## Utilization of Natural Zeolite Catalyst Impregnated Sn Metal in Glucose Isomerization With Temperature Variations
Dwi Putri W. Pamungkas 1 , Suci Amalia 1 , Ahmad Abtokhi 2 , Susi Nurul Khalifah 1
1 Jurusan Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Maulana Malik Ibrahim Malang 2 Nama Institusi 2 Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Maulana Malik Ibrahim Malang 2 Nama Institusi
Email: susikhalifah@gmail.com

## Abstract
Studied the characteristics of natural zeolite catalysts activated and modifications and catalytic activity in  the  isomerization  of  glucose.  Natural zeolite  was  activated  by  NH 4 NO 3 2  M  obtained  catalyst  HZA.  While modification using 0,24 M Sn metal impregnated on HZA obtained catalyst Sn-HZA. At this stage, hydrothermal process carried out at temperature of 90 °C for 12 hours followed by calcination at temperature of 500 °C for 4 hours. The characterization includes the XRD analysis, SEM-EDAX analysis, acidity by ammonia method, and surface  area  by  adsorption  of  methylene  blue  method.  Glucose  conversion  was  obtained  through  analysis  of polarimeter at hour-0, 1, 2, 3, and 4 with temperature variation of 110, 120, and 130 °C. Solution which had the highest  conversion  resulted  by  polarimeter  was  analyzed  by  HPLC.  XRD  analysis  showed  that  there  were  no changes in the structure of zeolite after activation and modification process. SEM-EDAX analysis showed that morphology  of  the  zeolite  surface  is  not  damaged  and  Sn  metal  was  successfully  impregnated  6,94  %.  The activity of  HZA and Sn-HZA was 1,4850 mmol/g and 2,3145 mmol/g. while the surface area of HZA and Sn- HZA was 11,4077 m 2 /g and 11,4738 m 2 /g. Using the Sn-HZA catalyst with the reaction temperature of 120 °C provides the highest conversion of glucose and fructose selectivity. It were 14,0733 % w/v and 0,646 % w/v.
Keywords : Catalyst, glucose, isomerization, natural zeolite, Sn metal.

## Abstrak
Telah  dipelajari  karakteristik  katalis  zeolit  alam  teraktivasi  dan  modifikasi  serta  aktivitas  katalitiknya pada reaksi isomerisasi glukosa. Zeolit alam diaktivasi menggunakan NH 4 NO 3 2 M menghasilkan katalis HZA. Sedangkan modifikasi menggunakan logam Sn 0,24 M  yang diimpregnasikan pada HZA menghasilkan katalis Sn-HZA. Pada tahap tersebut dilakukan  proses  hidrotermal dengan suhu  90  ºC  selama  12  jam dilanjutkan kalsinasi    dengan  suhu    500    ºC    selama    4  jam.  Karakterisasi  meliputi  analisis  XRD,  SEM-EDAX,  analisis keasaman metode  adsorpsi amoniak dan analisis luas permukaan metode adsorpsi methylene blue. HZA dan Sn- HZA  diaplikasikan pada reaksi  isomerisasi  glukosa  dengan  metode  batch.  Konversi glukosa  diperoleh  melalui analisis polarimeter pada setiap jam ke-0, 1, 2, 3 dan 4 dengan variasi suhu 110, 120 dan 130 °C. Larutan hasil analisis polarimeter yang menghasilkan konversi terbesar dianalisis dengan HPLC. Analisis XRD menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan struktur pada zeolit setelah proses aktivasi dan modifikasi. Analisis dengan SEM- EDAX menunjukkan bahwa morfologi permukaan zeolit tidak rusak dan logam Sn yang berhasil diipregnasikan sebesar  6,94  %.  Keasaman  HZA  dan  Sn-HZA  yang  diperoleh  sebesar  1,4850  mmol/gr  dan  2,3145  mmol/gr. Sedangkan  luas  permukaan  H-ZA  dan  Sn-HZA  sebesar  11,4077 m 2 /gr  dan  11,4738 m 2 /gr.  Penggunaan  katalis Sn-HZA dengan suhu reaksi 120 °C dapat memberikan konversi glukosa dan selektivitas fruktosa terbesar yaitu 14,0737 % b/v dan 0,646 % b/v.
Kata kunci :  Katalis, glukosa, isomerisasi, zeolit Alam, logam Sn,

## I. PENDAHULUAN
Industri  makanan  dan  minuman  banyak menggunakan  pemanis  sintetik  Bahan pemanis  ini  lebih  berbahaya  bagi  tubuh. Padahal  makanan  dan  minuman  yang banyak  mengandung  gula  ini  banyak digemari  oleh  anak-anak  hingga  orang dewasa.
Bahan pemanis yang dapat dipertimbangkan  untuk  mengganti  bahan pemanis  sintetik  adalah  fruktosa.  Gula  ini memiliki tingkat kemanisan lebih tinggi dan indeks glikemik  lebih rendah daripada gula lainnya  (Prabawati,  2006).  Selain  itu fruktosa adalah senyawa  intermediet dalam pembentukan senyawa
HMF
( Hidroxymethylfurfural) yang  merupakan prekusor  penting  dalam  produksi  biofuel (Barclay, dkk., 2012).
Fruktosa  dapat  dihasilkan  melalui reaksi  isomerisasi  menggunakan  katalis enzim. Katalis ini selektif namun memerlukan  biaya  pengolahan  yang  lebih tinggi akibat membutuhkan larutan penyangga  untuk  mempertahankan  pH, operasi  suhu  yang  terbatas,  membutuhkan tingkat  kemurnian  tinggi,  dan  penggantian enzim  secara  periodik  karena  adanya irreversible  deactivation (Leshkov,  dkk., 2010).
Katalis  anorganik,  seperti  zeolit sintetik,  dapat  menggantikan  katalis  enzim dalam reaksi isomerisasi glukosa. Penelitian Moliner,  dkk.  (2010)  menunjukkan  bahwa penggunaan  katalis  Sn-Beta  menghasilkan konversi  glukosa  sebesar    80  %  dan selektivitas fruktosa sebesar 30 %.
Aktivasi  dan  pengembanan  logam pada  zeolit  alam  akan  meningkatkan aktivitas katalitiknya. Karena dengan proses tersebut  luas  permukaan  dan  keasaman katalis akan menigkat (Lestari,2010; Trisunaryanti,  dkk.,  2005).  Berdasarkan penelitian  Suharto,  dkk  (2007)  zeolit  alam yang  telah  diaktivasi  dengan  NH 4 NO 3 memiliki  luas  permukaan  lebih  besar (105,82  m 2 /g)  dibandingkan  zeolit  alam yang tidak diaktivasi (97,26 m 2 /g). Sedangkan Erlina (2012) melaporkan bahwa zeolit alam yang diimpregnasi logam Sn  0,24  M  memiliki  luas  permukaan  yang lebih besar daripada zeolit yang diimpregnasi  logam  Sn  0,48  M.  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi  zeolit  sebelum  dan  sesudah aktivasi  dan  modifikasi,  serta  untuk mengetahui  aktivitas  katalitiknya  pada reaksi isomerisasi glukosa.

## II. METODE PENELITIAN Bahan
Zeolit  alam  Malang,  akuades,  NH 4 NO 3 (Merck) , methylene  blue ,  amoniak  p.a,  D-
glukosa  monohidrat (Merck) ,  L-fruktosa (Merck) , SnCl 2 .2H 2 O (Sigma Aldrich) .

## Prosedur Penelitian Preparasi Zeolit
Zeolit  alam  dihaluskan  dan  diayak menggunakan  ayakan  150  dan  200  mesh. Selanjutnya  zeolit  lolos  ayakan  200  mesh ditimbang sebanyak 250 gram dan direndam  dalam  500  ml  akuades  sambil diaduk  dengan  pengaduk  magnet  selama sehari semalam pada suhu kamar. Kemudian  disaring  campuran  dan  endapan yang  diperoleh  dikeringkan  dalam  oven pada  suhu  100  °C  selama  24  jam.  Zeolit hasil preparasi selanjutnya disebut ZA.

## Aktivasi Zeolit
ZA  ditimbang  sebanyak  50  gram dan  ditambahkan  larutan  NH 4 NO 3 2  M sebanyak  100  ml.  Kemudian  campuran diaduk secara kontinyu selama 4  jam tanpa pemanasan.  Campuran  disaring  dan  dicuci dengan  akuades  sampai  pH  filtrat  netral. Selanjutnya padatan yang diperoleh dipanaskan  pada  suhu  110  °C  dalam  oven selama  12  jam.  Pada  tahap  ini  dihasilkan zeolit aktivasi (H-ZA).

## Modifikasi Zeolit
H-ZA  ditimbang  sebanyak  25  g. Kemudian  H-ZA  dicampur  dengan  larutan SnCl 2 .2H 2 O  sebanyak  50  ml  dengan konsentrasi  0,24  M.  Campuran  diaduk selama  2  jam.  Kemudian  dilakukan  proses hidrotermal dengan cara campuran dipanaskan  pada  suhu  90  °C  dalam  oven selama  12  jam  dalam  botol  hidrotermal. Kemudian zeolit hasil hidrotermal disaring. Endapan  yang  dihasilkan  kemudian  dioven dengan  suhu  100  °C  selama  2  jam. Selanjutnya  dilakukan  kalsinasi  pada  suhu 500  °C  selama  4  jam  dalam  tanur.  Pada tahap  ini  dihasilkan  zeolit  modifikasi  (Sn-
HZA). Karakterisasi Karakterisasi dengan XRD
dilakukan  terhadap  H-ZA,  Sn-HZA  dan SnCl 2 .  Sampel  disinari  dengan  sinar-X  Cu Kα=1,54Å) pada sudut 2θ = 5°–60 o dengan
kecepatan  scan  0,02 o /detik.  Karakterisasi dengan  SEM-EDAX  dilakukan  pada  Sn- HZA  dengan  perbesaran  5000-20.000  kali. Analisis  keasaman  dan  luas  permukaan dilakukan  pada  ZA,  H-ZA  dan  Sn-HZA. Analisis keasaman dilakukan dengan metode  adsorpsi  gas  amoniak,  sedangkan luas  permukaan  dengan  metode  adsorpsi methylene blue .
Penentuan Aktivitas Katalitik H-ZA dan Sn-HZA Isomerisasi Glukosa Isomerisasi glukosa dilakukan dengan  metode batch menggunakan  labu leher tiga yang dilengkapi dengan pengaduk, termometer dan refluks kondensor. Sebanyak 5 g glukosa dilarutkan dalam 50 mL aquades Selanjutnya ditambahkan H-ZA sebanyak 1 g.  Kemudian  larutan  dipanaskan  dengan variasi  suhu  110,  120  dan  130  ºC  dengan hotplate dengan kecepatan pengadukan 300 rpm.  Diambil  larutan  sampel  sebanyak  6 mL  dan  diletakkan  dalam  tabung  reaksi pada setiap jam ke-0, 1, 2, 3 dan 4. Tabung segera  diletakkan  dalam  lemari  pendingin. Kemudian  larutan  disentrifus  dan  filtratnya dianalisis  dengan  polarimeter.  Prosedur diulangi untuk katalis Sn-HZA.
Penentuan  Konversi  Glukosa  dengan Polarimeter.
Dibuat  kurva  baku  sudut  putar bidang polarisasi spesifik glukosa ( sg ) dan fruktosa  ( sg )  dengan  larutan  glukosa maupun  fruktosa  2-12  %.  Larutan  sampel diambil  sebanyak  1  mL  dan  diencerkan dengan akuades 25 mL. Selanjutnya diukur sudut  putar  bidang  polarisasinya  dengan polarimeter dan dihitung konsentrasi glukosa  sisa.  Konversi  glukosa  dihitung menggunakan rumus :
Konversi (%) =
Analisis Hasil Isomerisasi dengan HPLC. Pengukuran dengan HPLC dilakukan  pada  larutan  hasil  pengukuran
dengan  polarimeter  yang  menghasilkan konversi  terbesar.  Larutan  standar  glukosa, fruktosa  dan  manosa  dianalisis  dengan kondisi: Kolom : Aminex HPX 87 C Fase Gerak : Akuabides Suhu Kolom : 80°C Tekanan pompa: 3,2 MPa Flow Rate : 0,6 mL/menit Elusi : Isokratik Detektor : Refractive Index Analisis  larutan  sampel  dilakukan dengan  kondisi  yang  sama  dengan  larutan standar. Analisis kualitatif dilakukan dengan  membandingkan  R t standar  dengan sampel. Analisa kuantitatif dilakukan dengan  menghitung  konsentrasi  senyawa glukosa, fruktosa dan manosa menggunakan rumus :
%senyawa =

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Difraksi Sinar-X (XRD)
Gambar  1.  Difraktogram  H-ZA,  Sn-HZA,
SnCl 2
Karakterisasi dengan XRD
menghasilkan difraktogram H-ZA, Sn-HZA dan  SnCl 2 yang  disajikan  pada  Gambar  1. Zeolit  alam  Malang  mengandung  55-85  % mineral  jenis  Mordenit  (Laniwati,1999). Puncak khas mineral Mordenit berada pada 2θ=22,254°;  25,631°;  dan  27,651°  (JCPDS
No 700232) (Fatimah, 2010). Jika
dibandingkan  dengan  difraktogram  H-ZA
dan  Sn-HZA  maka  terdapat  kesesuaian puncak  dengan  puncak  khas  mineral Mordenit.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa proses  aktivasi  dan  modifikasi  tidak merusak struktur awal zeolit. Namun masih terlihat adanya fase amorf pada difraktogram  tersebut.  Logam  Sn  berhasil diimpregnasikan  pada  Sn-HZA.  Hal  ini ditandai dengan adanya puncak khas  SnCl 2 dengan intensitas rendah pada difraktogram Sn-HZA  yaitu  pada  2θ=54,808°  dan penurunan  intensitas  pada  puncak-puncak Sn-HZA.
Analisis  Morfologi  dan  Kandungan  Sn- HZA dengan SEM-EDAX.
Analisis dengan SEM-EDAX menunjukkan  bahwa  morfologi  Sn-HZA memiliki  bentuk  kurang  seragam.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  masih  ada  fase  amorf yang bercampur dalam strukutr Sn-HZA.
(a) (b)
Gambar  2.  Hasil  SEM  morfologi  Sn-HZA perbesaran  10.000  kali  (a),
perbesaran 20.000 kali (b)
Hasil  analisis  kandungan  unsur- unsur  pada  zeolit  modifikasi  menunjukkan bahwa logam Sn yang berhasil diimpregnasikan  sebesar  6,94  %.  Hasil  ini mendukung  data  XRD  dimana  logam  Sn berhasil diimpregnasikan. Kandungan unsur terbesar adalah Si, Al dan O. Karena unsur- unsur  ini  merupakan  penyusun  utama zeolit.  Selain  unsur-unsur  tersebut  juga masih  terkandung  logam  seperti  Na,  Mg dan K dan Fe.
Tabel 1. Kandungan unsur-unsur dalam Sn-
HZA Unsur % berat O 42.83 Na 2.78 Mg 2.19 Al 10.63 Si 23.18 K 2.44 Sn 6.94 Fe 9.01

## Analisis  Keasaman  Metode  Adsorpsi Amoniak
Penentuan keasaman dilakukan pada zeolit  alam,  H-ZA  dan  Sn-HZA  dengan metode  adsorpsi  amoniak.  Nilai  keasaman dihitung  berdasarkan  selisih  berat  antara zeolit  sebelum  dan  sesudah  mengadsorp NH 3. Jumlah  NH 3 yang  teradsorp  ekivalen dengan  keasaman  total  zeolit.  Menurut Trisunaryanti (2009) zeolit dapat digunakan sebagai  katalis  karena  memiliki  situs  asam Brønsted  dan  Lewis.  Sehingga  dengan bertambahnya  situs  asam  maka  diharapkan aktivitas katalitiknya meningkat pula.
Menurut  Gervasini,  dkk.  (2000) dalam Hidayah (2004) ikatan yang dibentuk NH 3 dengan  situs-situs  asam  meliputi beberapa  cara.  Pertama,  adanya  transfer proton dari gugus hidroksil pada permukaan pengemban  ke  adsorbat  dan  terjadi  dengan situs  asam  Brønsted.  Kedua,  yaitu  dengan membentuk ikatan  koordinasi  dengan kation-kation  logam  dan  terjadi  dengan situs  asam  Lewis  melalui  pendonoran pasangan  elektron  bebas  dari  adsorbat (NH 3 ).  Cara  ketiga  merupakan  cara  yang paling  lemah  yaitu  dengan  pembentukan ikatan hidrogen.
Tabel 2. Keasaman total zeolit
Sampel Keasaman Total (mmol/gr) ZA 1,4850 H-ZA 2,3145 Sn-HZA 2,6468
Berdasarkan Tabel 2, H-ZA
memiliki  keasaman  total  lebih  besar daripada zeolit alam. Meningkatnya keasaman  dipengaruhi  oleh  ion  H + pada kerangka  zeolit  dari  proses  pemanasan NH 4 -zeolit menjadi H-zeolit dengan melepaskan  gas  NH 3 (Nugrahaningtyas, dkk.,  2009).  Sn-HZA  memiliki  keasaman total  yang paling besar dibandingkan  zeolit alam  dan  zeolit  teraktivasi.  Hasil  ini mendukung  data  XRD  bahwa  logam  Sn telah  terimpregnasi  pada  zeolit  yang ditandai  dengan  peningkatan  keasaman. Peningkatan  ini  terjadi  karena  logam  Sn dapat  bertindak  sebagai  asam  lewis, sehingga  dapat  menambah  situs  asam  pada zeolit tersebut (Corma dkk, 2003).
Analisis Luas Permukaan Metode Adsorpsi Methylene Blue Selain keasaman, salah satu karakter lain  yang  dimiliki  zeolit  sehingga  dapat digunakan  sebagai  katalis  adalah  luas permukaan.  Luas  permukaan  merupakan parameter  yang penting untuk katalis padat karena  sangat  menentukan  aktivitas  katalis (Istadi, 2011).
Luas  permukaan  zeolit  ditentukan berdasarkan adsorpsinya terhadap
methylene blue .
Pengukuran luas permukaan  dengan  mengukur  absorbansi methylene  blue oleh  zeolit  menggunakan spektrofotometer  UV-VIS  dilakukan  pada  664  nm  dan  pada  rentang  waktu  50-70 menit.  Proses  adsorpsi  terjadi  ketika  zeolit dicampurkan  pada  larutan methylene  blue . Interaksi  yang  terjadi  antara  zeolit  dan methylene  blue disebabkan  oleh  beberapa kemungkinan. Pertama, adanya ion exchange antara ion H + pada HZA maupun Sn-HZA  dengan  kation methylene  blue
menyebabkan terjadinya interaksi elektrostatik antara muatan positif methylene blue dengan muatan negatif pada kerangka  tetrahedral  alumina.  Muatan positif methylene blue terletak pada atom N atau  atom  S  (Gambar  3)  (Simoncic  dan Armbruster,  2005).  Kedua,  interaksi  antara
gugus  hidroksil  pada  permukaan  zeolit dengan muatan positif methylene blue yaitu OH--S atau  ikatan  hidrogen  antara  OH--N (Canli, dkk., 2005). Ketiga, interaksi karena pembentukan  ikatan  hidrogen  yaitu  CH--O pada  kerangka  mordenit  (Simoncic  dan Armbruster,  2005).  Gugus  CH  berasal  dari methylene  blue ,  sedangkan  atom  O  berasal dari kerangka pada permukaan zeolit.
Hasil  analisis  luas  permukaan  ZA, H-ZA  dan  Sn-HZA  disajikan  dalam  Tabel 3.  H-ZA  memiliki  luas  permukaan  lebih besar  daripada  zeolit  alam.  Hal  ini dipengaruhi oleh proses aktivasi yang dapat mengurangi pengotor-pengotor yang terdapat pada zeolit sehingga dapat menambah  luas  permukaannya  (Lestari, 2010).  Sedangkan  Sn-HZA  memiliki  luas permukaan  paling  besar  dibandingkan zeolit  alam  dan  H-ZA.  Karena  dengan pengembanan logam, maka luas permukaan katalis bertambah secara keseluruhan (Trisunaryanti,  dkk.,  2005).  Dari  hasil analisis  luas  permukaan  yang  diperoleh  ini mendukung  data  XRD  bahwa  logam  telah terimpregnasi  pada  zeolit.  Dengan  luas permukaan yang lebih besar maka diharapkan  aktivitas  katalitik  zeolit  akan lebih baik.
Tabel 3. Hasil Analisis Keasaman
Sampel Luas Permukaan (m 2 /gr) ZA 11,4077 H-ZA 11,4738 Sn-HZA 11,6909 Gambar 3 Struktur methylene blue
Penentuan Aktivitas Katalitik H-ZA dan Sn-HZA Analisis Hasil Isomerisasi dengan Polarimeter Konversi glukosa ditentukan
berdasarkan  konsentrasi  glukosa  yang tersisa  dari  reaksi  isomerisasi.  Penentuan konsentrasi tersebut dilakukan pada  larutan glukosa yang diperoleh dari reaksi isomerisasi  pada  masing-masing  variasi suhu  dan  jenis  katalis  dalam  setiap  waktu menggunakan polarimeter. Hasil pengukuran menggunakan polarimeter adalah besarnya sudut putar bidang polarisasi glukosa. Dengan nilai sudut putar bidang polarisasi (α obs ), nilai α sg dan nilai α sf dapat  ditentukan  konsentrasi  glukosa  sisa. Selanjutnya  nilai  tersebut  digunakan  untuk menghitung  konversi  glukosa  masing- masing kondisi reaksi.
Analisis
hasil isomerisasi
menggunakan
polarimeter dapat
menunjukkan  kondisi  reaksi  yang  dapat memberikan  konversi  glukosa  terbesar. Larutan dengan kondisi ini selanjutnya akan dianalisis  dengan  HPLC.  Nilai  konversi glukosa  terbaik  beserta  kondisi  reaksi disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil konversi glukosa menggunkan polarimeter Kondisi Reaksi Hasil Konversi (%) HZA/130°C/4 jam 20,59 SnHZA/120°C/4 jam 25,86 SnHZA/130°C/3 jam 25,38 SnHZA/130°C/4 jam 26,34
Nilai konversi glukosa hasil analisis polarimeter dianalisis dengan menggunakan statistik.  Hasil  uji  ANOVA  menunjukkan bahwa  ada  pengaruh  perlakuan  yang signifikan terhadap konversi glukosa. Selanjutnya  dengan  uji  BNT  dihasilkan bahwa    perlakuan  dengan  katalis  Sn-HZA pada  suhu  120  °C  merupakan  perlakuan yang paling  berpengaruh terhadap konversi glukosa.

## Analisis Hasil Isomerisasi dengan HPLC
Analisis  HPLC  dilakukan  pada larutan hasil isomerisasi yang menghasilkan konversi  glukosa  terbesar  berdasarkan analisis dengan polarimeter. Analisa kualitatif menunjukkan bahwa pada masing-masing larutan terkandung senyawa glukosa, fruktosa dan manosa. Hal ini dapat ditentukan dengan membandingkan nilai Rt masing-masing  senyawa  dengan  Rt  larutan standar senyawa tersebut. Berdasarkan nilai Rt,  dapat  diketahui  urutan  kepolaran masing-masing senyawa adalah : glukosa > manosa > fruktosa.
Tabel 5. Nilai Rt masing-masing senyawa Senyawa Rt (standar) Rt (sampel) Glukosa 9,267 9,283 Manosa 10,833 10,783 Fruktosa 12,733 12,717 Analisa kuantitatif menunjukkan konsentrasi  masing-masing  senyawa  dalam sampel. Berdasarkan hasil tersebut diperoleh  bahwa  semakin  bertambahnya suhu  maka  konversi  glukosa  semakin menurun. Hal ini disebabkan glukosa sudah banyak  yang  terkonversi  menjadi  produk isomernya  pada  suhu  120  °C.  Sehingga kondisi  terbaik  yang  dapat  menghasilkan konversi  terbesar  adalah  pada  suhu  120  °C dengan  katalis  Sn-HZA.  Nilai  konversi yang  dihasilkan  melalui  analisis  HPLC berbeda  dengan  hasil  analisis  polarimeter. Hal ini  disebabkan  HPLC memiliki ketelitian yang berbeda dengan polarimeter.
Tabel 6. Hasil analisis kuantitatif HPLC Sampel konsentrasi Konversi
Glukosa (%) Fruktosa (%) Manosa (%) Glukosa sisa (%) HZA/130°C/4 jam 0,5068 0,0959 9,2845 14,0059 SnHZA/120° C/4 jam 0,6460 0,0803 9,7099 14,0737 SnHZA/130° C/3 jam 0,3828 0,1024 9,4144 13,7134 SnHZA/130° C/4 jam 0,3200 0,0123 9,0534 10,9161
Semakin  bertambahnya  suhu  juga mengakibatkan penurunan selektivitas fruktosa.  Jika  dibandingkan  antara  jenis katalisnya,  maka  reaksi  dengan  katalis  H- ZA  memberikan  selektifitas  fruktosa  yang lebih  besar  daripada  reaksi  dengan  katalis Sn-HZA  pada  suhu  130  °C.  Diduga  pada suhu 130 °C dengan katalis Sn-HZA, reaksi lebih  selektif  pada  pembentukan  produk selain  fruktosa.  Dugaan  ini  didukung dengan konsentrasi manosa yang terbentuk, dimana  pada  suhu  130  °C  dengan  katalis Sn-HZA  dihasilkan  konsentrasi  manosa yang  lebih tinggi. Sehingga kondisi terbaik yang dapat menghasilkan konsentrasi fruktosa tertinggi adalah pada suhu 120  °C dengan katalis Sn-HZA.
Secara keseluruhan ditunjukkan bahwa  semakin  bertambahnya  suhu,  maka konversi  glukosa  dan  selektivitas  fruktosa menurun.  Jika  ditinjau  dari  jenis  katalis didapatkan  bahwa  katalis  Sn-HZA  dapat menghasilkan  konversi  yang  lebih  besar daripada  H-ZA.  Selain  itu  Sn-HZA  juga dapat  meningkatkan  selektifitas  fruktosa. Hal ini sejalan dengan hasil keasaman total dan  luas  permukaan,  dimana  Sn-HZA memiliki  keasaman  dan  luas  permukaan yang  lebih  besar  daripada  H-ZA.  Dengan keasaman yang tinggi akibat proses aktivasi dan  pengembanan  logam  maka  aktivitas katalis  akan  meningkat  (Lestari,  2010). Selain itu luas permukaan yang besar akibat proses  aktivasi  dan  pengembanan  juga berpengaruh  terhadap  aktivitas  katalis. Dengan  semakin  besarnya  luas  permukaan spesifik  katalis  maka  pusat  aktif  katalis semakin  banyak.  Sehingga  aktivitas  katalis semakin meningkat pula (Tarigan, 2007).
Glukosa  dan  fruktosa  merupakan pasangan  isomer. Glukosa  merupakan  jenis monosakarida yang memiliki gugus aldehid.  Sementara  fruktosa  merupakan jenis  monosakarida  yang  memiliki  gugus keton.  Dengan  demikian  glukosa  memiliki gugus  karbonil  (‒C=O)  pada  C-1, sedangkan fruktosa memiliki gugus karbonil (‒C=O) pada C-2.
Mekanisme reaksi isomerisasi glukosa  menjadi  fruktosa  yang  dikatalisis Sn-HZA  diduga  melalui  jalur  perpindahan atom H dari C-2 ke C-1. Hal ini didasarkan pada penelitian Leshkov, dkk., (2010) yang menunjukkan  bahwa  reaksi  isomerisasi glukosa  menjadi  fruktosa  terjadi  dengan jalan pergeseran atom hidrogen intramolekuler  oleh  kehadiran  Sn-Beta. Pusat  logam  dalam  Sn-Beta  berfungsi sebagai  asam  Lewis  dalam  media  larutan air.
Reaksi isomerisasi menggunakan katalis  Sn-HZA  ini  juga  menghasilkan produk  selain  fruktosa  yaitu  manosa.
Sebagaimana dalam penelitian Moliner, dkk (2010),  reaksi  isomerisasi  glukosa  yang dikatalisis oleh Sn-Beta dapat menghasilkan  manosa  sebesar  9  %  pada suhu 140 °C.
Menurut  Harris,  dkk  (1974),  reaksi transfer  hidrogen  secara  intramolekuler ditemukan  pada  reaksi  isomerisasi  aldosa menjadi  ketosa  dan  ketosa  menjadi  aldosa dengan katalis asam. Sehingga pembentukan  manosa  dengan  katalis  Sn- HZA  diduga  berjalan  dengan  jalur  transfer hidrogen.  Reaksi  isomerisasi  ini  bersifat endoterm  ( =  3  kj/mol)  dan  reversibel (Moliner,  dkk.,(2010).  Adanya  kenaikan suhu  pada  reaksi  yang  bersifat  endoterm akan  menggeser  kesetimbangan  reaksi  ke arah  produk.  Dengan  demikian  ketika fruktosa telah terbentuk maka manosa dapat terbentuk  pula  pada  suhu  tertentu  akibat pengaruh kesetimbangan termodinamik.

## IV. KESIMPULAN
Luas permukaan zeolit alam teraktivasi (H-ZA) dan zeolit alam modifikasi  (Sn-HZA)  berturut-turut  adalah sebesar  11,4738    m 2 /gr  dan  11,6909  m 2 /gr. Sedangkan  keasaman  H-ZA  dan  Sn-HZA berturut-turut adalah sebesar 2,3145 mmol/gr dan 2,6468 mmol/gr.
Suhu  reaksi  dan  jenis  katalis berpengaruh  terhadap  hasil  isomerisasi glukosa. Suhu 120 °C memberikan konversi
dan  selektivitas  fruktosa  terbesar.  Semakin bertambahnya  suhu  maka  konversi  dan selektifitasnya berkurang. Penggunaan katalis  Sn-HZA  menghasilkan  konversi glukosa  dan  selektifitas  terbesar.  Sehingga suhu  reaksi  120  °C  dan  jenis  katalis  Sn- HZA  merupakan  perlakuan  yang  paling berpengaruh dimana  konversi glukosa yang diperoleh  sebesar  14,0737  %  b/v  dan selektivitas fruktosa sebesar 0,646 % b/v.

## V. DAFTAR PUSTAKA
Barclay, T., Markovic, M.C., Cooper, P.D., and Petrovsky, N. 2012. The Chemistry And  Sources  Of  Fructose  And  Their Effect  On  Its  Utility  And  Health Implications .  J.  Excipients  and  Food Chem .Vol. 3, No. 2.
Canli,    M.,    Abali,    Y.,   and    Bayca,    S.U.
2013.    Removal    of    Methylene    Blue by  Natural  and    Ca  and  K-exchanged
Zeolite    Treated  with  Hydrogen Peroxide. Physicochem. Probl.
Miner.Process . 49(2): 481−496.
Corma,,  A.,  Marcelo  E.,  dan  Susana  V. 2002. Water-Resistant Solid Lewis Acid Catalysts:  Meerwein  Ponndorf–Verley and  Oppenauer  Reactions  Catalyzed  by Tin-Beta  Zeolite. Journal  of  Catalysis . Vol. 215.
Fatimah,  D.  2010.  Pengolahan  Mineral Tekto-Silikat  Alam  Untuk  Substitusi lmpor  Sediaan  Bahan  Baku  Farmasi  :
Rekayasa Batuan Sebagai Basis Material AntiSeptik Melalui Penanaman Inhibitor    dengan  Metoda  Kontinyu. Laporan Akhir Program Insentif
Peneliti Dan Perekayasa LIPI. Harris,  W.D dan  Milton  S.F. 1974. Studies on the Mechanism of
the
Interconversion of D-Glucose, D
Mannose,  and  D-Fructose  in  Acid Solution. Journal  of  the  American Chemical Society . Vol. 97 No. 1.
Hidayah,  C.N.  2004.  Sintesis  Katalis
Co/Faah, Ni/Faah, Dan Cu/Faah:
Hubungan  Pola  Pengembanan  Dengan
Urutan  Nomor  Atom  Logam  Katalis
Dalam  Sistem  Periodik  Unsur. Skripsi . Surakarta:  Fakultas  Matematika  dan Ilmu  Pengetahuan  Alam  Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Istadi.  2011. Teknologi  Katalis  untuk Konversi  Energi .  Yogyakarta:  Graha Ilmu.
Laniwati, M. 1999. Isomerisasi 1-Buten Menggunakan Zeolit Alam Asal
Malang Jawa Timur Sebagai Katalis.
Proc. ITB . Vol 31. No.2: 42.
Leshkov,  Y.  R.,  Moliner,  M.,  Labinger,
J.A., and Davis, M. E. 2010. Mechanism  of  Glucose  Isomerization Using  a  Solid  Lewis  Acid  Catalyst  in Water. Angew.  Chem.  Int.  Ed .  Vol.  49: 8954 –8957.
Leshkov,  Y.  R.,  Moliner,  M.,  Labinger, J.A., and Davis, M. E. 2010. Mechanism  of  Glucose  Isomerization Using  a  Solid  Lewis  Acid  Catalyst  in Water. Angew.  Chem.  Int.  Ed .  Vol.  49:
8954 -8957.
Lestari,  D.Y.  2010.  Kajian  Modifikasi  dan Karakterisasi Zeolit Alam dari Berbagai Negara. Prosiding  Seminar  Nasioanal . Yogyakarta: UNY.
Lestari,  D.Y.  2010.  Kajian  Modifikasi  dan Karakterisasi Zeolit Alam dari Berbagai Negara. Prosiding  Seminar  Nasioanal . Yogyakarta: UNY.
Moliner,  M.  Leshkov.  Y.  dan  Davis  M.E. 2010.  Tin-Containing  Zeolites  Are Highly  Active  Catalysts  For  The Isomerization  of  Glucose  In  Water.
PNAS Early Edition : 1-5.
Nugrahaningtyas, D. 2009. Preparation And
Characterization  The  Non  Sulfided Metal Catalyst:Ni/USY and NiMo/USY .  Indo.  J.  Che . Vol. 9. No.
2.
Prabawati,  S.  2006.  Gula  Singkong  dapat Diproduksi di Pedesaan. Warta Penelitian dan Pengembangan . Vol. 28, No. 3.
Simoncic, P and Armbruster, T. 2005.
Cationic Methylene Blue Incorporated into Zeolite  Mordenite-Na:  a  Single
Crystal  X-ray  Study .  Microporous and Mesoporous Materials No.81: 87 95. Tarigan, S . 2007. Aktivitas Katalis Cr/Zeolit Dalam Reaksi Konversi
Katalitik  Fenol  Dan  Metil  Isobutil Keton. Jakarta: LIPI. Trisunaryanti,  W.  2009.  Zeolit  Alam Indonesia Sebagai Adsorben dan
Katalis  Dalam  Mengatasi  Masalah Lingkungan  dan  Krisis  Energi. Pidato
Pengukuhan Jabatan Guru Besar dalam Ilmu  Kimia .  Yogyakarta:  Universitas Gadjah Mada. Trisunaryanti,  W.  Triwahyuni,  E  dan Sudiono  S.  2005.  Preparasi,  Modifikasi dan  Karakterisasi  Katalis  Ni-Mo/Zeolit Alam  dan  Mo-Ni/Zeolit  Alam .  Jurnal
Teknoin , Vol. 10, No. 4: 269 -282.