46 sehingga semakin tinggi nilai weight loss, semakin rendah kandungan hemiselulosa dan selulosa.
Sedangkan nilai lignin berdasarkan analisa kadar lignin terus mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan suhu dan nilai weight loss. Berdasarkan perhitungan basis awal, kandungan lignin dibandingkan bahan bahan baku awal terus menurun seiring dengan kenaikan suhu. Sehingga semakin tinggi weight
loss, semakin rendah nilai lignin berdasarkan basis bahan baku awal. Secara
keseluruhan, nilai weight loss lignoselulosik terus mengalami kenaikan seiring bertambahnya suhu.
E. ANALISA GC-MS (GAS CHROMATOGRAPHY-MASS SPECTROMETRY) Pirolisis biomassa merupakan salah satu teknologi alternatif yang dikembangkan pada beberapa bidang dalam kimia. Salah satunya adalah untuk mengisolasi senyawa kimia yang kemudian dapat dikonversi menjadi bahan tambahan makanan alternatif. Pada proses pirolisis terhadap tongkol jagung, terjadi degradasi lignin sebagai akibat dari kenaikan temperatur sehingga dihasilkan senyawa-senyawa karakteristik sesuai dengan suhu yang digunakan (Czernik, 2002).
Umumnya, identifikasi hasil pirolisis dilakukan menggunakan gas kromatografi-spektra massa atau Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Intepretasi data GC-MS dilakukan dengan mengelompokkan puncak-puncak kromatogram yang berubah pada variasi proses. Senyawa dikelompokkan berdasarkan banyaknya C dalam senyawa dan pola perubahan konsentrasi pada perubahan temperatur (Fatimah dan Nugraha, 2005).
Pengujian GC-MS diperlukan untuk mengetahui komponen kimia yang terdapat dalam cairan hasil pirolisis. Salah satu fungsi komponen-komponen tersebut adalah sebagai Bahan Tambahan Pangan. Pengujian dilakukan di Pusat Laboratorium Forensik Mabes Polri Jakarta.
Alat GC-MS yang digunakan memiliki seri HP 6890 yang didatangkan dari Amerika. Instrument control parameter GC-MS disajikan pada Lampiran 5. Sebelum dianalisa, cairan harus dipreparasi terlebih dahulu untuk memisahkan fase organik dan inorganik. Salah satu syarat bahan yang akan dianalisa dengan
47 GC-MS adalah bahan yang terlarut dalam pelarut organik dan tidak mengandung air karena akan merusak komponen alat.
Cairan diekstrak terlebih dahulu dengan kloroform untuk memisahkan fase polar dan nonpolar. Pemilihan kloroform karena sifatnya semipolarnya sehingga dapat mengekstrak komponen yang polar dan nonpolar. Cairan pirolisis cenderung bersifat polar karena terlarut dalam air, tetapi ada kemungkinan terkandung zat-zat yang bersifat nonpolar di dalamnya. Oleh karena itu, dipilih pengekstrak yang dapat mewakili sifat keduanya.
Kedua fase dipisahkan dengan labu pemisah lalu dipekatkan dengan dialiri gas nitrogen inert. Selama proses preparasi tidak digunakan panas sama sekali karena dikhawatirkan akan mengurangi kandungan zat dalam cairan dan merusak strukturnya. Setelah kering, zat dilarutkan dalam metanol yang bersifat polar sesuai sifat cairan pirolisis. Cara preparasi cairan disajikan pada Lampiran1.
Cairan yang telah dipreparasi kemudian diinject ke dalam alat GC-MS sebanyak ± 5µl. Suhu oven awal yang digunakan adalah 40oC. Ketika kontak dengan panas oven, metanol akan menguap pada menit-menit awal. Oleh karena itu, dipakai waktu delay 2-3 menit untuk menguapkan metanol sehingga hasil analisa untuk menit awal tidak terbaca pada software.
Komponen-komponen yang menguap akan dibawa oleh gas pengemban. Pada alat GC-MS ini, gas pengemban yang digunakan adalah helium. Gas helium akan membawa komponen yang teruapkan melewati kolom kapiler menuju detektor sehingga membentuk puncak-puncak kromatogram yang menyerupai gunung.
Area kromatogram yang terbentuk merupakan jumlah komponen yang terkandung dalam cairan. Puncak kromatogram terbentuk didasarkan pada bobot molekul komponen yang teridentifikasi. Semakin kecil bobot molekulnya, maka akan lebih cepat teridentifikasi dan semakin kecil pula waktu retensinya. Waktu retensi (retention time) merupakan waktu yang dibutuhkan senyawa untuk bergerak melalui kolom menuju detektor. Waktu retensi diukur berdasarkan waktu di mana sampel diinjeksikan sampai sampel menunjukkan ketinggian puncak maksimum dari senyawa itu (Anonim, 2008 di dalam Febrianto, 2009).
48 Waktu retensi akan tertera pada puncak kromatogram. Masing-masing komponen akan terbaca pada waktu retensi yang sama meskipun berbeda cairan yang diuji karena setiap komponen memiliki bobot molekul tersendiri. Namun, pembacaan waktu retensi juga dipengaruhi oleh jenis alat GC-MS yang digunakan karena setiap seri memiliki karakteristik tersendiri.
Hasil analisa GC-MS selanjutnya diolah menggunakan software MSD
ChemStation, Data Analysis tahun 2006. Dari software tersebut, dapat diketahui
kandungan komponen dalam cairan beserta kualitas dan kuantitasnya. Kualitas komponen merupakan kemiripan komponen yang terbaca dengan komponen pada database. Semakin tinggi kualitasnya, semakin identik komponen dengan
database sehingga memiliki tingkat kepercayaan yang lebih baik. Kuantitas
komponen disajikan dengan % luas area dari total puncak yang terbentuk.
Pembacaan data analisis dalam penelitian ini menggunakan skala 4.106, nilai threshold sebesar 15.5, dan menggunakan database Wiley 7. Cairan yang dianalisis dengan GC-MS terdapat pada Tabel 10. Hanya komponen yang memiliki kualitas di atas 80 yang diambil karena memiliki tingkat keidentikan sebesar 80% dari database. Sedangkan komponen yuang memiliki kualitas dibawah 80 tidak diambil karena dinilai tidak terlalu identik dan kemungkinan merupakan suatu pengotor tetapi memiliki struktur mirip komponen dalam
database. Hasil analisa GC-MS disajikan pada Lampiran 5. Grafik
49
Gambar 18. Jumlah komponen cairan pirolisis
Berdasarkan uji GC-MS, cairan pirolisis tongkol jagung mengandung senyawa fenol, asam, aldehid, alkohol, keton, furan, dan hidrokarbon yang dapat diaplikasikan sebagai Bahan Tambahan Pangan (BTP) khususnya flavour, antioksidan, dan pengawet. Jumlah masing-masing komponen berbeda pada setiap perlakuan.
Kandungan komponen dipengaruhi oleh suhu yang digunakan dalam menghasilkan cairan. Perbedaan suhu yang digunakan akan mempengaruhi jenis serat yang terdekomposisi. Setiap jenis serat yang terdegradasi akan menghasilkan komponen yang khas.
Beberapa bahan hasil degradasi dari lignin, selulosa, dan hemiselulosa diantaranya adalah beberapa jenis asam karboksilat (contohnya: asam oxopentana, asam asetat, asam benzoat, asam format, asam glikolik, asam hexadekanoat, asam hexanoat, asam propanoat, asam valeric), gula (1,6-anhydroglucofuranose, D-arabinose, D-glucose, fructose, oligosacharides dan levoglucosan), keton ( 1-hidroxy propanon, 2,5 hexanedione, butanon, 2-ethylcyclopentanone, 2-methyl2-cyclopenten-1-one, dsb), fenol, oxygenates seperti furan dan hidrokarbon lainnya (Anand et al., 2004).
0 1 2 3 4 5 6 450oC ; 2% 550oC ; 0.79% 550oC ; 2.21% 650oC ; 2%