EKSTRAKSI POLISAKARIDA LARUT AIR KULIT KOPI ROBUSTA (Coffea canephora) BERDASARKAN JUMLAH PELARUT DAN LAMA EKSTRAKSI
SKRIPSI
Oleh: Rindang Sari Rahmawati NIM. 081710101017
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2012
EKSTRAKSI POLISAKARIDA LARUT AIR KULIT KOPI ROBUSTA (Coffea canephora) BERDASARKAN JUMLAH PELARUT DAN LAMA EKSTRAKSI
SKRIPSI
diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Teknologi Hasil Pertanian (S1) dan mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian
oleh Rindang Sari Rahmawati NIM 081710101017
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2012
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah memberikan limpahan Rahmat serta Hidayah-Nya, kupersembahkan skripsi saya untuk: Mama Khohiro dan Ayah Budi Santoso tercinta, motivator terbesar dalam hidupku yang tak pernah jemu mendoakan, menyayangi, merawat dan mendidikku selama ini. Terima kasih atas semua pengorbanan dan kesabarannya yang menghantarku sampai saat ini. Saudaraku Rosalia terima kasih telah menjadi adik yang baik yang selalu membantu dan mendukungku. Keluarga besar dari mama dan ayah, yang telah memberikan dukungan agar aku dapat mencapai cita-citaku. Dosen Pembimbing Utama, Pembimbing Anggota, Pembimbing Akademik, Penguji Skripsi, dan Komisi Bimbingan, terima kasih atas bantuan serta bimbingan selama ini dan maaf jika ada kata dan sikap yang salah. Almamater Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember. Staf THP dan Tek. Leb mbak Ketut, terima kasih atas segala bantuannya . Spesial Yoyo, terima kasih atas motivasi, dukungan, dan selalu ada untukku. Teman-teman satu team penelitian Thata dan Demi, serta teman-teman D’Rumpiz, semoga sukses. Sahabat Rindri dan Yuli, yang selalu mendoakan dan memberi semangat hidup. Seluruh saudara organisasi HIMAGIHASTA yang banyak memberikan pengalaman dan pelajaran bersama kalian yang tak terlupakan. Teman-teman THP dan TEP 2008.
ii
MOTO
Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orangorang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. (terjemahan Surat al-Mujadilah ayat 11)1)
Jangan membuang waktu menyesali yang telah lalu. Apa yang terjadi membentuk karakter untuk menjadi lebih kuat (Drew Barrymore)
Keberanian bukanlah ketidakhadiran rasa takut, tetapi menaklukkannya (Michel De Montaigne)”
1
Departemen Agama Republik Indonesia.2005. Al-Qur’an dan Terjemahnya. Bandung: PT Syaamil Cipta Media.
iii
PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini: nama : Rindang Sari Rahmawati NIM
: 081710101017
menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya ilmiah yang berjudul “Ekstraksi Polisakarida Larut Air Kulit Kopi Robusta (Coffea Canephora) Berdasarkan Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi” adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali kutipan yang sudah saya sebutkan sumbernya, belum pernah diajukan pada institusi mana pun, dan bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya tekanan dan paksaan dari pihak mana pun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika ternyata di kemudian hari pernyataan ini tidak benar.
Jember, 1 November 2012 Yang menyatakan,
Rindang Sari Rahmawati NIM 081710101017
iv
PEMBIMBING
EKSTRAKSI POLISAKARIDA LARUT AIR KULIT KOPI ROBUSTA (Coffea canephora) BERDASARKAN JUMLAH PELARUT DAN LAMA EKSTRAKSI
Oleh Rindang Sari Rahmawati NIM 081710101017
Pembimbing:
Dosen Pembimbing Utama
Dosen Pembimbing Anggota
Ir. Sukatiningsih M.S. NIP 195012121980102001
Ir. Wiwik Siti Windrati M.P. NIP 195311211979032002
v
PENGESAHAN
Skripsi berjudul “Ekstraksi Polisakarida Larut Air Kulit Kopi Robusta (Coffea Canephora) Berdasarkan Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi” oleh Rindang Sari Rahmawati NIM 081710101017 telah diuji dan disahkan pada: hari, tanggal
: Senin, 22 Oktober 2012
tempat
: Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember
Tim Penguji: Ketua,
Ir. Tamtarini M.S. NIP. 194909151980102001
Sekretaris
Anggota
Ir. Giyarto M.Sc. NIP. 196607181993031013
Andrew Setiawan Rusdianto S.TP., M.Si NIP. 1982042220055011002
Mengesahkan Dekan,
Dr. Ir. Iwan Taruna, M.Eng. NIP. 196910051994021001
vi
RINGKASAN
Ekstraksi Polisakarida Larut Air Kulit Kopi Robusta (Coffea Canephora) Berdasarkan Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi; Rindang Sari Rahmawati; 2012; 43 halaman; Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember. Kulit kopi merupakan limbah hasil pengolahan kopi yang belum termanfaatkan secara maksimal. Kulit kopi mengandung pektin sehingga dapat dijadikan alternatif sumber polisakarida larut air (PLA). Salah satu upaya untuk mendapatkan ekstrak PLA kulit kopi robusta yang optimal yaitu dengan pengaturan jumlah pelarut dan lama ekstraksi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi ekstraksi PLA kulit kopi robusta (Coffea canephora) yang optimal berdasarkan jumlah pelarut dan lama ekstraksi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai guna kulit kopi, memberikan informasi pada masyarakat mengenai kondisi ekstraksi PLA kulit kopi robusta yang optimal sehingga dapat digunakan sebagai informasi awal dalam aplikasi bahan pangan maupun non pangan, meningkatkan persediaan PLA, dan mengurangi limbah kulit kopi robusta. Ekstraksi PLA kulit biji kopi robusta kering dilakukan dalam dua tahap yaitu ekstraksi berdasarkan variasi rasio bahan : pelarut air dan variasi lama ekstraksi. Penelitian pendahuluan dilakukan dengan perlakuan rasio tepung kulit kopi robusta kering dan air, terdiri atas 4 level yaitu 1:4, 1:5, 1:6, dan 1:7 (b/v) dengan suhu ekstraksi 600C selama 3 jam. Hasil perlakuan yang menghasilkan rendemen tertinggi pada penelitian pendahuluan digunakan pada penelitian utama. Penelitian utama dilakukan 3 perlakuan yaitu lama ekstraksi 0 jam, 3 jam, dan 6 jam. Parameter yang diamati dalam penelitian ini yaitu rendemen bahan, warna menggunakan color reader, kelarutan dalam air, kadar air (metode oven), kadar abu (metode pengabuan), kadar protein (metode mikro kjeldhal), kadar gula total (metode modifikasi fenol-sulfat), kadar pektin total, dan uji efektivitas. Data hasil penelitian diolah secara deskriptif yang ditampilkan dalam bentuk tabulasi dan grafik batang. vii
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen ekstrak PLA kulit biji kopi robusta tertinggi diperoleh dengan ekstraksi perbandingan kulit biji kopi dan pelarut air 1:6 (b/v) dengan hasil rendemen sebesar 7,56%. Selanjutnya lama ekstraksi PLA kulit biji kopi robusta terbaik menurut uji efektifitas adalah 3 jam dengan karakteristik warna L 57,95, kelarutan dalam air 70,16%, kadar air 8,94%, kadar abu 14,64%, kadar protein 19,60%, kadar gula total 22,32%, dan kadar pektin 31,79%. Penelitian ini diperlukan adanya penelitian lanjutan mengenai cara pemurnian PLA, dekolorisasi agar didapatkan warna PLA kulit biji kopi robusta yang lebih cerah, analisa kadar PLA kulit biji kopi robusta selain kadar pektin, volume campuran ekstraksi yang sama (seragam), dan analisa kelayakan untuk mengetahui seberapa besar industri ini dapat dijalankan.
viii
PRAKATA
Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Ekstraksi Polisakarida Larut Air Kulit Kopi Robusta (Coffea canephora) Berdasarkan Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember Penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1.
Dr. Ir. Iwan Taruna, M.Eng., selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember;
2.
Ir. Mukhammad Fauzi, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember;
3.
Ir. Sukatiningsih M.S, selaku Dosen Pembimbing Utama, yang telah meluangkan waktu dan pikiran guna memberikan bimbingan dan pengarahan demi kemajuan penyelesaian penelitian dan penulisan skripsi ini;
4.
Ir. Wiwik Siti Windrati M.P, selaku Dosen Pembimbing Anggota yang telah meluangkan waktu dan pikiran guna memberikan bimbingan dan pengarahan demi kemajuan penyelesaian penelitian dan penulisan skripsi;
5.
Ir. Tamtarini M.S, Ir. Giyarto, M.Sc., dan Andrew Setiawan Rusdianto S.TP., M.Si. selaku Tim Penguji, atas saran dan evaluasi demi perbaikan penulisan skripsi;
6.
Ir. Tamtarini M.S, selaku Dosen Pembimbing Akademik, yang telah meluangkan waktu dan perhatian dalam bentuk nasihat dan teguran yang sangat berarti selama kegiatan bimbingan akademik;
7.
seluruh karyawan dan teknisi Laboratorium Kimia dan Biokimia Pangan Hasil di Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember;
8.
Ayahanda Budi Santoso dan Ibunda Khohiro, serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan doa dan dorongan demi terselesaikannya skripsi ini;
ix
9.
seseorang yang spesial dan teman-teman Jurusan Teknologi Hasil Pertanian angkatan 2008 yang telah memberikan dukungan dan semangat;
10. tim peneliti ekstraksi polisakarida larut air kulit kopi, atas kebersamaan selama penelitian; dan 11. semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis juga menerima segala kritik dan saran dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap, semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Jember, Oktober 2012
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................
ii
HALAMAN MOTO .......................................................................................... iii HALAMAN PERNYATAAN............................................................................ iv HALAMAN PEMBIMBING ............................................................................
v
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ vi RINGKASAN .................................................................................................... vii PRAKATA ......................................................................................................... ix DAFTAR ISI ...................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................
1
1.1 Latar Belakang ...............................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................
2
1.3 Tujuan .............................................................................................
3
1.4 Manfaat ...........................................................................................
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................
4
2.1 Kopi ................................................................................................
4
2.1.1 Deskripsi Kopi ........................................................................
4
2.1.2 Buah Kopi ...............................................................................
4
2.1.3 Teknologi Pengolahan Biji Kopi ............................................
7
2.1.4 Limbah Pengolahan Biji Kopi ................................................
7
2.2 Polisakarida Larut Air ..................................................................
9
2.2.1 Deskripsi ................................................................................
9
2.2.2 Karakteristik PLA .................................................................. 11 2.2.3 Manfaat PLA.......................................................................... 12 2.2.4 Sumber PLA .......................................................................... 12
xi
2.3 Ekstraksi Polisakarida Larut air ................................................. 12 2.3.1 Deskripsi .................................................................................. 12 2.3.2 Metode ekstraksi PLA ............................................................. 12 2.3.3 Jenis Pelarut Ekstraksi ............................................................. 13 2.3.4 Ekstraksi PLA .......................................................................... 13 2.3.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi ekstraksi PLA .................. 15 2.4 Hipotesis.......................................................................................... 16 BAB 3. METODE PENELITIAN ..................................................................... 17 3.1 Bahan dan Alat Penelitian ............................................................. 17 3.1.1 Bahan Penelitian ...................................................................... 17 3.1.2 Alat Penelitian ......................................................................... 17 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................. 17 3.3 Pelaksanaan dan Rancangan Penelitian ............................................. 17 3.3.1 Rancangan Penelitian .............................................................. 17 3.3.2 Pelaksanaan Penelitian ............................................................ 18 3.4 Parameter Pengamatan ......................................................................... 22 3.5 Prosedur Analisis ............................................................................ 22 3.5.1 Rendemen Bahan ...................................................................... 22 3.5.2 Pengukuran Warna ................................................................... 22 3.5.3 Kelarutan dalam Air ................................................................. 23 3.5.4 Kadar Air.................................................................................. 23 3.5.5 Kadar Abu ................................................................................ 24 3.5.6 Kadar Protein ........................................................................... 24 3.5.7 Kadar Gula Total ...................................................................... 25 3.5.8 Kadar Pektin Total ................................................................... 25 3.5.9 Uji Efektivitas ........................................................................... 26 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 27 4.1 Penelitian Pendahuluan .................................................................. 27 4.2 Penelitian Utama ............................................................................. 28 4.2.1 Rendemen ........................................................................................ 28 4.2.2 Warna .............................................................................................. 30
xii
4.2.3 Kadar Protein ................................................................................... 31 4.2.4 Kadar Pektin .................................................................................... 32 4.2.5 Kadar Gula Total ............................................................................. 33 4.2.6 Kadar Abu ....................................................................................... 34 4.2.7 Kadar Air ......................................................................................... 35 4.2.8 Kelarutan dalam Air ........................................................................ 37 4.2.9 Uji Efektivitas.................................................................................. 38 BAB 5. PENUTUP ............................................................................................. 39 4.1 Kesimpulan ...................................................................................... 39 4.2 Saran ................................................................................................ 39 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 40 LAMPIRAN ........................................................................................................ 45
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman 2.1 Komposisi kimia biji kopi robusta ...............................................................
5
2.2 Komposisi pulp kopi ....................................................................................
6
2.3 Komposisi mucilage kopi ............................................................................
7
4.1 Hasil uji efektifitas ekstraksi PLA kulit biji kopi robusta kering dengan perlakuan variasi lama ekstraksi ................................................................ 38
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman 2.1
Buah kopi ...................................................................................................
7
2.2
Diagram alir pengolahan biji kopi .............................................................
8
2.3
Rumus bangun pektin ................................................................................ 10
2.4
Asumsi struktur pektin ............................................................................... 10
3.1 Diagram alir ekstraksi PLA kulit biji kopi robusta kering dengan variasi rasio bahan dan pelarut............................................................................... 19 3.2 Diagram alir ekstraksi PLA kulit biji kopi robusta kering dengan variasi lama ekstraksi.............................................................................................. 21 4.1
Rendemen
PLA
kulit
biji
kopi
robusta
kering
berdasarkan
perbandingan rasio bahan dan pelarut ........................................................ 27 4.2
Rendemen PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ............................................ 29
4.3
Warna PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ..................................................... 30
4.4
Kadar protein PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ............................................ 31
4.5
Kadar pektin PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ............................................ 32
4.6
Kadar gula total PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ................................ 33
4.7
Kadar abu PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ............................................ 35
4.8
Kadar air PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ..................................................... 36
4.9
Kelarutan PLA hasil ekstraksi kulit biji kopi robusta kering dengan rasio bahan dan air 1:6 (b/v) pada suhu 600C ............................................ 37
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman A. Hasil Penelitian Pendahuluan ......................................................................... 45 B. Hasil Penelitian Utama ................................................................................... 45 1. Rendemen PLA kulit biji robusta kering perlakuan variasi lama ekstraksi 45 2. Warna PLA kulit biji kopi robusta kering ................................................... 45 3. Kadar Protein PLA kulit biji kopi robusta kering ....................................... 45 4. Kadar Pektin PLA kulit biji kopi robusta kering ........................................ 46 5. Kadar Gula Total PLA kulit biji kopi robusta kering ................................. 46 6 Kadar Abu PLA kulit biji kopi robusta kering............................................. 47 7. Kadar Air PLA kulit biji kopi robusta kering ............................................. 47 8. Kelarutan PLA kulit biji kopi robusta kering ............................................. 47 9. Uji Efektifitas .............................................................................................. 48
xvi
