berat sangat berbahaya bagi kesehatan. Akhir akhir ini jumlah kasus keracunan logam berat yang berasal dari bahan pangan semakin meningkat. Kadmium (Cd) digolongkan sebagai salah satu logam berat yang sangat berbahaya. Hal ini dikarenakan dalam jangka waktu panjang kadmium dapat terakumulasi pada tubuh. Beras merah (Oryza sativa L.) dipilih untuk penelitian ini karena memiliki kandungan serat pangan yang cukup tinggi, yaitu 0,8 gram dalam 100 gram bahan. Lignoselulosa (selulosa, hemiselulosa dan lignin) merupakan komponen serat tidak terlarut yang terdapat dalam beras merah. Sedangkan pektin merupakan komponen dari fraksi terlarut. Gugus OH dan COOH yang terdapat pada komponen lignoselulosa dan pektin yang berperan dalam proses penyerapan kadmium. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan fraksi terlarut dan fraksi tidak terlarut dari beras merah sebagai adsorben kadmium. Dalam penelitian ini, sampel yang digunakan adalah beras merah berukuran 40 mesh, 80 mesh dan 100 mesh, dengan konsentrasi 10%, 15% dan 20%. Sebanyak 100 µg kadmium ditambahkan ke dalam beras merah yang kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 30 menit untuk memisahkan fraksi terlarut dan fraksi tidak terlarut. Kemampuan pengikatan logam Cd oleh masing - masing fraksi dianalisa dengan menggunakan Flame Atomic Absorption Spectrophotometry (FAAS). Hasil penelitian menunjukan bahwa sampel dengan ukuran partikel 80 mesh dan konsentrasi beras merah 20%, menghasilkan recovery Cd tertinggi (83,24%). Ukuran partikel 40 mesh dan konsentrasi beras merah 15% menghasilkan penyerapan terbaik pada fraksi terlarut (34,06 ± 3,69 µg). Sedangkan ukuran partikel 80 mesh dan konsentrasi beras merah 20% menghasilkan penyerapan terbaik pada fraksi tidak terlarut (68,71 ± 2,25 µg). Kata kunci : logam berat, kadmium (Cd), beras merah, adsorpsi

5 SUMMARY Food contaminated with heavy metals is very deletirous for human health. Recently, incidence of heavy metal poisoning from food has increased. Cadmium is one of the most hazardous heavy metal, because it can accumulate in human body within a long period of time. Red rice (Oryza sativa L.) was chosen for this study because it has high dietary fiber content (0.8 grams in 100 grams of portion), so it has a potential to bind metal. Lignocellulose (cellulose, hemicelluloses and lignin) is a component of insoluble fiber and pectin is a component of the soluble fiber. OH and COOH groups present in lignocellulosic and pectin are involved in the process of cadmium adsorption. The purpose of this study was to determine the ability of soluble and insoluble fractions of red rice as a cadmium adsorbent. Sample used in this study was red rice with particle sizes of 40 mesh, 80 mesh and 100 mesh; at concentration of 10%, 15% and 20%. As much as 100 µg cadmium was added to the red rice which was centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes to separate soluble and insoluble fractions. Metal binding ability of each fraction was measured using Flame Atomic Absorption Spectrophotometry (FAAS). The results showed that red rice of 80 mesh particle size and concentration of 20% gives the highest recovery of cadmium (83.24%). Red rice of 40 mesh particle sizes and concentration of 15% gives the highest adsorption of cadmium in the soluble fraction (34.06 ± 3.69 µg) and red rice of 80 mesh particle sizes and concentration of 20% gives the highest adsorption of cadmium in the insoluble fraction (68.71 ± 2.25 µg). Keyword: heavy metal, cadmium, red rice, adsorption ii

6 KATA PENGANTAR Puji syukur dan terima kasih Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunia-nya, Penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan skripsi yang berjudul Studi Kemampuan Fraksi Terlarut dan Fraksi Tidak Terlarut Beras Merah (Oryza Sativa L.) Sebagai Adsorben Logam Kadmium dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan skripsi ini digunakan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian (S1) di Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata. Penulisan laporan skripsi ini tidak akan berhasil dan lancar apabila Penulis tidak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik moril maupun materiil. Oleh karena itu, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus, all is well by Your Grace. 2. Ita Sulistyawati, S.TP, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian. 3. Prof. Dr. Ir. Budi Widianarko, M.Sc selaku pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing dan memberi semangat dan masukan kepada Penulis. 4. Inneke Hantoro, S.TP, M.Sc selaku pembimbing II yang telah begitu sabar membimbing, memberi semangat dan masukan, dan meluangkan banyak waktu untuk Penulis. 5. Papa, Mama, dan Engkong Penulis tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materiil pada Penulis dalam tugas akhir ini. Satu kewajibanku telah kuselesaikan Ma, Pa. 6. Nathasia Santy Njoo, adikku, yang sudah meminjamkan kamar dan printer untuk Penulis dan sering menemani Penulis dalam penyusunan laporan. 7. Rafael William Adiwijaya, yang selalu menemani Penulis di saat duka maupun suka, serta memberi semangat dan motivasi dalam pelaksanaan skripsi hingga penyusunan laporan skripsi. iii

7 8. Silviana Chippy 方, sebagai teman seperjuangan Penulis selama pelaksanaan skripsi dan selama melancong ke negeri orang. Tiada yang mustahil bagi-nya. 9. Heavy Metallers (Tejo, Henny Oktalina, Lea, Djoti, Henny Ratih, Dea dan Hansen) akhirnya kita bisa menyelesaikan penelitian ini dengan baik. 10. Mas Soleh, Mas Pri dan Mbak Endah selaku laboran untuk semua bantuan di laboratorium. 11. Keluarga Persekutuan Doa Gabriel Junior yang selalu menguatkan Penulis lewat doa, dukungan dan semangat. 12. Valentine.com (Hanna, Ira, Fefe, Vaut, Karin, Juju) yang selalu memberi semangat dan mendukung Penulis selama pelaksanaan skripsi dari awal hingga akhir. Keep in touch, forever. 13. Tommy Sumanto yang sudah meminjamkan internet selama detik detik terakhir dalam pengerjaan skripsi ini, sehingga laporan skripsi dapat terselesaikan dengan baik. 14. Teman - teman program studi Teknologi Pangan tercinta yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 15. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu yang telah membantu dan mendukung Penulis. Penulis berharap agar laporan yang jauh dari sempurna ini dapat diterima dan bermanfaat bagi siapa saja guna menambah wawasan serta tambahan ilmu pengetahuan khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian. Akhir kata, Penulis menyadari segala sesuatu tak ada yang sempurna. Demikian halnya dengan laporan akhir ini, masih banyak kekurangan sehingga dibutuhkan kritik dan saran untuk pengembangan lebih lanjut. Semarang, Januari 2012 Penulis iv

8 DAFTAR ISI RINGKASAN... i SUMMARY ii KATA PENGANTAR.... iii DAFTAR ISI..... v DAFTAR TABEL.... vii DAFTAR GAMBAR..... viii 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Tinjauan Pustaka Logam Berat Kadmium (Cd) Komponen Penyusun Beras Merah (Oryza sativa L.) Mekanisme Adsorpsi Logam Berat Tujuan Penelitian MATERI DAN METODA Materi Alat Bahan Metoda Penelitian Pendahuluan Pengukuran Kadar Kadmium (Cd) Beras Merah Penentuan Kecepatan dan Waktu Sentrifugasi Penelitian Utama Persiapan Sampel Analisa Logam Pembuatan Larutan dan Kurva Standar Penentuan Konsentrasi Kadmium Analisa Data HASIL PENELITIAN Penelitian Pendahuluan Pengukuran Kadar Kadmium (Cd) Beras Merah Penentuan Kecepatan dan Waktu Sentrifugasi v

9 3.2. Penelitian Utama Persentase Recovery Kadmium (Cd) Oleh Beras Merah Pengaruh Perbedaan Ukuran Partikel Pada Penyerapan Kadmium (Cd) Pengaruh Perbedaan Konsentrasi Pada Penyerapan Kadmium (Cd) Perbandingan Jumlah Penyerapan Kadmium (Cd) Antar Perlakuan PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

10 DAFTAR TABEL Tabel 1. Kandungan Gizi Beras Merah Dalam 100 gram Bahan... 5 Tabel 2. Parameter Analisis Flame Atomic Absorption Spectrofotometer (FAAS) Tabel 3. Jumlah Logam Cd (µg) yang Terserap oleh Fraksi Terlarut, Fraksi Tidak Terlarut serta Total Fraksi vii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Komponen Lignoselulosa... 7 Gambar 2. Beras Merah (Oryza sativa L.) yang digunakan pada Penelitian... 9 Gambar 3. Diagram Alir Penelitian Utama Gambar 4. Desain Penelitian Utama Gambar 5. Jumlah Rendemen Fraksi Tidak Terlarut Dengan Variasi Kecepatan dan Waktu Sentrifugasi Gambar 6. Recovery Cd oleh Beras Merah Konsentrasi 10% Gambar 7. Recovery Cd oleh Beras Merah Konsentrasi 15% Gambar 8. Recovery Cd oleh Beras Merah Konsentrasi 20% Gambar 9. Recovery Cd oleh Kontrol (Selulosa) Gambar 10. Penyerapan Kadmium (Cd) Pada Konsentrasi 10% Gambar 11. Penyerapan Kadmium (Cd) Pada Konsentrasi 15% Gambar 12. Penyerapan Kadmium (Cd) Pada Konsentrasi 20% Gambar 13. Penyerapan Kadmium (Cd) Dengan Ukuran Partikel 40 mesh Gambar 14. Penyerapan Kadmium (Cd) Dengan Ukuran Partikel 80 mesh Gambar 15. Penyerapan Kadmium (Cd) Dengan Ukuran Partikel 100 mesh Gambar 16. Pola Penyerapan Cd oleh Fraksi Terlarut Gambar 17. Pola Penyerapan Cd oleh Fraksi Tidak Terlarut Gambar 18. Pola Penyerapan Cd oleh Fraksi Total Fraksi Gambar 19. Mekanisme Interaksi Adsorben dengan Cd viii

12