ISBN: 978-979-95093-8-3

Seminar Nasional Sains V

10 November 2012

Sains Sebagai Landasan Inovasi dalam Bidang Energi, Lingkungan dan Pertanian

Berkelanjutan

Prosiding

Dewan Editor

Dr. Kiagus Dahlan Dr. Sri Mulijani

Dr. Endar Hasafah Nugrahani Dr. Suryani

Dr. Anang Kurnia , Dr. Tania June Dr. Miftahudin Dr. Charlena

Dr. Paian Sianturi Sony Hartono Wijaya, M Korn

Dr. Tony Ibnu Surnaryada Waras Nurchoiis, M Si.

Dr. Indahwati Drs. Ali Kusnanto, M Si.

Fakultas Matematika dan IImu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor 2012

1I

Copyright© 2012 Fakultas Matematika dan I1mu Pengetahuan Alam, Institut Pcrtanian Bogor Prosiding Seminar Nasional Sains V " Sains Sebagai Landasan Inovasi dalam Bidang Energi, Lingkungan dan Pertanian Berkelanjutan" di Bogor pada tanggal 10 November 2012 Pencrbit; FMIPA-IPB, Jalan Meranti Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680 Telp/Fax: 0251-8625481/8625708 http://fmipajpb.ac-id Terbit 10 November 2012 xi + 866 halaman

ISBN: 978-979-95093-8-3.

111

KATA PENGANTAR

Seminar Nasional Sains adalah kegiatan rutin yang diselenggarakan oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor sejak Tahun 2008. Tahun ini adalah penyelenggaraan yang ke-5, dengan tema "Sains Sebagai Landasan Inovasi dalam Bidang Energi, Lingkungan dan Pertanian Berkelanjutan".

Kegiatan ini bertujuan mengumpulkan peneliti -peneliti dari berbagai institusi pendidikan dan penelitian baik perguruan tinggi maupun lembaga-Iembaga penelitian dari seluruh Indonesia untuk memaparkan hasil-hasil penelitian terkait penerapan sains (statistik, biosains, klimatologi, kimia, matematika, ilmu koputer, fisika, dan biokimia) pada peningkatan produktivitas pertanian dalam arti luas. Seminar Nasional Sains V ini akan diikuti oleh lebih dari 200 orang peserta dengan sekitar 80 peserta sebagai pemakalah pada sesi

. presentasi paralel yang berasal dari berbagai perguruan tinggi dan lembaga penelitian di Indonesia. .

Diharapkan dari kegiatan ini dapat memberikan informasi perkembangan sains, memicu inovasi-inovasi teknologi yang berlandaskan sains, meningkatkan interaksi dan komunikasi antar peneliti, pemerhati, dan pengguna sains dan teknologiserta menjalin kerjasama riset dan penerapan sains dan teknologi antar peneliti, pemerhati, dan pengguna sains dan teknologi khususnya yang terkait dengan peningkatan produktivitas pertanian.

Pantia mengucapkan selamat mengik:uti seminar, semoga memberikan manfaat sebesar-besarnya.

Bogor, Oktober 2012

PANITIA

jv

DAFTARISI BUKUl

Andzar Syafa'atur Rahman, Hari Wijayanto, Noer Azam Achsani, La Ode Abdul Rahman

2 I Dewa Gede Richard Alan Amory, Muhammad Nur Aidi, Etih Sudamika

3 Nurul Qomariasih, I Made Sumertajaya, Sutoro

4 Astri Fitriani, Yenni Angraini, Asep Saefuddin

5 Bimandra Adiputra Djaafara, Anik Djuraidah, Aji Hamim Wi

6 Dwi Haryo Ismunarti

7 . Mia Amelia, I Muhammad Nur Aidi,

Dian Kusumaningrum

8 NUlil Anwar, Anang Kumia, Yenni Al1graini

9 Gusti N.A Wibawa, Aunuddin, AA. Mattjik, I M

10

11

Penerapan Fuzzy C-Regression dalam Pendugaan Model Nilai Tanah (Studi Kasus : Lima Kecamatan Di Kota Bekasi)

Penerapan Fungsi Diskriminan dalam Deteksi Dini Penentuan Status Mastitis Subklinis pada Sapi Perah (Studi Kasus : Kawasan Usaha Ternak Cibungbulang,

Tahun 2010-2011 Analisis Ragam Daya Gabung dan Resiprokal Bobot Biji lagung dalam Persilangan Dialel Lengkap

Analisis Spasial Data Panel pada Pola Konsumsi per Kapita Propinsi lawa Barat dengan Pendekatan Matriks Queen

dan Akses lalan Deteksi Gerombol dengan Metode K-Rataan Kernel Gauss

Sudut Minimum Antar Sub Ruang Vektor untuk Memelajari i Asal Sedimen Di Perairan Rebon Kabupaten Batang lawa

Ten Penerapan Regresi Lvgislik Spasial untuk Data Penyakit Demam Berdarah Dengue (Dbd) Di Kota Bogor

Pemodelan Tingkat Pengangguran Di Lima Negara Anggota Asean Dengan Regresi Data P"nel dan Generalized Estimating Equation

Pengaruh Ulangan Terhadap Dugaan Parameter Model Ammi dengan Komputasi Menggunakan Ptndekatan Bayes

Regresi Poisson Geografis untuk Menganalisis Data Gizi Buruk . Kasus: Pulau lawa tahun 200 PemodeJan Produksi Cabe Di Kabupaten Majalengka

Re . Polinom

3-12

13-23

24-34

35-48

49-62

63-72

73-81

82-93

94-106

107-121

122-134

v

Angraini

12 Anita Pratiwi, Anang Pendugaan Total Populasi pada Peubah dengan Sebaran 135-149 Kumia, La Ode Abdul Lognonnal (Studi Kasus: Data Susenas 2007 Pengeluaran Rahman Rumah TanggllKota Bogor)

13 Anni Fithriyatul Metode Regresi Least Trimmed Squares pada Data yang 150-161 Mas'udah, Anang Mengandung Pencilan Kumia, Dian KusuIl'taningrum

14 Mohammad Masikur Model Spasial Percobaan Pemupukan Padi Sawah 162-170 15 Nur Hikmah, Yenni Pemodelan tingkat produk domestik regional bruto 171-185

Angraini, Asep Saefuddin kabupaten/kota jawa barat dengan spasial data panel

ses Pengcmbangan Pcrangkat Pembelajaran tematika Bcrtaraf Intcmasional

2 M. W. Talakua,F. Y. Pcreduksian dimensi data luaran gem stasiun ambor: 204-212 Rumlawang" F. Kondo dcngan menggunakan metode principal component Lembang dan G. analysis (pea)

3 Pcnjadwalan Kercta Api Jalur Ganda: Model Job-Shop 213-223 dan Aplikasinya

4 Nmus Sa'adah, Toni Pcncrapan Pnnsip Maksimum Pontryagin pada Sistem 224-235 Bakhtiar, Farida Invcnton-Produksi Hanum

5 Muhammad I1yas, Daftar Lengkap Katakode GEH dengan Bobot Lee 236-245 Mieko Yamada, Edy Minimum Tli Baskoro alas Galois

6 Embay Rohaeti, Pcnggunaan Metode Homotopi Pade' Untuk 246-257 Jahamddin, Ali Menyelesaikan Masalah Lotka-Volterra Logistik Kusnanto

7 Dewi Scnja Analisis Kestabilan Model Infeksi Vims Hepatitis B 258-270 Rahmahwati, Ali dengan Pertumbuhan Hepatosit yang Bersifat Logistik Kusnan Jahamddin

8 Jacob 3tevy Selcky, Pcngamh Dividen Terhadap Pellentuan Nilai Opsi Saham 271-282 • Endar H. Nugrahani, I Tipe Up-and-Out Call di Bursa Efek Indonesia

Gusti Putu Pumaba 9 Numl Khotimah, Penerapanfuzzy goal programming dalam penentuan 283-292

. Fanda Hanum, Toni investasi bank Bakhriar

10 Maya Widyastiti. Implementasij7eet size and mix vehicle routing 293-302 Farida Hanum, Toni problem with time vliindolVs pada pendistribusian Bakhtiar koran

VI

II

12

13 I

2

3

4

5

6

7

8

9

Jose Bonatua Hasibuan, Endar H. Nugrahani, I Gusti Putu Purnaba

: Endar H. Nugrahani

Bib Paruhum Silalahi

Novizal, Eva Ridiwati, Kemas A. Zaini Thosin M. N fndro, H. Wiranala, and S.G.

Sapulra, P. Aulia, Z.

Deofarana, B. Seliadi,

Faozan Ahmad, Zllliyatin, Husin Alalas

Elvan Yuniarti, Siti Ahmiatri Qolby Sabrina Tony Sumaryada, Heriyanto Syafutra, Robi Sobirin, Ajeng W' Roslia Ajeng Widya Roslia,Tony

Leni Marlina, Ida I Sriyanti, Feri Iskandar • dan . "al

Ida Sriyanti

I Moditikasi Model Exponentially Weighted lv/oving : Average Untuk Menduga Volatilitas Saham Di Bursa Efek

Indonesia

Penyelesaian masalah nilai batas pada model opsi put am erika dengan volatilitas stokastik

Batas Atas !terasi metode titik Interior dengan Central Path dalam menyelesaikan masalah optimasi linear

Penentuan Rute Optimum Dalam Supply Chain Networkdengan Algoritma Ant Colonyuntuk Kota Dan Kabupaten Bogor

Simulasi sel surya model dioda dengan hambatan sen dan hambatan shunt berdasarkan varias! intensitas

I radiasi, temperatur, dan susunan modul

Dinamika soliton pada rantai protein alpha heliks berdasarkan ansatz ii model davydov

Kajian sifat optik glukosa darah

Simulasi awal peraneangan sel surya doublejunction gaas/ge

Pengaruh surface texturing gennanium (ge) dan silikon (si) pada disain sel surya mp,nggunakan program peid

Pengaruh wakru hot-pressing terhadap kekuatan tekan lnaterial nanokomposit

Pengembangan elektronik kamus untuk mata kuliah tisika dasar

I 304-314 I

315-322

323-332

i

359-364

365-374

375-384

385-392

393-403

404-413

I 414-424

425-435

vii

DAFTARISI BUKU2

2

3

4

3

4

5

Mimawati Zulaikha, Budianto

Fella Fauziah

Penulis Wirdhatul Muslihatin, Rus eni Daesus Rugayah dan Sugiatno

Tri Dewi AndaJasari, Y C Ginting, Sri Rama Diana, Nova Rina

• Firza anti Mukh Syaifudin, Siti Nurhayati, Teja Kisnanto Jan Gideon Sirait Enee Danno Jaya Supena, Ikra Nugraha, Dorl

Kajian Atmosfer Bawah Wilayah Tropis Dan Subtropis

Pendekatan mikrometeorologi untuk pendugaan neraea karbon hutan: sistem korelasi

Pengaruh Panjang Hari Penyinaran Terhadap Pertumbuhan Dan Pembun aan Rosela (Hibiscus Sabdarifja Linn.) Upaya Peningkatan Keberhasilan Penyetekan Sirih Merah Melalui Penggunaan Zat Pengatur Tumbuh dun Jumlah Buku ada Dua Jenis Media Tanam Pengaruh Pembelahan Subang Terhadap Produksi Bunga Dan Subang Gladiol (Gladiolus Hybridlls

. L.) Kultivar Holland Putih Dan Holland Pink

Studi transfer parasit rodensia plasmodium berghei iradiasi dari induk ke anak meneit swiss webster melalui penyusuan

PengganJaan Krom os om Jati (Tee/ona grandis L.) dengan Oryzalin dalam Kultur In Vitro dan Pendugaan

Ploidi

Sintesis Dan Peneirian Ester Dari Asam Oleat Dan Polioi Berbasis-Oll

439-451

452-464

465-474

475-484

485-492

504-512

513-521

522-530

531-540

VIII

4

5

2

"3

"~---~-----,-"-""---"--------------------.-~--~

Khotib Buhani, Narsito,

I :Nuryono, dan Eko Sri

Kunarti

Dyah Iswantini, Bara

Penerapan Desorpsi Sekuensial Pada Penentuan Interaksi Ion CdOi) Dengan Adsorben Hibnda Amino-Silika

I T ercetak Ion

Biosensor Antioksidan Menggunakan Superoksidan

553-561

Taufan S, Novik , Nurhidayat, Tnvadila I Rusnadi, Buchan, M. I Bachn Amran

Euis Julaeha, Desak Made Malini, Ajeng

' Dismutase Secara Elektrokimia: Penentuan Linieritas dan Stabilitas Kinetika Adsorpsi Ion CeJ- dengan Mikrokapsul Kalsium 572-580

I

Alginat

Bensi I-feniI-3-metil-4-benzoiI-5-pirazoIon (HPMBP) 1

Pengaruh Pembenan Senyawa Antifertilitas C30 Sterol 581-586 I yang Diisolasi dari Daun Clerodendran serralum terhadap

i Diantini ! viabilitas sel munne RAW 265.7

1

6

I

Evy Emawati, Solihudin, Iman R, Rosiyyan

Pembuatan Membran Selulosa Asetat Dan Kayu Albasia

7

8

Zainuddin Muchtar, Arifista S.W. Harefa Muhammad Bachn Amran

i Pembuatan Pulp Dan Tandan KosQng Kelapa Sawit Dengan Metode Organosolv Palladium Imprinted Polymers sebagai Matenal Fungsional untuk Pemungutan Palladium dari Biji Besi

9

10

Hasnah Natsir, Seniwati Dali, Mahdaliah, Nurlaeli Fattah, Muhammad Nadir Henry Setiyanto, Vienna Saraswaty, Rukman Hertadi, Indra Noviandn

Produksi Protease dan B. lichem!formis lISA3-1 a dan Aplikasinya dalam

1

Isolasi Kitin dan Limbah Udang Secara Enzimatis

IStudi Penentuan Reaktivitas Kimia Mekloreta~nin Menggunakan

I Metode VoItammetn Siklik

Buchan Buchan

I

587-592 I I

593-607

608-615

616-624

625-630

II Leny Heliawati, Tn Uji Toksisitas Ekstrak Buah Gewang (C01}pha lIlan 631-637

Mayanti, Agus Lamk.) terhadap Larva Urlang Artemia salina leach

Kardinan, Rukmiati K

Cokronegoro

12 Muhammad Ali ·1 Pengglinaan Biji KelD< (Modnga OUefera) Unt~ IZulfibr , Novi Menurunkan

i Srawaih I Kadar Mangan Dulam Air

13 I CharIen<J, Henny Fosfatisasi Kalsium Karbonat Cangkang Telur Ayam Dan Kajiannya Pada Proses Adsorrsi Logam TimbalIPunvaningsih, Rahmat

Hafid

638-644

645-660

14 I Hmjo' Purwantiningsih Sintesis Poliol Sebagai Bahan Dasar Pembentuk Sugit and Zainal Alim Poliuretan Berbasis Minyak Jarak Pagar Mas'ud

15 CharI en a, Zainal Alim, Bioremediasi Senyawa Hidrokarbon Pada Tanah 673-682 i Tercemar Limbh Minyak Berat Menggunakan Teknik Abdul Hans, Fajar

IX

661-672

20

16

Kurniawan

Sri Sugiarti

Land/arming

Studi Kondisi Reaksi Kopling Silang Heck Menggunakan Katalis POP-Paladium

684-693

!

17 Tetty Kemala, Ahmad Sjahriza, Guslina

Isriany

Optimasi dan Evaluasi Mikroenkapsulasi Medroksiprogesteron Asetat TersaJut Poli(lO-kaprolakton) dengan Lilin Lebah

694-705

18

I 19

Miksusanti, Zainal Fanani, Ahmad Rizal

Herlina, Ferlina Hayati, Christin

Isolasi Steroid dari Daun Tanaman Daun Dewa (Gynura pseudochina (Lour) DC) dan Aktivitas sebagai Antibakteri

Kajian Kinetika Reaksi Perubahan Warna Campuran Pigmen

Rosella, Manggis dan Secang 719-730

706-718

Mohammad Khotib, Zainal AJim Mas'ud, Anwar Nur, Widiyanto

21 Ricson Pemimpin Hutagaol, S.Si., M.Si. l ) Asteria Aviana 2) dan Betalini Widhi Ha~ari, SP., M.Si

22 Darwati, Anni Anggraeni, dan Sri Adi Sumiwi

..

731-741Superabsorben Hasil Pencangkokan dan Penautan Silang Fraksi Onggok dengan Akrilarnida

742-751 uji fitokimia tacca JeontopetaJoides

Regenerasi secara in vitro dengan perlakuan sitokinin dan

752-760 kukit batang ,buah, dan kulit akar asam kandis

(garcinia cowa roxb.)

Uji toksisitas akut dari ekstrak etanol

23 Edy Chandra 761-780 Kimiawi Dari Studi Filosofis Terhndap Naskah

Fil ;ofi Zat Dan Materi Menurut Jabir Bin Hayyan

Rasa1J)

No. Pennlis I Florentina Maria Titin

2

ISupriyanti, Adhytia Ichsan Rachmawan

Waras Nurcholis, Hilmanie Ramadhan, Anna P Roswiem

I -

3 Sulistiyani, Esti Sahifah, Shelly

1_ ~ Rahmania, Husnawati

Fortifikasi Protein Dari Kacang Hijau (Vigna Radiata) Pada Produksi Sereal Berbahan Baku Ubi JaJar (ipomoea Batatas) dan Analisis Kandungan Gizinya

Analisis Inhibisi Enzim a-glukosidase dan Sitotoksisitas Ekstrak Air-Etanol BenaJu 1eruk (Loranthus sp.)

792-796

Studl in vivo khasiat antiinflamasi ekstrak herba suruhan 797-809 (peperomia pellucida[l]) dan campurannya dengan jahe merah (ZINGIBER OFFICINALE ROSe.)

2

3

4

5, ~

Upik Kesumawati, Dyah Iswantini, Min Rahminiwati, Rosihan Rosman, Agus Sudiman T Betty Marita Soebrata, S Mulijani, Charisna Desita Shinta Sani

Ahmad Sjahriza, Sri Sugiarti, Niken Pratiwi

I . Destruksi Unsur Tanah Jarang dari Limbah Pengolahan

Timah Menggunakan Mikrowave Sederhana , .

I Briket Ampas Sagu Sebagai Bahan Bakar Altematif

Budidaya dan Formulasi Kamandrah (Croton tiglium L.) Sebagai Larvasida Hayati Pencegah Demam Berdarah Dengue

Nata de Cassava Dari Limbah Cair Tapioka Sebagai Membran Selu10sa Asetat

Ekstraksi Karaginan dari Rumput Laut Eucheuma cottonii , Menggunakan Dua Metode Ekstraksi

821-836

837-844

845­

55-866

xi

SUPERABSORBEN HASIL PENCANGKOKAN DAN PENAUTAN SILANG FRAKSI ONGGOK DENGAN AKRILAMIDA

Mohammad Khotib1,2,*, Zainal Alim Mas'ud1,2, Anwar Nurl

,2, \Vidiyanto l

I Laboratorium Terpadu IPB, Kampus IPB baranangsiang, JI.Pajajaran Bogor

"Departemen Kimia IPB, Kampus IPB Dramaga,Bogor

*Email: mohammadkh@ipb.ae.id

ABSTRAK Karbohidrat onggok terdiri atas pati dan selulosa. Kedua fraksi tersebut berpotensi untuk dimodifikasi menjadi superabsorben melalui pencangkokan dan penautan silang menggunakan amonium persulfat sebagai inisiator. akrilamida sebagai monomer, dan N,N-metilena-bis-akrilamida sebagai penaut-silang. Aktivasi dilakukan menggunakan 60% H,SO.j pada suhu 60 °e selama 1 jam sedangkan saponifikasi menggunakan 1 M NaOH at 90 "e selama 2 jam. Onggok:air terbaik didapat pada nisbah 1 :30 dan suhu optimum pada 70 "e untuk mendapat daya scrap air tertinggi. Daya serap air dari superahsorban fraksi nonpati, nonpati-teraktivasi, nonpati-saponifikasi, dan nonpati­aktivasi-saponitikasi berturuHurut ialah 25.21, 273.3, dan 262,07 gig. Aktivasi tidak meningkatkan daya serap air secara signitikan dibandingkan saponitikasi. Butiran pati yang tidak tampak lagi pad a hasil SEM fraksi nonpati menandakan proses hidrolisis telah berhasil dengan baik. Pencirian Spcktrofotometer inframerah transformasi Fourier pada bilangan gelombang 1600 em,l menunjukkan terbentuknya gugus amida yang menandakan sintesis berhasil dilakukan dan pada 3300 em,l menunjukkan semakin rampingnya puneak serapan mengindikasikan bahwa proses aktivasi telah berhasil.

Katakunci: Onggok, superabsorbent, peneangkokan, penautan silang, akrilamida

1 PENDAHULUAN

Ketela pohol1 memiliki kandungan pati yang tinggi sebagai sumber karbohidrat.

Ketela pohon dapat diproses menjadi produk tapioka olaha11. Pembuatan tepung tapioka di

industri keeil meliputi tahapall pengupasan kulit peneucian, pemarutan, pengekstrakan

(pemeraSa!l dan pengeringan), pengendapan pati, dan pengeringan. Limbah padat seperti kulit

ketela pohon dimanfaatkan untuk pakan temak dan pupuk, sedangkan onggok (ampas) yang

merupakan hasil samping tahap pemerasan digunakan seqagai bahan baku pada industri

pembuatan saus, campuran kerupuk, obat nyamuk bakar, dan pakan ternak. Onggok

merupakan limbah pertanian yang sering menimbulkan masalah lingkungan yang berpotensi

Prosiding Seminar Nnsional Sains IV; Bogor, 10 November 2012 731

sebagai polutan di daerah sekitar pabrik karena onggok relatif cepat membusuk sehingga

menyebabkan bau tidak sedap [1].

Onggok mengandung karbohidrat sangat tinggi yang terdiri alas fraksi pati dan fraksi

selulosa. Kedua fraksi ini sangat potensial untuk dimodifikasi, di antaranya menjadi

superabsorben, karena banyak mengandung gugus hidroksil. Meskipun memiliki struktur

dasar yang sama, keduanya memiliki perbedaan yang cukup signifikan. Rantai-rantai selulosa

tersusun sejajar membentuk mikrofibril yang diikat-satukan oleh ikatan hidrogen. Mikrofibril

diikat-satukan lagi menjadi bundel yang lebih besar, disebut makrofibril. Mikrofibril selulosa

sangat keras dan tidak lentur, memiliki sifat kristal relatif lebih besar daripada bagian yang

berbentuk amorf. Sementara molekul pati terikat sedemikian rupa sehingga berstruktur heliks

yang lebih lentur dan lebih mudah terbengkakkan, ditambah lagi adanya struktur bercabang

pada komponen amilopektin, Secara tennodinamika, percabangan menyebabkan kandungan

energi molekullebih tinggi sehingga menjadi lebih reaktif [2].

Selulosa telah banyak dimodifikasi melalui modifikasi kimia seperti karboksimetilasi,

sulfonasi, atau fosforilasi. Selulosa yang dimodifikasi dengan akrilamida melalui proses

kopolimerisasi dapat meningkatkan daya serap air, Daya scrap air produk meningkat

beberapa kali lipat dari bobot awalnya schingga modifikasi ini akan menghasilkan suatu

polimer superabsorben. Polimer superabsorbcn dapat dimanfaatkan dalam ban yak bidang di

antar;mya popok bayi, pembungkus makanan, teknik kOl1struksi, industri kimia, pengolahan

limbah, bahan pembuat sensor, dan pelembap tanah [3].

Bahan utama superabsorben umumnya adalah poliakrilamida atau poliakriIat, suatl!

bahan sintetik. Penggunaan bahan ini dalam polimer superabsorben memiliki beberapa

kelemahan, yaitu tidak terbarukan (bahan berasal dari petrokimia), non-biodegradabel,

harganya mahal, dan tidak cocok untuk air yang mengandung garam dan tanah [4].

Pemanfaatan biomaterial dan bahan lain dalmn usaha memperbaiki kelemahan polimer

superabsorben sintetik telah dilakukan, misalnya dengan pcucangkokan dan penautan-silan)t,

tapioka dengan akrilamida dan komposit tanah liat dengan pati [5].

Penelitian ini bertujuan mengkaji kcpolimerisasi melalui pencangkokan dan

penautan-silang fraksi nonpati onggok dengan akrilamida untuk memperoleh superabsorben

berdaya serap air tinggi.

Pro,5iding Seminar Nasional Sains V, Bogor, 10 November 2012 732

2 METODE PENELITlAN

2.1. Bahan dan AJat

Alat-alat yang digunakan adalah mesin pengaduk, peralatan kaca, neraca analitik,

spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTrR), dan mikroskop elektron payaran

(SEM). Bahan-bahan yang digunakan adalah onggok yang diperoleh dari industri tapioka

rakyat di daerah Bogor, akuades, gas nitrogen (BOC), akrilamida, amonium persulfat (APS),

N,N-metilena-bis-akrilamida (MBA), metanol, etanol 95%, aseton, NaOH, H2S04, Hel, dan

indikator pH universal. Bahan kimia yang digunakan diperoleh dari Merck Tbk.

2.2 A na lis is proksimat onggok

Analisis proksimat onggok mengacu pada [6] yang meliputi penetapall kadar air, abu,

karbohidrat, protein, lemak, selulosa dan pati,

2.3 Hidrolisis Onggok

Ke dalam 150 g onggok ditambahkan 750 mL HCI 3% laID dipanaskan hingga suhu 80 "C

selama I jam. Sebagian ollggok diuji dengan menggunakan pereaksi iodium (Iarutan 12 dalam

KI) pada lempeng tetes hingga tidak lagi mengalami perubahan wama. Tidak teljadinya

perubahan wama menandakan bahwa onggok telah bebas pati. Aktivasi Onggok Ke daJam 5

g onggok bebas pati ditambahbn ) 00 mL H2S04 60% kemudian dipanaskan hingga suhu 60

"c selama 1 jam. Lmltan kemudian disaring def'gml penyaring vakum dan dicuci dengan

akuades hingga mencapai pH netral.

2.4 Pencangkokan dan Penau:an-silang Polimer Superabsoben

Metode pengcangkokan dan penautan-silang polimer superabsorben mengacu pada [4].

Sebanyak masing-masing 5 g onggok bebas pati tanpa aktivasi dan yang teJah diaktivasi

diberi akuades dengan berbagai nisbah (I: 10, I :20, I :30, dan 1:40) JaJu diaduk hungga

terbentuk bubur, Masing-masing btl bur dimasukkan ke dalam labu leher tiga yang teJah

dilengkapi dengan kondensor, aliran gas nitrogen, penutup' asah labu, dan mesin pengaduk,

Kemudian labu leher tiga ditempatkan di atas penangas air dan dipanaskan pada suhu 95°C

selama 30 menit dengan dialiri gas nitrogen si1mpai tergelatinisasi. SeteJah itu, suhu

Prosiding Seminar'Nasinnai Sains IV; Bogor, 10 November 2012 733

diturunkan menjadi 60-,65 °e, lalu ditambahkan inisiator APS sebanyak 250 mg yang telah

dilarutkan dalam 12.5 mL akuades sambil diaduk selama 15 menit. Kemudian ke dalamnya

ditambahkan secara perlahan campuran 25 g akrilamida dan 0.250 g MBA yang telah di

larutkan dalam 200 mL akuades dan direaksikan selama 3 jam pada suhu 45, 70, dan 80°C.

Produk yang dihasilkan dicuci dengan metanol, etanol, lalu aseton. Selanjutnya dikeringkan

pada suhu 60°C hingga bobot produk tetap. Produk kering digiling hingga halus.

2.5 Sapon(fikasi

Proses saponifikasi produk mengacu pada [7]. Sebanyak 5 g produk pencangkokan dan

penautan~silang ditambah 12.5 mL NaOH 1M dan 12.5 mL akuades kemudian dipanaskan

sampai suhu 90°C selama 2 jam. Setelah dinetralkan dengan Hell M, campuran dj.koagulasi

dan diendapkan dengan metano!. Hasil saponifikasi dikeringkan pada suhu 60°C dan digiling

hingga halus (100-,200 mesh).

2.4 Pengllkuran Daya Scrap Air

Sebanyak 0.1 g superabsorben (m,) dimasukkan ke dahlm air hingga bahan tersebut

mengembang maksimum selama 24 jam. SampeJ yang telah mengembang dipisahkan dari air

yang tidak terserap menggunakan saringan 100 mesh dan ditimbang bobotnya (1112)' Kapasilas

absorpsi air (Qeq) ditentukan dengan menimbang sampeJ yang telah mengembang dan

dihitung menggunakan persamaan.

2.5 Pencirian

Pencirian dengan SEM dan FTIR dilakukan terhadap onggok awal, setelah aktivasi, dan

produk pencangkokan dan penautan-silang sebelum dan sesudah saponifikasi.

3 HASH, DAN PElVlBAHASAN

3. J Analisis Proksimal, Selulosa, dan Pali

Aualisis proksimat merupakan anaJisis pendahuluan teihadap bahan uji. Analisis yang

dilakukan antaw lain penentuan kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, dan kadar

Pro5iding Seminar Nasional Sains V, Bogor, 10 November 2012 734

karbohidrat. Karbohidrat merupakan komponen utama dalam onggok, yaitu sebesar 82.70%

dengan kandungan selulosa dan pati berturut sebesar 11.51 % dan 71.88% (Tabel I).

Komposisi onggok yang digunakan berkesuaian dengan hasil penelitian lainnya [8,9].

Perlakuan deproteinasi, penghilangan lemak, dan demineralisasi tidak dilakukan terhadap

onggok karena kadar komponen-komponen tersebut sangat rendah. Kemudian pati dalam

onggok perlu dihilangkan, karen a fokus penelitian ini adalah sintesis superabsorben dan

fraksi karbohidrat nonpati onggok.

Tabel 1 Hasil analisis proksimat, selulosa dan pati

Analisis Kadar (%) Air Abu Protein Lemak Karbohidrat

Selulosa Pati

11.3 0.55 4.56 0.21

82.70 11.51 71.88

3.2 Penghilangan Pali dan Aklimsi

Pati dihilangkan dan onggok dengan menggunakan metode hidrolisis (Bel 3%, I jam).

Aktivasi bertujuan mempermudah proses pencangkokan dan penautan-silang karena

diharapkan struktur onggok akan semakin terbuka sehingga lebih banyak tapak aktif ulItuk

reaksi pencangkokan. Hal ini dapat dilihat dari morfologi permukaan hasil SEM (Gambar 3).

Permukaan onggok tanpa pcrlakuan tampak tertutupi butiran-butiran yang menjadi elri khas

pati [4]. Setelah dihidrolisis butiran-butiran pati sudah tidak terlihat lagi yang

mengindikasikan bahwa proses hidrolisis atau penghilangan pati telah berlangsung.

Keberlangsungan proses aktivasi terhadap onggok yan6 tdah dihidrolisis ditunjukan

Gambar3 (b) dan 3 (e), yaitu semakin terhukanya struktur permukaan onggok sehingga tapak

untuk peneangkokan dan penautan-silang menjadi lebih ban:;lak.

Prosiding Seminar 'Nasionai Sains fV: Bogar. 10 November 2012 735

Gambar 3 Citra SEM permukaan. (a) onggok awal (tanpa perlakuan) (b) fraksi non pati tanpa aktivasi, dan (e) fraksi nonpati dengan aktivasi.

Keberlangsungan proses penghilangan pati dan aktivasi juga ditunjukkan oleh spektrum

FTlR. Onggok awal dan fraksi nonpati mempunyai perbedaan yang eukup signifikan pada

bilangan gelombang 1650 em'l yang merupakan kisaran gugus karbonil. Pada spekt~m FTIR

onggok awal, tampak puneak yang menandakan serapan gugus karbonil dari protein. Setelah

proses hidrolisis. pada serapan bilangan gelombang terse but tidak terIalu kuat. Perbedaan

spektrum FTlR dari fraksi nonpati tanpa aktivasi ciengan yang diaktivasi adalah kerampingan

pita serapan pada bilangan gelombang 3300 em'l yang diduga berasal dari berkurangnya

ikatan hidrogen antaonoiekul akibat proses aktivasi (Gam bar 4).

c

a

Gambar 4 Spektrum FTIR (a) onggok awal (b) fraksi nonpati tanpa aktivasi (e) fraksi nonpati

dengan aktivasi

Prosiding Seminar Nasional Sains V, Bogor, 10 November 2011 736

3.3 Penentuan Parameter Awal

Polimer superabsorben disintesis melalui pencangkokan dan penautan-silang onggok dengan

monomer akrilamida, APS sebagai inisiator, dan MBA sebagai penaut silang. Penetapan

nisbah onggok dan air untuk pembentukan bubur dilakukan pada berbagai nisbah. Pada

nisbah 1: 10 dan 1:20 reaksi tidak berlangsung secara sempuma karen a bubur sangat kental

sehingga proses pengadukan tidak beIjalan baik. Sementara pada nisbah 1 :40 bubur sangat

eneer sehingga proses pencangkokan dan penautan-silang berlangsung lambat atau sarna

sekali tidak teIjadi. Pengaruh suhu pada proses peneangkokan dan penautan-silang dilakukan

pad a 45, 70, dan 80°C menggunakan nisbah onggok air I :30, dan diperoleh daya serap 18,

25, 15 kali berturut-turut. Penambahan monomer juga memengaruhi keberhasilan proses

pencangkokan dan penautan-silang yang ditunjukkan oleh perbedaan daya serap air. Cara

penambahan monomer tetes demi tetes menghasilkan daya serap air yang lebih besar (53 kali)

dibandingkan dengan penambahan sekaligus (25 kali).

Ukuran partikel onggok nonpati untuk proses sintesis sangat memengaruhi tingkat

keberhasilan sintesisnya. Semakin kecil ukuran partikel, rendemen hasil peneangkokan dan

penautan-silang akan ll1eningkat. Produk yang dihasilkan oleh partikel onggok yang

berukuran keci! membentuk gel yang homogen, sedangkan bila digunakan partikel lebih

besar, gel tidak terbentuk, reaksi tidak berlangsung, dan terbentuk 2 fase seperti semula.

Peneangkokan pada onggok dilakukan melalui polimerisasi radikal bebas dengan inisiasi

kimia menggunakan inisiator APS dalam kondisi lembam. menggunakan gas nitrogen. Gas

nitrogen berfungsi menghilangkan dan menangkal masuknya oksigen ke dalam sistem reaksi.

Selain itu, dimaksudkan untuk meminimumkan radikal peroksida yang dapat

menghambat proses pencangkokan sehingga homopolimer tidak terbentuk. lnteraksi gugus

hidroksil pada onggok dengan inisiator APS menyebabkan pembentukan radikal RO' atau

ROB' dan OH ::.elulosa sebagai pusat aktif teIjadinya peneangkokan monomer.

Ke-berIangsungan proses peneangkokan dun penautan-silang ditunjukkan oleh spektrum FTIR

dan bah an awal tanpa perlakuan dan setelah. Pita serapan pada bilangan gelombang 1650

cm-1 meneirikan gugus amida dari unit monomer dan penaut silang yang telah terikat seeara

kimia pada tulang punggung fraksi nonpati teraktivasi (Gambar 5). Akrilamida digunakan

sebagai monomer untuk peneangkokan karena memiliki ikatan rangkap yang

memungkinkan teIjadinya reaksi peneangkokan. Mekanisme reaksi kopolimerisasi

Prosiding Seminar Nasional Saills lV; Bogor, 10 November 2012 737

pencangkokan mlrip dengan reaksi polimerisasi adisi karena akrilamida memiliki gugus vini!.

Radikal yang terbentuk dalam unit glukosa oleh r\PS selanjutnya akan menginduksi

monomer.

_ -

Scbelum pencangkokan & penautan-silang Setclah pcncangkokan & penautan-sllang

Gambar 5. Spektrum FTIR sebelum dan sesudah proses pencangkokan dan penautan-silang.

3.4 Pengaruh Aktivasi Fraksi NOl/pC/li dan Saponi(ikasi terhadap Daya Serap Air Prodllk

PCllc(ll1gkoKan dan Penal/tan-silang

Uji daya serap air dilakukan untuk mengetahui kinetja dari sifat hidrofilisitas. Onggok

pada dasamya memiliki 3 gugus hidroksil pada setiap satuan glukosa penyusunnya

sehingga sifat polaritasnya tinggi dan mampu menyerap air. Kopolimer pencangkokan dan

penaman-silang onggok dengan akrilamida memiliki kinetja absorpsi yang berbeda.

Kopolimerisasi pencangkokan dan penautan-silang menyebabkan peningkatan daya serap air

dibandingkan dengan onggok awalnya [10]. Pengujian absorpsi dilakukan pad a fraksi

nonpati tanpa aktivasi dan yang diaktivasi. Setelah proses pencangkokan dan penautan-silang,

dilakukan proses saponifibsi yang kemudian dibandingkan pula daya serapnya. Pengaruh

aktivasi dan saponifikasi ditunjukan oleh Tabel 2. Daya serap air kopolimer hasil

pencangkokan dan penautan-silang onggok-akrilamid::l m~ningkat dengan perIakuan aktivasi.

Aktiva::;i menyebabkan putusnya ikatan hidrogen antar rantai polisakarida sehingga struktur

lebih terbuka [II].

Prosiding Seminar Nasional Sains V, Bogor, 10 November 2012 738

Tabel 2 Daya serap air produk pencangkokan dan penautan-silang fraksi non pati

Perlakuan Daya serap air (gig) Tanpa perlakuan 25.21 Saponifikasi 273.30 Aktivasi 55.37 Aktivasi dan saponifikasi 262.07

Daya serap meningkat secara drastis akibat proses saponifikasi. Peningkatan daya serap ini

disebabkan oleh peningkatan muatan dalam sistem polimer akibat adanya konversi gugus

fungsi -NH2 menjadi COO' [12]. Peningkatan daya serap yang disebabkan oleh saponifikasi

jauh lebih tinggi dibandingkan dengan peningkatan oleh aktivasi. Hal ini mungkin

disebabkan perlakuan aktivasi hanya mampu memutuskan sedikit ikatan hidrogen. Basil SEM

(Gambar 6) memperlihatkan bahwa saponifikasi mengubah morfologi pemmkaan produk

pencangkokan dan penautan-silang dari fraksi nonpati menjadi lebih kasar dan berlapis.

Aktivasi yang dilanjutkan dengan saponifikasi menyebabkan pelUbahan yang lebih nyata,

yaitu pennukaan menjadi lebih kasar, berongga, dan berlapis.

(a) Fraksi non pati (b) Fraksi nonpati dengan saponifikasi

Prasiding Seminar Nasianai Saitls IV; Bogar, 10 November 2012 739

""';~ (d) Fraksi non pati dengan aktivasi dan

(c) Fraksi non-pati dengan aktivasi saponifikasi

Gambar 6 mikrofotograf produk pencangkokan dan penautan silang

4 SIMPULAN

Fraksi nonpa!i onggok yang dimodifikasi melalui pencangkokan dan penautan-silang

menggunakan akrilamida sebagai monomer den gun bantuan inisiator APS dan penaut silang

MBA dan kemudian disaponifikasi berpotensi sebagai superabsorben dengan daya serap air

mencapai lebih 200 kali dati bobot awalnya. Proses pencangkokan dan penautan-silang

optimum ketika dilakukan dengan nisbah air-onggok 1 :30, dan suhu 70 oC. Proses aktivasi

fraksi nonpati onggok dan saponifikasi produk pencangkokan dan penautan-silang mampu

meningkatkan daya serap air superabsorban tetapi peningkatan akibat saponifikasi jauh lebih

tinggi datipada peningkatan akibat aktivasi. Oleh karena itu proses aktivasi masih

memerlukan penelitian lebih lanjut.

5.PUSTAKA

[16) Pakpahan A, Pasatihu SM. Djauhati A, Nasution A 1993. Cassava marketing system

in Indonesia, IARD-J 15:52-59.

[17) Achmadi SS, 1990, Kimia Kayu. Bogor: Institut Pertanian BOgOL

[18] Swantono D, Kartini M, Rany S. 2008. Pembuatan komposit polimer superabsorben

depgan mesin berkas elektron, JFN 2: 143-156,

[19] Liang R. Yuan H, Xi G, Zhou Q, 2009. Synthesis of wheat straw-g-poly(acrylic acid)

superabsorbenl composites and release urea from it. Carbohydr Polym 77: 181-187.

Prosiding Seminar Nasional Sains V, Bogor, 10 November 1012 740

[20] Hua S, Aiqin W. 2009. Synthesis, characterization and swelling behaviors of sodium

alginate-g-poly{acrylic acid)/sodium humate superabsorbent. Carbohydr Polym 75:79­

84.

[21] [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 1999. AOAC Peer Verified

Method Program. USA: AOAC Intemational

[22] Nakason C, Wofmang T, Kaesaman A, Kiatkamjomwong. 2010. Preparations of

cassava starch-graft-polyacrylamide superabsorbent and associated composites by

reactive blending. Carbohydr Polym 81 :348-357.

[23] Ojuma'alh, Soewarno N, Sumarno, Primarini 0, Sumaryono W. 2011.

Cassava pulp as a biofuel feedstock of an enzymatic hydrolysis process. Makara,

Tekn0 logi, lS( 2): 183-192

[241 Chotineeranat S, Pradistsuwana C, Siritheerasas P, Tantratian S. 2004.

Reducing sugar production from cassava pulp using cnzymes and ultrafiltration 1:

Enzymatic hydrolyzation. 1. Sci. Res. Chula. Unil' .. 29(2): 1 19-128

[25] Padmanabha RMK. Mohana R, Morali P. 2004. Synthesis and swelling behavior of

superabsorbent polymeric materials, lilt J Polym Allal Charact 8:245-253.

[26] Mohana R. 2006. Synthesis and s\velling behavior of acrylamide-potassium

methacrylate superabsorbent copolymers. Int J Polym Afar 55: 1-23.

[27] Li A, Aiqin W. 2006. Superabsorbent composite. X. Effects of saponification on

properties of polyacrylamide/attapulgite. Polym Eng Sci 32: 1762-1767.

Prosiding Seminar Nasional Sains IV; Bogar, to NOl'ember 2012 741