Potensi Kandungan Biji Durian (Durio zibethinus) Sebagai Bahan Baku
Pembuatan Bahan Bakar Hidrokarbon.
Sri Haryati
1, Abraham Abimanyu Kristiyono Putro
1, dan Yudi Saputra
1 1Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
abrahamkristiyono@gmail.com
ABSTRAK
Konversi glukosa menjadi etanol dengan fermentasi adalah proses yang secara luas telah dilakukan untuk memproduksi bahan bakar cair. Namun, keefektifan proses itu belum terbukti, sehingga dibutuhkan proses lain. Beberapa proses kini telah diuji coba untuk mengkonversi karbohidrat menjadi bahan bakar, misalnya dengan memanfaatkan bantuan zeolit menjadi produk yang mengandung bahan bakar aromatik dan non-aromatik dan berada di rentan hidrokarbon.Teknik ini membutuhkan kadar pati yang tinggi. Pati dapat diperoleh salah satunya dengan memanfaatkan biji durian (Durio zibethinus). Untuk memastikan banyaknya pati dalam biji itu dibutuhkan metode yang tepat dalam menghitung persen karbohidrat total. Salah satunya dengan analisa proksimat-analisa kandungan karbohidrat dengan menghitung kandungan protein, lemak, abu dan air. Berdasarkan hasil penetilian yang telah dilakukan kandungan karbohidrat kulit dan daging biji durian dari empat daerah di Sumatera Selatan adalah 60,53% dan 65.723%. Ini membuktikan biji durian mengandung bahan baku yang potensial untuk dikembangkan menjadi bahan bakar.
Kata kunci : Hidrokarbon, kadar pati, biji durian, analisa proksimat
ABSTRACT
Conversion of glucose to ethanol by fermentation is a process that has been widely carried out to produce liquid fuels. However, it has not proven the effectiveness of the process. It’s needed another process. Several processes have now been tested to convert carbohydrates into fuels, for example by utilizing the help of a zeolite catalyst to form a product containing non-aromatic and aromatic gasoline boiling range hydrocarbons.This techique requires a high starch content. Starch can be obtained by utilizing pongge seeds (Durio zibethinus). To ensure that the number of starch in the seeds needs the right method to calculate percent total carbohydrates. One was the proximate analysis- analysis carbohydrate content by calculating contents of proteins, lipids, ash and water. Based on the results of a research that have been done carbohydrate contents of peel and flesh pongge seeds in South Sumatera were 60,53% and 65.723%. These prove the pongge seeds containing raw materials with the potential to be developed into fuels and chemicals.15%(v/v) sulfuric acid’s volume.
Keywords : Hydrocarbons, strach, pongge seeds, proximate analysis
1. PENDAHULUAN
Cadangan minyak bumi yang semakin menipis seiring dengan meningkatnya konsumsi BBM menyebabkan lonjakan harga minyak dan krisis energi. Oleh karena itu perlu sumber energi alternatif yang berasal dari biomassa, seperti tepung dari biji-bijian. Karbohidrat dari biji-bijian berpotensi untuk dikonversi menjadi bahan bakar hidrokarbon.
aromatik. Pada proses itu dibutuhkan kandungan pati yang tinggi. Kandungan pati dapat diperoleh dari berbagai biomassa seperti tepung biji durian (Durio zibethinus).
Dewasa ini biji durian lebih banyak dimanfaatkan untuk pembuatan produk di bidang pangan dan farmasi. Ini yang mendasari peneliti untuk menganalisis kandungan karbohidrat biji durian dan dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan bakar hidrokarbon. Mengingat buah durian menjadi komoditi pertanian yang besar sehingga sangat disayangkan apabila biji dari buah durian tidak termanfaatkan.
2. FUNDAMENTAL Kulit dan Daging Biji Durian
Durian (Durio zibethinus) adalah nama tumbuhan tropis yang berasal dari Asia Tenggara. Nama ini diambil dari ciri khas kulit buahnya yang keras dan berlekuk-lekuk tajam sehingga menyerupai duri. Selain sebagai makanan buah segar, manfaat tanaman durian yaitu tanamannya sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang miring, batanya untuk bahan bangunan/perkakas rumah tangga, kayu durian setaraf dengan kayu sengon sebaba serat kayucenderung lurus, bijinya yang memiliki kandungan pati cukup tinggi, berpotensi sebagai alternative pengganti makanan (dapat dibuat bubur yang dicampur daging buagnya), kulit dipakai sebagai bahan abu gosok yang bagus, dengan cara dijemur sampai kering dan dibakar sampai halus.[5]
Pada umur 8 tahun, tanaman durian sudah mulai berbungan. Musim berbunga jatuh pada waktu kemarau, yakni bulan Juni-September sehingga bulan Oktober-Februari buah sudah dewasa dan siap dipetik.[2]. Jumlah durian yang dapat dipanen dalam satu pohon adalah 60-70 butir per phon per tahun dengan bobot rata-rata 2,7 kg. Jumlah produksi durian di Filipina adalah 16.700 ton (2.030 ha), di Malaysia 262.00 ton (42.000 ha), di Thailand 444.500 ton (41.284 ha) pada tahun 1987-1988. Di Indonesia pada tahun yang sama menghasilkan 199.361 ton (41.284 ha) pada tahun 1990 menghasilkan 275.717 ton (45.372 ha).
Dengan potensi durian yang demikian besar di Indonesia maupun di dunia, akan sangat disayangkan jika biji durian (Pongge) yang sering dianggap limbah tidak dimanfaatkan untuk sesuatu yang lebih besar manfaatnya seperti pembuatan bioethanol ini. Kandungan nutrisi
dalam 100 gram biji durian seperti yang dikutip dari Michael J Brown, Durio – A Bibliographic Review, 1997, hal. 157 ditunjukkan dalam table 2.3 [6]
Dari table 2.3 terlihat kandungan karbohidrat (amilum) dalam biji durian cukup tinggi yaitu 43,6% untuk biji segar dan 46,2% untuk biji yang sudah diolah. Ini merupakan angka yang potensial untuk pengolahan amilum menjadi etanol.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda.
Amilosa memberikan sifat keras, dan polisakarida yang tersusun dari glukosa sebagai monomernya, terhubung dengan ikatan 1,6-glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak bercabang yang bersama-sama dengan amilopektin menjadi komponen penyusun pati. Sedangkan amilopektin bersifat lengket dan polisakarida yang tersusun dari monomer α-glukosa. Walaupun tersusun dari monomer yang sama, amilopektin berbeda dengan amilosa yang terlihat dari karakteristik fisiknya. Struktur amilopektin terbentuk dari rantai glukosa dengan ikatan 1,6-glikosidik, namun terbentuk cabang-cabang sekitar tiap 20 mata rantai glukosa. Amilopektin tidak larut dalam air.
Metode Analisa Gula
1. Analisis proksimat karbohidrat yaitu analisa meliputi kandungan protein, lemak, air, dan abu dalam bahan.
2. Analisis Karbohidrat Langsung
Metode yang telah dikembangkan untuk analisis karbohidrat sangat banyak dan tergantung oleh jenis analisis dan tipe karbohidrat yang dianalisis. Metode pengukuran karbohidrat sangat beragam yaitu metode kromatografi dan elektroforesis (Kromatografi Lapis Tipis, Kromatografi Likuid Kinerja Tinggi dan Kromatografi Gas); metode kimia (metode titrasi lane Eynon, metode gravimetri Munson Walker, metode Luff Schoorl, metode kalorimetri seperti anthrone sulfat dan fenol sulfat); metode enzimatis; metode fisik (polarimetri, indeks refraktif, densitas dan infra merah) serta metode immunoassay.
Uji karbohidrat yang resmi ditetapkan oleh BSN dalan SNI 01-2891-1992 yaitu analisis total karbohidrat dengan menggunakan metode Luff Schoorl.
Metode Luff-Schoorl yaitu reduksi Cu2+
menjadi Cu1+ oleh monosakarida. Monosakarida
bebas akan merekduksi larutan basa dari garam logam menjadi bentuk oksida atau bentuk bebasnya. Kelebihan Cu2+ yang tidak tereduksi
kemudian dikuantifikasi dengan titrasi iodometri. Reaksi yang terjadi (1.2):
Karbohidrat kompleks → gula sederhana (gula pereduksi)
Gula pereduksi + 2 Cu2+ → Cu 2O(s)
2 Cu2+ (kelebihan) + 4I- → 2 CuI
2 → 2 CuI- + I2
I2 + 2S2O22- → 2 I- + S4O6
2-3. METODOLOGI
Metode yang digunakan adalah proksimat karbohidrat. Ini dilakukan pengulangan tiga kali untuk menghitung kandungan protein, lemak, abu dan air dalam kulit dan daging biji durian.
Persiapan Sampel
Biji Durian diperoleh secara acak di pasar kota Palembang. Mereka dikupas untuk dipisahkan antara kulit dan daging biji, kemudian dibentuk menjadi potongan-potongan kecil agar mempercepat proses pengeringan. Setelah itu potongan kecil tersebut dikeringkan dengan panas matahari langsung untuk mempermudah proses penggilingan. Setelah kering mereka digiling
Biji Durian
Dikupas (Dipisahkan antara kulit dan daging biji
durian)
Potongan kecil
Pengeringan
Penggilingan
Penggilingan
dengan blender dan diayak sehingga diperoleh tepung yang halus
Analisa Protein
Ambil 0.015 gram sampel dan masukan ke dalam labu takar 100 ml dan encerkan dengan aquades sampai tanda. Ambil 100 ml dari larutan dan masukan ke dalam labu kjeldahl 500 ml dan tambahkan 10 ml H2SO4. Tambahkan 5 gram
campuran Na2SO4-NaTio (20:1) untuk katalisator.
Didihkan sampai jernih dan lanjutkan pendidihan 30 menit lagi setelah dingin, cucilah dinding dalam labu kjeldhal dengan aquades dan didihkan lagi selama 30 menit. Setelah dingin tambahkan 140 ml aquades dan tambahkan 35 ml larutan NaOH-Na2S2O3. Kemudian lakukan distilasi.
Destilat ditampung sebanyak 100 ml dalam erlemeyer yang berisi 25 ml larutan jenuh asam borat dan beberapa tetas indicator metal merah. Titrasi larutan yang diperoleh dengan 0.02 HCl. Hitung Total N atau % protein dengan
Langkah Awal: Persiapkan kertas saring, kapas untuk membungkus sampel dan benang untuk
Ekstraksi Soxhlet: Persiapkan alat yang akan digunakan. Rancang alat ekstraksi soxhlet. Masukkan sampel kedalam alat ekstraksi. Cuci sampel dengan pelarut hexane 100 ml. Hidupkan pemanas pada alat ekstraksi dengan suhu awal 40oC. Air penampung pada ember harus selalu
dijaga agar tetap dingin. Ekstraksi berlangsung selama 4 jam. Setelah 4 jam, lepaskan labu dari rangkaian alat kemudian dikeringkan selama 1 jam didalam oven dengan suhu 105,5oC. Setelah 1
jam, pindahkan labu ke deksikator selama 30
Siapkan sampel. Cawan porselen dicuci bersih kemudian dikeringkan didalam oven. Timbang berat cawan kosong. Timbang masing-masing sampel sebanyak 2 gram, kemudian masukkan kedalam cawan porselen. Panaskan sampel diatas penangas pada suhu 500oC. Setelah asap hasil
pemanasan hilang, angkat cawan porselen yang berisi sampel kemudian masukkan ke dalam furnace (muffle) dengan suhu 505,5oC selama ±2
jam (hingga terbentuk abu berwarna putih secara keseluruhan). Setelah terbentuk abu, masukkan ke dalam oven selama 1 jam pada suhu 105,5oC.
Setelah dioven, pindahkan ke dalam deksikator selama 30 menit. Setelah 30 menit, timbang berat cawan porselen yang berisi abu sampel
Siapkan sampel. Gelas Aluminium dicuci bersih kemudian dikeringkan didalam oven. Timbang berat kosong gelas aluminium. Masukkan sampel ke dalam gelas aluminium. Masukkan gelas aluminium yang berisi sampel ke dalam oven pada suhu 105,5oC selama 3
jam.Setelah 3 jam, masukkan ke deksikato selama 30 menit. Setelah 30 menit, keluarkan kemudian timbang beratnya dengan neraca ohauss.
..(3.4) % 100 1
% x
Sampel Berat
Kosong Gelas Berat Akhir Berat content
water
Analisa Karbohidrat
t Karbohidra
% 100 % - (% Protein + % Lemak + % Abu + % Air) ….(3.5)
4. Hasil dan Pembahasan Hasil Analisa
Grafik 4.1 Kandungan Protein di Kulit dan Daging Biji Durian
Grafik 4.2 Kandungan Lemak di Kulit dan Daging Biji Durian
Grafik 4.3 Kandungan Abu di Kulit dan Daging Biji Durian
Grafik 4.3 Kandungan Air di Kulit dan Daging Biji Durian.
Grafik 4.4 Kandungan Karbohidrat di Kulit dan Daging Biji Durian
Pembahasan
ditimbang tidak terjadi pengurangan berat untuk tiga kali penimbangan selama tiga hari pengeringan. Pengeringan menggunakan panas matahari karena panas dapat merata dan lebih cepat dibandingkan menggunakan oven. Berat basah biji durian 7,075 kg dan setelah dikeringkan 3,65 kg. Setelah kering, kulit dan daging biji, digiling dengan blender dan diayak. Ayakan yang digunakan berukuran ± 40 mesh, sehingga didapat tepung. Banyak tepung kulit dan daging biji durian adalah 1,035 kg dan 2,615 kg.
Untuk menghitung protein, pada tahap destruksi, sampel yang telah dicampur dengan HgO, Na2SO4, H2SO4, aquades, dan pemanasan
berubah dari jernih menjadi berbuih dan pada dinding terdapat flat-flat hitam. Itu mengindetikasi protein pada sampel mengalami denaturasi dan terpisah dari komponen non-digunakan dalam analisa kali ini). Titrasi berhenti ketika larutan berubah menjadi merah muda. Hasilnya kandungan protein kulit dan daging biji durian dari empat daerah di Sumatera Sealatan sesuai grafik 4.1 adalah 18.44% dan 17.96% persen berat kering.
Untuk menghitung lemak menggunakan analisa ekstraksi soxhlet, peralatan yang digunakan terdiri dari tabung kondesor, labu, penangas chamber, dan tabung ekstraksi soxhlet. Pelarut yang digunakan adalah n-hexane. Prinsip alat itu seperti menyedu tea, yaitu lemak akan terlarut sedangkan ampas tertahan di kertas saring dan kapas. Ketika proses ekstraksi, warna hexane berubah dari jernih menjadi kekuningan. Warna kuning adalah lemak dari biji durian. Ekstraksi soxhlet berlangsung selama 3 jam, agar semua lemak dapat terlarut. Untuk pemisahan pelarut dari lemak maka dilakukan ekstraksi pada temperatur 156oF (titik didih hexane).
Selanjutnya labu dioven untuk menguapkan sisa-sisa pelarut. Berat lemak dihitung menggunakan selisih berat akhir dan berat labu kosong. Hasilnya kandungan lemak di kulit dan biji durian dari empat daerah di Sumatera Selatan sesuai grafik 4.2 adalah 1,027% dan 1,404%. Kulit biji
memiliki lemak yang lebih sedikit daripada daging biji durian.
Untuk menghitung abu, sampel seberat 2 gram (tolerasi dibawah 0.0020 grm), dibakar dengan hot plate sampai asap pembakaran hilang. Bubuk itu, yang berubah berwarna hitam dan sedikit putih, masih belum terbentuk abu, harus dibakar kembali menggunakan furnace (muffle) sampai semua bubuk berwarna keputih-putihan, artinya telah terbentuk abu. Panas pembakaran mencapai 700oC. Berat abu dihitung
menggunakan selisih berat cawan akhir dan berat cawan kosong. Hasilnya kandungan abu di kulit dan biji durian dari empat daerah di Sumatera Selatan sesuai grafik 4.3 adalah 6,362% dan 4,413% berat kering. Kulit memiliki persen abu yang lebih banyak daripada daging.
Untuk menghitung air, sampel seberat 2 gram (tolerasi dibawah 0.0020 gram) dipanaskan dalam oven selama 3 jam. Panas oven mencapai 105 oC. Kemudian itu ditimbang setelah
dimasukan ke desikator selama 30 menit, dipanaskan kembali selama 1 jam, dan ditimbang kembali sampai didapat berat konstan. Berat yang tak berubah artinya seluruh kandungan air telah teruapkan. Hasilnya kandungan air dalam kulit dan biji durian dari empat daerah di Sumatera Selatan sesuai grafik 4.4 adalah 12.98% dan 10.37% berat kering. Kembali kandungan air di kulit lebih banyak daripada daging.
Setelah dihitung dengan persamaan (3.5), persen karbohidrat kulit dan daging biji durian di Sumatera Selatan mencapai 60,53% dan 65.723% berat kering. Kandungan karbohidrat yang lebih banyak pada daging biji memberikan gambaran bahwa daging biji durian berpotensi sebagai bahan baku untuk pembuatan bahan bakar hidrokarbon maupun alternatif pengganti makanan.
5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Saran
Penelitian ini merupakan penelitian potensi dan dapat dikembangkan lebih lanjut untuk berbagai bidang seperti pembuatan bioetanol sebagai bioenergi.
Daftar Pustaka
[1] KADOUNIK.COM, diakses tanggal 4 Januari 2009, pukul 05.15 WIB
[2] Nurfiana, Fifi dkk.2009. Pembuatan Bioetanol dari Biji Durian Sebagai Sumber Energi Alternafi. Seminar Nasional V, Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional.
[3] DUREN@JUNTAK.COM, diakses tanggal 4 Januari 2009, pukul 06.00 WIB
[4] www.indeni.org, diakses tanggal 22 Agustus 2008, pukul 16.30 WIB
[5] Zobel, H.F. Strach: Source, Production dan Propertis. Dalam: Schenck, F.W dan Hebeel, R.E. Strach Hydrolysis Product. New York: VCh Publisher, Inc., 1992:23-29
[6] Toa F, Miao JY, Shi GY, and Zhang KC. (2003). ‘Bioethanol Fermentation by an Acid tolerant Zymomonas mobilis under Nonsterilized Condition”. Process Biochemistry, Elsevier, 40, 183-187.
[7] Fessenden & Fessenden, Alih bahasa Pudjaatmaka AH.1982, “Kimia Organik”, Edisi Ketiga, Jilid 2, Erlangga, Jakarta:318:319
[8]http://khoirulazam89.blogspot.com/2012/01/pr insip-kerja-ekstraktor-soxhlet.html, diakses tanggal 4 Januari 2009, pukul 06.00
Erro, Sjostrom. 1995. Kimia Kayu: Dasar-dasar dan Penggunaan. Cetakan kedua. Sastrohamidjojo, H (penerjemah). Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta.
Kollman, F. P. And Cote, W.A. 1984. Principles of Wood Science and Technology. Sprenger Verlag, New York
