Iskandar & co » Chemistry

IDENTIFIKASI SENYAWA ISOFLAVON PADA LIMBAH CAIR TAHU

iskandar mt — Sun, 06 Jul 2008 04:33:52 +0000

By : Ira Syahirah, SSi

Latar Belakang

Dalam proses pembuatan tahu dihasilkan limbah padat dan limbah cair. Limbah padat dapat digunakan untuk pakan ternak dan bahan baku pembuatan oncom, sedangkan limbah cair dibuang ke lingkungan. Limbah cair tahu (LCT) ini secara berkala akan menjadi air limbah yang berpotensi mencemari lingkungan akibat terjadinya penguraian bahan organik yang tersisa yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap dan dapat mengganggu ekosistem dalam air. Telah diteliti di dalam LCT masih mengandung bahan organik seperti karbohidrat, protein, dan senyawa golongan isoflavonoid yang dapat dimanfaatkan lebih lanjut.

Senyawa isoflavon memiliki banyak manfaat. Beberapa penelitian terdahulu mengungkapkan kelebihan senyawa isoflavon yang potensial bagi kesehatan manusia, di antaranya adalah sebagai antioksidan, antitumor / antikanker, antikolesterol, antivirus, antialergi, dan dapat mencegah osteoporosis. Oleh sebab itu, saat ini telah banyak dilakukan penelitian terhadap senyawa isoflavon.

Senyawa isoflavon ini banyak terdapat dalam buah–buahan, sayur-sayuran, dan biji-bijian. Yang termasuk isoflavon di antaranya adalah genistin, daidzin, genistein, dan daidzein. Dilaporkan oleh Mazur (1998), dari beberapa bahan pangan yang telah dianalisis, diketahui kedelai menempati urutan pertama, mengandung daidzein 10,5 – 85 dan genistein 26,8 – 120,5 mg/100 g berat kering. Sedangkan urutan kedua biji semanggi (clover), hanya mengandung daidzein 0,178 dan genistein 0,323 mg/100 g berat kering.

Senyawa isoflavon juga terdapat dalam berbagai produk olahan kedelai yang dapat dikonsumsi seperti tahu, tempe, bubuk kedelai dan tauco. Selain produk olahan tersebut, ternyata di dalam limbah cair hasil pengolahan tahu (LCT) juga terdapat senyawa isoflavon. Hal ini dapat dilakukan pembuktiannya dengan mengidentifikasi senyawa tersebut.

Mengenal Senyawa isoflavon

Flavonoida dan isoflavonoida adalah salah satu golongan senyawa metabolit sekunder yang banyak terdapat pada tumbuh – tumbuhan, khususnya dari golongan Leguminoceae / tanaman berbunga kupu – kupu .

Menurut Kudou et al, 1991, biji kedelai mengandung 3 tipe isoflavon dan masing-masing mempunyai 4 perbedaan bentuk kimia yaitu:

1. Aglikon daidzein, genistein, dan glisitein

2. Glikosida daidzin, genistin, dan glisitin

3. Asetilglikosid 6”-O-asetildaidzin, 6”-O-asetilgenistin, dan 6”-O-asetilglisitin

4. Malonilglikosid 6”-O-malonildaidzin, 6”-O-malonilgenistin, dan 6”-O-malonilglisitin

Berikut ini adalah gambar ” Struktur Kimia Isoflavon Kedelai ” :

( Klik di sini )

Selama proses fermentasi, ikatan –O-glikosida terhidrolisis, sehingga terbentuk senyawa gula dan aglikon bebas dari isoflavon. Senyawa isoflavon aglikon ini dapat mengalami transformasi lebih lanjut membentuk senyawa transforman baru.

Faktor-II (6,7,4’ trihidroksi isoflavon) merupakan senyawa yang sangat menarik perhatian, karena senyawa ini tidak terdapat pada kedelai dan hanya terdapat pada tempe. Hal ini berarti senyawa ini terbentuk selama proses fermentasi akibat aktivitas mikroorganisme. Senyawa ini ditemukan dalam ekstrak tepung tempe oleh Gyorgy pada tahun 1964.

Menurut Jha HC, 1985, faktor-II adalah senyawa yang sangat prospektif sebagai antioksidan (10 kali aktivitas vitamin A atau karboksi kroman dan sekitar 3 kali dari senyawa isoflavon aglikon lain pada tempe) dan sebagai antihemolitik. Oleh sebab itu, perlu dilakukan penelitian mengenai karakterisasi mikroorganisme transforman, khususnya bakteri. Menurut Barz et al, 1993, faktor-II dihasilkan melalui demetilasi glisitein oleh bakteri Brevibacterium epidermis dan Micrococcus luteus atau melalui reaksi hidroksilasi daidzein.

Menurut Geissman, 1962, mikroorganisme tidak mampu menyintesis senyawa flavonoida / isoflavonoida sehingga senyawa tersebut tidak terdapat di dalam sel, meskipun mikroba – mikroba tertentu dapat menyintesis fenil alanin dan tirosin, yang merupakan prekursor biosintesis senyawa flavonoida / isoflavonoida. Senyawa flavonoida / isoflavonoida hanya disintesis dan terdapat dalam tumbuh-tumbuhan.

Pada saat ini senyawa isoflavonoida telah banyak dijual di pasaran dan mempunyai nilai ekonomis yang sangat tinggi. Selama ini, senyawa isoflavonoida ditransformasi secara kimia, dengan resiko banyak memerlukan dan menghasilkan bahan kimia beracun. Mengingat potensi mikroorganisme yang mampu mentransformasikan senyawa isoflavonoida secara alami dan aman (biotransformasi), maka peranan mikroorganisme perlu ditingkatkan untuk menghasilkan senyawa aktif yang bermanfaat untuk kesehatan.

Pemisahan Senyawa Isoflavon

Pemisahan dan pemurnian senyawa yang terdapat dalam LCT yang berbahan baku kedelai dilakukan dengan menggunakan beberapa teknik kromatografi. Pemilihan teknik kromatografi sebagian besar bergantung pada sifat kelarutan senyawa yang akan dipisahkan. Teknik kromatografi yang digunakan adalah kromatografi lapis tipis (KLT) dan kromatografi kolom.

1. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Kromatografi Lapis Tipis (KLT) merupakan cara analisis cepat yang memerlukan bahan sangat sedikit, baik penyerap maupun cuplikannya. KLT dapat digunakan untuk memisahkan senyawa – senyawa yang sifatnya hidrofobik seperti lipida – lipida dan hidrokarbon yang sukar dikerjakan dengan kromatografi kertas. KLT juga dapat berguna untuk mencari eluen untuk kromatografi kolom, analisis fraksi yang diperoleh dari kromatografi kolom, identifikasi senyawa secara kromatografi, dan isolasi senyawa murni skala kecil. Pelarut yang dipilih untuk pengembang disesuaikan dengan sifat kelarutan senyawa yang dianalisis. Bahan lapisan tipis seperti silika gel adalah senyawa yang tidak bereaksi dengan pereaksi – pereaksi yang lebih reaktif seperti asam sulfat.

Data yang diperoleh dari KLT adalah nilai R_f yang berguna untuk identifikasi senyawa. Nilai R_f untuk senyawa – senyawa murni dapat dibandingkan dengan nilai R_f dari senyawa standar. Nilai R_f dapat didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh oleh senyawa dari titik asal dibagi dengan jarak yang ditempuh oleh pelarut dari titik asal. Oleh karena itu bilangan R_f selalu lebih kecil dari 1,0.

2. Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom dapat digunakan untuk memisahkan suatu campuran. Kolom ini diisi dengan serbuk penyerap zat padat (seperti selulosa, silika, atau poliamida) atau disebut dengan fasa tetap/diam dan dialiri/dielusi dengan pelarut yang cocok yang disebut fasa gerak. Kolom hanya berupa tabung kaca yang dilengkapi dengan keran pada salah satu ujungnya. Pelarut yang paling cocok untuk memisahkan komponen – komponen dalam suatu sampel sebagian besar harus ditentukan melalui percobaan. Metode yang paling sederhana ialah melalui cara kromatografi lapis tipis.

Sejumlah kecil cuplikan campuran dimasukkan melalui sebelah atas dari kolom yang kemudian membentuk jalur – jalur serapan dari senyawa. Bila pelarut dibiarkan mengalir melalui kolom, ia akan mengangkut senyawa – senyawa yang merupakan komponen – komponen campuran. Kecepatan bergerak suatu komponen tergantung pada berapa besarnya komponen tersebut terhambat/tertahan oleh penyerap di dalam kolom. Suatu senyawa yang diserap lemah akan bergerak lebih cepat daripada yang diserap kuat. Akan terlihat bahwa jika perbedaan – perbedaan dalam serapan cukup besar, maka akan terjadi pemisahan yang sempurna. Faktor – faktor yang mempengaruhi pemisahan oleh kromatografi kolom adalah penyerap yang digunakan, kepolaran kolom dan pelarut, ukuran kolom (panjang dan diameternya), dan kecepatan elusi.

Identifikasi Senyawa Isoflavon

1. Uji Warna

Klasifikasi flavonoid dapat didasarkan pada perbedaan warna dengan zat tertentu. Metode yang sering digunakan untuk membedakan masing-masing golongan ialah deteksi dengan uap amonia. Menurut Markham, 1988, timbulnya warna biru terang dan lembayung pada plat KLT dengan sinar ultraviolet 366 nm menunjukkan adanya golongan isoflavon bila dikenai uap amonia. Metode uji warna lainnya adalah penyemprotan dengan AlCl₃ 5%. Menurut Geissman, 1962, timbulnya warna kuning flouresen setelah disemprot dengan AlCl₃ 5% menunjukkan adanya flavonoid.

2. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)

KCKT dapat digunakan untuk analisis, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. KCKT memiliki banyak keuntungan yaitu dapat dipakai untuk senyawa yang tidak tahan panas, waktu analisis relatif cepat, memiliki kepekaan dalam mendeteksi senyawa, kolom dapat dipakai kembali, mudah memperoleh kembali cuplikan, dan dapat menghasilkan pemisahan senyawa yang baik.

Berikut ini adalah gambar ” Bagan Kerja Isolasi Senyawa Isoflavon Pada Limbah Cair Tahu ” : ( Klik di sini )

PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DENGAN BAHAN BAKU JATROPHA CURCAS ( JARAK PAGAR )

iskandar mt — Sat, 05 Jul 2008 05:33:48 +0000

By : Ira Syahirah, SSi “ A Researcher Biodiesel “

I. Mengenal Jatropha curcas

1. Mengapa Jatropha curcas ?

Jatropha curcas (jarak pagar) merupakan salah satu tanaman yang paling prospektif untuk diproses menjadi Biodiesel karena selain relatif mudah ditanam, toleransinya tinggi terhadap berbagai jenis tanah dan iklim, produksi minyak tinggi, serta minyak yang dihasilkan tidak dapat dikonsumsi oleh manusia sehingga tidak mengalami persaingan dengan minyak untuk pangan. Minyak jarak pagar berwujud cairan bening berwarna kuning dan tidak menjadi keruh sekalipun disimpan dalam jangka waktu lama.

Tanaman Jatropha curcas (jarak pagar) termasuk tanaman semak dari keluarga Euphorbiaceae yang tumbuh cepat dengan ketinggian mencapai 3 – 5 meter. Umumnya, seluruh bagian dari tanaman ini mengandung racun sehingga hampir tidak memiliki hama. Tanaman ini mulai berbuah pada umur 5 bulan, dan mencapai produktivitas penuh pada umur 5 tahun. Buahnya berbentuk elips dengan panjang sekitar 1 inchi (sekitar 2,5 cm) dan mengandung 2 – 3 biji. Usia Jatropha curcas apabila dirawat dengan baik, dapat mencapai 50 tahun.

2. Penanaman

Penanaman jarak pagar dapat dilakukan sebagai berikut :

- Penanaman dilakukan pada awal atau sebelum musim hujan. Tinggi bibit dari persemaian sudah mencapai minimal 30 cm.

- Lapangan dibersihkan dan dibuat lubang 30 cm x 30 cm x 30 cm, jarak tanam 2m x 2 m, lalu dibiarkan selama 2 – 3 minggu.

- Setelah bibit ditanam, bulan berikutnya dilakukan pembersihan gulma setiap bulan sampai 4 bulan berikutnya.

- Pemupukan pada tahun pertama dilakukan 1/3 dosis dan tahun selanjutnya dengan dosis penuh. Dosis tersebut adalah 50 kg urea, 150 kg SP-36, dan 50 kg KCl / ha. Pada tanah yg kurang subur harus diberi kompos atau pupuk kandang sebanyak 2,5 – 5 ton / ha. Porsi urea dan KCl bisa ditingkatkan sampai maksimum 2 kali lipat.

- Pemangkasan dilakukan sejak tanaman mencapai tinggi 1 m (umur 1 tahun). Pemangkasan pada ketinggian 20 cm dari pangkal batang, dilakukan setiap tahun untuk setiap trubusan baru.

3. Panen dan Pasca Panen

Panen biji perlu dilakukan secara benar agar tidak diperoleh biji hampa, kadar minyak rendah, dan bahkan akan menyebabkan minyak menjadi asam. Berikut beberapa cara penanganan biji di lapangan :

- Panen dilakukan pada buah yang telah masak dengan ciri kulitnya hitam atau kulit buah terbuka.

- Cara pemanenan yang efisien, yaitu buah diambil per malai dengan syarat jumlah buah yang matang lebih banyak dari buah mentah.

- Buah sebelum disimpan terlebih dahulu dikeringkan untuk keperluan produksi minyak. Buah dapat langsung dikeringkan di bawah sinar matahari setiap hari sampai kulit buah mudah dipisahkan dari biji secara manual, tetapi untuk benih cukup diangin – anginkan atau dikeringkan di dalam oven suhu 60⁰C.

- Pemisahan kulit buah dilakukan dengan menggunakan tangan atau mesin. Selanjutnya, biji dikeringkan setiap hari sampai benar – benar kering (kadar air 7 – 10 %). Setelah kering, biji disimpan di dalam kantong plastik. Kantong – kantong plastik tersebut dimasukkan ke dalam karung plastik yang ditutup rapat menggunakan tali, kemudian disimpan di atas lantai beralas bata atau papan. Kemasan harus dihindarkan dari kontak langsung dengan lantai agar tidak lembab.

4. Produktivitas Jatropha curcas

Produktivitas biji Jatropha curcas bergantung kepada kesuburan tanah. Seperti tanaman lainnya, semakin subur lahan maka produktivitasnya juga tinggi. Meskipun demikian, tanaman ini memiliki kelebihan yaitu dapat bertahan hidup dalam kondisi kekeringan yang ekstrim.

Menurut Hartono, 2006, produksi biji per hektar pada tanah normal sebesar 2.500 kg, dapat menghasilkan minyak sekitar 30 – 35 % atau 830 kg. Dan menurut Syah, 2006, 75 kg minyak jarak pagar menghasilkan 71,88 kg biodiesel. Dari kedua data tersebut di atas dapat diperkirakan bahwa untuk memproduksi biodiesel sebanyak 8 ton, diperlukan biji ± 25.000 kg.

Menurut Hartono, 2006, pada tanah normal dengan jarak tanam 2m x 2m yang jumlah tanamannya per hektar berkisar 2.500 tanaman, dan produksi biji per pohon per tahun adalah ± 5 kg. Sehingga biji sebanyak 25.000 kg ( pabrik kapasitas 8 ton ) diperlukan lahan sekitar 740 hektar.

II. Proses Pembuatan Biodiesel dari Jatropha curcas

Dalam proses pengolahan biji jarak menjadi biodiesel, dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu :

1. Proses Pembuatan Crude Jatropha Oil (CJO)

- Biji jarak dibersihkan dari kotoran dengan cara dicuci secara manual atau masinal (dengan mesin).

- Biji direndam sekitar 5 menit di dalam air mendidih, kemudian ditiriskan sampai air tidak menetes lagi.

- Biji dikeringkan dengan menggunakan alat pengering atau dijemur di bawah matahari sampai cukup kering, kemudian biji tersebut dimasukkan ke dalam mesin pemisah untuk memisahkan daging biji dari kulit bijinya.

- Daging biji yang telah terpisah dari kulitnya, digiling dan siap untuk dipres. Lama tenggang waktu dari penggilingan ke pengepresan diupayakan sesingkat mungkin untuk menghindari oksidasi.

- Proses pengepresan biasanya meninggalkan ampas yang masih mengandung 7 – 10 % minyak. Oleh sebab itu, ampas dari proses pengepresan dilakukan proses ekstraksi pelarut, sehingga ampasnya hanya mengandung minyak kurang dari 0,1% dari berat keringnya. Pelarut yang biasa digunakan adalah pelarut n – heksan dengan rentang didih 60 – 70 ⁰C.

- Tahap ini menghasilkan Crude Jatropha Oil (CJO), yang selanjutnya akan diproses menjadi Jatropha Oil (JO).

2. Proses Pembuatan Biodiesel

a. Reaksi Esterifikasi

CJO mempunyai komponen utama berupa trigliserida dan asam lemak bebas. Asam lemak bebas harus dihilangkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu reaksi pembuatan biodiesel (reaksi transesterifikasi). Penghilangan asam lemak bebas ini dapat dilakukan melalui reaksi esterifikasi. Secara umum reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut : (Klik di sini)

Pada reaksi ini asam lemak bebas direaksikan dengan metanol menjadi biodiesel sehingga tidak mengurangi perolehan biodiesel.

Tahap ini menghasilkan Jatropa Oil (JO) yang sudah tidak mengandung asam lemak bebas, sehingga dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui reaksi transesterifikasi.

b. Reaksi Transesterifikasi

Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi utama dalam pembuatan biodiesel. Secara umum reaksi transesterifikasi adalah sebagai berikut : (Klik di sini)

Pada reaksi ini, trigliserida (minyak) bereaksi dengan metanol dalam katalis basa untuk menghasilkan biodiesel dan gliserol (gliserin).

Sampai tahap ini, pembuatan biodiesel telah selesai dan dapat digunakan sebagai bahan bakar yang mengurangi pemakaian solar.

Berikut ini adalah ” Diagram Alir Proses Pembuatan Biodiesel “ :

(Klik di sini)

Berikut ini adalah ” Skematik Tempat Pengolahan Jatropha ” :

(Klik di sini)

Berikut ini adalah ” Kualitas Biodiesel Hasil Proses Es-Trans Dibandingkan dengan Standar ” : (Klik di sini)

Chemistry

iskandar mt — Thu, 14 Feb 2008 17:27:06 +0000

Di rubrik ”Chemistry” ini berisikan tulisan – tulisan ilmiah yang akan diasuh oleh Ira Syahirah, seorang peneliti di bidang Sains Kimia.

Halo dunia!

iskandar mt — Sat, 09 Feb 2008 12:01:51 +0000

Welcome to WordPress.com. This is your first post. Edit or delete it and start blogging!