HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Adsorpsi tokoferol dan tokotrienol dari campuran metil ester minyak kemiri menggunakan kalsium polistirena sulfonat
Kalsium polistirena sulfonat C dan D digunakan sebagai adsorben untuk mengadsorpsi tokoferol dan tokotrienol dari campuran metil ester minyak kemiri (kadar total metil ester 95 %) dengan kandungan tokoferol sebesar 59,9 ppm dan tokotrienol sebesar 129,3 ppm.
Campuran metil ester minyak kemiri yang mengandung tokoferol dan tokotrienol dilarutkan dalam etanol, selanjutnya ke dalam campuran ini ditambahkan sejumlah kalsium polistirena sulfonat sehingga terjadi proses adsorpsi.
Etanol ini berfungsi untuk melarutkan metil ester asam lemak yang memiliki ikatan rangkap seperti metil oleat, linoleat, dan linolenat, dimana metil ester asam lemak yang bersifat lebih polar daripada tokoferol dan tokotrienol lebih mudah larut dalam etanol (Stoker dan Walker, 1991) sehingga tokoferol dan tokotrienol yang terdapat dalam campuran dapat diadsorpsi oleh adsorben kalsium polistirena sulfonat tersebut.
Tokoferol berinteraksi dengan gugus nonpolar adsorben sedangkan, tokotrienol berinteraksi dengan gugus nonpolar dan gugus polar (logam kalsium) pada adsorben. Kalsium polistirena sulfonat C mengadsorpsi tokoferol sebesar 57,9 ppm (96,7%) dan tokotrienol sebesar 129,3 ppm (100%) sedangkan, kalsium polistirena sulfonat D
mengadsorpsi tokoferol sebesar 57,9 ppm (96,7%) dan tokotrienol sebesar 128,2 ppm (98,2%).
Tokoferol dan tokotrienol yang teradsorpsi oleh adsorben didesorpsi dengan menggunakan n-heksana. Tokoferol dan tokotrienol yang dapat didesorpsi dari kalsium polistirena sulfonat C sebesar 1,2 ppm (2,1%) dan 1,4 ppm (1,1%) sedangkan, tokoferol dan tokotrienol yang dapat didesorpsi dari kalsium polistirena sulfonat D sebesar 1,3 ppm (2,3%) dan 1,8 ppm (1,4%).
Jumlah tokoferol dan tokotrienol yang teradsorpsi oleh kalsium polistirena C dan D serta, yang terdesorpsi dari kedua adsorben tersebut dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1. Jumlah tokoferol dan tokotrienol yang teradsorpsi oleh kalsium polistirena sulfonat C dan D serta, yang terdesorpsi dari kedua adsorben tersebut
Jenis Adsorben
Tokoferol (TP) dan tokotrienol
(TT) awal
Tokoferol (TP) dan tokotrienol (TT) yang teradsorpsi
Tokoferol (TP) dan tokotrienol (TT) yang terdesorpsi (recovery) TP (ppm) TT (ppm) TP (ppm/%) TT (ppm/%) TP (ppm/%) TT (ppm/%) Kalsium Polistirena Sulfonat C 59,9 129,3 57,9 (96,7) 129,3 (100) 1,2 (2,1) 1,4 (1,1) Kalsium Polistirena Sulfonat D 59,9 129,3 57,9 (96,7) 128,2 (99,1) 1,3 (2,3) 1,8 (1,4)
Dari Tabel 4.1 di atas terlihat adanya perbedaan jumlah hasil adsorpsi dan desorpsi tokoferol dan tokotrienol antara kedua adsorben kalsium polistirena sulfonat tersebut. Perbedaan ini dapat dijelaskan melalui konsep Dewar, Chatt, dan Duncanson (DCD) yang menjelaskan bahwa interaksi antara logam kalsium dengan hidrokarbon tak jenuh terjadi karena adanya donasi densitas elektron dari orbital π yang terisi ke orbital σ pada logam kalsium.
Dalam hal ini, tokotrienol yang memiliki ikatan rangkap berinteraksi dengan gugus polar logam kalsium dan gugus nonpolar polistirena sulfonat, sedangkan tokoferol yang tidak memiliki ikatan rangkap hanya berinteraksi dengan gugus nonpolar polistirena sulfonat. Sehingga tokoferol akan lebih mudah didesorpsi dari adsorben karena interaksi antara logam Ca dengan tokotrienol lebih kuat daripada tokoferol.
Selain itu, semakin tinggi kadar logam Ca dalam adsorben tersebut maka, kemampuan adsorpsi tokotrienol juga akan semakin besar. Hal ini dibuktikan oleh kalsium polistirena sulfonat A dengan kadar logam Ca 8,60 % memiliki kemampuan adsorpsi tokotrienol yang lebih besar daripada kalsium polistirena sulfonat B yang memiliki kadar logam Ca 6,14 %. Namun sebaliknya, kemampuan desorpsi kalsium polistirena sulfonat A semakin rendah daripada kalsium polistirena sulfonat B. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi kadar logam Ca dalam adsorben tersebut, maka interaksi antara tokotrienol dengan adsorben juga akan semakin kuat sehingga menjadi lebih sulit untuk dilepas dari adsorben.
Jika dibandingkan dengan peneliti sebelumnya yaitu Tandale dan Lali (2004) yang mengadsorpsi tokoferol dan tokotrienol dari minyak jagung yang telah mengalami proses deodorasi terlebih dahulu menggunakan adsorben polimer sintetis tanpa adanya logam kalsium seperti diaion HP20 (polimer divinilbenzen-etilstirena) menghasilkan persentase adsorpsi hanya sekitar 85% namun, persentase desorpsi mencapai 93,5% sedangkan, pada penelitian ini menggunakan adsorben kalsium polistirena sulfonat, tokoferol dan tokotrienol yang teradsorpsi dapat mencapai 96-100% namun, persentase desorpsi hanya mencapai 1-2,4%. Dengan demikian, berdasarkan data yang diperoleh diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kemampuan adsorpsi dan desorpsi tokoferol dan tokotrienol dari campuran metil ester minyak kemiri dipengaruhi oleh logam kalsium dengan kadar logam yang berbeda-beda yang terdapat pada kedua jenis adsorben kalsium polistirena sulfonat tersebut.
4.3. Pembuatan Kalsium Stearat
Kalsium stearat dibuat melalui reaksi antara asam stearat dengan larutan NaOH/etanol-air dengan perbandingan volume etanol : air = 3 : 1 pada suhu 500C sambil diaduk, dan dilanjutkan dengan penambahan larutan CaCl2 sehingga terbentuk endapan putih kalsium stearat dengan reaksi seperti pada Gambar 4.9 berikut.
CH3-(CH2)15-CH2-C O OH + NaOH CH3-(CH2)15-CH2-C O ONa + H2O
asam stearat natrium stearat
CH3-(CH2)15-CH2-C O ONa CaCl2 CH3-(CH2)15-CH2-C O O C-CH2-(CH2)15-CH3 O O Ca + + 2 NaCl
natrium stearat kalsium stearat 2
Gambar 4.9. Reaksi Pembuatan Kalsium Stearat
Kalsium stearat yang diperoleh bersifat tidak larut dalam air, metanol, etanol, kloroform, dan n-heksana. Kadar logam Ca pada kalsium stearat yang diukur dengan metode SSA adalah sebesar 6,00 % dan spektrum FT-IR dapat dilihat pada Gambar 4.10 berikut.
Gambar 4.10. Spektrum FT-IR (KBr pellet) Kalsium Stearat
Spektrum FT-IR asam stearat sebagai bahan awal dapat dilihat pada Gambar 4.11 berikut
Gambar 4.11. Spektrum FT-IR (KBR pellet) Asam Stearat
Spektrum FT-IR kalsium stearat pada Gambar 4.10 di atas menunjukkan adanya pita serapan pada bilangan gelombang 2917,25 cm-1 dan 2849,22 cm-1 yang menunjukkan vibrasi C-H stretch, pada bilangan gelombang 1473 cm-1 dan 1462,91 cm-1 menunjukkan pita serapan C-H bend, dan pada bilangan gelombang 719,16 cm-1 menunjukkan pita serapan C-H rock. Pita serapan C=O dari garam karboksilat berada pada bilangan gelombang 1579,3 cm-1. Jika dibandingkan pita serapan C=O dari asam karboksilat pada spektrum FT-IR asam stearat (Gambar 4.11) berada pada bilangan gelombang 1669,13 cm
-1
(Silverstein, R.M., dkk, 1963). Pita serapan C=O dari garam karboksilat berada pada bilangan gelombang yang lebih rendah dibandingkan pita serapan C=O dari asam karboksilat. Hal ini disebabkan karena C=O dari garam karboksilat berikatan dengan atom Ca yang memiliki massa atom yang lebih besar. Adanya pergeseran daerah bilangan gelombang ini menunjukkan bahwa reaksi penggaraman asam stearat menjadi kalsium stearat telah terjadi.
4.4. Adsorpsi tokoferol dan tokotrienol dari campuran metil ester minyak kemiri