## Jurnal Teknik Kimia USU
ISSN : 2337-4888 JURNAL TEKNIK KIMIA - USU Departemen Tek nik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Ekstraksi Pektin dari Limbah Kulit Jeruk ( Citrus sinensis ) dengan Metode Ekstraksi Gelombang Ultrasonik Menggunakan Pelarut Asam Klorida (HCl)
Extraction of Pectin from Orange Peel Waste (Citrus sinensis) by Ultrasonic Method Using Hydrochloric Acid (HCl) Solvent
Delvia Ariska Damanik*, Setiaty Pandia Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU Medan  20155, Indonesia
*Email : delviaariska04@gmail.com

## Abstrak
Pektin merupakan polisakarida komplek yang mengandung asam galakturonat yang dihubungkan oleh α-(1-4) glikodidik yang terdapat di dalam dinding sel tanaman. Senyawa pectin banyak digunakan di industri  farmasi,  makanan  dan  minuman.  Percobaan  ini  bertujuan  untuk  mengekstraksi  pektin  dari limbah  kulit  jeruk  dengan  metode  ekstraksi  gelombang  ultrasonik  dan  mengetahui  pengaruh konsentrasi dari pelarut yang digunakan serta kecepatan pengadukan pada karakterisasi pektin yang dihasilkan. Penelitian ini dilakukan dengan metode gelombang ultrasonik menggunakan pelarut asam kemudian  ditambahkan  etanol  kedalam  filtrate  untuk  mengendapkan  pektin  setelah  itu  dilakukan proses terakhir  yaitu pengeringan  untuk  mendapatkan pectin kering.  Variabel tetap yang  digunakan dalam  percobaan  ini  yaitu  massa  sampel  25  gram,  pelarut  asam  klorida  (HCl),  waktu  ekstraksi  60 menit, suhu ekstraksi 60 o C, kecepatan gelombang ultrasonik 50 KHz dan waktu pengendapan 16 jam. Sedangkan variable berubah yaitu konsentrasi pelarut yaitu0,025 N; 0,05 N; 0,075 N dan kecepatan pengadukan 0 rpm; 50 rpm; 100 rpm; 150 rpm. Hasil percobaan menunjukkan bahwa rendemen hasil ekstraksi terbaik diperoleh pada konsentrasi 0,075 N yaitu 20,12 %; kecepatan pengadukan 150 rpm dengan kadar air 8,0 %, kadar abu 4,0 %, dan kadar metoksil 7,44 %.
Kata Kunci : gelombang ultrasonik, pektin, kulit jeruk,, kadar metoksil

## Abstract
Pectin is complex polysaccharide contained D-galacturonic acid bonded by α -1,4 glucosidic in plant cell walls. Pectin widely used in pharmaceutical, food and beverage industries. This study evaluates the effect of solvent and stirring speed on pectin characteristic. The study utilizes ultrasonic wave and acid solvent at the presence of ethanol to yield pectin following by drying to obtain dried pectin. This study carries out using 25 grams orange peels, 10 %, chloride acid solvent, 60 minutes extraction time, temperature  of  60 o C,  ultrasonic  wave  speed  50  KHz  and  16  hours  settling  time  at  various  solvent concentrations 0.025 N; 0.05 N; 0.075 N and stirring speed 0 rpm; 50 rpm; 100 rpm; 150 rpm. The results showed that the highest yield of pectin extraction was obtained at concentration of 0.075 N with 20.12 %; stirring speed 150 rpm, water content 8.0 %; 4,0 % ash content, and 7.44 % methoxyl content.
Keywords : ultrasonic wave, pectin, orange peels, methoxyl content

## Pendahuluan
Jeruk  ( Citrus  sinensis )  merupakan  salah  satu komoditas  pada  buah-buahan  yang  mempunyai peranan  sangat  penting  dipasaran  baik  di  dalam negeri dan dunia, dalam bentuk segar atau olahan. Di Indonesia,  produksi  jeruk  telah  menduduki  posisi kedua  teratas  setelah  pisang.  Komponen  pada tanaman  jeruk  yang  siap  dipanen  terdiri  atas  65  % buah yang dapat dimakan, 30 % kulit; 5 % biji [6]. Jumlah  senyawa  pektin  yang  berada  di  dalam kulit  jeruk  sebesar  29,84  %,  sehingga  kulit  jeruk
dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku  pembuatan pektin [11].
Kebutuhan  pektin  di  Indonesia  dari  tahun ketahun  mengalami  peningkatan,  pada  tahun  2007 yaitu 183.050 kg/tahun s/d tahun 2013 yaitu 240.792 kg/tahun. Pada tahun 2020 diperkirakan kebutuhan pektin  di  Indonesia  mencapai  1.320  ton/tahun, sehingga  solusi  untuk  mengatasi  kebutuhan  pektin yang terus meningkat dengan memanfaatkan limbah kulit  jeruk  untuk  diolah  menjadi  pektin  dan  dapat mengurangi pencemaran lingkungan [3].
Berdasarkan  kondisi  ini  maka  penelitian  ini bertujuan  untuk  mengekstrak  pektin  dari  limbah kulit jeruk dengan metode gelombang ultrasonik dan melihat  pengaruh  konsentrasi  dari  pelarut  asam klorida yang digunakan.

## Teori
Pektin  merupakan  produk  karbohidrat  yang dimurnikan  dari  ekstraksi  asam  pada  kulit  buah. Senyawa  pectin  merupakan  polimer  dari  asam  D- galakturonat (turunan dari galaktosa) yang dihubungkan  dengan  ikatan  beta-(1,4)-glukosida. Pada  umumnya  senyawa  pektin  diklasifikasikan menjadi  tiga  kelompok  yaitu  asam  pektat,  asam pektinat  (pektin)  dan  protopektin.  Protopektin banyak terdapat pada jaringan tanaman yang masih muda  dan  jumlahnya  tergantung  pada  tingkat kematangan  buah  tersebut  [12].  Pada  Gambar  1 dapat  dilihat  struktur  pektin  yang  ada  pada tumbuhan.

## Gambar 1. Struktur Pektin pada Tumbuhan
Pektin  merupakan  komponen  utama  pada lamella  tengah  yang  terdapat  pada  tanaman,  pectin berperan  sebagai  perekat  dan  menjaga  stabilitas jaringan dan sel. Pada tabel 1 dapat dilihat nilai dari kandungan  pektin  yang  baik  berdasarkan  standar mutu International  Pectin  Producers Association (IPPA).
Tabel  1.  Standar  Mutu  Pektin  Berdasarkan  Standar Mutu International Pectin Producers Association [5]
Faktor Mutu Kandungan Kekuatan gel Kandungan metoksil :  Pektin metoksil tinggi
 Pektin bermetoksil rendah
Kadar asam galakturonat Susut pengeringan (kadar air)
Kadar abu Kadar air
Derajat esterifikasi untuk :
 Pektin ester tinggi
 Pektin ester rendah
Bilangan Asetil Berat Ekivalen Min 150 grade > 7,12%
2,5 - 7,12% Min 35%
Maks 12% Maks 10%
Maks 12%
Min 50%
Maks 50% 0,15 – 0,45%
600 – 800 mg

## Metodologi Penelitian
Bahan baku yang digunakan pada percobaan ini adalah  kulit  buah  jeruk  dan  bahan  kimia  berupa asam  klorida  (HCl),  air  (H 2 O),  etanol  (C 2 H 5 OH), peraknitrat  (AgNO 3 ),  natrium  hidroksida  (NaOH), natrium  klorida  (NaCl),  dan phenolptalein .  Tahap awal  adalah  persiapan  bahan  baku  dimana  kulit buah jeruk dikeringkan untuk mengurangi kandungan  air,  kemudian  sampel  dihaluskan menggunakan  belender  untuk mendapatkan serbuk kulit jeruk agar mudah diestrak untuk menghasilkan filtrate yang maksimal.
Percobaan  ini  dilakukan  dengan  variasi konsentrasi  yaitu  0,025  N;  0,05  N  ;  0,075  N  dan kecepatan pengadukan 0 rpm ; 50 rpm ; 100 rpm ; 150  rpm.  Rangkaian  alat  yang  digunakan  pada percobaan ini dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Rangkaian Peralatan Ekstraksi
Air di tambahkan kedalam bahan baku sebanyak 30  kali  dari  banyaknya  massa  sampel  yang digunakan  dan  diekstraksi  didalam ultrason-  bath dengan  gelombang  50  KHz  dan  pengadukan. Campuran  yang  telah  diekstrak  disaring  dengan menggunakan  kertas  saring  untuk  memisahkan filtrate  dari  ampasnya.  Setelah  filtrate  terpisah dilakukan  pengendapan  dengan  menambahkan etanol,  pengendapan  dilakukan  selama  16  jam. Endapan pektin yang diperoleh kemudian dikeringkan  dalam  oven  pada  temperatur  40 o C selama  8  jam.  Pektin  kering  yang  dihasilkan kemudian  dianalisa  kadar  air,  kadar  abu,  berat ekivalen,  kadar  asam  galakturonat  dan  kadar metoksilnya. Kemudian hasil analisa dibandingkan dengan  standar  mutu  pektin  berdasarkan  standar mutu International  Pectin  Producers  Association (IPPA).

## Hasil
A.  Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Klorida  (HCl) Terhadap Perolehan Yield Pektin Gambar  3  menunjukkan bahwa  konsentrasi dan kecepatan pengadukan sangat berpengaruh terhadap rendemen  pektin.  Prinsip  ekstraksi  pektin  adalah pengubahan  protopektin  yang  tidak  larut  menjadi pektin  yang  dapat  larut.  Ekstraksi  pektin  ini dilakukan  dengan  cara  hidrolisis  asam  maupun secara enzimatis.
Penggunaan asam klorida (HCl) sebagai pelarut dilakukan karena memiliki daya ekstrak yang tinggi dan  ikatan  valensi  1,  sehingga  tingkat  keasaman
Ultrasond bath Termometer Motor Pengaduk Statif dan Klem
yang  tidak  terlalu  tinggi.  Tingkat  keasaman  yang tinggi tidak baik pada proses ekstraksi pektin, karena akan  menyababkan terdegradasinya pektin  menjadi asam pektat dan membuat yield pektin yang semakin sedikit [10].
Jumlah pelarut yang digunakan untuk mengekstraksi  juga  sangat  berpengaruh  terhadap hasil yield pektin.  Semakin  banyak  pelarut  yang digunakan  pada  saat  ekstraksi  maka  pektin  yang terekstrak juga akan semakin banyak, karena pelarut dapat  melarutkan  hamper  semua  pektin  yang terkandung di dalam kulit jeruk. Jumlah pelarut yang sedikit  tidak  dapat  mengekstrak  pectin  secara optimal.  Ekstraksi  dilakukan  selama  pelarut  yang digunakan  belum  jenuh.  Pelarut  yang  telah  jenuh tidak  dapat  mengekstraksi  lagi  dan  kurang  baik untuk  melakukan  ekstraksi  karena  gaya  pendorong ( driving force ) semakin lama semakin kecil [7].

## Gambar  3.  Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Klorida (HCl) Terhadap Rendemen Pektin

## B.  Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Klorida  (HCl) Terhadap Kadar Air Pektin
Kadar  air  bahan  berpengaruh  terhadap  masa simpan.  Kadar  air  yang  tinggi  menyebabkan kerentanan terhadap aktivitas mikroba. Dalam upaya memperpanjang  masa  simpan  pektin,  dilakukan pengeringan  pada  oven  suhu  40 o C  selama  8  jam. Pengeringan pada suhu rendah bertujuan meminimalkan degradasi pektin.

## Gambar  4. Pengaruh KonsentrasiAsamKlorida (HCl) Kadar Air Pektin
Kadar air pektin yang dihasilkan berkisar antara 8-12%.  Batas  maksimum  nilai  kadar  air  yang diizinkan  yaitu 12% [4]. Berdasarkan standar IPPA
( International  Pectin  Producers  Association ), semua  perlakuan  masih  memenuhi  standar  apabila kadar  air  pektin  di  bawah  12%.  Kadar  air  yang dihasilkan  dapat  dipengaruhi  oleh  rendemen  dari pektin.  Semakin  tinggi  rendemen  pektin,  kadar  air yang  dihasilkan  semakin  tinggi  [1].  Untuk  melihat kadar air  yang dihasilkan pada percobaan  ini dapat dilihat pada gambar 4.

## C.  Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Klorida  (HCl) Terhadap Kadar Abu Pektin
Kadar  abu  menunjukan  bahwa  masih  ada komponen  anorganik  yang  tertinggal  didalam pektin.  Semakin  kecil  kadar  abu  maka  kemurnian pectin  akan  semakin  baik.  Pektin  dengan  mutu terbaik memiliki kadar abu 0% [5]. Perlakuan yang dilakukan  dengan  menggunakan  asam  dapat mengakibatkan  terhidrolisis  pectin  dari  ikatan kalsium  dan  magnesium.  Peningkatan  reaksi hidrolisis  pada  proto  pectin mengakibatkan bertambah  komponen  Ca 2+ dan  Mg 2+ di  dalam larutan pengesktrak [9]. Hasil penelitian menunjukkan  kadar  abu  pektin  yang  diperoleh berkisar antara 3% -10% yang sesuai dengan standar mutu  kadar  abu  pektin  yang  ditetapkan  IPPA ( International Pectin Producers Association ), yaitu maksimum  10%.  Untuk  melihat  kadar  abu  yang dihasilkan  pada  percobaan  ini  dapat  dilihat  pada gambar 5.
Gambar 5. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida (HCl) terhadap kadar abu pektin
D. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida Terhadap Berat Ekivalen Pektin
Berat  ekivalen  digunakan  untuk  menghitung kandungan  dari  asam anhydrouronic dan  tingkat esterifikasi.  Ditentukan  dengan  titrasi  dengan natrium  hidroksida  dengan  pH  7,5  baik  indikator merah atau hitam [8].
Pada  gambar  6  dapat  dilihat  adanya  penurunan pada  berat  ekivalen,  semakin  tinggi  kecepatan pengadukan  dengan  konsentrasi  yang  tinggi  juga menghasilkan  berat ekivalen  yang  semakin rendah. Pada  percobaan  ini  berat  ekivalen  yang  diperoleh dapat  diterima,  karena  berdasarkan  standar  IPPA ( International  Pectin  Producers  Association )  berat ekivalen adalah 600-800 mg.
0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 Yi el d (% ) Kecepatan Pengadukan (rpm) 0,025 N 0,050 N 0,075 N 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 50 100 150 K adar A ir ( % ) Kecepatan Pengadukan (rpm) 0,025 N 0,050 N 0,075 N 0 2 4 6 8 10 12 0 50 100 150 K ad ar A b u (% ) Kecepatan Pengadukan (rpm) 0,025 N 0,050 N 0,075 N

## Gambar 6. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida (HCl) terhadap berat ekivalen pektin

## E.  Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Klorida  (HCl) Terhadap Kadar Metoksil Pektin
Kadar  metoksil  dapat  didefinisikan  sebagai jumlah  mol pada etanol  yang terdapat  didalam 100 mol  asam  galakturonat.  Dimana  kadar  metoksil memiliki  peranan  yang  sangat  penting  dalam menentukan sifat-sifat fungsional larutan pektin dan dapat  mempengaruhi  struktur  dan  tekstur  dari  gel pektin.
Kadar  metoksil  pectin  hasil  ekstraksi  berkisar antara  3,72-10,54%.  Menurut  [9]  Pektin  dapat dikatakan  bermetoksil  tinggi  apabila  memiliki  nilai kadar  metoksil  sama  dengan  atau  lebih  dari  7%, apabila  kadar  metoksil  dibawah  7  %  maka  dapat dikatakan pectin tersebut bermetoksil rendah. Hal ini dikarenakan kadar asam galakturonat yang terdapat dalam  kulit  jeruk  manis  banyak.  Semakin  banyak kadar  asam  galakturonat  yang  termetoksil  maka kadar metoksilnya semakin tinggi [7]. Untuk melihat kadar  metoksil  yang  dihasilkan  pada  percobaan  ini dapat dilihat pada gambar 7.

## Gambar 7. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida (HCl) terhadap kadar metoksil pektin

## Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  pada  percobaan yang telah dilakukan yaitu :
1. Rendemen yang terbaik pada konsentrasi 0,075 N  dan  kecepatan  pengadukan  150  rpm  yaitu 20,12 %.
2. Kadar air yang tertinggi diperoleh sebesar 14% pada  Konsentrasi  0,025N  dan  kecepatan pengadukan 100 rpm.
3. Kadar  abu  yang  terbaik  diperoleh  sebesar  3% pada konsentrasi 0,025 N dan 0,050 N dengan kecepatan pengadukan 100 rpm.
4. Kadar  metoksil  tertinggi  diperoleh  sebesar 10,54%  pada  konsentrasi  0,075  N  dan kecepatan pengadukan 100 rpm.
5. Kualitas pektin yang dihasilkan dengan pelarut asam klorida (HCl) ini telah memenuhi kriteria yang telah ditetapkan oleh IPPA ( International Pectin Producers Association ).

## Daftar Pustaka
[1]  D. I. P. Lumbantoruan, S. Ginting, I. Suhaidi, Pengaruh  Konsentrasi  Bahan  Pengendap  Dan Lama  Pengendapan  Terhadap  Mutu  Pektin Hail  Ekstraksi  Dari  Kulit  Durian,  Jurnal Rekayasa  Pangan  Dan  Pertanian,  2(2)  (2014) 58-63.
[2]  D.  J.  Mcclements,  Advances in  The Application  of  Ultrasound  in  Food  Analysis And Rocessing. Trends Food Sci. Techn. 6(9) (1995) 293-299.
[3]  H.A.Cahyanto,  Pektin  Jeruk  Bali  (Citrus Maxima,  L)  Dalam  Formulasi  Sirup  Kering Buah  Mengkudu.  Jurnal  Riset  Teknologi Industri, 1(1) (2017) 43-48.
[4]  International  Pectin  Producer  Association. Who Is Pectin?  Http://Www. Ippa.Info/Index. Htm 2003, Diakses pada November (2018).
[5]  K. A. T. Castillo-Israel, S. F. Baguio, M. D. B. Diasanta, R. C. M. Lizardo, E. I. Dizon, and M. I. F. Mejico, Extraction and Characterization of Pectin  From  Saba  Banana  Peels  Wastes:  A Preliminary Study. International Food Research Journal 22(1) (2015) 202-207.
[6]  N.  Solika,  M.  Napitupulu,  dan  S.  T.  Gonggo. Bioadsorpsi Pb (II) Menggunakan  Kulit Jeruk Siam(Citrus  Reticulata),  Jurnal  Akademika, Kim, 6(3) (2017) 160-164.
[7]  P.  Irene,  Satiruiani,  F.  E.  Soetaredjo,  H. Hindarso,  Ekstraksi  Pektin  Dari  Berbagai Macam Kulit Jeruk. Widya Teknik, 6(1) (2017) 1-10.
[8]  R.  N.  Shukla,  K.  L.  Bala,  A.  Kumar,  A.  A. Mishra.  K.  C.  Yadav.  W.  Elizabeth  Devi, extraction  of  pectin  from  citrus  fruit  peel  and itsutilization in preparation of jelly. International Journal of Engineering Research &  Technology  (IJERT),  3(5)  (2014)  2278- 0181.
[9]   S. Maulana, Ekstraksi dan Karakterisasi Pektin Dari  Limbah  Kulit  Pisang  Uli  ( Musa Paradisiaca ), Uin Syarif Hidayatullah Jakarta,
(2015) 42-45.
[10]  Tuhuloula,  A.  L.  Budiyarti,  E.  N.  Fitriana, Karakterisasi  Pektin  Dengan  Memanfaatkan Limbah  Kulit  Pisang  Menggunakan  Metode Ekstraksi, Konversi, 2(1) (2013) 21-26.
[11]  V.  Batori,  M.  Jabbari,  Akesson,  P.  R. Lennartson,    M.  J.  Taherzadeh,  A.  Zamani,
0 200 400 600 800 1000 0 50 100 150 B er at E ki v al e n ( mg ) Kecepatan Pengadukan (rpm) 0,025 N 0,050 N 0,075 N 0 2 4 6 8 10 12 0 50 100 150 K ad ar Me to k si l (% ) Kecepatan Pengadukan (rpm) 0,025 N 0,050 N 0,075 N
Production  of  Pectin  Cellulose  Waste  Bio films,  International  Journal  of  Polymer Science, 9(4) (2017) 1-8. [12]  V.  Fitria,  Karakteristik  Pekin  Hasil  Ekstraksi Dari  LimbahKulit  Pisang  Kepok,  Skripsi,
Universitas Islam Negeri Syarif  Hidayatullah, Jakarta,(2015)38-46.