folme X Nomor 2, Desember 201 0 EI(SERGI

Pemungutan Pektin dari Kulit dan Amapas Apel Secara Ekstraksi

Purwo Subagyo dan Zubaidi AchmadJurusan Teknik Kimia" Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional "Veteran" YogyakartaJln. Swk lOtt Lingkar utara, Condongcatur, Yogyakarta, 55283.

Telp.ffax.: 0274 486 889. e_mail: subagyoJ@yahoo.com

Abstrak

Apel dikonsumsi sebagai buah segar maupun produk olahan. Sebagai produk olahan (buah kaleng, jus, saribuah), apel menyisakan limbah berupa kulit dan amp.rs, yang kebanyakan digunakan subsitusi pupuk dan pakanternak atau dibuang. Kandungan pektin dalam buangan tersebut belum termanfaatkan. Penelitian inimemanfaatkan limbah tersebut untuk dipungut kandungan pektinnya. Apel dikupas, sedang daging buah diperas,dipisahkan sari buahnya dan diambil ampasnya. Kulit dan ampas dikeringkan, kemudian diekstraksi dalam labuleher tiga dengan solven air pada suasana asam (dipakai, HCI). Ekstraksi dilakukan dengan variasi suhu (60, 70,80,90 dan 100 0C), pH(2;2,5;3:3,5 dan 4), waktu (30,60, 90,120 dan 150) menit. Ekstrak disaring dalamkeadaan panas, kemudian ditambahkan Aceton hingga terbentuk endapan. Endapan dicuci dengan Alkoholhingga nehal dan dikeringkan dalam o^ven sampai beratnya kanstan, sebagai pektin kering. Kondisi operasioptimal dicapai pada suhu eketraksi 90 uC, dengan pH larutan untuk ampas (3,5), untuk larutan kulit pH 3, danwaktu operasi 90 menit. Pektin kering yang terpungut (rerata) pada kondisi operasi tersebut adalah 13,940 yo(berat) untuk ampas dan 12,897 % (berat) untuk kulit apel.Perlu dilakukan uji kelayakan hasil jika pektin tersebutakan dimanfaatkan sebagai subsitusi bahan pangan, bahan pengobatan dan industri farmasi.

Kata kunci: ampas apel,buangan (limbah), ekstraksi, kulit apel, pektin.

I. Pendahuluan

Tanaman apel merupakan salah satu jenis tanamanbuah yang banyak dan mudah hrmbuh di daerahtropis, termasuk Indonesia, diantaranya di daerahBatu (Malang), Pasuruan, Lumajang dan beberapadataran tinggi yang tidak banyak berkabut.

Ada beberapa jenis buah apel yang banyakdikonsumsi, sedangkan beberapa lainnya digunakansebagai produk olahan, antara lain sebagai buahkaleng, "manisan apel ", sirup, jus dan sari buah.Buangan dari proses olahan yang berupa kulit danampas, selama ini hanya digunakan sebagaisubsitusi pakan ternak dan pemupukan tanaman.Dari beberapa analisa yang dilakukan oleh penelititerdahulu, dinyatakan bahwa buangan tersebutmasih banyak mengandung pektin. Pektin banyakdigunakan sebagai bahan pembuatan jcli dan bahanp€ncampur pembuatan agar-agar rasa buah. Makajika pektin dalam buangan tersebut dapat dipungutlentu akan ada peningkatan nilai ekonomis darisekedar limbah. Operasi pemungutan yang banyakdigunakan adalah dengan Ekstraksi.

l.l ApelTanaman apel tumbuh di daerah dengan ketinggian700 - 1200 meter diatas permukaan laut, suasanakering atau basah, asal tidak banyak turun kabut.

Buah apel mempunyai banyak manfaat, antaralain sebagai: penurun kolesterol dalam darah,

penurun tekanan darah, penstabil gula darah, agen antikanker, dan buah andalan bagi yang sedangmenjalankan diet menurunkan berat badan. Jenis buahapel yang banyak di budidayakan di Indonesia adalah:Rome Beauty, Manalagi, Anna, Princess Noble,Wanglir/Lali Jiwo, Apel Malang dan yang sedangdikembangkan antara lain lllinter Banana, SweetCaroline, dan Jonathan Kandungan gizi dalam apelberagam. Dalam 100 gram buah terkandung antaralain: Energi 58,00 kal; Karbohidrat 14,90 gam;Kalsium 6,00 mgram; Fosfor 10,00 mg; Besi 1,30 mg,Serat 0,70 mg; Vitamin A 24,00 rpe dan lainnya(Bambang, 1997; Wirakusumah, 1995; Margantan,2001). Bagian buah yang banyak mengandung pektinadalah ampas (daging buah yang sudah diambilsarinya) berkisar 15-20% berat dan pada kulit buahberkisar 4-7Yo berat (Kirk n Othmer, 1958; Suhardi,1997; Winarno, 1984;).

1.2. PektinPektin (Pechtos, Yunonl umunurya terdapat di dalamdinding sel primer tanaman, disela-sela sellulose danhemisellulose, dan berfungsi sebagai perekat antaradinding sel yang berdekatan (middle lamella). Pektinatau dikenal sebagai Asam Poligalakturonat,mengandung 3-16 % gugus mektosil, dapat larut dalamair, membentuk jelly dan gula dalam suasana asam.

Senyawa penyusun Pektin, yaitu:a. Asam Pektat, adalah pektin yang tidak mengandung

gugus Metil Ester, biasanl,a terdapat pada sayurandan buah yang busuk atau yang terlalu matang.

47

I/olumeX Nomor 2, Desember 2010 EKSERGI

Keberadaan dalam tanarnan sebagai Kalsium atauMagnesium Pektat

b. Asam Pektina (Pektin), adalah AsamPoligalakturonat , yaitu asam yang mengandunggugus Metil Ester, dapat terikat dengan airmembentuk jelly dan gula dalam suasana asam

c. Protopektin, adalah komponen yang tidak larutdalam air, dapat dihidrolisa dan terdespersimenjadi Pektin dan Pektinat. Hal tersebut yangmenyebabkan jaringan buah atau sayur menjadiempuk (lunak) saat dimasak dengan air panas.Beberapa jenis buah-buahan yang mengandung

pektin antara lain jeruk, apel, mangga, jambu biji,lobi-lobi, nanas, mannelade dan arbei. Terdapatjuga dalam akar gentian, kulit buah, getah dalamkayu, misal pinus penaster (Winarno, 1984).

Pektin tidak larut dalam pelarut organik, kecualiFormamide, Dimethyl Sulfoxide, DimethylFormide dan Gliseriol panas. SebagaimanaPolisakarida lainnya, pektin tidak mempunyai titiklebur dan akan terdekomposisi serta menghilangselama pemanasan. Sudut putar optik positifnyatinggi, yaitu t 230 /200C (Othmer, 1958).

Pektin bermanfaat bagi industri farntasi danpengobatan. Pada industri farmasi sebagaipengganti plasma darah, pengental, zat pengelmusidan pensuspensi. Seclangkan dibidang pengobatanantara lain untuk perbaikan otot pencernaan,menurunkan kolesterol dan trigleserida (penyebabpenyakit jantung), menghentikan pendarahaninternal (diminum) maupun eksternal (dikompres),juga menyerab kelebihan air dalam usus sertamengikat dan menghilangkan racun dalam usus(pada penyakit diare). Biasanya dicampur Kaolinatau antibiotik. Pada industri lnakanandirnanfaatkan sebagai pembentuk gel, stabilizerdalam ice cream dan sari buah tertentu, pengentaldan pelapis puding, serta lainnya.

1.3. PemungutanPektin.Pemungutan pektin dilakukan melalui beberapacara, yaitu (Suhardi, 1997):

a. Sedimentasi (Pengendapan), dimaksudkanuntuk memisahkan pektin dari larutannya. llal inidilakukan bila pektin hasil di inginkan kering. Yanglazim dilakukan adalah dengan menambahkanAlkohol, Aseton dan Ion Polivalen

b. Pemumian, dimaksudkan untuk mengisolasipektin dari komponen ikutan yang tidak diinginkan. Pada pengendapan koloid, endapan yangdiperoleh tercampur dengan sisa AlumuniunrHidroksida [AI(OH)3] yang tidak dapat larut dalamAlkohol. Dalam pencucian, AI(OH)3 diubahmenjadi AlCl3 dengan menambahkan t{Cl.Selanjutnya AlCl3 dan sisa lICl dicuci denganAlkohol netral. Pencucian dilakukan dua kali,pertama dengan Alkohol SSYoyangberisiHCl l0%dan kemudian dengan Alkohol 95%. Pencuciandengan Alkohol Asam dilakukan dua kali

48

sedangkan dengan Alkohol netral dilakukan tiga kali.c. Ekstraksi, dimaksudkan untuk memungut pektin

dengan menambahkan pelarut berupa air (dingin ataupanas) atau larutan asam yang dipanaskan, seperti:Asam Sitrat, Asam Tartrat, Asam Laktat, AsamKlorida atau Asam Sulfat.

1.4. Ektraksi.Ekstraksi secara umum adalah operasi perpindahanmassa suatu komponen dari suatu padatan ke dalamcairan pelarut, dikenal sebagai ekstraksi padat-cair.Jika suhu pelarut tinggi biasanya waktu ekstraksi yangdiperlukan lebih singkat daripada jika digunakanpelarut bersuhu rendah (Brown, 196l).

Tiga (3) faktor penentu dalam ekstraksi pektinadalah: suhu, pH dan waktu reaksi. Kisaran pH yangdirekomendasikan adalah 1,8-3 tetapi yang seringdigunakan adalah pH 2,0-2,8 (Bhatia dkk., l9S9;Kertesz, l95l; Othmer, 1958; Suhardi, 1997). Batasanbagi kombinasi kondisi operasi untuk pencapaianoptimasi hasil perlu memperhatikan beberapa halberikut (Bhatia dkk., 1959):

a. Penggunaan pH rendah tidak bolehdikornbinasikan dengan suhu yang tinggi, karena dapatmenyebabkan terhidrolisanya pektin yang sudahterdispersi ke solven.

b. Suhu ekstraksi tinggi tidak bolehdikombinasikan dengan waktu ekstraksi yang lama.Karena pada suhu tinggi dan dalam waktu ekstraksiyang lama pektin akan terdegradasi ketika pektinterlepas dari jaringan dinding sel.

1.5 Pemurnian dan Uji Pektin.Ekstrak pektin hasil dibilas dengan Alkohol dankemudian Air, yang ditujukan untuk menghilangkansisa-sisa asam yang digunakan dalam ektraksi.Kemudian dilakukan pengeringan dalam oven dengansuhu 37-40 0C selama + 5 jam, atau dengan spraydrying suhu t 60 0C. Peklin kering selanjutnyaditentukan "jelly grade" nya berdasar jumlah gula yangdibutuhkan pektin untuk membentuk gel.

Standadisasi lain yang perlu dilakukan adalahSetting Time, yaitu waktu yang diperlukan bagipembentukan gel sejak penambahan bahan-bahanpembentuk gel. Jika gel terbentuk sebelumpenambahan selesai maka hasilnya tidak merata(curdle), dikenal sebagai Rapid Setting atau QuickSetting. Jika waktu yang dibutuhkan untuk membentukgel lama maka hasilnya dikatagorikan sebagai S/owSetting yang ditandai dengan bentuk gel yang.lemahatau mudah terdispersi (Afrz, 2010; Bhatia, 1959;Suhardi, 1997; Winarno, 1984).

Standar pektin hasil berdasar fungsinya di bidangpengobatan atau farmasi adalah adanya gugus Metoksidan Asam Galakturonat, serta harus diperhatikan susutkeringnya. Pada kondisi kering pektin bolehmengandung Gugus Metoksi (-OCH3) tidak kurangdari 6,7Yo; Asam Galakturonat (C6HroO?) tidak kurangdari 74,0Yo, sedangkan kandungan gula dan asam

folyneX Nomor 2, Desember 2010 EKSERGI

organik tidak boleh lebih dari l0% (DepKes RI,1995; FAO, 1978).

1.6 Batasan Masalah.Batasan masalah yang diambil adalah:

a. Ampas dan kulit apel yang digunakanbukan dari sisa produksi olahan apel tetapidisediakan sendiri dari buah apel jenis PrincessNoble.umrx 4-5 bulan.

b. Ekstaksi dilakukan labu leher tiga, batch,berpengaduk dengan kecepatan pengadukan + 300rpm dengan solven aquades.

c. Bahan (berat): Solven (volume) :l:12d. Solven yang digunakan untuk memperoleh

pektin kering adalah HCI6. Tujuan PenelitianPenelitian ditujukan untuk memungut kandunganpektin dalam ampas dan kulit buah apel dengancara ektraksi. Variabel operasi yang diamati adalahsuhu, pH dan waktu ekstraksi.

II. Metodologi.

2.1 Bahan baku.Ampas dan kulit buah apel disediakan dari buahapel jenis Princess Noble, umur 4-5 bulan,berukuran kecil, warna hijau cerah rasa agak asamdengan aroma yang kuat. Apel diperoleh daripekebun di daerah Tawangmangu, Jawa Tengah.Karrdungan air buah 86,350/o (berat).

Buah dikuliti sedangkan daging buah diblender. Kandungan air pada kulit (kering) 13,l5yodan pada ampas (kering) 19,32o/o.

2.2, Bahan PembantuBahan yang digunakan adalah: Asam Klorida (HCl)sebagai pembuat suasana asam pada larutan, Aseton50-600/o sebagai pembentuk endapan, Alkohol 90%sebagai lanrtan pencuci endapan, Aquades sebagaipelarut dan NaOH 0,05 N sebagai pengatur pH.

2.3. Alat Penunjang Percobaan.Alat penunjang yang digunakan adalah: blender,pisau s/arnless steel, saringan plastik, labu takar,erlenmeyer, gelas ukur, gelas arloji, pH meter,kertas saring, pipet kaca, torong Buchener,Eksikator, timbangan listrik, cawan porselen,pemanas listrik (oven), sarung tangan. RangkaianAlat Percobaan dapat dilihat pada gambar l.

2.4 Cara Penelitian.Apel dibersihkan dari kotoran yang terikut,kemudian dikupas tipis. Kulit dan daging buahdiblender tanpa penambahan air, dikeringkan dankemudian dilakukan analisa kadar air. Daging buahsebelum dikeringkan diperas dan kemudian disaringagar sari buah keluar. Bahan berupa lumatan kulitdan ampas apel siap untuk di treatment.

Bahan seberat 20 gram, dimasukkan kedalamlabu leher tiga yang sudah di isi aquades kemudian

ditambahkan larutan HCI sebanyak pH yangdivariasikan. Larutan total yang digunakan 240 ml.Pengaduk serta pemanas dijalankan. Waktu ekstraksidihitung saat suhu operasi yang ditentukan tercapai dandihentikan setelah waktu yang ditetapkan tercapai.Ekstrak disaring dalam keadaan panas, dimasukkanbeker-glass dan kemudian ditambatrkan Aceton hinggaterbentuk endapan. Endapan disaring menggunakankertas saring pada torong Buchener, dicuci denganAlkohol hingga netral, dan kemudian dikeringkandalam oven, sampai didapat berat yang konstan. Hasil,berupa pektin kering kemudian ditentukanprosentasenya secara gravimetri.

Variasi suhu (0C) yang dilakukan adalah: 60,70,80,90 dan 100. Variasi pH:2, (2,5),3, (3,5), dan 4,sedangkan variasi waktu ekstraksi (menit): 30, 60, 90,120, dan 150.

Gambar 1. Rangkaian Alat Ekstraksi

Keterangan Gambar:(l) Pendingin Balik, (2) Labu leher Tiga, (3) PemanasListrik, (4) Termometer, (5) Pengaduk Merkuri, (6)Motor Pengaduk

III. Ilasil dan Pembahasan.

3.1 Pengaruh Suhu Terhadap Pektin Tcrpungut.Berat ampas atau kulit apel 20 gram, volume larutan240 ml, pH larutan (2,5) dan waktu ekstraksi 90 menit.

Data percobaan digambarkan dalam Gambar 2.

' t6

14

s 1 2.i' ,o6 q

I

'l: oxd +

z

0

--rt--

+-kulil

40 60 80 100Suhu, C

Gambar 2.Pengaruh Suhu Ekstraksi TerhadapPektin Terpungut

49

I/olumeX Nomor 2, Desember 2010 EKSERGI

Dari Gambar 2 terlihat bahwa peningkatan suhuekstraksi berpengaruh terhadap peningkatan pektinyang terpungut. Hal tersebut diduga karena padasuhu yang semakin tinggi semakin cepat pulapergerakan molekul kedua komponen, sehinggaperpindahan massa pektin karena peluruhan daripadatan ke pelarutjuga semakin banyak.

Suhu ekstraksi 90'C diambil sebagai variabeltetap pada pengamatan variabel pH.

3.2 Pengaruh pH terhadap Pektin Terpungut.Berat ampas atau kulit apel 20 gram, volumelarutan 240 ml, suhu ekstraksi 90 0C dan waktuekstraksi 90 menit.Data percobaan digambarkan dalam Gambar 3.

pH

Gambar 3. Pen.garuh pH terhadap PektinTerpungut.

Dari Gambar 3 terlihat bahwa peningkatan pHlarutan menyebabkan peningkatan prosentasepektin yang terpungut Tetapi terjadi perbedaanperolehan pada ampas dan kulit apel dan haltersebut diduga karena pengaruh kadar air awalpada bahan. Pektin terlarut dalam air maka semakinbanyak air terikat semakin besar pula kandunganpektin yang dapat ditahan dalam bahan. pH (3,5)pada perlakuan ampas dan pH 3 pada perlakuankulit apel diambil sebagai variabel tetap padapengamatan variabel waktu ekstraksi.

3.3 Pengaruh Waktu Ekstraksi Terhadap PektinTerpungut

Berat ampas atau kulit apel 20 gram, volumelarutan 240 ml, suhu ekstraksi 90 0C dan pH larutanampas apel (3,50) sedang pH larutan kulit apel 3.

Data percobaan digambarkan dalam Gambar 4.

o 40 *,,11".nn

120 160

Gambar 4. Pengaruh Waktu Ekstraksi TerhadapPektin Terpungut

Dari Gambar 4 terlihat bahwa semakin lama waktuekstaksi semakin banyak pektin pula yang terpungut,tetapi setelah 90 menit terlihat terjadinya penurunan,baik bagi ampas maupun kulit apel menunjukkankecenderungan peningkatan yang serupa. Hal tersebutdiduga karena semakin lama waktu ekstraksi semakinbanyak kesempatan solven menyerang strukturprotopektin menjadi peklin. Tetapi jika terlalu lamamaka pektin yang terbentuk juga akan diserang,sehingga terjadi degradasi pektin yang terjadi.

Dari data percobaan diatas terlihat bahwa hasilpemungutan pektin pada ampas apel lebih besardaripada kulit apel. Hal tersebut sesuai dengankarakteristik keberadaan pektin sendiri, karena pektinbanyak terikat pada sela atau antara sellulose danhemisellulose. Kandungan kedua komponen sellulosetersebut lebih banyak terdapat pada ampas apel.

IV. Penutup.

Pemungutan pektin dalam ampas dan kulit apel dapatdilakukan dengan cara ekstralsi menggunakan pelarutaquades dan pemurrnian dilakukan dalam suasanaasam menggunakan larutan HCl.

Kondisi operasi optimal yang diperoleh yaitu: suhuekstraksi 90 'C, pH larutan untuk ampas (3,5), untuklarutan kulit pH 3, dalam waktu operasi 90 menit.Pektin yang terpungut (rerata) pada kondisi operasitersebut adalah 13,940 % untuk ampas dan 12,897 Yormtuk kulit apel.

Pektin hasil masih perlu diuji kelayakannya, baikjika akan digunakan sebagai komponen subsitusi bahanpangan, industri farmasi atau pengobatan. Perlu ujikelayakan settagai yang telah ditentukan olch FAOataupun Departemen Kesehatan Republik Indonesia.

V. Daftar Pustaka.

Alif Chern. Eng., 2010, Perencanaan Pabrik Kimia,Ekstraksi Pectin, http://www.google.corn, diunduh 9 Maret 201 l.

Bambang, S., 1997, Budidaya Apel, Kanisius,Yogyakarta,2l.

Bhatia, B.S., Krisnamurty dan Girdhan, L., 1959,Preparation of Pectitt fi.om Raw Papaltq Sy

1614

s^ rz3 ' , 0g 8€ 6{ r

20

l 6

l 4\oo' 12

. f 'o| 2 8€ 6J

d 4L

tr'*1l<-hrll I

tr;;Il+.-kulit I

50

'tfuneX, Nomor 2, Desember 20J0 EKSERGI

Aluminum Chloride Precipitation Method,Joumal Food and Technology, London, vol. 3,554.

Brown, G.G., 1961, Unit Operatron, John Wileyand Sons, Inc., New York, 280.

Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1983,Risalah Simposium Penelitian Tumbuhan ObatI I I, F ak. Farmasi, UGM, 79-80.

FAO, 1978, Specificationfor ldentity and Purity ofThickening Agent, Anti caking Agent,Antioxidants an Emulsifiers, dalam Food andNutrition Paper, Food and AgricultureOrganization of United Nations, Rome, 3840.

htto://www.dokterumum. neVarticle/s e ny aw a-y qn g-mengandung-pekin, htrnl., diunduh 9 Maret20fi.

Kertesz, 2.I., 1951, The Pectin Substance, InterScience Pub. Inc., New York, 44-71, 243-247,295-323, 5tt-5t2.

Kirk, R.E., and Othmer, D.F., 1953, Encyclopedia ofChemical Technolog,t, Inter science pub. Inc.,New York, vol. 14, 636-649.

Margantan, A., 2001, Banyak lvlakanan BerkhasiatObat,CY. Aneka, Solo.

Suhardi, 1997, Analisa Pektin Produk Buah-buahand an S ayur - s ayur a n, F akultas Tekno log i pertanian,UGM., vol.II, l5-20.

Winarno, F.G., 1984, Kimia Pangan dan Gizi, pT.Penerbit Gramediq Jakarta, Indonesia, 35-37,

Wirakusumah, E.S., 1995, Buah dan Sryur untukTerapi, Penebar Swadaya, Jakarta.

5 l

7ffiVolume X, Nomor 2, Desember 2010

Standards, Practical -fools in Dealing with Clirnate Change

Biatna Dulbert T and Ellia Kristirtingrttm.

Penrbuatan Edible Filnt dan Tepung JagungDanang Jaya, Endang SulistYawati.

Pengaruh Penarnbahan Oksidator Kaliurn Bichromat pada Per-rgambilan Minyak Laka

Harsa Pawignya.

Peluang dan Tantangan Kotners iali sas i B iodisel -Rev iew

Malu'eni.

pengaruh penarnbahan Aditif Proses Daur Ulang Minyak Pelurnas Bekas terhadap Silat-sifat

F is isSiswanti.

pengaruh Kadar Gararn Dapur Terhadap Suhu Makar.ran yaltg Dimasak dengan A,liu'c,nvave

Wasir Nuri.

Preparasi Membran Selulosa Asetat untuk Penyaringan Nira Tebu

Sri Wahyu Mtu'tti dqn Sri Sudarmi.

Fenonrena dan Kecepatan Minimum (U,,) Fluidisasi

Iilidayati.

Pemungutan Pektin dari Kulit dan Atnpas Apel Secara Ekstraksi

Purwo Subag,'o dan Zttbaidi Achmad.

produksi Biodiesel clari Minyak Jelantah Menggunakan Katalis Asam padat (Naflon/SiO:)

Mahreni dan Ttftik lt(uji Setyoningrwn.