Sintesis Metil Ester Asam Lemak dari Biji Alpukat ( Parsea americana Mill ) Menggunakan Polimer Penyangga Katalis Berbahan Dasar Eugenol
[Synthesis of Fatty Acid Methyl Ester from Avocado Seeds ( Parsea americana Mill) using Polymer Support Catalyst Based on Eugenol]
Sumarni*, Erwin Abdul Rahim, Ni Ketut Sumarni, Ruslan, Hardi Ys., Moh. Mirzan
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tadulako, Jl. Soekarno-Hatta Km. 9, Kampus Bumi Tadulako, Palu, Indonesia
*Corresponding author: marniusman18@gmail.com
ABSTRACT. Research  on  the  manufacture of  methyl  esters  from avocado  seeds  ( Parsea  americana Mill)  with eugenol-based catalysts has been conducted. The aim is to determine the catalyst concentration used to produce methyl  esters  with  the  highest  rendement  and  determine  the  composition  of  fatty  acid  methyl  ester  in  avocado seeds. This study was used variations in concentrations of 0.25%, 1%, 1.75%, 2.25%, and 3%. The results of this study showed  that  the best  concentration  is  2.25%  with  the  calculation  of  the  results  of 24.8%  methyl  esters  in avocado seeds, namely lignoceric and octadecenoic acid methyl ester.
Keywords: Avocado seeds, fatty acid methyl esters
ABSTRAK. Telah dilakukan penelitian tentang sintesis metil ester asam lemak dari biji alpukat ( Parsea americana Mill) menggunakan katalis berbahan dasar eugenol. Tujuan penelitian adalah mengetahui konsentrasi katalis untuk menghasilkan  metil  ester  asam  lemak  dengan  rendemen  tertinggi  dan  mengetahui  komposisi  metil  ester  asam lemak  pada  biji  alpukat.  Pada  penelitian  ini  digunakan  variasi  konsentrasi  konsentrasi  katalis  yaitu  0,25%;  1%; 1,75%; 2,25%; dan 3 %. Hasil penelitian ini menunjukan konsentrasi terbaik yaitu 2,25 % dengan perhitungan hasil metil ester 24,8% dan metil ester pada biji alpukat yaitu metil lignoserat dan metil-11-oktadekenoat.
Kata kunci : Biji alpukat, metil ester asam lemak
Riwayat artikel: Diterima 2 Juli 2019, Disetujui 29 November 2020 Cara sitasi: Sumarni., Erwin, A R., Sumarni, N K., Ruslan., Ys, H., & Mirzan, M. (2020). Sintesis Metil Ester Asam Lemak dari Biji Alpukat ( Parsea americana Mill) Menggunakan Polimer Penyangga Katalis Berbahan Dasar Eugenol. KOVALEN: Jurnal Riset Kimia , 6(3): 206-211.
DOI: https://doi.org/10.22487/kovalen.2020.v6.i3.13053

## LATAR BELAKANG
Alpukat ( Persea americana Mill) termasuk jenis  tanaman  tropis  khas  Indonesia  dan meimiliki  kandungan  antioksidan  yang  cukup tinggi (Halimah et al ., 2014). Pada sisi lain, biji alpukat belum dimanfaatkan dengan maksimal
atau  hanya  terbuang  sebagai  limbah.  Hasil penelitian fitokimia, ekstrak biji alpukat menunjukkan  bahwa  biji  alpukat  mengandung banyak senyawa metabolit sekunder (Zuhrotun, 2007). Selain senyawa metabolit sekunder, biji alpukat  juga  mengandung  minyak  yang  cukup
tinggi,  yaitu  32,8%  sehingga  biji  alpukat  dapat dijadikan  sebagai  sumber  minyak  nabati (Marlina  & Pratama, 2018). Minyak biji alpukat dapat  diperoleh  dengan  metode  ekstraksi maupun  metode  pengepresan.  Komponen asam  lemak  utama  dalam  minyak  biji  alpukat meliputi  asam  oleat  71,7%;  asam  linoleat 13,1%,  asam  palmitat  6%,  dan  asam  asam stearat 1,5% (Pramudono, 2004 dalam Risnoyatiningsih, 2010). Merujuk dari komponen  tersebut,  maka  minyak  biji  alpokat potensial untuk dijadikan sebagai bahan dasar pembuatan biodiesel.
Kebutuhan  bahan  bakar  diesel  semakin bertambah  seiring  dengan  bertambahnya kendaraan dan industri di Indonesia. Hal inilah yang akan mengakibatkan impor solar semakin meningkat.  Salah  satu  sumber  energi  altenatif yang  bisa  digunakan  sebagai  bahan  bakar diesel  sebagai  pengganti  bahan  bakar  minyak konvensional  yaitu  minyak  nabati.  Minyak nabati  dapat  terurai  secara  biologis  dan  lebih sempurna (lebih dari 90%). Bahan bakar diesel alternatif  yang  berasal  dari  minyak  nabati umumnya  dikenal  sebagai  biodiesel  (Adhi, 2013).  Bahan  bakar  biodiesel  bersifat  ramah lingkungan karena bersifat renewable atau gas emisi yang dihasilkan dalam bentuk COx akan lebih  mudah  diserap  oleh  tumbuhan  dn digunakan  kembali  pada  proses  fotosintesis. Proses  ini  akan  menghasilkan  siklus  karbon sehingga  akumulasi  emisi  CO 2 penyebab  efek rumah  kaca  tidak  akan  terjadi  (Witjonarko  & Haryono, 2017).
Biodiesel  biasa  juga  disebut  sebagai senyawa  metil  ester,  yaitu  senyawa  ester  alkil yang berasal dari minyak nabati yang diperoleh melalui proses esterifikasi atau transesterifikasi dan  mempunyai  sifat  fisika  mendekati  solar diesel. Reaksi transesterifikasi umumnya
memerlukan  katalis  basa  kuat  seperti  natrium hidroksida  atau  kalium  hidroksida  (Gerpen  & Shanks, 2005).  Kadar asam lemak bebas yang terkandung dalam trigliserida dapat mempengaruhi  dengan  kuantitas  dan  kualitas metil ester yang dihasilkan (Arita et al ., 2008).
Reaksi transesterifikasi dapaat pula menggunakan  katalis  asam  kuat,  seperti  HCl, H 2 SO 4 dan  asam  kuat  lainnya.  Penambahan katalis  sangat  diperlukan  untuk  menghasilkan metil ester yang berfungsi mempercepat reaksi dengan  menurunkan  energi  aktivasi  reaksi namun  tidak  menggeser  letak  keseimbangan. Rekasi  transesterifikasi  dapat  berjalan  pada suhu  sekitar  250 0 C  jika  tanpa  penambahan katalis.  Katalis  yang  biasa  digunakan  yaitu katalis  asam  dan  basa.  Katalis  basa  dapat bereaksi  pada  suhu  kamar,  sedangkan  katalis asam dapat bereaksi pada suhu diatas 100 0 C. Katalis asam akan lebih efisien digunakan untuk menghindari  reaksi  penyabunan  dan  waktu reaksi  transesterifikasiini  memerlukan  katalis basa  kuat  seperti  natrium  hidroksida  atau kalium  hidroksida  sehingga  menghasilkan senyawa kimia baru yang disebut dengan metil ester asam lemak (Gerpen & Shanks, 2005).
Transesterifikasi in  situ merupakan  salah satu  metode  yang  diterapkan  dalam  proses pembuatan biodiesel/metil ester dengan melakukan  ektraksi  langsung  pada  sumber bahan  baku  yang  mengandung  minyak  atau lemak.  Pada  proses in  situ bahan  baku  yang digunakan  adalah bahan  padatan yang
mengandung minyak atau lemak.
Transesterifikasi in  situ merupakan  proses ektraksi  minyak  dan  reaksi  transeterifikasi dilangsungkan  secara  simultan  dalam  satu reaktor  (Shiu et  al .,  2010).  Mekanisme  proses in situ dimulai dengan terjadinya proses kontak antara  alkohol  dan  katalis  asam  atu  basa.
Selanjutnya  alkohol  masuk  ke  dalam  sel  dan menghancurkan  bagian-bagian  sel  kemudian melarutkan  minyak  yang  terkandung  dalam bahan  baku.  Minyak  yang  telah  terekstrak bereaksi  dengan  alkohol  menghasilkan  ester dengan bantuan katalis asam atau basa (Haas et al ., 2004).
Katalis  asam  padat  telah  berkembang dilingkungan para peneliti sintesis dalam reaksi homogen  dan  heterogen.  Salah  satu  katalis asam padat yaitu sintesis absolut asimetri yang baru  hasil  dari  reaksi  antara  eugenol, propargilamid  dan  adisi  metileugenol  dengan campuran  asam  asetat  dan  H 2 SO 4 yang hasilnya  dapat  diaplikasikan  sebagai  polimer penyangga  katalis.  Eugenol  adalah  senyawa yang diperoleh  dari bahan  alam dengan harga murah  yang  mengandung  gugus  fungsi fenolikhidrosil  dan  allil.  Kelebihan  lainnya  dari katalis  asam  padat  ini  yaitu  ramah  terhadap lingkungan dengan bahan dasar eugenol yang dilarutkan  dalam  pelarut  organik    (Rahim, 2016).

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu  biji  alpukat  mentega  ( Parsea  americana Mill)  yang  diperoleh  dari  penjual  minuman  jus alpukat di Kota Palu, metanol tekhnis, eugenol, aquades,  asam  sulfat  (pekat),  asam  asetat glasial,  n-heksan,  Na 2 SO 4 anhidrat,  kertas saring,  aluminium foil dan tisu.
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini  yaitu  parutan,  blender,  termometer,  hot plate,lemari  asam,  labu  alas  bulat,  magnetik stirer,  neraca  analitik,  corong  buchner,  corong pisah,  rotary  vacum  evaporator,  alat  refluks, statif  dan  klem,  GC-MS GC17A  MSQP  5000
Shimadzu ,    dan  alat-alat  gelas  lainnya  yang biasa digunakan di Laboratorium.

## Prosedur Penelitian

## Preparasi sampel
Biji  alpukat  mentega  dibersikan  dari  kulit ari yang menempel kemudian dicuci dengan air bersih, untuk memastikan biji alpukat bersih dari bahan  pengotor  lain,  kemudian  biji  alpukat diparut dan dikeringkan  dibawah sinar matahari selama  2-3  hari.  Biji  alpukat kering  dihaluskan menggunakan  blender  dan  diayak  dengan ukuran  120  mesh  (Risnoyatiningsih,  2010). Serbuk halus biji alpukat selanjutnya digunakan pada tahapan transesterifikasi in situ.
Pembuatan katalis asam padat (Rahim et al., 2019)
10  gram  eugenol  dimasukkan  ke  dalam gelas kimia 250 mL kemudian ditambahkan 2,5 mL larutan H 2 SO 4 -CH 3 COOH 4%dengan perbandingan  4:1  (monomer  :  katalis)  sambil diaduk dengan pengaduk magnet.
Penambahan  katalis  dilakukan  dengan  cara sedikit  demi  sedikit.  Asam  padat  terbentuk ditandai  dengan  munculnya  asap  putih  pekat dan  polimer  mengental  atau  mengeras  di dinding gelas kimia

## Pembuatan metil ester secara in situ (trans) esterifikasi (Rahim et al., 2019)
Timbang  25  gr  serbuk  halus  biji  alpukat kemudian dimasukkan ke dalam labu alas bulat yang  dilengkapi  dengan    pengaduk  magnetik. Kemudian  ditambahkan  katalis  dengan  variasi konsentrasi  katalis  yaitu  0,25%,  1%,  1,75%, 2,25%  dan  3%.  Serta  metanol  dengan perbandingan  1:15  (sampel  :  metanol)  w/v. Direfluks  dengan  suhu  60 0 C  dengan  waktu 120menit. Produk disaring dengan menggunakan  corong  buchner.  Kemudian filtratnya  di  tambahkan  akuades  30  mL  dan  n- heksan  120  mL.  Campuran  dimasukkan  ke
dalam corong pisah dan didiamkan selama 24 jam sampai terbentuk dua lapisan. Lapisan atas merupakan  ester  dan  n-heksan  dan  lapisan bawah merupakan akuades dan katalisnya.Lapisan  atas  (ester  dan  n-heksan) dilewatkan dengan Na 2 SO 4 anhidrat. Kemudian memisahkan  ester  dengan  n-heksan  dengan cara dirotary dan diukur volumenya. Hasil yang diperoleh  ditimbang  dan  dihitung  rendemen metil ester dengan rumus:
Rendemen = Berat Metil Ester Berat sampel x 100  .............(1)
Komponen metil ester yang terbentuk dianalisis dengan menggunakan instrumentasi GC-MS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Metil Ester Biji Alpukat Dengan Reaksi Transesterifikasi In Situ
Pada  penelitian  ini  peneliti  menggunakan dua  metode  pembuatan  metil  ester  yang bertujuan untuk melihat metode mana yang baik digunakan untuk pembuatan metil ester dari biji alpukat    dengan  katalis  asam  padat.  Metode yang  digunakan  yaitu in  situ .Hasil  metil  ester dari biji alpukat dengan metode in situ dengan variasi  konsentrasi  yaitu  0,25%,  1%,1,75%,
2,25%,  dan  3  %  dengan  hasil  rendemen  yaitu 13,6%,  9,2%,10%,  24,8%,  dan  17,2%,  Pada
konsentrasi  katalis  2,25%  metil  ester  yang terbentuk cair  dan dengan rendemen tertinggi yaitu 24,8. Hal ini menunjukkan bahwa metode yang  baik  digunakan  untuk  pembuatan  metil ester  dari  biji  pala  dengan  katalis  asam  padat yaitu metodetransesterifikasi in situ.

## Pengaruh  Konsentrasi  Katalis  Terhadap Rendemen Hasil
Rendemen  biodiesel  cenderung  semakin meningkat seiring meningkatnya jumlah katalis yang  digunakan  hingga  pada  penggunaan katalis 2,25% terjadi penurunan (Gambar 1).
Gambar 1 .  Grafik pengaruh konsentrasi katalis terhadap rendemen hasil
Jumlah  katalis  asam  yang  terlalu  tinggi atau berlebihan dapat memungkinkan terjadinya  dehidrasi  metanol  menjadi  alkena ataupun dimetil eter, sehingga dapat mempengaruhi kadar metil ester yang dihasilkan (Yuliani et al ., 2008).
0 5 10 15 20 25 30 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Ren de m e n (% ) Konsentrasi (%)

## Hasil Analisis Metil Ester Menggunakan GC- MS
Identifikasi  metil  ester    dari  minyak  biji alpukat yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi in situ menggunakan instrumen GC-MS dilakukan untuk mengetahui kandungan  senyawa  yang  ada  dalam  metil ester  dari  minyak  biji  alpukat.  Adapun kromatogram metil ester dari minyak biji alpukat ditampilkan pada Gambar 2.
Dari  Gambar  2  dan  Tabel  1,  telah diketahui  bahwa  metil  ester    dari  biji  alpukat yang dihasilkan mengandung senyawa- senyawa  metil  ester,  yaitu  metil  lignoserat
2,33% dan metil oktadekenoat 3,32%.
Tabel 1. Hasil analisis GC-MS
Puncak Waktu retensi, tR (menit) Luas puncak ( % ) Senyawa 4 38.149 2,33 Metil lignoserat 10 41.631 3,32 Metil 11- oktadekenoat Menurut Risnoyatiningsih (2010) senyawa
asam  lemak  dari  biji  alpukat  yaitu  oleat (71,71%),  linoleat  (13,13%),  palmitat  (6,03%), miristat (0,70%) dan stearat (1,53%).
Sepanjang pengetahuan penulis baru pertama kali dilaporkan bahwa biji alpukat mengandung metil ester yaitu metil 11-oktadekanoat (3,32%) dan metil lignoserat (2,33%).
Berdasarkan  hal  di  atas,  perbedaan  dari hasil tersebut dipengaruhi oleh proses pembuatan  metil  ester  dan  katalis  yang digunakan.  Peneliti  terdahulu  mengekstrak minyak  dari  biji  alpukat  sedangkan  pada penelitian ini tidak mengekstrak minyak dari biji alpukat  dan  menggunakan  metode in  situ sehingga  masih  banyak  senyawa  pengotor yang  ikut  dalam  metil  ester.  Sementrara  itu,
pada penelitian ini menggunakan katalis asam padat  dari  hasil  reaksi  eugenol  dan  H 2 SO 4 - CH 3 COOH.Katalis  asam  padat  ini  termasuk katalis  selektif  karena  trigrliserida  hanya membentuk ester asam lemak tertentu saja.

## KESIMPULAN
Konsentrasi katalis asam padat yang baik digunakan  dalam  pembuatan  metil  ester  dari minyak  biji  alpukat,  yaitu  2,25%  dengan rendemen  hasil  sebanyak  24,8%.  Komponen terbesar metil ester dari hasil transesterifikasi in situ adalah metil 11-oktadekenoat (3,32%) dan metil lignoserat (2,33%).

## DAFTAR PUSTAKA
Adhi,  W.  (2013).  Industri  Minyak  Sawit  dan Biodiesel  Sebagai  Upaya  Mengurangi Penggunaan  Bahan  Bakar  Fosil  [ Skripsi ]. IPB, Bogor.
Arita,  S.,  Dara,  M.  B.,  &  Irawan,  J.  (2008).
Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Dari
CPO Off Grade Dengan Metode Esterifikasi-Transesterifikasi. Jurnal Teknik Kimia , 15 (2). http://jtk.unsri.ac.id/index.php/jtk/article/vi ew/52
Gerpen,  J.,  &  Shanks,  R.  (2005). Colorado: Biodiesel Production Technology. National Renewable Energy Laboratory, Colorado.
Haas, M., Wagner, K., Marmer, W., & Foglia, T. (2004).  In  situ  alkaline  transesterification: An  effective  method  for  the  production  of fatty  acid  esters  from  vegetable  oils.
Journal of Oil & Fat Industries , 81 (1): 83 – 89. https://doi.org/10.1007/s11746-004- 0861-3
Halimah, A. D. N., Istiqomah -, & Rohmah, S. S. (2014).  Pengolahan  Limbah  Biji  Alpukat Untuk  Pembuatan  Dodol  Pati  Sebagai Alternatif Pengobatan Ginjal. Jurnal Ilmiah Mahasiswa , 4 (1): 32 –37.
Marlina,  L.,  &  Pratama,  D.  W.  (2018). Pengambilan  Minyak  Biji  Alpukat Dengan
Metode  Ekstraksi. Jurnal  TEDC , 12 (1):
31 –37.
Rahim, E. A. (2016). Sintesis Absolut Asimetrik Baru. KOVALEN: Jurnal Riset Kimia , 2 (1). http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/k ovalen/article/view/6045
Rahim,  E.  A.,  Rihday,  A.,  Bahri,  S.,  & Pusptasari, D. J. (2019). Transesterifikasi In  Situ  Biji  Kelor  ( Moringa  oleifera Lam) Menggunakan  Polimer  Berbahan  Dasar Eugenol  Sebagai  Penyangga  Katalis H 2 SO 4 . KOVALEN:  Jurnal  Riset  Kimia ,
5 (3):
263 –270.
https://doi.org/10.22487/kovalen.2019.v5.i
3.12662
Risnoyatiningsih,  S.  (2010).  Biodiesel  From Avocado  Seeds  By  Transesterification Process. Jurnal  Teknik  Kimia , 5 (1):  345 –
351. https://doi.org/10.33005/jurnal_tekkim.v5i 1.136
Shiu, P.-J., Gunawan, S., Hsieh, W.-H., Kasim, N.  S.,  &  Ju,  Y.-H.  (2010).  Biodiesel production from rice bran by a two-step in- situ  process. Bioresource  Technology ,
101 (3):
984 –989. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.09.
011
Witjonarko,  R.  D.  E.,  &  Haryono,  E.  (2017). Kajian  Eksperimental  Emisi  Gas  Buang Two Stroke Marine
Diesel Engine
Berbahan  Bakar  Campuran  Minyak  Solar (Hsd) dan Biodiesel Minyak Jelantah pada Beban Simulator Full Load. Jurnal Inovtek Polbeng , 7 (2): 84 –97.
https://doi.org/10.35314/ip.v7i2.210
Yuliani,  F.,  Primasari,  M.,  Rachmaniah,  & Rachimoellah, M. (2008). Pengaruh
Katalis  Asam  (H 2 SO 4 )  dan  Suhu  Reaksi pada Reaksi Esterifikasi Minyak Biji Karet. Jurnal  Teknik  Kimia , 3 (1):  171 –177. https://doi.org/10.33005/jurnal_tekkim.v3i
1.95
Zuhrotun,  A.  (2007).  Aktivitas  Anti  Diabetes Ekstrak  Etanol  Biji  Buah  Alpukat (Persea americana Mill. ) Bentuk  Bulat  [ Skripsi ]. Fakultas Farmasi Universitas Padjadjaran, Jatinangor.