EI(SERGI
folme X Nomor 2, Desember2010
PemungutanPektin dari Kulit dan AmapasApel SecaraEkstraksi Purwo Subagyodan Zubaidi Achmad JurusanTeknik Kimia" FakultasTeknologiIndustri Nasional"Veteran"Yogyakarta UniversitasPembangunan Yogyakarta,55283. Jln. Swk lOtt Lingkarutara,Condongcatur, Telp.ffax.:0274486889.e_mail:
[email protected]
Abstrak Apel dikonsumsisebagaibuah segarmaupunproduk olahan. Sebagaiproduk olahan(buah kaleng,jus, sari buah),apelmenyisakanlimbah berupakulit dan amp.rs,yang kebanyakandigunakansubsitusipupuk dan pakan ternak atau dibuang. Kandungan pektin dalam buangan tersebut belum termanfaatkan.Penelitian ini memanfaatkan limbahtersebutuntuk dipungutkandunganpektinnya.Apel dikupas,sedangdagingbuahdiperas, dipisahkan sari buahnyadan diambil ampasnya.Kulit dan ampasdikeringkan,kemudiandiekstraksidalamlabu lehertiga dengansolvenair padasuasanaasam(dipakai,HCI). Ekstraksidilakukandenganvariasisuhu(60, 70, 80,90dan 1000C),pH(2;2,5;3:3,5 dan4), waktu(30,60, 90,120dan 150)menit.Ekstrakdisaringdalam keadaanpanas,kemudianditambahkanAceton hingga terbentukendapan.Endapandicuci denganAlkohol hingganehal dan dikeringkandalam o^vensampaiberatnyakanstan,sebagaipektin kering. Kondisi operasi uC,denganpH larutanuntuk ampas(3,5), untuk larutankulit pH 3, dan optimaldicapaipadasuhueketraksi90 waktuoperasi90 menit. Pektin kering yang terpungut(rerata)padakondisi operasitersebutadalah13,940yo (berat)untukampasdan 12,897% (berat)untukkulit apel.Perludilakukanuji kelayakanhasiljika pektintersebut dan industrifarmasi. sebagaisubsitusibahanpangan,bahanpengobatan akandimanfaatkan (limbah),ekstraksi, kulit apel, pektin. Kata kunci:ampasapel,buangan I. Pendahuluan Tanaman apelmerupakansalahsatujenis tanaman buahyang banyak dan mudah hrmbuh di daerah tropis,termasukIndonesia,diantaranyadi daerah Batu(Malang),Pasuruan,Lumajangdan beberapa tinggi yangtidak banyakberkabut. dataran Ada beberapajenis buah apel yang banyak beberapalainnyadigunakan dikonsumsi, sedangkan sebagaiproduk olahan, antara lain sebagaibuah kaleng,"manisanapel ", sirup,jus dan sari buah. Buangandari prosesolahanyang berupakulit dan ampas, selama ini hanya digunakan sebagai subsitusipakan ternak dan pemupukantanaman. Dari beberapaanalisayang dilakukanoleh peneliti terdahulu, dinyatakan bahwa buangan tersebut masihbanyakmengandungpektin. Pektin banyak jcli dan bahan digunakansebagaibahanpembuatan p€ncampurpembuatanagar-agarrasa buah. Maka jika pektindalambuangantersebutdapatdipungut lentu akan ada peningkatannilai ekonomis dari sekedarlimbah.Operasipemungutanyang banyak adalahdenganEkstraksi. digunakan l.l Apel Tanamanapeltumbuhdi daerahdenganketinggian 700 - 1200meter diataspermukaanlaut, suasana keringataubasah,asaltidak banyakturunkabut. Buah apel mempunyaibanyak manfaat,antara lainsebagai:penurunkolesteroldalamdarah,
penuruntekanandarah,penstabilgula darah,agenanti kanker, dan buah andalan bagi yang sedang menjalankandiet menurunkanberatbadan.Jenisbuah apel yang banyakdi budidayakandi Indonesiaadalah: Rome Beauty, Manalagi, Anna, Princess Noble, Wanglir/Lali Jiwo, Apel Malang dan yang sedang dikembangkan antara lain lllinter Banana, Sweet Caroline, dan Jonathan Kandungangizi dalam apel beragam.Dalam 100 gram buah terkandungantara lain: Energi 58,00 kal; Karbohidrat 14,90 gam; Kalsium6,00mgram;Fosfor10,00mg; Besi 1,30mg, Serat 0,70 mg; Vitamin A 24,00 rpe dan lainnya (Bambang, 1997; Wirakusumah, 1995; Margantan, 2001). Bagianbuah yang banyakmengandungpektin adalah ampas (daging buah yang sudah diambil sarinya)berkisar 15-20% berat dan pada kulit buah berkisar4-7Yoberat (Kirk n Othmer, 1958; Suhardi, 1997;Winarno,1984;). 1.2. Pektin Pektin (Pechtos,Yunonl umunuryaterdapatdi dalam dinding sel primer tanaman,disela-selasellulosedan hemisellulose,dan berfungsi sebagaiperekat antara dinding sel yang berdekatan(middle lamella). Pektin atau dikenal sebagai Asam Poligalakturonat, mengandung3-16% gugusmektosil,dapatlarut dalam asam. air, membentukjelly dangula dalamsuasana SenyawapenyusunPektin,yaitu: a. Asam Pektat,adalahpektin yang tidak mengandung gugus Metil Ester, biasanl,aterdapatpada sayuran dan buah yang busuk atau yang terlalu matang.
47
I/olumeX Nomor 2, Desember2010
Keberadaan dalamtanarnansebagaiKalsiumatau MagnesiumPektat b.Asam Pektina (Pektin), adalah Asam Poligalakturonat, yaitu asamyang mengandung gugus Metil Ester, dapat terikat dengan air membentukjelly dangula dalamsuasana asam c. Protopektin,adalahkomponenyang tidak larut dalam air, dapat dihidrolisa dan terdespersi menjadi Pektin dan Pektinat.Hal tersebutyang jaringan buah atau sayur menjadi menyebabkan empuk(lunak)saatdimasakdenganair panas. Beberapajenis buah-buahanyang mengandung pektin antaralain jeruk, apel, mangga,jambu biji, lobi-lobi, nanas, manneladedan arbei. Terdapat juga dalam akar gentian,kulit buah, getah dalam kayu,misalpinuspenaster(Winarno,1984). Pektintidak larut dalampelarutorganik,kecuali Formamide, Dimethyl Sulfoxide, Dimethyl Formide dan Gliseriol panas. Sebagaimana Polisakarida lainnya,pektintidak mempunyaititik lebur dan akan terdekomposisiserta menghilang selama pemanasan.Sudut putar optik positifnya tinggi,yaitu t 230/200C(Othmer,1958). Pektin bermanfaatbagi industri farntasi dan pengobatan. Pada industri farmasi sebagai penggantiplasmadarah,pengental,zatpengelmusi dan pensuspensi. Seclangkan dibidangpengobatan antara lain untuk perbaikan otot pencernaan, menurunkankolesteroldan trigleserida(penyebab penyakit jantung), menghentikan pendarahan internal (diminum) maupuneksternal(dikompres), juga menyerab kelebihan air dalam usus serta mengikat dan menghilangkanracun dalam usus (pada penyakit diare). Biasanyadicampur Kaolin atau antibiotik. Pada industri lnakanan dirnanfaatkansebagai pembentuk gel, stabilizer dalamice cream dan sari buah tertentu,pengental danpelapispuding,sertalainnya. 1.3. PemungutanPektin. Pemungutanpektin dilakukan melalui beberapa cara,yaitu(Suhardi,1997): a. Sedimentasi(Pengendapan), dimaksudkan untuk memisahkanpektin dari larutannya.llal ini dilakukanbila pektinhasildi inginkankering.Yang lazim dilakukan adalah dengan menambahkan Alkohol, AsetondanIon Polivalen b. Pemumian,dimaksudkanuntuk mengisolasi pektin dari komponen ikutan yang tidak di inginkan.Padapengendapan koloid, endapanyang diperoleh tercampur dengan sisa Alumuniunr Hidroksida[AI(OH)3]yang tidak dapatlarut dalam Alkohol. Dalam pencucian, AI(OH)3 diubah menjadi AlCl3 dengan menambahkan t{Cl. SelanjutnyaAlCl3 dan sisa lICl dicuci dengan Alkohol netral. Pencucian dilakukan dua kali, pertamadenganAlkohol SSYoyangberisiHCl l0% dan kemudian dengan Alkohol 95%. Pencucian dengan Alkohol Asam dilakukan dua kali
48
EKSERGI
sedangkan denganAlkohol netraldilakukantiga kali. c. Ekstraksi,dimaksudkanuntuk memungutpektin denganmenambahkan pelarut berupaair (dingin atau panas) atau larutan asam yang dipanaskan,seperti: Asam Sitrat, Asam Tartrat, Asam Laktat, Asam Klorida atauAsam Sulfat. 1.4. Ektraksi. Ekstraksi secara umum adalah operasi perpindahan massasuatu komponendari suatu padatanke dalam cairan pelarut, dikenal sebagaiekstraksi padat-cair. Jika suhupelaruttinggi biasanyawaktu ekstraksiyang diperlukan lebih singkat daripada jika digunakan pelarutbersuhurendah(Brown, 196l). Tiga (3) faktor penentu dalam ekstraksi pektin adalah:suhu,pH dan waktu reaksi.KisaranpH yang direkomendasikanadalah 1,8-3 tetapi yang sering digunakan adalah pH 2,0-2,8 (Bhatia dkk., l9S9; Kertesz,l95l; Othmer,1958;Suhardi,1997).Batasan bagi kombinasi kondisi operasi untuk pencapaian optimasi hasil perlu memperhatikanbeberapa hal berikut(Bhatiadkk., 1959): a. Penggunaan pH rendah tidak boleh dikornbinasikan dengansuhuyangtinggi, karenadapat menyebabkan terhidrolisanya pektin yang sudah terdispersi ke solven. b. Suhu ekstraksi tinggi tidak boleh dikombinasikandengan waktu ekstraksi yang lama. Karena pada suhu tinggi dan dalam waktu ekstraksi yang lama pektin akan terdegradasiketika pektin terlepasdarijaringandindingsel. 1.5 Pemurniandan Uji Pektin. Ekstrak pektin hasil dibilas dengan Alkohol dan kemudian Air, yang ditujukan untuk menghilangkan sisa-sisa asam yang digunakan dalam ektraksi. Kemudiandilakukanpengeringandalam oven dengan suhu 37-40 0C selama+ 5 jam, atau denganspray drying suhu t 60 0C. Peklin kering selanjutnya ditentukan"jelly grade" nya berdasar jumlah gula yang dibutuhkanpektinuntuk membentukgel. Standadisasilain yang perlu dilakukan adalah Setting Time, yaitu waktu yang diperlukan bagi pembentukan gel sejak penambahanbahan-bahan pembentuk gel. Jika gel terbentuk sebelum penambahanselesai maka hasilnya tidak merata (curdle), dikenal sebagaiRapid Setting atau Quick Setting.Jika waktu yang dibutuhkanuntuk membentuk gel lama maka hasilnya dikatagorikansebagaiS/ow Setting yang ditandai denganbentuk gel yang.lemah atau mudah terdispersi (Afrz, 2010; Bhatia, 1959; Suhardi,1997;Winarno,1984). Standar pektin hasil berdasarfungsinyadi bidang pengobatanataufarmasiadalahadanyagugusMetoksi danAsam Galakturonat,sertaharus diperhatikansusut keringnya. Pada kondisi kering pektin boleh mengandungGugus Metoksi (-OCH3) tidak kurang dari 6,7Yo;Asam Galakturonat(C6HroO?) tidak kurang dari 74,0Yo,sedangkankandungan gula dan asam
folyneX Nomor 2, Desember2010
organiktidak boleh lebih dari l0% (DepKes RI, 1995;FAO, 1978). 1.6BatasanMasalah. Batasan masalahyangdiambil adalah: a. Ampas dan kulit apel yang digunakan bukan dari sisa produksi olahan apel tetapi disediakansendiri dari buah apel jenis Princess Noble.umrx4-5 bulan. b. Ekstaksi dilakukanlabu leher tiga, batch, berpengaduk dengankecepatanpengadukan+ 300 rpmdengansolvenaquades. c. Bahan(berat):Solven(volume):l:12 d. Solvenyang digunakanuntuk memperoleh pektinkeringadalahHCI 6. TujuanPenelitian Penelitianditujukan untuk memungutkandungan pektin dalam ampasdan kulit buah apel dengan caraektraksi.Variabeloperasiyang diamatiadalah suhu,pH danwaktuekstraksi.
EKSERGI
ditambahkan larutan HCI sebanyak pH yang divariasikan.Larutan total yang digunakan 240 ml. Pengadukserta pemanasdijalankan.Waktu ekstraksi dihitungsaatsuhuoperasiyangditentukantercapaidan dihentikan setelah waktu yang ditetapkan tercapai. Ekstrak disaring dalam keadaanpanas, dimasukkan beker-glassdan kemudianditambatrkanAceton hingga terbentuk endapan. Endapan disaring menggunakan kertas saring pada torong Buchener,dicuci dengan Alkohol hingga netral, dan kemudian dikeringkan dalamoven,sampaididapatberatyang konstan.Hasil, berupa pektin kering kemudian ditentukan prosentasenya secaragravimetri. Variasi suhu (0C) yang dilakukan adalah: 60, 70,80,90dan 100.VariasipH:2, (2,5),3, (3,5),dan 4, sedangkanvariasiwaktu ekstraksi(menit): 30, 60, 90, 120,dan150.
II. Metodologi. 2.1Bahanbaku. Ampasdan kulit buah apel disediakandari buah apel jenis Princess Noble, umur 4-5 bulan, berukurankecil, warnahijau cerahrasaagak asam dengan aroma yang kuat. Apel diperoleh dari pekebundi daerahTawangmangu,Jawa Tengah. Karrdungan (berat). air buah86,350/o Buah dikuliti sedangkandaging buah di blender.Kandunganair padakulit (kering) 13,l5yo danpadaampas(kering) 19,32o/o. 2.2, BahanPembantu Bahanyangdigunakanadalah:AsamKlorida (HCl) pembuatsuasana sebagai asampadalarutan,Aseton 50-600/o sebagaipembentukendapan,Alkohol 90% sebagailanrtanpencuciendapan,Aquadessebagai pelarutdanNaOH 0,05N sebagaipengaturpH. 2.3. Alat PenunjangPercobaan. Alat penunjangyang digunakanadalah: blender, pisau s/arnlesssteel, saringanplastik, labu takar, erlenmeyer,gelas ukur, gelas arloji, pH meter, kertas saring, pipet kaca, torong Buchener, Eksikator, timbangan listrik, cawan porselen, pemanaslistrik (oven), sarungtangan.Rangkaian Alat Percobaan dapatdilihat padagambarl.
Gambar 1. RangkaianAlat Ekstraksi KeteranganGambar: (l) PendinginBalik, (2) LabuleherTiga,(3) Pemanas Listrik, (4) Termometer,(5) PengadukMerkuri, (6) Motor Pengaduk III. Ilasil dan Pembahasan. 3.1 PengaruhSuhuTerhadapPektin Tcrpungut. Berat ampasatau kulit apel 20 gram, volume larutan 240 ml, pH larutan(2,5) danwaktuekstraksi90 menit. Datapercobaandigambarkan dalamGambar2. 't6 14
s12
.i' ,o 6
q
'l: x
o
I
2.4 Cara Penelitian. Apel dibersihkan dari kotoran yang terikut, kemudiandikupas tipis. Kulit dan daging buah diblendertanpa penambahanair, dikeringkandan kemudiandilakukananalisakadarair. Dagingbuah sebelumdikeringkandiperasdankemudiandisaring agarsari buah keluar. Bahanberupalumatankulit danampasapelsiapuntuk di treatment. Bahan seberat20 gram, dimasukkankedalam labulehertiga yang sudahdi isi aquadeskemudian
d +
--rt--
z
0 40
+-kulil
60
80 Suhu, C
100
Gambar 2.PengaruhSuhu Ekstraksi Terhadap PektinTerpungut
49
I/olumeX Nomor 2, Desember2010
Dari Gambar2 terlihat bahwapeningkatansuhu ekstraksi berpengaruhterhadappeningkatanpektin yang terpungut.Hal tersebutdiduga karenapada suhu yang semakin tinggi semakin cepat pula pergerakanmolekul kedua komponen, sehingga perpindahanmassapektin karena peluruhandari padatanke pelarutjugasemakinbanyak. Suhuekstraksi90'C diambilsebagaivariabel tetappadapengamatan variabelpH. 3.2 PengaruhpH terhadapPektinTerpungut. Berat ampas atau kulit apel 20 gram, volume larutan 240 ml, suhu ekstraksi90 0C dan waktu ekstraksi90 menit. Datapercobaandigambarkan dalamGambar3.
l6 l4 \o
o' 12
.f 'o |28
tr;;I
€ 6 d 4
J
l+.-kulit I
L
pH Gambar 3.
Pen.garuhpH Terpungut.
terhadap Pektin
Dari Gambar3 terlihat bahwapeningkatanpH larutan menyebabkan peningkatan prosentase pektin yang terpungut Tetapi terjadi perbedaan perolehan pada ampas dan kulit apel dan hal tersebut diduga karena pengaruh kadar air awal padabahan.Pektinterlarutdalamair makasemakin banyak air terikat semakinbesar pula kandungan pektin yang dapat ditahandalam bahan.pH (3,5) pada perlakuan ampas dan pH 3 pada perlakuan kulit apel diambil sebagai variabel tetap pada pengamatan variabelwaktuekstraksi. 3.3 PengaruhWaktu EkstraksiTerhadapPektin Terpungut Berat ampas atau kulit apel 20 gram, volume larutan 240 ml, suhuekstraksi90 0Cdan pH larutan ampasapel(3,50)sedangpH larutankulit apel3. DatapercobaandigambarkandalamGambar4.
EKSERGI
16 14
s^rz 3',0 g 8 €
tr'*1
6
{ r
2 0
l<-hrll
o
40
*,,11".nn
120
I
160
Gambar 4. Pengaruh Waktu Ekstraksi Terhadap Pektin Terpungut Dari Gambar4 terlihat bahwasemakinlama waktu ekstaksi semakinbanyakpektin pula yang terpungut, tetapi setelah90 menit terlihat terjadinyapenurunan, baik bagi ampas maupun kulit apel menunjukkan kecenderunganpeningkatanyang serupa.Hal tersebut didugakarenasemakinlama waktu ekstraksisemakin banyak kesempatan solven menyerang struktur protopektin menjadi peklin. Tetapi jika terlalu lama maka pektin yang terbentuk juga akan diserang, sehinggaterjadidegradasipektinyangterjadi. Dari data percobaandiatas terlihat bahwa hasil pemungutan pektin pada ampas apel lebih besar daripada kulit apel. Hal tersebut sesuai dengan karakteristikkeberadaanpektin sendiri, karenapektin banyak terikat pada sela atau antara sellulose dan hemisellulose.Kandungankedua komponensellulose tersebutlebihbanyakterdapatpada ampasapel. IV. Penutup. Pemungutanpektin dalam ampasdan kulit apel dapat dilakukandengancara ekstralsi menggunakan pelarut aquadesdan pemurrnian dilakukan dalam suasana asammenggunakan larutanHCl. Kondisi operasioptimal yang diperolehyaitu: suhu ekstraksi90 'C, pH larutanuntuk ampas(3,5), untuk larutan kulit pH 3, dalam waktu operasi 90 menit. Pektin yang terpungut (rerata) pada kondisi operasi tersebutadalah 13,940% untuk ampasdan 12,897Yo rmtukkulit apel. Pektin hasil masih perlu diuji kelayakannya,baik jika akandigunakansebagaikomponensubsitusibahan pangan, industri farmasi atau pengobatan.Perlu uji kelayakan settagaiyang telah ditentukan olch FAO ataupunDepartemen KesehatanRepublikIndonesia. V. Daftar Pustaka. Alif Chern. Eng., 2010, PerencanaanPabrik Kimia, Ekstraksi Pectin, http://www.google.corn, di unduh 9 Maret201l. Bambang, S., 1997, Budidaya Apel, Kanisius, Yogyakarta,2l. Bhatia, B.S., Krisnamurty dan Girdhan, L., 1959, Preparation of Pectitt fi.om Raw Papaltq Sy
50
'tfuneX,
Nomor2, Desember 20J0
Aluminum Chloride Precipitation Method, JoumalFoodandTechnology,London, vol. 3, 554. Brown, G.G., 1961, Unit Operatron,John Wiley andSons,Inc.,New York, 280. Departemen KesehatanRepublik Indonesia,1983, RisalahSimposiumPenelitian TumbuhanObat I I I, Fak.Farmasi,UGM, 79-80. FAO, 1978,Specificationforldentity and Purity of Thickening Agent, Anti caking Agent, Antioxidants an Emulsifiers, dalam Food and Nutrition Paper, Food and Agriculture Organization of UnitedNations,Rome,3840. htto://www.dokterumum. neVarticle/senyawa-yqngmengandung-pekin,htrnl., diunduh 9 Maret 20fi.
EKSERGI
Kertesz, 2.I., 1951, The Pectin Substance,Inter SciencePub. Inc., New York, 44-71, 243-247, 295-323,5tt-5t2. Kirk, R.E., and Othmer, D.F., 1953,Encyclopediaof Chemical Technolog,t,Inter science pub. Inc., New York, vol. 14,636-649. Margantan, A., 2001, Banyak lvlakanan Berkhasiat Obat,CY.Aneka,Solo. Suhardi, 1997, Analisa Pektin Produk Buah-buahan dan Sayur-sayuran, F akultasTeknologi pertanian, UGM.,vol.II, l5-20. Winarno, F.G., 1984, Kimia Pangan dan Gizi, pT. PenerbitGramediqJakarta,Indonesia,35-37, Wirakusumah,E.S., 1995, Buah dan Sryur untuk Terapi, PenebarSwadaya,Jakarta.
5l
7ffi 2010 VolumeX, Nomor2, Desember
-fools in Dealing with ClirnateChange Standards,Practical Kristirtingrttm. Ellia T and Biatna Dulbert PenrbuatanEdible Filnt dan Tepung Jagung Danang Jaya, Endang SulistYawati. Minyak Laka OksidatorKaliurn Bichromat padaPer-rgambilan PengaruhPenarnbahan Harsa Pawignya. Peluangdan TantanganKotnersialisasi B iodisel-Review Malu'eni. pengaruhpenarnbahan Aditif ProsesDaur Ulang Minyak PelurnasBekasterhadapSilat-sifat Fisis Siswanti. pengaruhKadar GararnDapur TerhadapSuhu Makar.ranyaltg Dimasak denganA,liu'c,nvave WasirNuri. PreparasiMembran Selulosa Asetat untuk PenyaringanNira Tebu Sri WahyuMtu'tti dqn Sri Sudarmi. Fenonrenadan KecepatanMinimum (U,,) Fluidisasi Iilidayati. PemungutanPektin dari Kulit danAtnpasApel SecaraEkstraksi Purwo Subag,'odan Zttbaidi Achmad. produksi BiodieselclariMinyak JelantahMenggunakanKatalisAsam padat(Naflon/SiO:) Mahreni dan Ttftik lt(uji Setyoningrwn.
