EKSTRAKSI LIKOPEN DARI BUAH TOMAT (Lycopersicum Esculentum) MENGGUNAKAN PELARUT TUNGGAL DENGAN METODE KRISTALISASI ANTISOLVENT SKRIPSI Oleh SOLA FIDE GAVRA TARIGAN 110405073 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015
EKSTRAKSI LIKOPEN DARI BUAH TOMAT (Lycopersicum Esculentum) MENGGUNAKAN PELARUT TUNGGAL DENGAN METODE KRISTALISASI ANTISOLVENT SKRIPSI Oleh SOLA FIDE GAVRA TARIGAN 110405073 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat (Lycopersicum Esculentum) Menggunakan Pelarut Tunggal dengan Metode Kristalisasi Antisolvent, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini ditujukan untuk memanfaatkan buah tomat yang telah lewat matang yang sering dianggap sebagai limbah pada kehidupan sehari-hari karena terdapat kandungan likopen yang sangat tinggi, dimana likopen berfungsi sebagai antioksidan. Berbagai penelitian tentang ekstraksi buah tomat telah dilakukan untuk mengekstraksi likopen, namun masih rendahnya yield yang diperoleh dan masih terdapatnya zat toksik akibat pelarut yang tersisa menjadi pokok permasalahan yang amat penting. Oleh karena itu, penulis berpikir untuk melakukan suatu penelitian ekstraksi tomat dengan penambahan antisolvent untuk mencapai yield perolehan likopen yang lebih besar dan untuk mengurangi kemungkinan masih terdapatnya pelarut yang terdapat pada likopen yang diperoleh. Dengan menggunakan bahan baku tomat yang telah lewat matang sebagai bahan baku, diharapkan limbah tomat yang telah lewat matang dapat dikurangi di lingkungan masyarakat. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc selaku dosen pembimbing. 2. Ir. Renita Manurung, M.Sc. selalu koordinator skripsi. 3. Dr. Eng. Irvan, M.Si. sebagai ketua departemen teknik kimia. 4. Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekretaris departemen teknik kimia. 5. Dr. Eng. Rondang Tambun, ST, MT selaku dosen penguji I.
6. Ir. Seri Maulina, MSChE, Ph.D selaku dosen penguji II. 7. Orang tua penulis yaitu Ayahanda S.M Tarigan, STh, Ibunda Adelina Ginting, dan Kakak Gabriele Rimna Evanglina Tarigan, SE yang tidak pernah lupa memberikan dukungan berupa moril dan materil kepada penulis. 8. Sahabat-sahabat tercinta M. Fauzy Ramadhan Tarigan, Arya Dharma, Ronnel Martin Nikson, Yusrina Ika Putri dan Rizki Lanniari Hs yang selalu memberikan semangat kepada penulis. 9. Deviana Christianty Stefania Sinaga, yang telah membantu penulis bekerja sama dalam menyelesaikan penelitian 10. Teman-teman angkatan 2011 yang telah menemani penulis dalam menempuh jalan menuju skripsi terutama Meilani, Rizka, Gusti, dan Nia. 11. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini, yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, 2015 Penulis Sola Fide Gavra Tarigan
DEDIKASI Penulis mendedikasi skripsi ini kepada kedua orang tua penulis. S.M Tarigan, STh, dan Adelina Ginting, yang telah merawat dan membimbing penulis sampai sekarang.
RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama: Sola Fide Gavra Tarigan NIM: 110405073 Tempat/Tgl. Lahir: Medan, 31 Agustus 1993 Nama orang tua: S.M Tarigan Alamat orang tua: Perum. Permata Puri I Blok G No.5 Batu Aji, Batam Asal Sekolah SD Yos Sudarso Batam, tahun 1999-2005 SMP Yos Sudarso Batam, tahun 2005-2008 SMAN 1 Batam, tahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi/ Kerja: 1. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2014-2015 Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai: 1. Juara III English Debate Competition Harapan Utama Batam
ABSTRAK Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perbandingan umpan dan pelarut (f/s), jenis antisolvent dan jenis pelarut terhadap ekstraksi likopen dari buah tomat (Lycopersicum esculentum) menggunakan pelarut tunggal dengan metode kristalisasi antisolvent. Pelarut yang digunakan adalah heksana dan etil asetat serta digunakan metanol dan etanol sebagai antisolvent. Variabelvariabel yang diamati antara lain perbandingan umpan dan pelarut (f/s) dengan menggunakan pelarut heksana dan etil asetat pada proses ekstraksi juga menggunakan metanol dan etanol sebagai antisolvent pada proses kristalisasi. Dilakukan penghalusan buah tomat kemudian diekstraksi. Kemudian ekstrak yang diperoleh ditambahkan antisolvent. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar perbandingan umpan dan pelarut maka kadar likopen yang diperoleh akan semakin besar. Pada perbandingan umpan dan pelarut 1:4,5 dengan pelarut heksana diperoleh kadar total likopen paling tinggi yaitu 2,7 mg/150 ml dan 2,2 mg/150 ml. Sedangkan pada perbandingan umpan dan pelarut 1:4,5 dengan pelarut etil asetat diperoleh kadar total likopen paling tinggi yaitu 3,2 mg/150 ml dan 2,8 mg/150 ml. Dengan penggunaan metanol sebagai antisolvent kadar likopen yang diperoleh lebih besar. Dengan penggunaan pelarut etil asetat kadar likopen yang diperoleh lebih besar. Kata kunci : antisolvent, ekstraksi cair-cair, likopen, tomat
ABSTRACT This research was aimed to study the effect of feed and solvent ratio (f/s), antisolvent variety and solvent variety to the extraction of lycopene from tomato (Lycopersicum esculentum) by using single solvent and antisolvent crystalization method. The solvent that used was hexane and ethyl acetate and also methanol and ethanol as the antisolvent. Observed variables was feed and solvent ratio (f/s) by using hexane and ethyl acetate as the solvent in extraction process and also using methanol and ethanol as the antisolvent in crystalization process. Tomatoes was milled and then extracted. Antisolvent then added to the extract which was obtained. The results show that the more feed and solvent ratio (f/s) the more lycopene obtained. At the ratio of 1:4,5 with hexane as the solvent obtained the highest lycopene yield were 2,7 mg/150 ml and 2,2 mg/150 ml. Whereas at the ratio of 1:4,5 with ethyl acetate as the solvent obtained the highest lycopene yield were 3,2 mg/150 ml dan 2,8 mg/150 ml. By using methanol as an antisolvent, much lycopene would be obtained. By using ethyl acetate as a solvent, much lycopene would be obtained. Keywords : antisolvent, liquid-liquid extraction, lycopene, tomato
DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii PENGESAHAN iii PRAKATA iv DEDIKASI vi RIWAYAT HIDUP PENULIS vii ABSTRAK viii ABSTRACT ix DAFTAR ISI x DAFTAR GAMBAR xiii DAFTAR TABEL xiv DAFTAR LAMPIRAN xv BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 4 1.3 TUJUAN PENELITIAN 4 1.4 MANFAAT PENELITIAN 4 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6 2.1 TOMAT (Lycopersicum esculentum) 6 2.2 LIKOPEN 7 2.3 EKSTRAKSI 9 2.3.1 Ekstraksi Padat Cair (Leaching) 9 2.3.2 Ekstraksi Cair-Cair 11 2.4 PELARUT YANG DIGUNAKAN UNTUK MENGEKSTRAKSI LIKOPEN 12 2.4.1 Sifat Fisika dan Kimia N-Heksana 13 2.4.1.1 Sifat Fisika N-Heksana 13 2.4.1.2 Sifat Kimia N-Heksana 13 2.4.2 Sifat Fisika dan Kimia Etil Asetat 13
2.4.2.1 Sifat Fisika Etil Asetat 13 2.4.2.2 Sifat Kimia Etil Asetat 13 2.5 METODE KRISTALISASI 14 2.5.1 Kristalisasi Antisolvent 15 2.6 ALAT ANALISA LIKOPEN 15 2.6.1 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 16 2.7 ANALISA BIAYA 16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 18 3.2 BAHAN 18 3.3 PERALATAN PENELITIAN 18 3.4 PROSEDUR PERCOBAAN 19 3.4.1 Persiapan Bahan Baku 19 3.4.2 Ekstraksi 19 3.4.3 Kristalisasi dengan Antisolvent 19 3.5 FLOWCHART PERCOBAAN 20 3.5.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku 20 3.5.2 Flowchart Ekstraksi 21 3.5.3 Flowchart Kristalisasi dengan Antisolvent 22 IV HASIL DAN PEMBAHASAN 23 4.1 KARAKTERISASI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA RED) HASIL EKSTRAKSI LIKOPEN DARI BUAH TOMAT DENGAN PENAMBAHAN ANTISOLVENT 23 4.2 PENGARUH PERBANDINGAN UMPAN DAN PELARUT (F/S) HEKSANA DAN JENIS ANTISOLVENT TERHADAP EKSTRAKSI LIKOPEN 24 4.3 PENGARUH PERBANDINGAN UMPAN DAN PELARUT (F/S) ETIL ASETAT DAN JENIS ANTISOLVENT TERHADAP EKSTRAKSI LIKOPEN 29 V KESIMPULAN DAN SARAN 32 5.1 KESIMPULAN 32 5.2 SARAN 32
DAFTAR PUSTAKA 33 LAMPIRAN 42
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Rumus Strukur Likopen 7 Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku 20 Gambar 3.2 Flowchart Ekstraksi 21 Gambar 3.3 Flowchart Kristalisasi dengan Antisolvent 22 Gambar 4.1 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Hasil Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat dengan Penambahan Antisolvent 23 Gambar 4.2 Pengaruh Perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) Heksana dan Jenis Antisolvent terhadap Ekstraksi Likopen 24 Gambar 4.3 Hasil Analisa HPLC Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat Menggunakan Pelarut (A) Heksana dan (B) Etil Asetat 27 Gambar 4.4 Morfologi Kristal dengan Penambahan Antisolvent (a) Metanol dan (b) Etanol 28 Gambar 4.5 Pengaruh Perbandingan Umpan dan Pelarut (F/S) Etil Asetat dan Jenis Antisolvent terhadap Ekstraksi Likopen 29 Gambar C.1 Rangkaian Alat Ekstraksi 50 Gambar C.2 Ekstrak yang Diperoleh Sebelum Penambahan Antisolvent 50 Gambar C.3 Proses Pencucian dan Pemisahan Ekstrak Menggunakan Aquadest 51 Gambar C.4 Hasil Ekstrak yang Diperoleh Setelah Penambahan Antisolvent 51 Gambar C.5 Proses Pengkristalan yang Terjadi Setelah Penambahan Antisolvent 52 Gambar C.6 (a) dan (b) Penyaringan Kristal yang Diperoleh 52 Gambar C.7 Kristal Likopen yang Diperoleh 52
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Daftar Penelitian Sebelumnya tentang Ekstraksi Likopen dari Buah Tomat 3 Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Tomat dalam 100 gram Buah Tomat 7 Tabel 2.2 Keterangan Jumlah Bahan Baku untuk Mengekstraksi Likopen dari Buah Tomat Menggunakan Pelarut Heksana/Etil Asetat 17 Tabel 2.3 Keterangan Jumlah Bahan Baku untuk Proses Kristalisasi Likopen dari Ekstrak Buah Tomat Menggunakan Antisolvent Metanol/Etanol 17 Tabel A.1 Data Hasil Ekstraksi Menggunakan Pelarut Heksana 42 Tabel A.2 Data Hasil Ekstraksi Menggunakan Pelarut Etil Asetat 42
DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN A DATA PERCOBAAN LA.1 DATA HASIL EKSTRAKSI MENGGUNAKAN PELARUT HEKSANA 42 LA.2 DATA HASIL EKSTRAKSI MENGGUNAKAN PELARUT ETIL ASETAT 42 LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN 43 LB.1 PEMBUATAN LARUTAN UMPAN DALAM CAMPURAN UMPAN DAN PELARUT HEKSANA 43 LB.2 PEMBUATAN LARUTAN UMPAN DALAM CAMPURAN UMPAN DAN PELARUT ETIL ASETAT 43 LB.3 PERHITUNGAN RENDEMEN LIKOPEN YANG TEREKSTRAK (mg/110 g) DENGAN EKSTAKSI MENGGUNAKAN PELARUT HEKSANA 44 LB.4 PERHITUNGAN RENDEMEN LIKOPEN YANG TEREKSTRAK (mg/110 g) DENGAN EKSTAKSI MENGGUNAKAN PELARUT ETIL ASETAT 47 LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN 50 LC.1 RANGKAIAN ALAT EKSTRAKSI 50 LC.2 EKSTRAK YANG DIPEROLEH SEBELUM PENAMBAHAN ANTISOLVENT ` 50 LC.3 PROSES PENCUCIAN DAN PEMISAHAN EKSTRAK MENGGUNAKAN AQUADEST 51 LC.4 HASIL EKSTRAK YANG DIPEROLEH SETELAH PENAMBAHAN ANTISOLVENT 51 LC.5 PROSES PENGKRISTALAN YANG TERJADI SETELAH PENAMBAHAN ANTISOLVENT 52 LC.6 PENYARINGAN KRISTAL YANG DIPEROLEH 52 LC.7 KRISTAL LIKOPEN YANG DIPEROLEH 52