STUDI EFEKTIVITAS PEKTIN DAUN BAYAM

STUDI EFEKTIVITAS PEKTIN DAUN BAYAM
(Amaranthus spp. L.) SEBAGAI PENGIKAT LOGAM
BERAT SECARA IN-VITRO
IN-VITRO STUDY OF THE EFECTIVENESS OF
SPINACH LEAVES (Amaranthus spp. L.) PECTIN AS
HEAVY METALS BINDING AGENT
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna
memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh :
GALIH AJI PRIAMBODO
12.70.0116
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: Galih Aji Priambodo
NIM
: 12.70.0116
Fakultas
: Teknologi Pertanian
Program Studi : Teknologi Pangan
Menyatakan bahwa skripsi “Studi Efektivitas Pektin Daun Bayam (Amaranthus
spp. L.) Sebagai Pengikat Logam Berat Secara In-Vitro” merupakan karya saya
dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu perguruan tinggi. Sepanjang pengetahuan saya juga tidak
terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,
kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar
pustaka. Apabila saya tidak jujur, maka gelar dan ijazah yang saya peroleh
dinyatakan batal dan akan saya kembalikan kepada Universitas Katolik
Soegijapranata, Semarang.
Demikian pernyataan ini saya buat dan dapat dipergunakan sebagaimana
mestinya.
Semarang, 12 Juli 2016
Galih Aji Priambodo
ii
iii
STUDI EFEKTIVITAS PEKTIN DAUN BAYAM
(Amaranthus spp. L.) SEBAGAI PENGIKAT LOGAM
BERAT SECARA IN-VITRO
IN-VITRO STUDY OF THE EFECTIVENESS OF
SPINACH LEAVES (Amaranthus spp. L.) PECTIN AS
HEAVY METALS BINDING AGENT
Oleh :
GALIH AJI PRIAMBODO
NIM : 12.70.0116
Program Studi : Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan
di hadapan sidang penguji pada tanggal : 12 Juli 2016
Semarang, 12 Juli 2016
Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Katolik Soegijapranata
Pembimbing I
Dekan
Prof. Dr. Ir. Budi Widianarko, M.Sc Dr. V. Kristina Ananingsih, S.T., M.Sc
Pembimbing II
Inneke Hantoro, S.TP, M.Sc
RINGKASAN
Limbah logam berat seperti kadmium dan tembaga yang dihasilkan oleh aktivitas
manusia yang beragam, bila masuk ke dalam tubuh dapat menimbulkan efek yang
berbahaya. Reduksi logam berat dapat dilakukan dengan menggunakan pektin
karena mengandung gugus-gugus aktif dalam struktur komponennya. Pektin dapat
ditemukan didalam sayur-sayuran, salah satunya ada didalam bayam. Bayam
(Amaranthus spp. L.) merupakan bahan pangan yang mudah dijumpai, memiliki
harga yang sangat terjangkau, dan memiliki kandungan pektin yang cukup tinggi,
sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bioadsorben logam berat. Tujuan
dilakukannya penelitian ini adalah untuk menentukan waktu kontak dan varietas
terbaik dari pektin daun bayam (sayur, merah dan keripik) terhadap
kemampuannya dalam proses penyerapan logam kadmium dan tembaga secara invitro. Dalam penelitian ini digunakan metode ekstraksi pektin daun bayam dari
tiga varietas yang berbeda, kemudian dikontakkan masing-masing pada logam
kadmium (Cd) dan tembaga (Cu). Waktu kontak yang digunakan pada uji
pendahuluan yaitu 30, 60, dan 90 menit untuk menentukan waktu kontak terbaik.
Dari uji pendahuluan didapatkan waktu kontak dengan recovery logam tertinggi
yaitu 90 menit. Kemudian pengujian dilanjutkan dengan membandingkan waktu
kontak dan varietas pektin daun bayam dengan logam kadmium dan tembaga pada
60, 90 dan 120 menit. Dari hasil penelitian, pektin daun bayam bekerja secara
efektif pada waktu kontak 120 menit dalam penyerapan logam kadmium dan
tembaga dengan kemampuan absoprsi 42% sampai 84%. Secara umum, pektin
daun bayam sayur dengan waktu kontak 120 menit merupakan kombinasi
perlakuan terbaik dalam penyerapan logam kadmium sebesar 52,8% dan tembaga
sebesar 71,3%.
iv
SUMMARY
Heavy metals discharged by human activity such as cadmium and cooper can
cause harmful effect when enter human body. Reduction of heavy metals can be
done by using pectin because, it contains active groups. Pectin can be found in
vegetables, including spinach, Amaranth (Amaranthus spp. L.). Spinach that is
easy to find, has a very affordable price, and a fairly high pectin content, so it has
a potential to be a bio-absorbent of heavy metals. The purpose of this study was to
determine the best contact time and pectin of spinach varieties (sayur, merah and
keripik) in binding cadmium and copper using an in vitro methods. In this study,
pectin was extracted from spinach leaves of three varieties, and contacted to
cadmium (Cd) and copper (Cu). Theree contact time were used in the preliminary
test, namely 30, 60, and 90 minutes to determine find the best contact time. From
preliminary experiment the best contact time that produced highest recovery is 90
minutes. The test was then continued by comparing the effectiveness of different
contact time and pectin of different spinach varieties leaves with cadmium and
copper for 60, 90 and 120 minutes. Spinach leaves pectin (sayur, merah and
keripik) worked most effectively at the contact time of 120 minutes resulting in
cadmium and copper adsorption of 42% to 84%. In general, sayur spinach leaves
pectin and contact time of 120 minutes is the best treatment combination leading
to absorption of 52.8% and 71.3% for cadmium and copper respectively.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa
atas berkat dan rahmat-Nya yang berlimpah, maka Penulis dapat menyelesaikan
penulisan skripsi, dengan judul “Studi Efektivitas Pektin Daun Bayam
(Amaranthus spp. L.) Sebagai Pengikat Logam Berat Secara In-Vitro”. Laporan
skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kelengkapan akademis
dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana
Teknologi Pangan di Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik
Soegijapranata Semarang.
Dalam pelaksanaan dan pembuatan skripsi ini, Penulis banyak mendapat
bimbingan, bantuan dan semangat dari berbagai pihak. Tanpa bimbingan, bantuan,
dan semangat dari berbagai pihak, skripsi ini tidak mungkin dapat terlaksana.
Oleh karena itu, Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1.
Dr. Victoria Kristina Ananingsih, S.T., M.Sc., selaku Dekan Fakultas
Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata.
2.
Prof. Dr. Ir. Budi Widianarko, M.Sc., selaku pembimbing I dan Inneke
Hantoro, S.TP, M.Sc., selaku pembimbing II, yang telah bersedia meluangkan
waktu dan tenaga dalam membimbing, memberi saran, semangat, serta
dukungan doa hingga terselesainya skripsi ini.
3.
Khatarina Ardanareswari, S.TP, M.Sc., selaku koordinator skripsi yang telah
membantu, membimbing, dan mengarahkan Penulis mengenai skripsi.
4.
Segenap
dosen
Fakultas
Teknologi
Pertanian,
Universitas
Katolik
Soegijapranata yang telah membimbing dan memberikan pengetahuan yang
bermanfaat bagi Penulis.
5.
Segenap staf Laboran (Mbak Agata, Mas Pri, Mas Lylyk dan Mas Soleh)
Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Soegijapranata yang telah
membantu Penulis dalam pelaksanaan penelitian di Laboratorium.
6.
Bapak, ibuk, dan adik tercinta yang telah memberikan banyak bantuan,
dukungan doa, dan semangat sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi
ini.
vi
vii
7.
Budi Prasetyo, Benedictus Ryza, dan Yehezkiel Putra selaku teman
seperjuangan selama skripsi yang telah mau bekerja sama dan memberikan
semangat serta dukungan doa bagi Penulis.
8.
Aurelia Dyah Pratitha yang selalu menyemangati, memberikan dukungan,
dan membantu Penulis selama penelitian.
9.
Keluarga Suentool Kenyoot (Raphael, Nino, Tofan, Yosh, Riko, Dismas,
Damar, Sigit, Rossa, Kiswara, Dito, Nadira, Bowo, Anggara dan Tommy)
yang selalu memberikan dukungan, hiburan, dan semangat kepada Penulis.
10. Kelompok Goa Ikan (Jeff, Lanna dan Stella), kelompok BAL (Anas, Lely,
Ega dan Cicil), dan kelompok STD (Cisca, Venty, Grace, Novia dan Nike)
yang menjadi teman seperjuangan dan memberikan bantuan serta semangat
kepada Penulis.
11. Teman-teman Fakultas Teknologi Pertanian yang selalu memberikan
dukungan dan semangat kepada Penulis.
12. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu per satu yang telah
membantu dan memberikan saran serta kritik dalam pelaksanaan penelitian
hingga penulisan laporan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini masih
jauh dari kata sempurna dan masih memiliki banyak kekurangan baik secara
materi maupun cara penulisannya. Maka dari itu, Penulis mengharapkan adanya
berbagai saran ataupun kritik yang bersifat membangun dari para pembaca dan
semua pihak. Akhir kata, Penulis sangat mengharapkan bahwa laporan ini dapat
bermanfaat dan memberikan pengetahuan bagi para pembaca dan semua pihak
yang membutuhkan.
Semarang, 12 Juli 2016
Penulis,
Galih Aji Priambodo
viii
DAFTAR ISI
RINGKASAN ........................................................................................................ iv
SUMMARY ...............................................................................................................v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii
1.
PENDAHULUAN ......................................................................................1
Latar Belakang .......................................................................................1
1.1.
1.2.
Tinjauan Pustaka ....................................................................................3
1.2.1. Logam Berat .....................................................................................3
1.2.2. Pektin ................................................................................................4
1.2.3. Bayam (Amaranthus spp. L.)............................................................7
1.3.
Tujuan Penelitian ...................................................................................9
2.
MATERI DAN METODE ........................................................................10
2.1.
Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................10
2.2.
Materi ...................................................................................................10
2.2.1. Alat .................................................................................................10
2.2.2. Bahan ..............................................................................................10
2.3.
Metode..................................................................................................11
2.3.1. Persiapan Sampel............................................................................11
2.3.2. Ekstraksi Pektin ..............................................................................12
2.3.3. Pembuatan Berbagai Macam Larutan ............................................13
2.3.4. Penelitian Pendahuluan ..................................................................14
2.3.5. Penelitian Utama ............................................................................15
2.3.6. Penentuan Kadar Logam ................................................................15
2.3.7. Perhitungan .....................................................................................16
2.4.
Pengolahan Data...................................................................................17
3.
HASIL PENELITIAN ..............................................................................18
3.1.
Pengujian Awal Sampel Daun Bayam .................................................18
3.2.
Pengujian Logam Larutan Kimia dan Sampel yang Digunakan ..........18
3.3.
Rendemen Pektin .................................................................................19
3.4.
Penelitian Pendahuluan ........................................................................20
3.4.1. Recovery Logam Kadmium ............................................................20
3.4.2. Recovery Logam Tembaga .............................................................21
3.5.
Penelitian Utama ..................................................................................21
ix
3.5.1.
3.5.2.
3.5.3.
3.5.4.
3.5.5.
3.5.6.
3.5.7.
4.
Recovery Logam Kadmium ............................................................21
Recovery Logam Tembaga .............................................................22
Penyerapan Logam Kadmium oleh Pektin Daun Bayam ...............24
Penyerapan Logam Tembaga oleh Pektin Daun Bayam ................25
Penyerapan Logam Kadmium oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik.......26
Penyerapan Logam Tembaga oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik.......28
Pemilihan Varietas dan Waktu Kontak Terbaik .............................29
PEMBAHASAN .......................................................................................33
5.
5.1.
5.2.
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................41
Kesimpulan ..........................................................................................41
Saran .....................................................................................................41
6.
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................42
7.
LAMPIRAN..............................................................................................47
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi Pektin pada Berbagai Sayuran dan Buah-Buahan ...................7
Tabel 2. Kriteria Inklusi Sampel ............................................................................18
Tabel 3. Rendemen Pektin .....................................................................................19
Tabel 4. Penyerapan Logam Kadmium (µg) oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik pada
Fraksi Tidak Terlarut ....................................................................................27
Tabel 5. Penyerapan Logam Kadmium (µg) oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik pada
Fraksi Terlarut ..............................................................................................27
Tabel 6. Penyerapan Logam Tembaga (µg) oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik pada
Fraksi Tidak Terlarut ....................................................................................28
Tabel 7. Penyerapan Logam Tembaga (µg) oleh Pektin Daun Bayam
Berdasarkan Kombinasi Varietas dan Waktu Kontak Terbaik pada
Fraksi Terlarut ..............................................................................................28
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Molekul Pektin ...................................................................................... 4
Gambar 3. Color Chart Daun Bayam ................................................................... 12
Gambar 2. Bayam Sayur, Bayam Merah dan Bayam Keripik .............................. 12
Gambar 4. Pektin Daun Bayam Sayur (PDBS), Pektin Daun Bayam Merah
(PDBM) dan Pektin Daun Bayam Keripik (PDBK) .................................... 19
Gambar 5. Recovery Penelitian Pendahuluan Logam Kadmium .......................... 20
Gambar 6. Recovery Penelitian Pendahuluan Logam Tembaga ........................... 21
Gambar 7. Recovery Kadmium yang Terserap oleh Pektin Daun Bayam ............ 22
Gambar 8. Recovery Tembaga yang Terserap oleh Pektin Daun Bayam ............. 23
Gambar 9. Penyerapan Logam Kadmium oleh Fraksi Tidak Terlarut Pada
Pektin Daun Bayam Ditinjau dari Waktu Kontak ....................................... 24
Gambar 10. Penyerapan Logam Kadmium oleh Fraksi Terlarut Pada Pektin
Daun Bayam Ditinjau dari Waktu Kontak................................................... 25
Gambar 11. Penyerapan Logam Tembaga oleh Fraksi Tidak Terlarut Pada
Pektin Daun Bayam Ditinjau dari Waktu Kontak ....................................... 25
Gambar 12. Penyerapan Logam Tembaga oleh Fraksi Terlarut Pada Pektin
Daun Bayam Ditinjau dari Waktu Kontak................................................... 26
Gambar 13. Ranking Nilai Recovery Kadmium dan Tembaga oleh PDBS .......... 29
Gambar 14. Ranking Nilai Recovery Kadmium dan Tembaga oleh PDBM ......... 30
Gambar 15. Ranking Nilai Recovery Kadmium dan Tembaga oleh PDBK ......... 31
Gambar 16. Ranking Nilai Recovery Kadmium dan Tembaga oleh
Kombinasi Jenis Pektin ............................................................................... 32
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian Pendahuluan ...............................................47
Lampiran 2. Diagram Alir Penelitian Utama .........................................................48
Lampiran 3. Tabel Uji Normalitas Penyerapan Pektin Daun Bayam
Terhadap Logam Kadmium (Cd) ..............................................................49
Lampiran 4. Tabel Uji Normalitas Penyerapan Pektin Daun Bayam
Terhadap Logam Tembaga (Cu) ...............................................................50
Lampiran 5. Tabel Uji Beda Pektin Daun Bayam Terhadap Logam
Kadmium (Cd) oleh Fraksi Tidak Terlarut Antara Waktu Kontak
dan Varietas ..............................................................................................51
Lampiran 6. Tabel Uji Beda Pektin Daun Bayam Terhadap Logam
Kadmium (Cd) oleh Fraksi Terlarut Antara Waktu Kontak dan
Varietas .....................................................................................................51
Lampiran 7. Tabel Uji Beda Pektin Daun Bayam Terhadap Logam Tembaga
(Cu) oleh Fraksi Tidak Terlarut Antara Waktu Kontak dan Varietas .......52
Lampiran 8. Tabel Uji Beda Pektin Daun Bayam Terhadap Logam Tembaga
(Cu) oleh Fraksi Terlarut Antara Waktu Kontak dan Varietas .................52
Lampiran 9. Tabel Uji ANOVA Penyerapan Pektin Daun Bayam Terhadap
Logam Kadmium (Cd) ..............................................................................53
Lampiran 10. Tabel Uji ANOVA Penyerapan Pektin Daun Bayam Terhadap
Logam Tembaga (Cu) ...............................................................................53
xii