APLIKASI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT SEBAGAI
PENGAWET IKAN DAN ANTIBAKTERI
REZA NURSYAMSI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
REZA NURSYAMSI. Aplikasi Asap Cair Cangkang Sawit sebagai Pengawet
Ikan dan Antibakteri. Dibimbing oleh SUMINAR SETIATI ACHMADI dan
NISA RACHMANIA MUBARIK.
Cangkang sawit sebagai limbah pertanian dapat dimanfaatkan menjadi
produk lain. Pirolisis cangkang sawit menghasilkan asap buangan yang dapat
dikondensasikan menjadi asap cair. Asap cair yang didistilasi ulang dapat
dijadikan bahan pengawet karena memiliki aktivitas antibakteri. Pengujian yang
dilakukan adalah kadar
total volatile base nitrogen
(TVB-N) pada ikan yang
diawetkan dan uji antibakteri metode difusi agar. Kandungan berbagai asam
organik dalam asap cair mencapai 9.1%, terutama terdiri atas asam asetat. Asap
cair konsentrasi 8, 9, dan 10% (v/v) dapat mempertahankan kesegaran ikan bawal
hingga 24 jam. Penghambatan asap cair konsentrasi tersebut lebih rendah terhadap
Staphylococcus aureus
dan lebih besar terhadap
Escherichia coli
dibandingkan
dengan kloramfenikol 100 ppm sebagai antibakteri standar.
ABSTRACT
REZA NURSYAMSI. Palm Shells Liquid Smoke Application as Fished
Preservative and Antibacterial. Supervised by SUMINAR SETIATI ACHMADI
and NISA RACHMANIA MUBARIK.
Palm shells as agricultural waste can be utilized into other products.
Pyrolysis of palm shells produce exhaust fumes that can be condensed into liquid
smoke. Redistilled liquid smoke can be used as a preservative because it has
antibacterial activity. The tests involved total volatile base nitrogen (TVB-N)
levels in preserved fish and antibacterial test using agar diffusion method. The
content of various organic acids in liquid smoke reaches 9.1%, mainly consist of
acetic acid. Liquid smoke concentrations of 8, 9, and 10% (v/v) were able to
maintain freshness of pomfret fish up to 24 hours. Inhibition of liquid smoke was
less against
Staphylococcus aureus
and was greater against
Escherichia coli
than
APLIKASI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT SEBAGAI
PENGAWET IKAN DAN ANTIBAKTERI
REZA NURSYAMSI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi
: Aplikasi Asap Cair Cangkang Sawit sebagai Pengawet Ikan
dan Antibakteri
Nama
: Reza Nursyamsi
NIM
: G44070022
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof Ir Suminar S Achmadi, PhD
Dr Nisa Rachmania Mubarik, MSi
NIP 19480427 197412 2 001
NIP 19671127 199302 2 001
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 195012271976032002
PRAKATA
Bismillahirrahmaanirrahiim...
Alhamdulillah
, puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan
karunia-Nya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah
ini. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Mei sampai Oktober 2011 yang
bertempat di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia dan Laboratorium
Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat Ibu Prof Ir
Suminar S Achmadi, PhD selaku pembimbing pertama dan Ibu Dr Nisa
Rachmania Mubarik, MSi selaku pembimbing kedua atas petunjuk dan bimbingan
yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penyusunan karya
ilmiah ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Ibu Dr Sri Mulijani, MSi dan
Bapak Rudi Heryanto, MSi sebagai penguji sidang komprehensif, serta Bapak Dr
Ir Rizal Alamsyah, MAppSc selaku penggagas penelitian ini. Terima kasih kepada
Bapak Sobur, Bapak Jaka, dan Ibu Heni yang telah membantu penulis dalam
pemakaian alat dan bahan di laboratorium.
Ungkapan terima kasih kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga atas
dukungan dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih kepada Panji, Raissa, semua
teman Laboratorium Kimia Organik yang telah memberikan semangat, motivasi
dan dorongan dalam menyusun karya ilmiah ini.
Besar harapan semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi penulis, pembaca
serta kemajuan ilmu pengetahuan.
Bogor, Januari 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 7 Maret 1989 dari pasangan
Sunaryo dan Siti Roziah. Penulis merupakan putra kedua dari dua bersaudara.
Tahun 2000 penulis menyelesaikan sekolah di SD Muhammadiyah 3 Jakarta
dan pada tahun 2003 penulis menyelesaikan sekolah di SLTPN 97 Jakarta. Tahun
2007 penulis lulus dari SMAN 31 Jakarta dan pada tahun yang sama lulus seleksi
masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB.
Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... vii
PENDAHULUAN ... 1
METODE
Bahan dan Alat ... 1
Lingkup Kerja ... 1
HASIL
Ciri Kimiawi Asap Cair Cangkang Sawit ... 3
Pengujian TVB-N ... 4
Pengujian Antibakteri ... 4
PEMBAHASAN ... 5
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ... 7
Saran ... 7
DAFTAR PUSTAKA ... 7
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Hasil analisis GC-
MS asap cair cangkang sawit dengan kemiripan ≥ 90%
... 3
2 Hasil uji toksisitas asap cair terhadap 10 larva udang ... 4
3 Indeks penghambatan asap cair cangkang sawit dibandingkan dengan
antibiotik kloramfenikol ... 5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Bagan alat
concentration boule
tipe TA62D ... 1
2 Tampilan asap cair ekstrak kasar dan redistilasi ... 3
3 Hubungan antara
–
log konsentrasi asap cair dan persen kematian larva ... 4
4 Nilai TVB-N ikan bawal dengan perlakuan konsentrasi
asap cair 8%, 9%, 10%, dan kontrol ... 4
5 Hasil uji antibakteri asap cair cangkang sawit
terhadap
S. aureus
dan
E. coli
... 4
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Bagan alir penelitian ... 9
2 Perhitungan total asam, kadar fenolik, dan pH asap cair ... 10
3 Kromatogram analisis GC-MS asap cair ... 12
4 Perhitungan uji toksisitas asap cair ... 13
5 Data pengujian TVB-N ... 14
6 Komposisi media TSB dan NA ... 15
PENDAHULUAN
Industri arang di Indonesia saat ini hanya mengutamakan arang sebagai produknya, sedangkan sisanya sekitar 70–80% berupa limbah uap atau gas yang dibuang bebas ke udara sebagai polutan. Upaya peningkatan nilai tambah produk dari asap agar lebih ramah lingkungan telah dilakukan, yaitu berupa penelitian pemanfaatan limbah asap dalam bentuk cairan yang disebut cuka kayu atau asap cair. Produksinya dapat dipadukan dengan proses pembuatan arang (Nurhayati et al. 2005).
Asap cair kayu merupakan hasil kondensasi dari pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar senyawa. Senyawa-senyawa tersebut terbentuk akibat pirolisis konstituen kayu seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Cangkang kelapa sawit mengandung selulosa (40%), hemiselulosa (24%), lignin (21%), dan abu (15%) (KNRT 2005).
Asap cair dapat digunakan sebagai bahan pengawet karena memiliki sifat antibakteri dan antioksidan. Sifat sebagai antibakteri ini berkaitan dengan kandungan senyawa-senyawa dalam asap cair, yaitu fenolik, senyawa karbonil, dan asam karboksilat. Penelitian uji daya hambat asap cair hasil pirolisis kayu pelawan (Tristania abavata) dan pengaruh konsentrasinya terhadap pertumbuhan Escherichia coli telah dilakukan dengan metode difusi cakram (Panagan dan Syarif 2009).
Pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kadar fenolik 9.36%, karbonil 8.34%, dan asam organik 6.38%. Hasil distilasi asap cair tersebut pada suhu kurang dari 100 °C menghasilkan kadar fenolik yang lebih tinggi (3.90%) daripada hasil distilasi pada suhu di atasnya dengan kadar tar yang paling rendah (0.294%) (Darmaji 2002).
Berbagai cara telah dikenal untuk mengawetkan ikan seperti penggaraman, pengeringan, pemindangan, peragian, dan pendinginan ikan. Pengawetan juga dapat menggunakan penambahan bahan lain yang belum tentu aman jika dikonsumsi manusia. Pemanfaatan asap cair tempurung kelapa sebagai bahan pengawet telah menjadi cara alternatif dalam pengawetan ikan (Yanti dan Rochima 2009), sedangkan asap cair kelapa sawit belum banyak dimanfaatkan. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi potensi asap cair cangkang sawit sebagai pengawet ikan dan antibakteri.
METODE
Bahan dan AlatAlat-alat yang digunakan ialah alat suling
concentration boule_tipe TA62D, spektro fotometer ultraviolet tampak, kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS) dan seperangkat alat uji mikrobiologi.
Bahan-bahan yang dipakai ialah asap cair kelapa sawit ekstrak kasar hasil pirolisis kelapa sawit pada suhu 400 °C yang diperoleh dari PT Global Deorub Industry, ikan bawal air tawar segar dengan bobot ± 300 g, pereaksi Folin-Ciocalteau, larutan indikator Tashiro, serbuk kloramfenikol, media cair tryptic soy broth (TSB), dan media padat nutrient agar
(NA).
Lingkup Kerja
Penelitian terdiri atas 8 tahap (Lampiran 1). Tahap pertama ialah preparasi asap cair kelapa sawit. Tahap kedua sampai dengan keempat berturut-turut adalah pengukuran nilai pH, total asam, dan kadar fenolik asap cair kelapa sawit. Tahap kelima adalah analisis GC-MS. Tahap keenam adalah uji toksisitas asap cair dan dilanjutkan ke tahap ketujuh berupa pengujian kadar total volatile base nitrogen (TVB-N). Tahap kedelapan adalah pengujian daya hambat asap cair terhadap bakteri.
Preparasi Asap Cair
Asap cair kelapa sawit ekstrak kasar sebanyak 20 L disiapkan dalam wadah besar. Cairan tersebut kemudian disuling dengan bantuan alat concentration boule_tipe TA62D (Gambar 1) pada suhu 80 ± 5 °C selama 1.5 jam. Distilat berupa asap cair ditampung dalam wadah tertutup.
[image:9.595.324.509.561.695.2]2
Pengukuran pH Asap Cair
Pengukuran pH dilakukan dengan pH meter. Alat dikalibrasi dengan larutan penyangga (pH 7) sebelum digunakan untuk analisis sampel. Sampel asap cair yang diperlukan sekitar 50 mL.
Pengukuran Total Asam Asap Cair (AOAC 2005)
Sebanyak 5 mL asap cair ditambahkan 100 mL akuades lalu dikocok sampai homogen, kemudian ditambahkan 3 tetes indikator fenolftalein. Campuran dititrasi dengan NaOH 0.1 N sampai berwarna merah muda. Pengukuran dilakukan duplo.
Total asam= × 100%
Pengukuran Kadar Fenolik Asap Cair (Waterhouse 2002): Metode Kolorimetri Folin-Ciocalteau
Larutan standar dibuat dengan melarutkan 0.5 g asam galat dalam 10 mL etanol kemudian diencerkan hingga 100 mL dengan akuades (konsentrasi 5 g/L). Sebanyak 1, 2, 5, dan 10 mL larutan tersebut berturut-turut dicairkan menjadi 100 mL dengan akuades untuk membentuk larutan standar dengan konsentrasi 50, 100, 250, dan 500 mg/L.
Sebanyak 1 mL sampel, standar asam galat terkalibrasi, atau blangko (akuades) masing-masing ditempatkan ke dalam labu takar 100 mL. Akuades kira-kira sebanyak 70 mL ditambahkan, dilanjutkan dengan penambahan 5 mL pereaksi Folin-Ciocalteau (FC) lalu didiamkan pada suhu kamar selama 8 menit. Natrium karbonat sebanyak 15 mL ditambahkan pada campuran tersebut. Campuran kemudian ditera hingga 100 mL dengan akuades, lalu dikocok dan diinkubasi selama 2 jam pada suhu kamar. Analisis dilakukan dengan mengukur absorbans larutan dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 765 nm. Pengukuran dilakukan duplo.
Analisis GC-MS Asap Cair
Identifikasi senyawa-senyawa yang terkandung dalam asap cair cangkang sawit menggunakan GC-MS dengan kolom HP5 panjang 60 meter. Adapun suhu detektor, kolom awal, dan kolom akhir berturut-turut ialah 250, 80, dan 290 °C. Gas pembawa yang digunakan ialah helium dengan laju alir 23.7 mL/menit pada tekanan 17.56 psi. Injeksi sampel asap cair dilakukan sebanyak 1 µL. Data keluaran berupa kromatogram yang memiliki nilai waktu retensi (RT), bobot
molekul, luas area, dan kemiripan dari setiap senyawa yang teridentifikasi.
Pengujian Toksisitas Asap Cair (Manilal et al. 2009): Metode BSLT
Sekitar 0.5 g kista Artemia salina
diaerasikan dengan 500 mL air laut dalam wadah Erlenmeyer. Inkubasi dilakukan pada suhu kamar selama 24 jam hingga kista menjadi larva.
Asap cair dengan konsentrasi 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, dan 0.5% (v/v) serta blangko dibuat dengan pengencer air laut. Sebanyak 1 mL asap cair berbagai konsentrasi (termasuk blangko) dimasukkan ke dalam sumur, kemudian masing-masing ditambahkan 1 mL air laut yang berisi 10 ekor larva. Campuran larva dan asap cair diinkubasi selama 24 jam. Konsentrasi mematikan 50% (LC50) dihitung berdasarkan hubungan persentase kematian larva dengan konsentrasi asap cair.
Pengujian Kadar TVB-N Berdasarkan SNI 2354.8:2009 (BSN 2009)
Sampel daging ikan bawal yang telah direndam asap cair ditimbang sebanyak 10 g dengan menggunakan gelas piala, kemudian ditambahkan 90 mL asam perklorat (PCA) 6%. Sampel diaduk selama 2 menit. Sampel kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring.
Ekstrak sebanyak 50 mL dimasukkan ke tabung distilasi, selanjutnya ditambahkan beberapa tetes indikator fenolftalein. Tabung distilasi dipasangkan dengan peralatan distilasi uap, kemudian ditambahkan 10 mL NaOH 20% (campuran bersifat basa ditandai berwarna merah muda). Penampung Erlenmeyer disiapkan yang berisi 100 mL H3BO3 3% dan 3–5 tetes indikator Tashiro (larutan berwarna ungu). Distilasi uap dilakukan kurang lebih selama 10 menit sampai memperoleh distilat 100 mL sehingga pada volume akhir terdapat kurang lebih 200 mL larutan berwarna hijau. Distilasi larutan blangko dilakukan dengan mengganti ekstrak sampel dengan 50 mL PCA 6%, pengerjaan selanjutnya sama dengan sampel.
TVB-N (mg/100 g) = dengan
Vc = volume HCl pada titrasi sampel (mL)
Vb = volume HCl pada titrasi blangko (mL)
N = normalitas larutan HCl (N)
W = bobot sampel (g)
14.007 = bobot atom nitrogen (g/mol) 2 = faktor pengenceran
Pengujian Daya Hambat Asap Cair terhadap Bakteri (Yuspihana et al. 2008): Metode Difusi Agar
Media yang digunakan ialah NA dengan 2 lapisan. Lapisan pertama dibuat dengan menuangkan media NA cair ke dalam cawan petri steril sebanyak ± 15 mL. Media selanjutnya dibiarkan memadat. Suspensi bakteri yang telah diinkubasi dalam media TSB dimasukkan secara aseptik ke dalam media NA yang masih cair sebanyak 100 µL, kemudian campuran dikocok. Media NA yang telah berisi bakteri dituang sebanyak ± 15 mL ke dalam cawan petri yang telah berisi media NA padat (lapisan pertama). Campuran dihomogenkan untuk memastikan bakteri terdistribusi secara rata, kemudian dibiarkan lapisan kedua tersebut menjadi padat. Selanjutnya dibuat 5 lubang (sumur) secara aseptik dengan diameter 6 mm. Ke dalam setiap sumur masing-masing dimasukkan asap cair (konsentrasi 8, 9, dan 10% (v/v)), kontrol positif (larutan kloramfenikol 100 ppm), dan kontrol negatif (akuades steril) sebanyak 60 µL. Media selanjutnya diinkubasi selama 24 jam pada suhu 37 °C. Setiap bakteri uji, yaitu
Staphylococcus aureus dan Escherichia coli
yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi diuji dengan 5 ulangan.
Pengujian aktivitas antibakteri dinyatakan aktif apabila di sekitar sumur terdapat zona bening. Diameter zona hambat yang terukur (3 kali pengukuran) selanjutnya diubah dalam bentuk indeks penghambatan.
Indeks penghambatan =
Data indeks penghambatan selanjutnya dianalisis secara statistika dengan analisis ragam dan uji wilayah berganda Duncan.
HASIL
Ciri Kimiawi Asap Cair Cangkang Sawit
Preparasi asap cair dengan cara redistilasi pada suhu 80 ± 5 °C menghasilkan asap cair yang lebih jernih (Gambar 2).
(a) (b)
Gambar 2 Tampilan asap cair ekstrak kasar (a) dan redistilasi (b).
Sebagai nilai mutu asap cair, parameter yang dianalisis antara lain kadar asam organik, total fenolik, dan pH. Adapun spesifikasi asap cair cangkang sawit redistilasi pada penelitian ini adalah kadar asam organik 9.1%, total fenolik 2.6%, dan pH 3.22 (Lampiran 2).
[image:11.595.321.508.84.160.2]Analisis GC-MS asap cair cangkang sawit redistilasi ditampilkan hanya yang memiliki kemiripan ≥ 90% dengan database GC-MS. Luas area berhubungan dengan komponen yang dominan (Tabel 1).
Tabel 1 Hasil analisis GC-MS asap cair cangkang sawit dengan kemiripan ≥ 90% Waktu retensi (menit) Luas area (%)
BM Nama senyawa
Kemiripan (%)
5.05 41.47 60 Asam asetat 90
5.31 1.00 74 Asam
propanoat 90 6.24 3.34 96 Furfural 91
7.03 0.66 82
2-Siklopenten-1-on 91
7.99 26.13 94 Fenol 91 8.73 1.33 108 2-Metilfenol 97 8.95 1.06 109 3-Metilfenol 96
9.11 5.50 124 2-Metoksi
fenol 97
9.72 0.32 122 3,5-Dimetil
fenol 97
10.04 0.21 138
2-Metoksi-3-metilfenol 91 10.19 2.42 138
2-Metoksi-4-metilfenol 95
11.04 1.59 152
4-Etil-2-metoksifenol 95 11.72 0.43 154 2,6-Dimetoksi
fenol 93
11.89 0.16 166
2-Metoksi-4-propilfenol 91
[image:11.595.316.516.367.651.2]4
dari persamaan garis y = – 1.6662x + 4.9456 dengan R2= 0.8527 sebesar 0.2147%.
Tabel 2 Hasil uji toksisitas asap cair terhadap 10 larva udang
Konsentrasi asap cair (% v/v) Rerata larva hidup Rerata larva mati
0.0 9 1
0.1 10 0
0.2 8 2
0.3 0 10
0.4 0 10
0.5 0 10
Gambar 3 Hubungan antara – log konsentrasi asap cair dan persen kematian larva.
Pengujian TVB-N
Data pengujian TVB-N ikan bawal yang telah diawetkan dengan asap cair setiap 8 jam ditampilkan pada Gambar 4. Konsentrasi asap cair yang digunakan ialah 0, 8, 9, dan 10% (v/v). Ikan dengan perlakuan asap cair memiliki nilai TVB-N lebih rendah daripada kontrol pada waktu yang sama.
Gambar 4 Nilai TVB-N ikan bawal dengan perlakuan konsentrasi asap cair 8%, 9%, 10%, dan 0% (kontrol).
Pengujian Antibakteri
Uji antibakteri asap cair dilihat berdasarkan diameter zona bening yang terbentuk di sekitar sumur. Hasil uji antibakteri terhadap S. aureus dan E. coli
menunjukkan bahwa zona bening yang terbentuk pada S. aureus lebih tegas daripada
E. coli. Kloramfenikol membentuk zona bening paling luas di antara perlakuan yang lain pada S. aureus. Sebaliknya, kloramfenikol tidak membentuk zona bening pada E. coli (Gambar 5).
(a)
(b)
Gambar 5 Hasil uji antibakteri asap cair cangkang sawit terhadap S. aureus (a) dan E. coli (b).
Data diameter zona bening yang terbentuk selanjutnya diubah dalam indeks penghambatan (Tabel 3). Penggunaan asap cair pada konsentrasi 8, 9, dan 10% (v/v) terhadap S. aureus dan E. coli memberikan efek penghambatan yang tidak berbeda nyata tetapi lebih tinggi dibandingkan kontrol tanpa perlakuan. Perlakuan dengan kloramfenikol 100 ppm menunjukkan indeks penghambatan yang lebih baik terhadap S. aureus daripada perlakuan asap cair. Hal sebaliknya terjadi terhadap E. coli, yaitu kloramfenikol 100 ppm tidak memberikan efek penghambatan atau sama dengan kontrol.
y = – 1.6662x + 4.9456
R² = 0.8527
-20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
0 1 2 3 4
% K emat ia n -log Konsentrasi 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00
8 16 24 32
[image:12.595.108.304.132.446.2] [image:12.595.341.491.241.494.2]Tabel 3 Indeks penghambatan asap cair cangkang sawit dibandingkan dengan antibiotik kloramfenikol
Perlakuan Rerata indeks penghambatan
S. aureus E. coli
Kontrol 0.0 a 0.0 a
Asap cair 8% 1.2 b 0.8 b
Asap cair 9% 1.2 b 1.1 c
Asap cair 10% 1.4 b 1.2 c Kloramfenikol
100 ppm 1.8 c 0.0 a
Angka pada kolom yang diikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji wilayah berganda Duncan pada taraf 5%.
PEMBAHASAN
Pirolisis cangkang sawit pada penelitian ini menggunakan suhu 400 °C. Pembuatan asap cair juga menghasilkan tar atau hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH). Preparasi asap cair dengan cara penyulingan pada suhu 80 ± 5 °C (redistilasi) diharapkan dapat mengurangi kandungan PAH yang memiliki titik didih lebih tinggi dari 300 °C. Selain itu, proses penyulingan tersebut dapat menghasilkan tampilan asap cair yang lebih jernih.
Nilai kadar asam organik, total fenolik, dan pH pada penelitian ini berbeda dengan penelitian Darmaji dan Triyudiana (2006) yang juga menggunakan asap cair cangkang sawit redistilasi < 100 °C, yaitu 12.34% (kadar asam organik) dan 1.1% (total fenolik). Potensi sebagai antibakteri dapat dilihat dari kandungan fenolik dan asam organik yang terkandung dalam asap cair. Nilai pH yang rendah merepresentasikan asap cair bermutu tinggi terutama dalam hal penggunaannya sebagai bahan pengawet makanan (Wijaya et al. 2008).
Hasil analisis GC-MS terhadap sampel asap cair cangkang sawit menunjukkan 3 golongan besar senyawa, yaitu kelompok asam organik, aldehida, dan fenolik (Tabel 1). Terdapat 2 senyawa yang mempunyai luas area lebih besar dari senyawa-senyawa lain, yaitu asam asetat (41.5%) dan fenol (26.1%). Luas area kromatogram suatu senyawa berbanding lurus dengan konsentrasinya. Senyawa kelompok PAH tidak teridentifikasi, menunjukkan redistilasi asap cair pada suhu 80 °C efektif mengurangi kandungan PAH (Lampiran 3).
Senyawa fenolik dan golongan aldehida diketahui sebagai disinfektan (Madigan et al. 2010), sedangkan asam organik lazim digunakan sebagai pengawet makanan (Theron dan Lues 2011). Asam organik dan fenolik termasuk dalam senyawa asam. Asam organik atau asam karboksilat merupakan asam lemah dengan pKa yang khas sekitar 5. Namun, asam organik lebih bersifat asam daripada fenol, terutama karena stabilisasi resonans anion karboksilatnya (RCO2-). Fenol memiliki sifat yang cenderung asam yang berarti senyawa ini dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Senyawa-senyawa yang bersifat asam ini berperan dalam menciptakan pH asap cair yang rendah, yaitu 3.22.
Analisis GC-MS asap cair juga telah dilakukan pada penelitian Budijanto et al. (2008) mengenai kajian keamanan asap cair tempurung kelapa untuk produk pangan, yang menunjukkan terdapat 40 komponen yang teridentifikasi dari analisis GC-MS. Terdapat 7 komponen yang dominan pada penelitian tersebut, yaitu 2-metoksifenol, 3,4-dimetoksifenol, fenol, 2-metoksi-4-metilfenol, 4-etil-2-metoksifenol, 3-metilfenol, dan 5-metil-1,2,3-trimetoksibenzena. Senyawa-senyawa tersebut juga teridentifikasi pada penelitian ini kecuali 5-metil-1,2,3-trimetoksibenzena.
LC50 merupakan konsentrasi zat yang dapat menyebabkan 50% populasi hewan uji mati. Suatu senyawa mempunyai potensi toksisitas akut jika mempunyai nilai LC50 kurang dari 1000 µg/mL (Carballo et al. 2002). Pengujian toksisitas asap cair dengan metode BSLT terhadap larva udang memperlihatkan semua larva mati pada konsentrasi asap cair 0.3, 0.4, dan 0.5% (v/v) (Tabel 1). Nilai LC50 pada uji tersebut sebesar 0.2147% (v/v) (Lampiran 4). Berdasarkan nilai uji BSLT sebesar 1000 µg/mL atau 0.1% (v/v), asap cair cangkang sawit redistilasi ini tidak toksik (Carballo et al. 2002).
6
Hasil analisis kadar TVB-N pada ikan bawal ditunjukkan pada Gambar 4. Percobaan dilakukan dengan perendaman ikan bawal segar dalam larutan asap cair konsentrasi 8, 9, dan 10% (v/v) selama 30 menit. Nilai TVB-N diukur setiap 8 jam penyimpanan pada kondisi ruang. Seiring berjalan waktu penyimpanan, nilai TVB-N juga meningkat. Analisis pada jam ke-8 menunjukkan konsentrasi asap cair 10% (v/v) menghasilkan nilai TVB-N terendah (4.03 mg/100 g) di antara 3 perlakuan lainnya. Pengamatan jam ke-16 juga menunjukkan hal yang sama, larutan asap cair 10% (v/v) memiliki nilai TVB-N terendah. Analisis jam ke-24 menunjukkan nilai TVB-N kontrol (38.44 mg/100 g) telah melewati nilai batas maksimum yang diperbolehkan, sedangkan perlakuan asap cair 8, 9, dan 10% (v/v) masih di bawah ambang batas. Semua perlakuan telah melewati nilai TVB-N batas maksimum pada pengamatan jam ke-32. Nilai analisis kadar TVB-N secara rinci disajikan pada Lampiran 5. Adapun batas maksimum TVB-N untuk ikan segar sebagai rujukan di Jepang dan Australia sebesar 30 mg/100 g (Siagian 2002). Dwiyitno dan Riyanto (2006) dalam studi penggunaan asap cair tempurung kelapa untuk pengawetan ikan kembung segar dapat mempertahankan nilai TVB-N di bawah batas maksimum hingga 12 jam penyimpanan dengan perlakuan konsentrasi 7.5 dan 10% (v/v).
Perlakuan perendaman dengan larutan asap cair dibandingkan kontrol mampu menekan laju pembentukan basa-basa atsiri. Semakin tinggi konsentrasi larutan asap cair yang digunakan, cenderung semakin besar kemampuannya untuk menghambat laju pembentukan basa-basa atsiri. Kemampuan asap cair sebagai pengawet diduga erat kaitannya dengan aktivitas antibakteri yang dimilikinya. Kemampuan antibakteri yang dimiliki asap cair mampu menekan laju aktivitas bakteri pembusuk dalam menghasilkan basa-basa atsiri sebagai salah satu proses pembusukan yang terjadi.
Pengujian antibakteri pada penelitian ini menggunakan 2 spesies bakteri, yaitu E. coli
(Gram negatif) dan S. aureus (Gram positif). Kedua bakteri tersebut ditumbuhkan pada media cair TSB dilanjutkan pada media padat NA. Komposisi media TSB dan NA ditampilkan pada Lampiran 6. Aktivitas antibakteri asap cair cangkang kelapa sawit dapat dilihat dari zona bening yang terbentuk di sekitar sumur.
Rerata indeks penghambatan oleh asap cair terhadap S. aureus menunjukkan nilai
yang lebih besar daripada E. coli untuk konsentrasi yang sama (Tabel 3, Lampiran 7). Nilai ini juga dibandingkan terhadap penghambatan oleh antibiotik kloramfenikol 100 ppm. Zona bening yang terbentuk pada S. aureus lebih tegas daripada E. coli (Gambar 5). Hal ini berhubungan dengan efek asap cair terhadap pertumbuhan bakteri. Terdapat 3 efek yang ditimbulkan zat antibakteri terhadap pertumbuhan bakteri, yaitu bakteriostatik, bakteriosidal, dan bakteriolitik (Madigan et al.
2010). Bakteriostatik dapat dikatakan bahwa zat antibakteri hanya menghambat pertumbuhan sel tanpa mematikannya, sedangkan bakteriosidal dan bakteriolitik dengan mematikan sel. Asap cair pada penelitian ini bekerja sebagai bakteriostatik terhadap E. coli dan bakteriosidal/bakteriolitik terhadap S. aureus. Penghambatan bakteri oleh suatu zat antibakteri dapat disebabkan oleh dihambatnya proses sintesis dinding sel, protein, asam nukleat, dan terganggunya fungsi membran sel (Jawetz et al. 2010).
Indeks penghambatan yang dihasilkan dari ketiga larutan asap cair terhadap S. aureus
tidak melebihi yang dihasilkan oleh kloramfenikol 100 ppm. Hal yang berbeda terlihat pada E. coli, yaitu kloramfenikol 100 ppm tidak menghasilkan zona bening. Resistensi E. coli yang lebih tinggi daripada S. aureus terhadap zat antibakteri diduga berhubungan dengan struktur membran selnya. E. coli termasuk dalam bakteri golongan Gram negatif yang memiliki struktur membran yang berlapis-lapis di antaranya berupa lipoprotein, lipopolisakarida, dan peptidoglikan (Madigan et al. 2010). Resistensi kloramfenikol merupakan akibat dari perusakan obat (antibiotik) oleh suatu enzim yang dikendalikan plasmid (Jawetz et al. 2007).
Senyawa fenolik yang dikandung asap cair kayu pelawan bersifat aktif terhadap sel vegetatif bakteri, dapat menembus dan merusak dinding sel, serta mengendapkan protein sel mikrob (Panagan dan Syarif 2009). Penghambatan mikrob oleh senyawa fenolik mungkin karena adanya interaksi melalui ikatan hidrogen dengan protein yang penting seperti enzim bakteri (Saravanakumar et al. 2009).
yang tak terdisosiasi dapat melakukan penetrasi ke dalam dinding sel bakteri untuk mengganggu fisiologi normal sel (Theron dan Lues 2011).
SIMPULAN DAN SARAN
SimpulanAsap cair cangkang sawit hasil redistilasi suhu 80 °C dengan spesifikasi kadar asam organik 9.1%, total fenolik 2.6%, dan pH 3.22 memiliki potensi sebagai bahan pengawet ikan. Berdasarkan nilai TVB-N, kesegaran ikan dengan perlakuan asap cair dapat dipertahankan 8 jam lebih lama daripada tanpa asap cair. Hal ini dibuktikan dengan uji aktivitas antibakteri asap cair terhadap S. aureus dan E. coli, meskipun aktivitasnya lebih tinggi terhadap S aureus.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut aplikasi asap cair sebagai pengawetan ikan. Paduan penggunaan asap cair dengan metode pengawetan ikan lainnya seperti pendinginan dengan es dapat diterapkan.
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 2005. Official Methods of Analysis. Ed Ke-18. Washington DC: Benjamin Franklin.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2009.
SNI 2354.8:2009. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[KNRT] Kementerian Negara Riset dan Teknologi. 2005. Komposisi Kimia Tempurung Kelapa dan Cangkang Kelapa Sawit. Jakarta: KNRT.
Budijanto et al. 2008. Kajian keamanan asap cair tempurung kelapa untuk produk pangan. J Ilmu Pertan Indones 13:194-203.
Carballo JL, Hernandez Z, Perez P, Gravalos M. 2002. A comparison between two brine shrimp assays to detect in vitro
cytotoxicity in marine natural products.
BMC Biotechnology 2:1-5.
Darmaji P. 2002. Optimasi proses pembuatan tepung asap. Agritech 22:172-177.
Darmaji P, Triyudiana H. 2006. Proses pemurnian asap cair dan simulasi akumulasi kadar benzopyrene pada proses
perendaman ikan. Maj Ilmu Teknol Pertan
26:94-103.
Dwiyitno, Riyanto R. 2006. Studi penggunaan asap cair untuk pengawetan ikan kembung (Rastrelliger neglectus) segar. J
Pascapanen Bioteknol Kelautan
Perikanan 1:143-148.
Jawetz E, Melnick GE, Adelberg CA. 2010.
Medical Microbiology. Ed ke-25. New York: McGraw-Hill.
Madigan MT, Martinko JM, Stahl DA, Clark DP. 2010. Brock Biology of Microorganism. Ed ke-13. San Fransisco: Benjamin Cummings.
Manilal A et al. 2009. Cytotoxic potentials of red alga, Laurencia brandenii collected from the Indian coast. Global J Pharmacol
3:90-94.
Nurhayati T, Desviana, Sofyan K. 2005. Tempurung kelapa sawit (TKS) sebagai bahan baku alternatif untuk produksi arang terpadu dengan pyrolegneous / asap cair. J Ilmu Teknol Kayu Tropis 3:39-43.
Panagan AT, Syarif N. 2009. Uji daya hambat asap cair hasil pirolisis kayu pelawan (Tristania abavata) terhadap bakteri
Escherichia coli. J Penelitian Sains 9:6-12.
Saravanakumar A et al. 2009. Evaluation of antibacterial activity, phenol and flavonoid contents of Thespesia populnea flower extract. J Pharmaceut Sci 22: 282-286. Siagian A. 2002. Mikroba patogen pada
makanan dan sumber cemarannya. Ilmu Kelautan 4:214-222.
Theron MM, Lues JF. 2011. Organic Acids and Food Preservation. Boca Raton: CRC Pr.
Waterhouse AL. 2002. Current Protocols in Food Chemistry. New York: J Wiley. Wijaya M, Noor E, Irawadi TT, Pari G. 2008.
Karakterisasi komponen kimia asap cair dan pemanfaatannya sebagai biopestisida.
Bionature 9:34-40.
Yanti AR, Rochima E. 2009. Pengaruh suhu pengeringan terhadap karakteristik kimiawi filet lele dumbo asap cair pada penyimpanan suhu ruang. J Bionatura
11:21-36.
Yuspihana et al. 2008. Aktivitas antibakteri ekstrak biji teratai (Nymphaea pubescens
9
Lampiran 1 Bagan alir penelititan
Asap cair kelapa
sawit ekstrak kasar
Penyulingan pada
suhu 80 °C
Pengenceran menjadi
konsentrasi 8, 9 dan 10%
(v/v)
Perendaman ikan dengan
asap cair selama 30 menit
Analisis nilai TVB-N
setiap 8 jam sampai
nilai ambang batas
Uji antibakteri
dengan metode difusi
agar
Penirisan
Analisis nilai pH,
total asam, kadar
fenolik, GC-MS, dan
toksisitas
Ikan bawal air
tawar segar
Karakterisasi
komponen kimia
Penelitian
pendahuluan
10
Lampiran 2 Perhitungan total asam, kadar fenolik, dan pH asap cair
a.
Perhitungan total asam
Standardisasi NaOH 0.1 N
Ulangan
Volume asam oksalat 0.1 N
N
NaOH
1
10.0
0.1000
2
10.1
0.0990
3
10.1
0.0990
Rerata
0.0993
Contoh perhitungan ulangan 2:
V
NaOH×
N
NaOH=
V
oksalat×
N
oksalat10.1 ×
N
NaOH= 10 × 0.1
N
NaOH= 0.0990 N
Penentuan total asam asap cair redistilasi 100%
Ulangan
Volume NaOH 0.1 N (mL)
Total asam (%)
1
76.8
9.15
2
76.7
9.13
Rerata
9.14%
Contoh perhitungan ulangan 1:
Total asam (%) =
=
= 9.15%
b.
Perhitungan kadar fenolik
Standar fenol (mg/L) Transmitans Absorbans
Ulangan 1 Ulangan 2 Rerata
50 87.40% 87.40% 0.8740 0.0585
100 75.40% 75.60% 0.7550 0.1221
250 48.20% 48.20% 0.4820 0.3170
500 23.20% 23.20% 0.2320 0.6345
11
Konsentrasi sampel 1% (
x
):
y
= 0.0013
x
–
0.0052
0.3325 = 0.0013
x
–
0.0052
0.0013
x
= 0.3377
x
= 259.7692 mg/L
Jadi, asap cair redistilasi 100% memiliki kadar fenolik 25 976.92 mg/L
atau 2.6%.
c.
Pengukuran pH
Asap cair (% v/v)
pH ulangan 1
pH ulangan 2
Rerata
0
7.00
7.00
7.00
100
3.21
3.23
3.22
y = 0.0013x– 0.0052
R² = 1
0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000
0 100 200 300 400 500 600
Abs
o
rba
ns
12
Lampiran 3 Kromatogram analisis GC-MS asap cair
2 . 0 0 4 . 0 0 6 . 0 0 8 . 0 0 1 0 . 0 0 1 2 . 0 0 1 4 . 0 0 1 6 . 0 0 1 8 . 0 0 2 0 . 0 0 2 2 . 0 0 2 4 . 0 0 2 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 1 e + 0 7 1 . 2 e + 0 7 1 . 4 e + 0 7 1 . 6 e + 0 7 1 . 8 e + 0 7
T i m e - - > A b u n d a n c e
T I C : S A M P E L . D
4 . 1 4 4 . 2 2
4 . 7 0 5 . 0 5
5 . 2 3
5 . 3 1 5 . 8 5
6 . 2 4
7 . 0 3 7 . 9 9
8 . 4 7 8 . 7 2
8 . 9 5 9 . 1 1
9 . 7 2 1 0 . 1 9
1 1 . 0 5
13
Lampiran 4 Perhitungan uji toksisitas asap cair
Konsentrasi
asap cair
(% v/v)
Larva hidup
Rerata
larva
mati
Log
Konsentrasi
%
Kematian
Ulangan
1
Ulangan
2
Ulangan
3
Rerata
0.0
10
9
9
9
1
-
1
0.1
10
10
10
10
0
3.0000
0
0.2
9
7
8
8
2
2.6990
20
0.3
0
0
0
0
10
2.5229
100
0.4
0
0
0
0
10
2.3979
100
0.5
0
0
0
0
10
2.3010
100
50% kematian (
x
):
y
= -1.6662
x
+ 4.9456
0.50 = -1.6662
x
+ 4.9356
–
1.6662
x
= -4.4456
x
= 2.6681
–
Log
x
= 2.6681
x
= 2.1473 × 10
-3x
= 0.2147%
y = – 1,6662x + 4,9456
R² = 0,8527
-20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
%
kem
at
ian
14
Lampiran 5 Data pengujian TVB-N
Waktu
penyimpanan
(jam)
Konsentrasi
asap cair
Bobot daging
(g)
Vol HCl
(ml)
TVB-N
(
mg/100 g)
Rerata TVB-N
(
mg/100 g)
8
kontrol
10.04
2.40
12.05
12.07
10.01
2.40
12.09
8
8%
10.00
2.30
11.60
11.36
9.98
2.20
11.12
8
9%
9.94
1.70
8.62
8.86
9.98
1.80
9.09
8
10%
9.97
0.80
4.05
4.03
10.05
0.80
4.01
16
kontrol
10.08
2.80
14.01
13.80
10.01
2.70
13.60
16
8%
9.99
2.10
10.60
11.01
10.15
2.30
11.43
16
9%
10.00
2.60
13.11
13.14
9.95
2.60
13.18
16
10%
10.08
1.80
9.00
9.53
10.03
2.00
10.05
24
kontrol
10.11
7.40
36.91
38.44
10.09
8.00
39.98
24
8%
9.98
4.10
20.72
22.46
10.00
4.80
24.20
24
9%
10.01
3.00
15.11
15.05
10.09
3.00
14.99
24
10%
10.02
2.20
11.07
10.28
10.10
1.90
9.49
32
8%
10.16
9.00
44.67
44.61
9.96
8.80
44.55
32
9%
10.13
8.20
40.82
43.54
9.92
9.10
46.26
32
10%
10.05
8.90
44.66
44.95
15
Lampiran 6 Komposisi media TSB dan NA
Komposisi media TSB / Liter
Pepton C ... 17.0 g
Pepton S ... 3.0 g
NaCl ... 5.0 g
K
2HPO
4... 2.5 g
Dekstrosa ... 2.5 g
pH akhir: 7.3 ± 0.2 pada 25 °C
Komposisi media NA / Liter
Pepton G ... 5.0 g
Ekstrak daging ... 3.0 g
Agar ... 15.0 g
16
Lampiran 7 Analisis ragam dan uji wilayah berganda Duncan hasil uji antibakteri
a.
Bakteri
S. aureus
Konsentrasi
Indeks penghambatan
Total
Rerata
Ulangan
1
2
3
4
5
asap cair 0%
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
asap cair 8%
1.2
1.2
1.5
1.2
0.8
5.9
1.2
asap cair 9%
1.0
1.3
1.2
1.5
1.0
6.0
1.2
asap cair 10%
1.3
1.3
1.7
1.5
1.3
7.1
1.4
kloramfenikol 100 ppm
2.3
2.0
1.3
1.8
1.5
8.9
1.8
27.9
5.6
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Count
Sum
Average Variance
Row 1
5
0
0
0
Row 2
5
5.9
1.18
0.062
Row 3
5
6
1.2
0.045
Row 4
5
7.1
1.42
0.032
Row 5
5
8.9
1.78
0.157
ANOVA
Source of Variation
SS
df
MS
F
P-value
F crit
Between Groups
8.9496
4
2.237
37.79
5E-09 2.8661
Within Groups
1.184
20
0.059
Total
10.134
24
P
2
3
4
5
R(5, 20, 0,05)
2.95
3.10
3.18
3.25
Nilai DMRT 5%
0.32
0.34
0.35
0.35
Konsentrasi
Rerata Kode huruf
Kisaran
asap cair 0%
0.0
a
0.0
–
0.32
asap cair 8%
1.2
b
1.2
–
1.54
asap cair 9%
1.2
b
1.4
–
1.75
asap cair 10%
1.4
bc
1.8
–
2.15
17
b.
Bakteri
E. coli
Konsentrasi
Indeks penghambatan
Total
Rerata
Ulangan
1
2
3
4
5
asap cair 0%
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
asap cair 8%
0.7
1.0
1.0
0.7
0.7
4.1
0.8
asap cair 9%
1.2
1.3
1.2
0.8
1.0
5.5
1.1
asap cair 10%
1.5
1.5
1.3
0.7
1.2
6.2
1.2
kloramfenikol 100 ppm
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
15.8
3.2
Anova: Single Factor
SUMMARY
Groups
Count
Sum
Average Variance
Row 1
5
0
0
0
Row 2
5
4.1
0.82
0.027
Row 3
5
5.5
1.1
0.04
Row 4
5
6.2
1.24
0.108
Row 5
5
0
0
0
ANOVA
Source of Variation
SS
df
MS
F
P-value
F crit
Between Groups
7.1144
4
1.7786 50.82
3E-10 2.8661
Within Groups
0.7
20
0.035
Total
7.8144
24
P
2
3
4
5
R(5, 20, 0,05)
2.95
3.10
3.18
3.25
Nilai DMRT 5%
0.25
0.26
0.27
0.27
Konsentrasi
Rerata kode huruf
kisaran
asap cair 0%
0.0
a
0.0
–
0.25
asap cair 8%
0.8
b
0.8
–
1.06
asap cair 9%
1.1
c
1.1
–
1.37
asap cair 10%
1.2
cd
1.2
–
1.47
