PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL
GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI
ASETILASI GALAKTOMANAN HASIL ISOLASI
DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata)
TESIS
Oleh
TERKELIN BR GINTING
117006028/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2013
PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL
GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI
ASETILASI GALAKTOMANAN HASIL ISOLASI
DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata)
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
TERKELIN BR GINTING
117006028/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2013
Judul : PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI ASETILASI GALAKTOMANAN HASIL ISOLASI DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata).
Nama Mahasiswa : Terkelin Br Ginting Nomor Pokok : 117006028
Program Studi : Magister Ilmu Kimia
Menyetujui : Komisi Pembimbing
Dr. Mimpin Ginting, MS Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc Ketua Anggota
Ketua Program Studi Dekan
Prof. Basuki Wirjosentono, MS. Ph.D Dr. Sutarman, M.Sc
Tanggal Lulus 4 Juli 2013
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI ASETILASI GALAKTOMANAN HASIL
ISOLASI DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata)
T E S I S
Dengan ini saya nyatakan bahwa yang tertulis dalam tesis ini benar benar hasil karya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat pendapat atau karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka. Pendapat atau temuan yang terdapat dalam tesis ini dikutip berdasarkan kode ilmiah.
Medan, 4 Juli 2013
Terkelin Br Ginting
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
N a m a : TERKELIN BR GINTING
N I M : 117006028
Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Righ) atas Tesis saya yang berjudul :
PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI ASETILASI GALAKTOMANAN HASIL
ISOLASI DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata)
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak Bebas Royalti Non-Ekslusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Medan, 4 Juli 2013
Terkelin Br Ginting
Telah diuji pada
Tanggal : 4 Juli 2013.
PANITIA PENGUJI TESIS :
Ketua : Dr. Mimpin Ginting, MS
Anggota : 1. Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc 2. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc 3. Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc 4. Dr. Lamek Marpaung, M.Phill
5. Prof. Dr. Yunazar Manjang.
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap : Terkelin Br Ginting Tempat dan Tanggal Lahir : Munte, 22 Oktober 1964
Alamat Rumah : Komplek Perumahan BTN Sukamaju Indah Blok UU No.17 Sunggal Kab. Deli Serdang Telepon / HP : 08197226928 - 085275968622
E-mail : terkelinginting646@yahoo.co.id Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Sunggal
Alamat Kantor : Jln. Sei Mencirim No. Sei Semayang Diski Telepon / Fax : 061-77809619 / -
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Negeri No. 2 Munte, Kab Karo Tamat : 1976
SMP : SMP Negeri Munte, Kab Karo Tamat : 1980
SMA : SMA Swasta Katolik Kaban Jahe Tamat : 1983
Strata-1 : FPMIPA IKIP Medan Tamat : 1988
Strata-2 : Sekolah Pascasarjana FMIPA USU Medan Tamat : 2013
i
KATA PENGANTAR
Terlebih dahulu penulis mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena hanya berkat kasih dan lindunganNya penulis dapat melaksanakan penelitian dan penulisan laporan ini.
Penelitian adalah satu hal yang tidak terpisahkan dalam satu rangkaian kegiatan akademik untuk dapat menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahauan Alam Universitas Sumatera Utara. Sehubungan dengan hal tersebut, penulis telah melaksanakan penelitian dibawah bimbingan dari komisi pembimbing. Hasil penelitian tersebut disusun dalam bentuk laporan penelitian dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar Magister Sains.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara c.q Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (Bappeda) Provinsi Sumatera Utara karena telah memberikan kesempatan dan bantuan dana berupa beasiswa kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kimia FMIPA USU Medan. 2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc sebagai Dekan FMIPA USU yang telah mendukung
pelaksanaan perkuliahan dan penelitian yang penulis kerjakan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU.
3. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS.Ph.D. sebagai Ketua Program Magister Ilmu Kimia dan Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc. sebagai Sekretaris Program Magister Ilmu Kimia FMIPA USU yang juga sebagai Komisi Penguji yang telah banyak memberikan saran dan dorongan semangat kepada penulis.. 4. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS sebagai Pembimbing I juga sebagai Kepala
Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran sehingga penelitian dan penulisan laporan ini dapat diselesaikan. Penulis juga mendapat banyak
ii
pelajaran yang sangat berguna selama dalam penelitian ini yang sangat bermanfaat bagi penulis dan dapat membantu penulis dalam melaksanakan tugas setelah selesai pendidikan nantinya.
5. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc sebagai Pembimbing II yang selalu membimbing penulis dengan penuh kesabaran sehingga penelitian dapat terlaksana dan penulisan laporan penelitian ini juga dapat diselesaikan. Penulis juga mendapat banyak pelajaran yang sangat berguna selama dalam melakukan penelitian ini.
6. Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc dan Bapak Dr. Lamek Marpaung, M.Phill sebagai Komisi Penguji yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengetahuan serta saran saran untuk perbaikan tesis ini.
7. Asisten Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU antara lain Bayu Kasogi Ginting, Egitarius Ginting, Naomi Febrianti Sitorus, Mutiara Saragih, Sion Olivia Sembiring atas semua bantuan yang diberikan kepada penulis.
8. Bapak Dr. Nimpan Bangun, M.Sc sebagai Kepala Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU atas semua bantuan dan nasehat kepada penulis. Dan juga asisten Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU antara lain Rizal Agus W. Situmorang dan Lois Lenny Panggabean, atas semua bantuan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
9. Ibu Dra. Ratnawati Br Tarigan sebagai Kepala Laboratorium Kimia Industri PTKI yang telah ikut membantu penulis dalam penelitian yang penulis kerjakan, serta asisten Laboratorium Kimia Industri PTKI Joshua Samuel Taihuttu atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis.
10. Bapak / Ibu Dosen yang mengasuh mata kuliah pada Program Magister Ilmu Kimia FMIPA USU atas segala materi perkuliahan dan bimbingan selama mengikuti perkuliahan, kegiatan diskusi serta ujian yang telah dilaksanakan. 11. Bapak Bupati Deli Serdang dan Ibu Kepala Dinas Pendidikan Pemuda dan
Olahraga Kabupaten Deli Serdang yang telah memberikan izin belajar kepada
iii
penulis untuk dapat mengikuti pendidikan pada Program Magister Ilmu Kimia FMIPA USU.
12. Bapak Drs. Ramli Siregar sebagai Kepala SMA Negeri 1 Sunggal beserta guru dan pegawai tempat penulis bertugas atas bantuan moril dan kerja sama selama ini, sehingga penulis dapat membagi waktu untuk bertugas di sekolah dan juga untuk menyelesaikan tugas-tugas perkuliahan dan penelitian ini.
13. Teman teman mahasiswa Program Magister Ilmu Kimia FMIPA USU Angkatan Tahun 2011 teristimewa Rislima Sihombing SPd atas semua kerja sama dan persahabatan sehingga semua tugas perkuliahan dan penelitian dapat penulis kerjakan.
14. Ibu mertua D. Br Ginting, suamiku tercinta Adresta Pinem S.Pd M.Si, dan juga anak anakku yang kukasihi, Santhy Ardelina V Pinem, Vienny Yuliarti Pinem dan Avelia Hemagita Pinem yang selalu sabar dan setia serta selalu memberikan dukungan doa dan dana sehingga penulis dapat menyelesaikan semua tugas-tugas dalam perkuliahan dan penelitian.
Penulis mengakui bahwa laporan penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan laporan ini. Kiranya laporan ini dapat memenuhi syarat untuk menyelesaikan tugas perkuliahan yang penulis kerjakan. Akhir kata penulis mengucapkan sekian dan terima kasih, semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu membimbing kita dalam setiap tugas yang kita kerjakan.
Medan, 4 Juli 2013 Penulis,
Terkelin Br Ginting
iv
PEMBUATAN DAN PENENTUAN NILAI CMC ASETIL GALAKTOMANAN YANG DIPEROLEH MELALUI ASETILASI GALAKTOMANAN
HASIL ISOLASI DARI KOLANG-KALING (Arenga pinnata)
Abstrak
Dari kolang kaling telah diisolasi galaktomanan yang selanjutnya dapat diasetilasi menjadi asetil galaktomanan. Isolasi galaktomanan dari 250 g kolang kaling menggunakan pelarut aquadest melalui pengadukan dilanjutkan sentrifugasi diikuti pemurnian menggunakan pelarut etanol diperoleh 8,3965 g (3,36% w/w) galaktomanan. Asetilasi galaktomanan dengan asetat anhidrida menggunakan pelarut asam asetat glasial dan katalis H2SO4 pekat dimana dari sebanyak 3 g galaktomanan yang digunakan diperoleh asetil galaktomanan sebanyak 1,2 g (64,84% w/w). Spektrum FT-IR dari produk reaksi asetilasi dengan munculnya puncak vibrasi pada bilangan gelombang 1723,11 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi C = O dari senyawa ester yang didukung oleh adanya pita serapan pada bilangan gelombang 1252,12 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi C – O – C dari senyawa ester sebagai indikasi telah terjadi asetilasi galaktomanan. Hasil penentuan nilai tegangan permukaan diperoleh nilai titik konsentrasi misel kritis (CMC) untuk galaktomanan dan asetil galaktomanan berada pada konsentrasi 5% dengan nilai tegangan permukaan galaktomanan adalah 29,93 dyne/cm sedangkan nilai tegangan permukaan asetil galaktomanan adalah 22,22 dyne/cm.
Kata Kunci : kolang kaling, galaktomanan, asetilasi, asetil galaktomanan
v
PRODUCTION AND DETERMINATION OF CMC VALUE OF ACETYL
GALACTOMANNAN THAT BE OBTAINED THROUGH GALACTOMANNAN ACETYLATION AS RESULT OF ISOLATION OF SUGAR PALM
FRUIT (Arenga pinnata)
Abstract
From sugar palm fruit has been isolated the galactomannan and then can be acetylated becomes acetyl galactomannan. Isolation of galactomannan from 250 g sugar palm fruit used aquades by mixing then centrifugated that be followed by purification by using ethanol that resulted 8.3965 g (3.36 % w/w) of galactomannan. Galactomannan is acetylated by anhydride acetate by using glacial acetate acid as solvent and concentrated H2SO4 as catalyst where from 3 g galactomannan is got 1.2
g (64,84% w/w) acetyl galactomannan. FT-IR spectrum of acetylation reaction product shows that there is vibration peak in wave number 1723.11 cm-1 that shows there is vibration of C = O from ester and supported by presence of absorption band in wave number 1252.12 cm-1 that shows there is vibration of C – O – C from ester as indication that galactomannan acetylation has occurred. Result of surface tension value is got critical micelle concentration (CMC) point for galactomannan and acetyl galactomannan is in 5% concentration with tension surface value of galactomannan is 29.93 dyne/cm mean while tension surface value of acetyl galactomannan is 22.22 dyne/cm.
Keywords : sugar palm fruit, galactomannan, acetylation, acetyl galactomannan.
vi
2.3.1 Pembuatan Kolang Kaling 8
2.3.2 Komposisi Kimia Kolang Kaling 8
2.4 Karbohidrat 9
2.5 Penggolongan Karbohidrat 10
2.5.1 Monosakarida 10
2.5.2 Oligosakarida 13
2.5.3 Polisakarida 14
2.6 Galaktomanan 17
2.7 Fungsi Galaktomanan 18
2.8 Transformasi Galaktomanan 20
2.9 Esterifikasi Dengan Asil Klorida atau Asetat Anhidrida 21
2.10 Anhidrida Asam 22
2.11 Spektroskopi 23
2.12 Konsentrasi Misel Kritis 26
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat 32
3.2 Bahan 32
3.3 Prosedur Penelitian 32
3.3.1 Isolasi Galaktomanan 32
3.3.2 Asetilasi Galaktomanan 33
3.3.3 Analisia Hasil Isolasi dan Hasil Asetilasi 34
vii
3.3.3.1 Analisia Spektroskopi FT-IR 34
3.3.3.2 Penentuan Nilai CMC Galaktomanan dan Asetil Galaktomanan 34
3.4 Bagan Penelitian 35
3.4.1 Bagan Isolasi Galaktomanan dari Kolang Kaling 35 3.4.2 Bagan Asetilasi Galaktomanan menjadi Asetil Galaktomanan 36
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil 37
4.1.1 Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang Kaling 37
4.1.2 Hasil Asetilasi Galaktomanan 37
4.1.3 Hasil Uji CMC Galaktomanan dan Asetil Galaktomanan 37
4.2. Pembahasan 39
4.2.1 Galaktomanan Hasil Isolasi dari Kolang Kaling 39 4.2.2 Asetilasi Galaktomanan Dengan Asetat Anhidrida 40 4.2.3 Penentuan Nilai CMC Galaktomanan dan Asetil Galaktomanan 42
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 44
Daftar Pustaka 45
Lampiran 50
viii
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Permukaan Galaktomanan dan Asetil Galaktomanan dengan Metode cincin du Nouy
38
ix
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar 2.1 Struktur glukosa 11
Gambar 2.2 Struktur galaktosa 12
Gambar 2.3 Struktur fruktosa 12
Gambar 2.4 Reaksi pembentukan disakarida 13
Gambar 2.5 Struktur sukrosa 13
Gambar 2.6 Struktur laktosa 14
Gambar 2.7 Struktur maltosa 14
Gambar 2.8 Struktur selulosa 16
Gambar 2.9 Struktur amilum 16
Gambar 2.10 Struktur glikogen 16
Gambar 2.11 Struktur galaktomanan 17
Gambar 2.12 Reaksi asil klorida dengan alkohol 21 Gambar 2.13 Reaksi anhidrida alkanoat dengan alkohol 21 Gambar 2.14 Struktur misel sterik dan struktur misel lamelar 30
Gambar 4.1 Spektrum FT-IR galaktomanan 39
Gambar 4.2 Reaksi asetilasi galaktomanan dengan asetat
anhidrida 40
Gambar 4.3 Spektrum FT-IR asetil galaktomanan 41
Gambar 4.4 Grafik tegangan permukaan 42
x
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran - 1 Gambar Kolang Kaling yang Digunakan untuk
Isolasi Galaktomanan 50
Lampiran - 2 Galaktomanan yang telah diisolasi 51 Lampiran - 3 Asetilasi Galaktomanan dan Hasil Asetilasi 52
Lampiran - 4 Spektrofotometer Infra Merah 53
Lampiran - 5 Penentuan Nilai CMC Galaktomanan dan Asetil
Galaktomanan 54
