ADSORPSI β-karoten DARI BAHAN YANG MENGANDUNG KAROTENOIDA DENGAN MENGGUNAKAN ADSORBEN SINTETIS KALSIUM POLISTIRENA SULFONAT SKRIPSI KARLINA 070802032 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
ADSORPSI β-karoten DARI BAHAN YANG MENGANDUNG KAROTENOIDA DENGAN MENGGUNAKAN ADSORBEN SINTETIS KALSIUM POLISTIRENA SULFONAT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains KARLINA 070802032 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PERSETUJUAN Judul : ADSORPSI β-karoten DARI BAHAN YANG MENGANDUNG KAROTENOIDA DENGAN MENGGUNAKAN ADSORBEN SINTETIS KALSIUM POLISTIRENA SULFONAT Kategori : SKRIPSI Nama : KARLINA Nomor Induk Mahasiswa : 070802032 Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA Departemen Fakultas : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUA ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Disetujui di Medan, Desember 2011 Pembimbing II, Pembimbing I, Dr. Nimpan Bangun, MSc Prof. Dr.Seri Bima Sembiring, MSc NIP.195012221980031002 NIP. 194907181976031001 Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr.Rumondang Bulan, MS
NIP.19540830198503200 PERNYATAAN ADSORPSI β-karoten DARI BAHAN YANG MENGANDUNG KAROTENOIDA DENGAN MENGGUNAKAN ADSORBEN SINTETIS KALSIUM POLISTIRENA SULFONAT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali bebrapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2011 Karlina 070802032
PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul Adsorpsi β-karoten dari Bahan yang Mengandung Karotenoida dengan Menggunakan Adsorben Sintetis Kalsium Polistirena Sulfonat. Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak bantuan, motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya dan setinggitingginya kepada Bapak Prof.Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc selaku pembimbing I sekaligus sebagai ketua Bidang Kimia Anorganik FMIPA USU dan Dr. Nimpan Bangun, M.Sc selaku pembimbing II sekaligus kepala Laboratorium Kimia Anorganik yang telah meluangkan waktunya selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini hingga selesai. Terima kasih kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA-USU Medan dan seluruh Staff dan Dosen FMIPA-USU Medan yang telah membimbing penulis selama perkuliahan. Tidak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada teman-teman asisten Laboratorium Kimia Anorganik : Alexon, Catherine, Julianto, Elisa, Guliit, Sahat, Hamdan, Adelina, Lina, Paulus, Rizal, Christiana, Fantoso dan Lois yang telah membantu selama penulis melakukan penelitian hingga selesainya penelitian ini.dan juga teman-teman kuliah stambuk 2007 dan sahabat-sahabat semasa kuliah Maria, Edy, Edyanto, Ricca, Yuki, Indah, Ricki dan sahabat-sahabat terbaik saya Sun Marlin, Ellyssa dan Hadi serta banyak nama yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuan, perhatian serta dukungan doanya. Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada kakak dan adik saya, Surya Dharma Putra dan Darmawan Putra yang selalu memberikan dukungan kepada saya. Akhirnya, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta saya, Ng. Fei Tjiong dan Lina yang tanpa henti memberikan semangat, doa dan dukungan baik secara moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini dengan baik. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatsan penulis. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan.
ABSTRAK Adsorpsi β-karoten dari bahan yang mengandung karotenoida telah dilakukan dengan menggunakan adsorben sintetis kalsium polistirena sulfonat dengan variasi volume etanol dan jumlah adsorben. Proses adsorpsi dilakukan dengan mencampurkan bahan yang mengandung karotenoida, etanol dan adsorben yang selanjutnya disentrifugasi. Pada fase adsorben, diekstraksi dengan n-heksana, dibubling dengan gas N 2, ditimbang, diuji kadar β-karoten dan dianalisis bilangan penyabunan. Kadar β-karoten yang diperoleh untuk variasi volume etanol 5, 10 dan 15 ml berturut-turut adalah 68.000 ppm, 86.700 ppm dan 103.300 ppm sedangkan untuk variasi jumlah adsorben 0,5; 1,0 dan 2,0 gram adalah 63.900 ppm, 103.300 ppm dan 116.000 ppm. Hasil ini menunjukkan bahwa β-karoten telah dipekatkan sekitar 193 kali konsentrasi asli di CPO.
ADSORPTION OF β-carotene OF MATERIAL CONTAINING CAROTENOIDS WITH SYNTHETIC ADSORBENT CALCIUM POLYSTYRENE SULFONATE ABSTRACT Adsorption of β-carotene of material containing carotenoids has been carried out using a synthetic adsorbent of calcium polystyrene sulfonate with a variation of the volume ethanol and the amount of adsorbent. Adsorption process carried out by mixing the material containing carotenoids, ethanol and adsorbent are then centrifuged. In phase adsorbent, extracted with n-hexane, concentrated by N 2 gas, weighed, examined levels of β-carotene and saponification numbers were analyzed. β- carotene levels were obtained for variations in the volume of ethanol 5, 10 and 15 ml respectively was 68.000 ppm, 86.700 ppm and 103.300 ppm while for variations in the amount of adsorbent 0.5; 1,0 and 2,0 grams is 63.900 ppm, 103.300 ppm and 116.000 ppm. These results suggest that β-carotene was concentrated about 193 times the original concentration in CPO.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran ii iii iv v vi vii ix x xi Bab 1. Pendahuluan 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 4 1.3. Pembatasan Permasalahan 4 1.4. Tujuan Penelitian 4 1.5. Manfaat Penelitian 4 1.6. Lokasi Penelitian 5 1.7. Metodologi Penelitian 5 Bab 2. Tinjauan Pustaka 6 2.1. Karotenoida 6 2.1.1. Metode-Metode Memperoleh Karotenoida 8 2.2. Polistirena 10 2.2.1. Reaksi Sulfonasi 11 2.2.2. Polistirena Sulfonat 13 2.3. Adsorpsi 13 2.3.1. Sifat-Sifat Umum Proses Adsorpsi 14 2.4. Kalsium 14 2.5. Alkena 15 Bab 3. Metode Penelitian 17 3.1. Alat-alat 17 3.2. Bahan-bahan 18 3.3. Prosedur Percobaan 18 3.3.1. Pembuatan Polistirena Sulfonat (PS-SO 3 H) 18 3.3.2. Pembuatan Kalsium Polistirena Sulfonat 19 ( (PS-SO 3 ) 2 Ca) 3.3.3. Penjerapan β-karoten oleh Kalsium Polistirena Sulfonat 20 3.4. Bagan Penelitian 22 3.4.1. Pembuatan Polistirena Sulfonat dan Kalsium 22 Polistirena Sulfonat 3.4.2. Penjerapan β-karoten oleh Kalsium Polistirena Sulfonat 23 3.4.3. Penentuan Bilangan Penyabunan 24
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 25 4.1. Pembuatan Polistirena Sulfonat (PS-SO 3 H) 25 4.2. Pembuatan Kalsium Polistirena Sulfonat ( (PS-SO 3 ) 2 Ca) 29 4.3. Penjerapan β-karoten dari Bahan yang Mengandung 31 Karotenoida Bab 5. Kesimpulan dan Saran 35 5.1 Kesimpulan 35 5.2 Saran 35 Daftar Pustaka 36 Lampiran 39
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Beberapa jenis dan Komposisi Karoten di Dalam 7 Minyak Kelapa Sawit Tabel 2.2. Metode- Metode Memperoleh Karotenoida 9 Tabel 4.1. Kandungan β-karoten dan Kandungan Ester Hasil 32 Penjerapan dengan Variasi Volume Etanol Tabel 4.2. Kandungan β-karoten dan Kandungan Ester Hasil 33 Penjerapan dengan Variasi Jumlah Adsorben
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Isomer dari Karotenoida 1 Gambar 1.2. Donasi Muatan Elektron dari Orbital π Terisi dari 3 Etilen ke Logam Gambar 1.3. Struktur Kalsium Polistirena Sulfonat 4 Gambar 2.1. Reaksi Pembuatan Polistirena 10 Gambar 2.2. Reaksi Pembuatan Asam Benzensulfonat 11 Gambar 2.3. Reaksi Sulfonasi Polistirena dengan Asetil Sulfat 12 Gambar 2.4. Struktur Metallocyclopropana 16 Gambar 4.1. Reaksi Sulfonasi Polistirena dengan Asetil Sulfat 26 Gambar 4.2. Spektrum FT-IR Polistirena Sulfonat (PS-SO 3 H) 27 Gambar 4.3. Spektrum FT-IR Polistirena 28 Gambar 4.4. Reaksi Pembuatan Kalsium Polistirena Sulfonat 29 ( (PS-SO 3 ) 2 Ca ) Gambar 4.5. Spektrum FT-IR Kalsium Polistirena Sulfonat 30 ( (PS-SO 3 ) 2 Ca ) Gambar 4.6. Interaksi antara Kalsium Polistirena Sulfonat dengan 33 Ikatan Rangkap Karotenoida Gambar 4.7. Grafik Pengaruh Jumlah Adsorben terhadap 34 Peningkatan % Adsorpsi
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Spektrum FT-IR Senyawa Pembanding Polistirena 40 Lampiran 2. Spektrum FT-IR Polistirena Sulfonat (PS-SO 3 H) 40 Lampiran 3. Spektrum FT-IR Kalsium Polistirena Sulfonat ( (PS-SO 3 ) 2 Ca ) 41