Oleh: Lailatul Maghfiroh (093234214) KIMIA B 2009

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA 2011

A. Inversi Gula Inversi sukrosa dapat terjadi karena adanya enzim invertase dan didukung suasana asam dan suhu yang optimal. Inversi terjadi pada kodisi asam (pH dibawah 7) dan juga tergantung pada kondisi temperatur: a. Pada temperature tinggi reaksi inverse dapat berlangsung lebih cepat b. Dengan waktu reaksi yang lama reaksi inversi dapat berlangsung lebih cepat Untuk menghindari terjadinya inversi maka pada proses pemurnian pH diatur pada 7,8-8,0, tetapi tidak boleh lebih dari 8. Karena apabila lebih dari 8 maka akan timbul kerusakan warna dari sukrosa. Selain itu waktu untuk proses juga harus berlangsung dengan cepat. Laju inersi sukrosa akan semakin besar pada kondisi pH rendah dan temperature tinggi dan berkurang pada pH tinggi (pH 7) dan temperature rendah. Laju inversi yang paling cepat adalah pada kondisi pH asam (pH 5). Invertase adalah suatu enzim yang dapat mengkatalisis reaksi inversi. Pada umumnya proses inversi sukrosa dipengaruhi oleh:a. Sifat asam dari lingkungan b. Suhu lingkungan c. Keberadaan enzim invertase d. Kebersihan lingkungan

Inversi sukrosa menghasilkan gula invert atau gula reduksi (glukosa dan fruktosa). Gula invert akan mengkatalis proses inversi, sehingga kehilangan gula akan berjalan dengan cepat. Gula invert (glukosa dan fruktosa) terbentuk karena adanya enzim invertase. Enzim ini tumbuh dengan cepat pada kondisi lingkungan yang kurang bersih apalagi didukung oleh suasana pH dan suhu yang optimal. Karena pada umumnya pH Nira tebu sekitar 5.0 5.5 maka kemungkinan aktifitas enzim invertase cukup besar.

Kerugian dari gula invert antara lain, mudah menyebabkan produk menjadi basah, afinitas dalam air tinggi, memberikan efek karamelisasi, menyebabkan warna menjadi kecoklatan. Pada dasarnya reaksi inversi sukrosa menjadi gula reduksi adalah reaksi hidrolisis. Sukrosa akan terinversi menjadi gula reduksi apabila pH dan suhu operasi mendukung. Gula reduksi sendiri pada kondisi basa dan suhu tinggi akan membentuk zat warna sehingga merusak warna gula menjadi kecoklatan. Zat warna ini akan bereaksi dengan asam organik yang terdapat dalam nira. Selain itu gula reduksi juga bisa bereaksi dengan asam amino sehingga bisa menyebabkan reaksi Maillard yang merugikan. Reaksi Maillard didukung dengan suhu yang tinggi dapat menyebabkan dekomposisi tetes. Sukrosa adalah senyawa disakarida dengan rumus molekul C12H22O11. Sukrosa terbentuk melalui proses fotosintesis yang ada pada tumbuh-tumbuhan. Pada proses tersebut terjadi interaksi antara karbon dioksida dengan air didalam sel yang mengandung klorofil. Bentuk sederhana dari persamaan tersebut adalah : 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Gula tebu adalah disakarida, gula tersebut dapat dibuat dari gabungan dua gula yang sederhana yaitu glukosa dan fruktosa (monosakarida). Penggabungan dari dobel

unit karbon monosakarida menjadi C12H22O11 yang selanjutnya dinamakan sukrosa atau saccharose. Selain sukrosa didalam batang tebu terdapat zat-zat lain. Dalam proses produksi gula zatzat ini harus dihilangkan sehingga dihasilkan gula yang berkualitas. Berikut adalah komponen yang terdapat dalam batang tebu: Air Sukrosa Monosakarida Asam organic non nitrogen Senyawa organic kompleks Senyawa nitrogen Senyawa anorganik Zat warna Lipida 75-85 % 10-12 % 0,5-1,5 % 0,15 % 11-19 % 0,03-0,05 % 0,5-1,5 % 0,002 % 0,04-0,4 %

Sukrosa pada kondisi larutan dapat mengalami dekomposisi oleh berbagai faktor sebagai berikut: 1. Hidrolisis Dalam larutan yang mengandung asam, sukrosa mengalami hidrolisis menghasilkan DGlukosa dan DFruktosa. Sukrosa murni memutar bidang polarisasi ke kanan (+), sedangkan hasil hidrolisis berupa campuran senyawa yang memutar bidang polarisasi ke kiri (-), sehingga proses ini disebut inversi. Kehilangan gula akibat hidrolisi harus diperhatikan terutama pada pH rendah dan suhu yang tinggi.

2. Dekomposisi dalam suasana basa

Dalam suasana basa sukrosa dapat terdekomposisi, yaitu bila dipanaskan dengan adanya ion OH-. Proses dekomposisi diawali dengan pembentukan asam organic (asam laktat) diikuti senyawa kompleks yang akhirnya dapat menghasilkan warna coklat. Kerugian dari dekomposisi ini adalah kehilangan gula dan juga timbulnya zat warna yang dapat merusak warna kristal gula. Untuk mengurangi dekomposisi basa maka penambahan kapur pada proses defekasi harus diawasi jangan sampai berlebihan.

3. Dekomposisi termal Sukrosa dalam bentuk kristal mengalami dekomposisi yang cepat pada suhu diatas titik lelehnya (2000C). Pada suhu ini akan terbentuk campuran senyawa berwarna coklat yang larut dalam air yang disebut senyawa karamel.

4. Dekomposisi oleh Mikroba Dekompisisi sukrosa dapat dikatalis oleh enzim tertentu yang dihasilkan oleh mikroba. Salah satunya adalah enzim invertase yang menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Larutan sukrosa yang encer (nira) merupakan media yang disukai oleh mikroba untuk tumbuh dan berkembang. Salah satu mikroba yang terdapat pada nira dengan kualitas tebuh yang rendah adalah Leuconostoc mesentroides atau bakteri pembentuk dekstran. Bakteri tersebut selain memakan sukrosa dalam nira juga memproduksi dekstran. Dekstran adalah polisakarida yang terbentuk dari molekul D-glukosa. Dekstran yang mempunyai berat molekul tinggi sangat merugikan bagi proses di pabrik gula. Kerugian tersebut terjadi karena dekstran menyebabkan gangguan di berbagai stasiun di pabrik gula. Diantaranya adalah proses pengendapan terganggu, penapis vakum menjadi buntu, masakan viskositasnya tinggi, pemutaran berat, tetes banyak mengandung gula, dll. Orde reaksi sukrosa adalah 1. Hal ini dapat dijelaskan dengan metode grafik sebagai berikut. Reaksi hidrolisis dari percobaan: C11H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

B. Polarimeter Polarisasi oleh refleksi telah ditemukan pada 1808 oleh Etiennemalus (17751812). Malus yang telah melakukan percobaan pembiasan ganda bekerja pada saat bekerja pada teori efek, mengamati dari pengaturan cahaya matahari, tercermin dari jendela yang dekat jendela, melalui kristal dari Islandia Spar. Polarimetri adalah suatu cara analisa yang didasarkan pada pengukuran sudut putaran (optical rotation) cahaya terpolarisir oleh senyawa yang transparan dan optis aktif apabila senyawa tersebut dilewati sinar monokromatis yang terpolarisir tersebut. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organic. Contoh, fruktosa dan kuarsa (SiO2). Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar optis suatu zat yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Pemutaran bidang getar sinar terpolarisir oleh senyawa optis aktif ada 2 macam, yaitu:

a. Dextro rotary (+), jika arah putarnya ke kanan sesuai putaran jarum jam.

b. Levo-rotary (-), jika arah putarnya ke kiri atau berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Sinar mempunyai arah getar atau arah rambat kesegala arah dengan variasi warna dan panjang gelombang yang dikenal sinar polikromatis. Untuk menghasilkan sinar monokromatis maka digunakan suatu filter atau sumber sinar tertentu. Hal-hal yang dapat mempengaruhi sudut putar suatu larutan: 1. Jenis zat Masing-masing zat memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar terpolarisir. 2. Panjang lajur larutan dan panjang tabung Jika lajur larutan diperbesar maka putarannya juga makin besar. 3. Suhu Makin tinggi suhu maka sudut putarannya makin kecil, hal ini disebabkan karena zat akan memuai dengan naiknya suhu sehingga zat yang berada dalam tabung akan berkurang. 4. Konsentrasi zat Konsentrasi sebanding dengan sudut putaran, jika konsentrasi dinaikkan maka putarannya semakin besar. 5. Jenis sinar (panjang gelombang) Pada panjang gelombang yang berbeda zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda. 6. Pelarut Zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda dalam pelarut yang berbeda. Fakta bahwa cahaya mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal. Cahaya dapat terpolarisasi karena peristiwa pembiasan dan pemantulan, peristiwa bias kembar, peristiwa absorbs selektif, dan peristiwa hamburan. Cahaya monokromatik pada dasarnya mempunyai bidang getar yang banyak sekali. Apabila dikhayalkan maka bidang getar tersebut akan tegak lurus pada bidang datar. Bidang getar yang banyak sekali ini secara mekanik dapat dipisahkan menjadi dua bidang getar yang saling tegak lurus. Yang dimaksud dengan cahaya terpolarisasi

adalah senyawa yang mempunyai satu arah getar dan arah getar tersebut tegak lurus terhadap arah rambatnya. Cara Kerja Polarimeter Cahaya merupakan gelombang elektromagnet yang terdiri dari getaran medan listrik dan getaran medan magnit yang saling tegak lurus. Bidang getar kedua medan ini tegak lurus terhadap arah rambatnya. Sinar biasa secara umum dapat dikatakan gelombang elektromagnet yang vektor-vektor medan listrik dan medan magnitnya bergetar kesemua arah pada bidang tegak lurus arah rambatnya dan disebut sinar tak terpolarisasi. Apabila sinar ini melalui suatu polarisator maka sinar yang diteruskan mempunyai getaran listrik yang terletak pada satu bidang saja dan dikatakan sinar terpolarisasi bidang (linear). Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator diteruskan seluruhnya. Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah analisator maka tak ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu sudut maka sinar yang diteruskan hanya sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optik aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi. Apabila bidang polarisasi tersebut terputar kearah kiri (levo) dilihat dari pihak pengamat, peristiwa ini kita sebut polarisasi putar kiri. Demikian juga untuk peristiwa sebaliknya (dextro). Besar sudut pemutaran bidang polarisasi (f) dapat dinyatakan sebagai:

= ( )dimana:

D

t

. L.C

C = kosentrasi larutan L = panjang kolom larutan ( ) t. Untuk larutan gula, sudut putar jenis pada temperatur 20oC sama dengan: ( )D 20 D t

= sudut putar jenis larutan optik aktif untuk sinar D natrium pada temperatur

= 66,52 cm C/gr2 o

Sedangkan hubungan sudut putar jenis pada temperatur t dengan ( ) dinyatakan sebagai: ( )D t

D

t

dapat

= ( )

D

20

{(1 0,000184(20)

Gambar 1: Cara Kerja Polarimeter

Gambar 2: Polarimeter

Mencari ( )

D

t

:

1. Disiapkan polarimeter.2. Tabung pada polarimeter diisi dengan aquades hingga setengahnya dan tak

ada gelembung udara di dalamnya. 3. Ditentukan titik nol dengan memperhatikan teropong pada polarimeter sambil mengatur alat putarnya. Pada pemutaran akan didapatkan suatu lingkaran dengan dua daerah berbeda, sebelah kanan daerah gelap sebelah kiri daerah terang ataupun sebaliknya.

Pencatatan skala dilakukan dengan menggunakan teropong, pada saat teropong menunjukkan keadaaan seperti pada gambar dia atas, yaitu pada intensitas paling kontras (setengah gelap dan setengah terang).4. Selanjutnya aquades diganti dengan larutan gula 10 gram dalam 90 mL air.

Alat diputar pelan-pelan ke kiri atau ke kanan, dicari keadaan gambar yang

seperti pada langkah 3. Skala analisator tersebut dicatat dan ditentukan putar kanan atau kirinya. Selisih pembacaan skala pada langkah 3 dan 4 menyatakan besar sudut putar bidang polarisasi ( ).

Daftar Pustaka Anonim. . Inversi Gula. http://www.wikipedia.org. Diakses pada tanggal 11

November 2011. Anonim. . Polarimeter. http//:www.wikipedia.org. Diakses pada tanggal 11

November 2011. Anonim. 2011. Anonim. . Inversi gula. http://www.chem-is-try.org Diakses pada tanggal 11 . Sukrosa. http//:www.wikipedia.org. Diakses pada tanggal 11 November

November 2011.