PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) SKRIPSI

(1)

PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT

SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN

KOLANG-KALING (

Arenga pinnata

)

DENGAN ASAM BORAT (H

3

BO

3

)

SKRIPSI

FERNANDO NAINGGOLAN

NIM : 110802038

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

(2)

PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT

SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN

KOLANG-KALING (

Arenga pinnata

)

DENGAN ASAM BORAT (H

3

BO

3

)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

FERNANDO NAINGGOLAN

NIM : 110802038

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang Borat dari Galaktomanan Kolang-Kaling (Arenga pinnata) dengan Asam Borat (H3BO3)

Kategori : Skripsi

Nama : Fernando Nainggolan

Nomor Induk Mahasiswa : 110802038

Program : Sarjana (S1) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Desember 2015

Komisi Pembimbing :

Pembimbing II Pembimbing I

Dr. Mimpin Ginting, M.S Dr. Juliati br Tarigan, M.Si

NIP. 195510131986011001 NIP. 197205031999032001

Diketahui/ Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S NIP. 195408301985032001

(4)

PERNYATAAN

PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT

SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN

KOLANG-KALING (

Arenga pinnata

)

DENGAN ASAM BORAT (H

3

BO

3

)

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2015

FERNANDO NAINGGOLAN 110802038

(5)

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis hadiratkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penulisan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana sains di Jurusan Kimia FMIPA USU dengan judul

“PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H3BO3)”.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini kepada:

1. Ibu Dr. Juliati br Tarigan, M.Si selaku pembimbing I dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, M.S selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan sangat sabar untuk membimbing penulis dalam penelitian dan penyelesaian skripsi ini hingga selesai.

2. Ibu Dr. Rumodang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, serta kepada Bapak Dr. Saharman Gea, M.Sc selaku dosen Pembimbing Akademik penulis dan kepada semua staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU.

3. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc selaku Kepala Bidang Kimia Organik FMIPA USU

4. Teman seperjuangan : Lianta Tarigan, Daniel Sianturi, dan Indahyana Sembiring. Sahabat penulis : Adi Duanta, Heber, Toni, Aidira, Dewi, Primsa, Shuwanto, dan Agustina.

5. Segenap asisten Laboratorium Kimia Organik dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis, Bapak tercinta Binsar H. S. Nainggolan dan Ibu tercinta Hotbine Pasaribu yang senantiasa memberikan doa serta dukungan moril dan materil hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan studi. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada adik-adik penulis Marita Florencia Nainggolan, Marnita Florentina Nainggolan, Ledia Feren Nainggolan, Ayu Firamita Nainggolan, dan Siampudan kami yang telah menjadi penyemangat hidup penulis setiap harinya serta Kelompok Kecil Jehovah Jireh (Bang Monojaya Simamora, Dek Belinda Napitupulu, dan Dek Cita Sitohang) yang telah mendoakan penulis senantiasa selama studi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan di masa mendatang.

(6)

PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN

IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN

KOLANG-KALING (

Arenga pinnata

)

DENGAN ASAM BORAT (H

3

BO

3

)

ABSTRAK

Film hidrogel galaktomanan ikat silang borat telah dibuat dari galaktomanan kolang-kaling (Arenga pinnata) yang diikat silang dengan asam borat (H3BO3). Proses pemisahan galaktomanan dilakukan dengan metode pemusingan menggunakan alat

sentrifuge dengan kecepatan 7000 rpm selama 60 menit dan diekstraksi menggunakan pelarut etanol sehingga diperoleh 8,5545 gram (4,27 %) galaktomanan dari 200 gram kolang-kaling. Ikat silang galaktomanan dengan asam borat dilakukan dengan metode pengadukan dengan hotplate stirrer dengan perbandingan antara galaktomanan dengan asam borat yakni GIB 1 (1:0,05); GIB 2 (1:0,10); GIB 3 (1:0,20); GIB 4 (1:0,30); dan GIB 5 (1:0,40). Hasil analisis FT-IR menunjukkan munculnya pita serapan vibrasi stretching B-O pada bilangan gelombang 1357,89 - 1365,60 cm-1, vibrasi stretching O-H pada daerah bilangan gelombang 3394,72 - 3417,86 cm-1 dan vibrasi bending O-H pada daerah bilangan gelombang 1635,64 - 1643,35 cm-1. Hasil analisis SEM (Scanning Electron Microscopic) pada GIB 4 menunjukkan morfologi permukaan film hidrogel galaktomanan ikat silang borat tampak kasar dan bergelombang disertai adanya sejumlah lembah. Hasil pengukuran ketebalan film hidrogel galaktomanan ikat silang borat diperoleh sebesar 1,42 - 1,98 mm. Hasil pengukuran derajat swelling

film hidrogel dalam air suling dan larutan Buffer Phosphate pH 7,4 maksimum pada GIB 2, dalam larutan NaCl 0,9 % mengalami peningkatan, sedangkan dalam larutan HCl 0,1 N hidrogel larut seluruhnya.

(7)

THE MAKING OF HYDROGEL FILM OF GALACTOMANNAN

CROSSLINKED BORATE FROM GALACTOMANNAN

KOLANG-KALING (

Arenga pinnata

)

WITH BORIC ACID (H

3

BO

3

)

ABSTRACT

Hydrogel film of galactomannan crosslinked borate was made from galactomannan kolang-kaling (Arenga pinnata) crosslinking with boric acid (H3BO3). Separation process of galactomannan had been done by sentrifuged method that used a

sentrifuge at a speed 7000 rpm for 60 minutes and extracted with ethanol solvent to obtain 8,5545 gram (4,27 %) of galactomannan from 200 gram kolang-kaling. Crosslinking galactomannan with boric acid had been done by stirring method using a hotplate stirrer with ratio between galactomannans and boric acids were GIB 1 (1:0,05); GIB 2 (1:0,10); GIB 3 (1:0,20); GIB 4 (1:0,30); and GIB 5 (1:0,40). The analysis of functional group by FT-IR showed the vibration of stretching B-O in the area of wave numbers from 1357,89 - 1365,60 cm-1, the vibration of stretching O-H in the area of wave numbers 3394,72 - 3417,86 cm-1, and the vibration of bending O-H in the area of wave numbers 1635,64 – 1643,35 cm-1. The analysis of surface morphology by SEM (Scanning Electron Microcopic) on GIB 4 showed the hydrogel galactomannan crosslinked borate was rough and perforated. The thickness measurements of film hydrogel galactomannan crosslinked borate was 1,42 - 1,98 mm. The swelling degree of hydrogel galactomannan crosslinked borate in distilled water and Buffer Phosphate pH 7,4 maximum in GIB 2, in the solution of NaCl 0,9 % increased, whereas in the solution of HCl 0,1 N dissolved entirely.

(8)

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Daftar Istilah xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Lokasi Penelitian 4 1.7 Metode Penelitian 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gel 5 2.2 Aren 7 2.3 Kolang-kaling 9 2.4 Karbohidrat 9 2.5 Manan 10 2.6 Galaktomanan 12

2.7 Galaktomanan Ikat Silang 14

2.8 Asam Borat 17

2.9 Derajat Swelling 19

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Alat-Alat Penelitian 20

3.2 Bahan-Bahan Penelitian 21

3.3 Prosedur Penelitian 22

3.3.1 Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling 22

3.3.2 Pembuatan Larutan Asam Borat 22

3.3.3 Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 22

Ikat Silang Borat 3.3.4 Uji Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan 23

Ikat Silang Borat 3.3.5 Uji Sifat Mengembang (Swelling) 23

3.4 Bagan Penelitian 24

3.4.1 Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling 24

(9)

3.4.3 Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 25

Ikat Silang Borat 3.4.4 Uji Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan 26

Ikat Silang Borat 3.4.5 Uji Sifat Mengembang (Swelling) 26

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil 27

4.1.1 Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling 27

4.1.2 Hasil Analisis Gugus Fungsi dengan 27

Spektrofotometer FT-IR 4.1.2.1 Hasil Analisis Gugus Fungsi 27

Galaktomanan Kolang-kaling (GKK) 4.1.2.2 Hasil Analisis Gugus Fungsi Hidrogel 27

Galaktomanan Ikat Silang Borat (GIB) 4.1.3 Hasil Analisis Morfologi Permukaan GKK dan 28

GIB dengan SEM (Scanning Electron Microscopic) 4.1.4 Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel 29

Galaktomanan Ikat Silang Borat 4.1.5 Hasil Uji Sifat Mengembang (Swelling) 29

4.2 Pembahasan 30

4.2.1 Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling 30

4.2.2 Reaksi Pembentukan Ikat Silang Galaktomanan 30

dengan Ion Borat dari Asam Borat 4.2.3 Hasil Analisis Gugus Fungsi GKK dan GIB dengan 32

Spektrofotometer FT-IR 4.2.4 Hasil Analisis Morfologi Permukaan GKK dan 34

GIB dengan SEM (Scanning Electron Microscopic) 4.2.5 Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel 35

Galaktomanan Ikat Silang Borat 4.2.6 Hasil Uji Sifat Mengembang (Swelling) 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 37

5.2 Saran 38

Daftar Pustaka 39

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

2.1 Jenis Galaktomanan Komersial 13

4.1 Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan 29 4.2 Hasil Pengukuran Berat Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang 30

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1 Pohon Aren (Arenga pinnata) 7

2.2 Kolang-kaling 9

2.3 Struktur Manan (Manosa : Manosa) 11

2.4 Struktur Glukomanan (Glukosa : Manosa) 11

2.5 Struktur Galaktomanan (Galaktosa : Manosa) 11

2.6 Struktur Galaktoglukomanan (Galaktosa : Glukosa : Manosa) 12

2.7 Reaksi Galaktomanan dengan Trinatrium Trimetafosfat 15

2.8 Reaksi Galaktomanan dengan Ion Borat 16

2.9 Isomerisasi Glutaraldehida dalam Suasana Asam 16

2.10 Reaksi Galaktomanan dengan Ion Glutaraldehida 17

2.11 Kompleks Cincin 18

2.12 Kompleks Diol 18

4.1 Hasil SEM dari A. Galaktomanan; B. Galaktomanan 28

Ikat Silang Borat 4 (1:0,30) 4.2 Reaksi Pembentukan Ikat Silang Galaktomanan dengan 31

Ion Borat 4.3 Spektrum FT-IR Galaktomanan 32

4.4 Spektrum FT-IR Galaktomanan Ikat Silang Borat (GIB) 34

4.5 Histogram Derajat Swelling Hidrogel Galaktomanan 36 Ikat Silang Borat

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran

1. Alat Sentrifugasi 44

2. Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 44

Ikat Silang Borat 3. Film Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang Borat 45

yang Dihasilkan 4. Spektrum FT-IR Galaktomanan 46

5. Spektrum FT-IR GIB 1 47

(13)

DAFTAR ISTILAH

GIB : Galaktomanan Ikat Silang Borat

GIB 1 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,05

GIF : Galaktomanan Ikat Silang Fosfat

GIG : Galaktomanan Ikat Silang Glutaraldehida GKK : Galaktomanan Kolang-Kaling