PENGARUH KONSENTRASI ASAM TERHADAPHIDROLISIS PA TI PISANG

Enny Kriswiyanti Artati dan Andik P.A.JurusanTeknikKitniaFakultasTeknikUNS

Abstract :Hydrolysisof starch is one of the methods to make glucose. Starch can beobtainedfrom banana. The hydrolysiscan be catalyzedby an acid or an enzyme.Theobjective of the research was to seek tne effect ot tne aCId concentration on tnehydroiysisof bananastarchat 100 "C of temperatureand atmosphericpressure.Theexperiment was carried out in a stirred reactor equipped with condensor. The hydrolysiswere pseudo first order with respect to starch concentration. Increasing acidconcentration caused the rate constant of hydrolysis increases. The rate constant ofstarch hydrolysis is related to the acid concentration by: k' = O.O83067e..o,0327[H+]This equation is valid for temperature 100 "C and HCI concentration 0,05N - 0,3 N

Keywords: Hydrolysis, banana starch, acid

PENDAHULUANSalah satu cara pembuatan

glukosa adalah dengan proses hidrolisispatio Proses ini memiliki keuntunganantara lain dari bahan baku yang relatifmurah. Penelitian pembuatan glukosadengan hidro/isis pati tetah banyakdilakukan. Pene/itian dilakukanmenggunakan bahan baku yangberbeda - beda misalnya pati singkong,pati jagung. Sedangkan reaksinya adayang menggunakan katalisator enzimataupun menggunakan katalisatorasam.

Hidrolisis pan pisang dibuatdengan pertimbanganpencarian jenispisang yang berbuah banyak tetapimurah karena tidak enak dimakan, salahsatunya dalah pisang tanduk. Pisang inimudah ditanam dan berbuah banyak,tetapi tidak enak untuk dimakan,biasanya untuk makanan burung. Olehkarena itu hidrolisis pati pisang denganmenggunakan pisang tanduk sebagaibahan baku perlu dipertimbangkansebagai altematif untuk pembuatanglukosa.

Pengetahuan tentang kinetikareaksi digunakan untuk menentukankonstanta kecepatan reaks;, yangdigunakan dalam perancangan suatureaktor.

Penelitian ini dimaksudkanuntuk mempelajari kinetika reaksihidrolisis pati pisang pada tekananatmosferis dengan katalisator asamklorida. Dari penelitian ini akan

Ekui/ibrium, Vo/5, No 1, 2006: 8 - 12

diperoleh hubungan antara tetapankecepatan reaksi dengan konsentrasiasam.

TINJAUANPUSTAKATanaman pisang (Musa

paradisiaca,Linn) merupakan tanamanasH daerah Asia tenggara, banyakterdapat dan tumbuh di daerah tropisdan subtropis termasuk Indonesia.Sejak mulai ditanam sampai berbuahdan dipetik,tanamanpisangperluwaktukira-kira satu tahun. Rata-rata setiappohon dapat menghasilkan 5 sampai 10kg buah. Buah pisang yang masih hijaukulitnya tetapi sudah cukup tua,dagingnya mengandung 21-25 % zattepung. Bila mengalami pemeramanatau masaksendiridi pohon,zat tepungitu sebagian besar menjadi beberapajenis gula.

Pati adalah salah satu jenispolisakaridayang amat luas tersebar dialam. Bahan disimpan sebagaicadangan makanan bagi tumbuh-tumbuhandi dalam biji, buah, umbi danbatang. Tumbuh-tumbuhan yangmempunyai kadar pati yang tinggiantara lain padi, sagu, ketela pohon,ketela rambat dan jagung. Secarahistologis, pati disimpan dalam bentukplastidayang dinamakanamiloplastdidalam sel. Dilihat dari rumus kimianya,pati adalah karbohidratyang berbentukpolisakarida berupa polimer anhidromonosakarida dengan rumus umum(CSH1oOs)n Komponen utama

"

8

penyuSUfl pat; aQaJah amilosa danamilopektin. Amilosa tersusun atassatuan glukosa yang salingberkaiianmelalui ikaian1-4 giukosida,Sedangamilopektin merupakan polisakaridayang tersusun atas 1-4a glikosidadanmempunyai ranati cabang 1-00.glukosida[4].

Hidrolisisadalah suatu prosesantara reaktan dengan air agar suatusenyawa pecah atau terurai

Pada reaksi hidrolisis patidengan air, air akan menyerang patipada ikatan 1-4a glukosidamenghasilkan dextrin, sirup atauglukosa tergantung pada derajatpemecahan rantai polisakarida dalampatLTetapi reaksi antara air dan pati iniberlangsung sangat lambat sehinggadiperlukan bantuan katalisator untukmemperbesar keaktifanair. Katalisatorini bisa berupa asam maupun enzimKatalisatorasam yang biasa digunakanadalah asam klorid;a,asam nitrat danasam sulfat. Dalam industri umumnya

. digunakan asam klorida sebagaikatalisator. Pemilihan ini didasarkanbahwa garam yang terbentuk setelahpenetralan hasil merupakangaramyangtidakberbahaya yaitugaramdapur.

Faktor-faktoryang berpengaruhpada hidrolisispati antara lain: Suhureaksi, waktu reaksi, pencampuranpereaksi, konsentrasi katalisator danKadar suspensi patL

Suhu. Dari kinetika reaksi,semakin tinggisuhu reaksi makincepatpula jalannya reaksL Tetapi kalauproses berlangsung pada suhu yangtinggi, konversiakan menurun. Hal inidisebabkan adanya glukosayang pecahmenjadiarang.

Waktu. Semakin lama waktuhidrolisis . konversi yang dicapaisemakin besar dan pada batas waktutertentu akan diperoleh konversi yangrelatif baik dan apabila waktu tersebutdiperpanjang, pertambahan konvers;kecilsekali.

Pencampuran pereaksi.Karena pati tidak larut dalam air makapengadukan perlu diadakan agarpersentuhan butir-butir air dan patidapat berlangsungdengan baik.

Konsentrasi katalisator.Penambahan katalisator bertujuan

memperbesar kecepatan reaksL Jadisemakinbanyak jumlahkatalisatoryangoipakai makln cepat reaKSI,'HlcroIiSls.Daiaiiiwaktuterterttupstl yangBerubahmenjadiglukosajuga meningkat. Tetapidalam penggunaan asam sebagaikatalisator sedapat-dapatnya terbataspada nilai terkecil, agar garam yangtertinggal dalam hasH setelahpenetralan tidakterlalubanyak sehinggatidakmengganggurasa manishasilnya.

Kadar suspensi patioPerbandingan antara air dan pati yangtepat akan membuat reaksi Hidrolisisberjalan lebih cepat. Penggunaan airyang berlebihan harus diperhitungkanterhadap penghematan biaya yangdikeluarkan untuk mengusir air padapemekatan hasil. Sebaliknya bila patiberlebihan,tumbukanantara patidan airakan berkur.ang dan akanmemperlambat jalannya reaksi. [2]

LANDASANTEORIReaksi hidrolisis pati dapat

dituliskan sebagai berikut :(CeH1O0s)n+ n H2O~ n(CeH120e)

A + n8 ~nCJika dianggap reaksi di atas

adalah reaksi elementer, makapersamaankecepatan reaksinyaadalah

dCA-rA=- - =kCACSdt (1)

8i1a konsentrasi 8 sangat besar makabisa dianggap tetap , sehingga diperolehpersamaan kecepatan reaksi order satusemu terhadap A:

-rA = k' CAdengan k'= k Cs

Bila persamaan 2diselesaikan dan dengan memasukkankondisi batas t = 0 ; CA=CAOakandiperoleh persamaan :

(2)

CA = ~k't-In CAO (3)

Jika persamaan di atas diubahsebagai fungsi konversi akan diperolehpersamaan berikut :-In(1-X )= k't (4)

reaksiEvaluasi konstanta kecepatandalam persamaan diatas

Pengaruh Konsentrasi Asaro Asetat terhadap Hidrolisa Pati Pisang(Enny Kriswiyanti A. dan Andik PAl

9

diiakukan dengan regresi linier satuvariabel.

Selanjutnya hubungankonstanta kecepatan reaksi dengankonsentrasi asam didekati denganberdasarkan data yang ada

METODOLOGIPENELITIANBahan yang digunakan adalah

pisang gabu (tanduk), HCI, Aquadesdan Glukosaanhidrat

Alat-alat yang digunakan dansusunannyadapat dilihat pada gambar1.

b,,,~

Gambar 1. Rangkaian AlatPenelitian

Keterangana. Labu leher3b. Pendinginc. Termometerd. Motorpengaduke. Pengadukmerkurif. Pemanasmantel

Cara Penelitian

Pisang dikupas, dicuci dandipotong- potong. Setelah dipotong-potong buah pisang dihancurkandengan menggunakan blender, (agarmemudahkan penghancuran dapatditambahkan air). Larutan pisangdisaring untuk memisahkanampas danlarutan pati. Penyaringan dilakukanberulang-ulang sampai hasilsaringannyajemih. Larutan diendapkansekitar 12 jam, dan bagian yang jemihdibuang. Pati yang terbentukdikeringkan dengan oven suhu 60°Ckemudian ditimbang tiap 5 jam sampaiberatnyakonstan.

Ekuifibrium, Vat 5, No 1, 2006: 8 - 12

Memasukkan 1arutan HCL 0.05N 250 ml kedalam labu leher tiga. Labudipanasi sampai suhu 100 OC dandiusahakan suhu tetap konstan selamapercobaan berlangsung. Kemudian 10gram pati pisangdimasukkan ke dalamlabu leher tiga. Pengaduk merkuridihidupkan dan diatur pada kecepatan50 rpm. Sampel diambil tiap 10 menithingga mendapat 10 sampel.Pengambilan sampel harus cepat dansegera didinginkan dengan air es untukmenghentikan reaksi. Langkah diatasdiulangi untuk konsentrasi HCI 0.12 Ndan 0.30 N.

Metode analisa yang digunakandalam penentuan kadar glukosa sampeladalah dengan metode spektrofotometridengan menggunakan alat UV-Spektrofotometer

HASILDANPEMBAHASANPenelitian ini dilaksanakan

untuk mempelajari pengaruhkonsentrasi asam terhadap nilaikonstanta kecepatan reaksi hidrolisispati pisang. Reaksi dijalankanpadasuhu 100°C dan kecepatan pengaduk50 rpm, sedangkan konsentrasi HCI0,05 s.d. 0,3N. Konversipati padawaktutertentu dapat dihitung berdasarkankadar glukosa yang diperoleh,sehinggadapat dibuat grafik hubungan antara -In(1-X)dan waktu seperti pada gambar2.

0.3, ~

O.24j I ~,I .OO5N I '. '0.12NI

o.l&i

I1

1

; I I O.3N -Lini" I.. I I

I

OJ21 ~

t~~10 :. . i,:

0102030405060708090100110

w-"""

Gambar 2. Hubungan antara -In(i-X)dengan waktu pada berbagai suhu

Berdasarkan gambar 2,menunjukkan bahwa semakin besarkonsentrasi HCI yang digunakan, padasaat akhir harga-Ln (1-X) juga semakinbesar

10

D~ngao menggunakanpersamaan (4) dan dilakukan regresilinier akan didapatkannarga Konstantakecepatan reaksi (k') pada berbagaikonsentrasi HCI seperti pada tabel 1.

Harga Energi aktivasi dapatditentukan dengan menggunakanpersamaan hubungan antara k' dan Tsebagai berikut :

k' = ko. e-EiRTDan penelitian sebelumnya

diperoleh persamaan untuk T = 100°Cadalah :

k' =0.08291 .e..Ef30.6

Tabel 1. Data harga k' dan EnergiAktivasi (E) pada berbagai konsentrasiHC!.

Tabel 1. menunjukkan bahwasemakin besar konsentrasi HCI, yang

. digunakan sebagai katalisator, makakonstanta kecepatan reaksi semakinbesa~ karena dengan penambahankonsentrasi HCI, Energi Aktivasi (E)akan semakinturun.

Persamaanyangmenghubungkan konstanta kecepatanreaksi (k') dengan konsentrasi [H+}berdasarkandata pada Tabel 1 adalahsebagaiberikut :

k' = O.083067e..o,O327[H+J

Persamaan ini berlaku untukkonsentrasiHCIantara0.05 N - 0.30 N

KESIMPULAN1. Konstanta kecepatan reaksi

dipengaruhi oleh konsentrasi HCI,semakin besar konsentrasi HCI,semakin besar puta konstantakecepatanreaksi.

2. Hubungan antara Konstantakecepatanreaksi dengankonsentrasiHCIdinyatakandalampersamaan:k' = 0.083067e-O,O327[H+J

Berlaku pada suhu 100°C dankecepatan pengaduk 50 rpm,sedangkan konsentrasi HCI0,05 s.d.O,3N.

SARANDiharapkan penelitian ini diteruskanhmgga memperoleh kondlsl optImumuntuk reaksihidrotisispati pisang.

DAFTARDAN ARTILAMBANGA =PatiB =AirC =GlukosaCA = Konsentrasipati, gr/LCAo = Konsentrasi pati mula-mula,

gr/L= Konsentrasi air, gr/L= Energi aktivasi, Joule! mol= konstanta kecepatan reaksi,

1/menit= Kecepatan reaksi, grlLlmenit= Suhu, K= waktu, menit= konversi pati

CsEk'

-rATtX

DAFTARPUSTAKA[1] Anonim, 1999, Garut Sebagai

Sumber Alternatff Karbohidrat,Departemen Kehutanan danPerkebunan, Jakarta

[2] Agra, I. B. , Wamijati, S danPudjianto,B., 1973,HidrolisisPati dari Keteta Rambat padaSuhu lebih dan 100 C, ForumTeknik,115-129

[3} Kerr, RW., 1950, Chemistry andIndustry of Starch, secondedition, Academic Press Inc.,Publishing,NewYork.

[4] Kirk,R. E. dan Othmer, D. F., 1969,Encyclopedia of ChemicalTechnology, The interscienceEncyclopediaInc.,New York.

[5] Matz, SA, 1970,SerealTechnology,The Avi Publishing Co., Inc.,West Port,Connecticut.

[6}Rismunandar,1981, Bertanampisang, Sinar Baru,Bandung.

[7] Satuhu, S., 1993, Pisang:Pengo/ahan dan prospek pasar,Penebar Swadaya, Jakarta.

[8] Sudarmaji, S. , Haryono, B. danSuhardi, 1976,Prosedur Analisis

Pengaruh Konsentrasi Asam Asetat terhadap Hidrolisa Pati Pisang(Enny Knswiyanti A. dan Andik PAl

11

No. [HCI} K' (menir') Energi Aktivasi(E)

1. 0.05N 1.129 x 10'" 131.472. 0.12 N 1.453 x 10-3 123.753. 0.30N 1.633 x 10'" 120.18

untuk bahan Makanan danPertanian,liberty, Yogyakarta

Ekui/ibrium, Vo/5, No 1, 2006: 8 - 12

[9TTjokroadikoesoemo, S.P., dkk, 1993,HFS dan /ndustri Ubi Kayu/ainnya, PT., Gramedia Pustaka,Utara, jakarta.

12