PENGARUH LAMA EKSTRAKSI TERHADAP RENDEMEN DAN PARAMETER FISIKO-KIMIAWI MINYAK BIJI BAUHINIA PURPUREA L. E. Mega Kurnia Dewi1, Hartati Soetjipto1, A. Ign. Kristijanto1 Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1
[email protected]
ABSTRAK Studi pengaruh lama ekstraksi terhadap parameter fisiko-kimiawi minyak biji tumbuhan kupu-kupu (Bauhinia purpurea L.) telah dilakukan di Laboratorium Kimia FSM UKSW, Salatiga. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap rendemen dan sifat fisiko-kimiawi minyak biji B. purpurea bunga merah muda. Ekstraksi dilakukan dengan metode soxhletasi selama 4,5; 6,0 dan 7,5 jam dengan pelarut heksana lalu minyak yang diperoleh dikarakterisasi parameter fisiko-kimiawi. Data dianalisis dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) 3 perlakuan lama waktu ekstraksi dan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian antar rataan perlakuan dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5 %. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama waktu ekstraksi 7,5 jam menurunkan bilangan peroksida minyak biji tumbuhan kupu-kupu. Sementara itu, lama ekstraksi tidak berpengaruh terhadap rendemen, kadar air, bilangan asam dan bilangan penyabunan minyak sehingga berdasarkan penelitian ini diperoleh lama ekstraksi optimal minyak biji tumbuhan kupu-kupu yaitu 4,5 jam. Kata kunci: B.purpurea, lama ekstraksi, parameter fisiko kimiawi, minyak biji, rendemen
Pendahuluan Dalam pembuatan produk pangan maupun kosmetik, kehadiran minyak nabati menjadi sesuatu yang penting. Dalam bidang pangan misalnya, minyak merupakan media penghantar panas yang paling sering dipakai. Selain itu minyak juga digunakan sebagai bahan campuran dalam masakan. Dalam bidang kosmetik, minyak sangat dibutuhkan sebagai pelembab dan pelembut kulit. Di luar fungsi-fungsi khusus tersebut, minyak memiliki peranan esensial sebagai pelarut bahan-bahan yang tidak larut air. Maka dari itu, tidak mengherankan jika minyak nabati menjadi salah satu komoditas penting di dunia. Konsumsi minyak nabati dunia pada tahun 2011-2012 mencapai ±150 juta ton dengan perincian: 114,2 juta ton merupakan penggunaan di sektor pangan dan 35,8 juta ton merupakan penggunaan di sektor non pangan [1]. Kebutuhan minyak nabati yang sangat besar ini tidak diimbangi dengan penambahan sumber-sumber minyak nabati baru. Indonesia merupakan negara tropis yang kaya akan sumber daya alam. Meskipun demikian, tidak semua sumber daya tersebut dimanfaatkan dengan baik. Dalam hal penyediaan minyak nabati, pemanfaatan sumber daya cenderung terpusat pada satu jenis komoditas saja (misal: sawit). Pemakaian sawit sebagai sumber minyak nabati merusak ekosistem alam. Setidaknya dalam selang sembilan tahun (2000-2009), 141.000 hektar lahan hutan Kalimantan telah dipakai untuk ekspansi perkebunan sawit [2]. Oleh sebab itu, penelitian mengenai sumber-sumber minyak nabati sangat diperlukan. Penelitian-penelitian tersebut diharapkan dapat menemukan sumber-sumber minyak nabati baru yang dapat bermanfaat sebagai salah satu usaha pemenuhan kebutuhan akan minyak nabati, berjumlah banyak dan mudah diperoleh tanpa harus merusak lingkungan. Marga Bauhinia telah dikenal sebagai tumbuhan yang memiliki berbagai fungsi di bidang kesehatan. Studi farmakologi daun Bauhinia menunjukkan khasiat daun Bauhinia sebagai antipiretik, anti inflamasi, anti jamur, analgesik dan anti tumor [3]. Penelitian yang sebelumnya telah dilakukan menunjukkan hasil bahwa biji tumbuhan kupu-kupu (Bauhinia purpurea L.) memiliki minyak nabati sebesar 18,65%. Minyak tersebut diperoleh dengan metode soxhletasi selama 6 jam dengan menggunakan 500 ml heksana [4].
B.purpurea berasal dari negara-negara kawasan Asia seperti Indonesia, Cina, Bangladesh dan India. Tanaman ini dapat tumbuh di daerah berpasir, berlumpur dengan matahari terik dan tahan akan penguapan [5]. B.purpurea umumnya digunakan sebagai tanaman peneduh maupun tanaman hias karena daunnya yang rimbun dan bunganya yang cantik. Meskipun memiliki potensi pemanfaatan yang besar, penelitian mengenai lama ekstraksi minyak biji B.purpurea belum pernah dilakukan. Lama waktu ekstraksi mempengaruhi laju suatu bahan terlarut (solute) larut dalam pelarut (solvent). Semakin lama waktu ekstraksi semakin banyak solute yang terlarut dalam solvent akan tetapi diperlukan durasi yang tepat dalam proses ekstraksi agar proses ekstraksi berjalan efisien [6]. Solvent akan mengalami kejenuhan pada suatu titik yang secara ekonomis tidak menguntungkan bagi industri. Lee [7] membuat model peningkatan OER (Oil Extraction Rate= laju ekstraksi minyak) terhadap efisiensi produksi dari perusahaan minyak sawit Malaysia. Dari studi tersebut diperoleh sebuah perkiraan bahwa satu persen peningkatan OER akan meningkatkan efisiensi produksi secara signifikan sampai dua unit. Melihat potensi yang ada di Indonesia, penelitian yang belum banyak mengenai B.purpurea yang ada di Indonesia serta pentingnya lama ekstraksi optimal dari minyak biji B.purpurea, maka penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menentukan pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap rendemen dan sifat fisiko-kimiawi minyak biji B. purpurea bunga merah muda. Bahan dan Metode Alat dan Bahan Biji B.purpurea diperoleh dari Salatiga dan sekitarnya. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Bahan Alam FSM UKSW, Salatiga. Sedangkan analisa asam lemak dengan menggunakan GCMS dlilakukan di Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bahan-bahan yang digunakan antara lain heksana, etanol, kloroform, Na2S2O3, NaOH dan HCl berasal dari Merck KGaA, Germany. Alat yang dipakai dalam penelitian ini adalah grinder (National MX-T210GN, Matsushita Electric Co., Ltd., Japan), Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GCMS) (Shimadzu QP 2010S, Shimadzu corp., Japan), soxhlet, rotary evaporator, refluks, waterbath (Memmert WNB 14, Memmert GmbH+KG, Germany), neraca analitis 4 digit (Mettler H80, Mettler Instrument Corp., USA) serta peralatan gelas. Preparasi Sampel dan Ekstraksi Minyak [4] yang dimodifikasi Biji B.purpurea diangin-anginkan sampai tidak terasa lembab kemudian dihaluskan dengan grinder. 42 gram serbuk biji tersebut diekstraksi dengan menggunakan soxhlet selama enam jam dengan pelarut heksana sebanyak 110ml. Penentuan Kadar Air Biji B.purpurea [8] 1 gram serbuk B.purpurea ditimbang dengan teliti menggunakan neraca 4 digit kemudian dioven selama satu jam dengan suhu 1050C. Serbuk tersebut ditimbang lalu dioven selama satu jam lagi dengan suhu yang sama. Langkah tersebut diulang sampai diperoleh massa konstan. Penentuan Rendemen [8] Penentuan rendemen dilakukan secara gravimetri dengan menggunakan neraca 4 digit. Penentuan Massa Jenis [8] Piknometer kosong ditimbang dengan neraca 4 digit lalu diisi dengan 1ml minyak. Hasil pengukuran dicatat. Penentuan Bilangan Asam [9] Bilangan asam ditentukan dengan metode SNI 01-3555-1998. Minyak yang telah ditimbang ditambah dengan etanol lalu dititrasi dengan NaOH 0,1M. Penentuan Bilangan Peroksida [9]
Minyak ditambah 30 ml campuran kloroform, asam asetat glacial dan etanol 95%. 1 gram Kristal KI ditambahkan dalam campuran tersebut. Penentuan bilangan peroksida dilakukan dengan mengukur jumlah KI yang teroksidasi melalui titrasi dengan Na2S2O3. Penentuan Bilangan Penyabunan [9] 2 gram minyak ditambah dengan 25 ml KOH 0,5M berlebih lalu direfluks selama satu jam. Jumlah KOH yang tidak bereaksi dititrasi dengan HCl 0,5M. Analisa data Data parameter fisiko-kimiawi rendemen minyak dianalisis dengan menggunakan rancangan dasar RAK (Rancangan Acak Kelompok), 3 perlakuan dan 9 ulangan. Sebagai perlakuan adalah durasi/lama waktu ekstraksi yaitu: 4,5 jam, 6 jam dan 7,5 jam sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian antar rataan perlakuan dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5 % [10]. Hasil dan Pembahasan Hasil penelitian rendemen dan sifat fisiko-kimiawi minyak biji B.purpurea antar berbagai lama waktu ekstraksi disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Rendemen dan Parameter Fisiko-kimiawi Minyak Biji B.purpurea antar Berbagai Lama Waktu Ekstraksi Waktu Ekstraksi (Jam) 4,5 6,0 7,5
Keterangan :
Rendemen (% ± SE) 15,47 ± 1,13a 16,02 ± 1,17a 16,10 ± 1,38a W=1,005
Kadar Air Minyak (% ± SE) 2,36 ± 0,80a 2,34 ± 0,76a 2,51 ± 0,69a W=0,737
Bilangan Asam ( /g lemak ± SE) mg KOH
6,25 ± 1,85a 6,54 ± 1,88a 6,43 ± 2,33a W=1,066
Bilangan Penyabunan (mg KOH/g lemak ± SE) 117,05 ± 0,13a 112,94 ± 0,12a 116,58 ± 0,15a W=181,325
Bilangan Peroksida (meq/kg ± SE) 22,54 ± 5,27b 24,82 ± 7,60b 15,86 ± 8,41a(-) W=5,139
* * *
W: Beda nyata jujur 5% SE : Simpangan Baku Taksiran Angka yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan perbedaan nyata antar perlakuan sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak adanya perbedaan nyata antar perlakuan. (-) Lebih kecil daripada perkiraan hasil SNI 01-3555-1998 untuk massa sampel 1 gram minyak.
Rendemen Rendemen minyak biji B.purpurea berkisar antara 15,47± 1,13% sampai 16,10± 1,38%. Dari penelitian yang telah dilakukan, lama waktu ekstraksi tidak berpengaruh terhadap rendemen minyak yang diperoleh. Hal ini terkait oleh kejenuhan pelarut sehingga minyak tidak dapat larut lagi dalam pelarut. Rendemen yang diperoleh dari penelitian ini tidak berbeda jauh dengan dua penelitian sebelumnya yaitu sebesar 18,16% [4] dan 17,5% [11]. Kadar air Kadar air minyak biji B.purpurea berkisar antara 2,34±0,76%-2,51±0,69%. Telaah dari tabel 1 menunjukan bahwa lama ekstraksi tidak berpengaruh terhadap kadar air minyak. Kadar air dalam minyak akan memperburuk kualitas minyak dengan mempercepat proses hidrolisis trigliserida membentuk gliserol dan asam lemak [12]. Bilangan asam Bilangan asam merupakan jumlah mg KOH yang terbentuk untuk menetralkan asam lemak bebas dalam satu gram minyak. Asam lemak bebas terbentuk setelah terjadi oksidasi dan/atau hidrolisa minyak. Asam lemak bebas berantai panjang menyebabkan rasa tidak lezat pada minyak
sedangkan asam lemak bebas berantai pendek dapat menguap dan menimbulkan bau (flavor) [12]. Hasil penelitian disajikan dalam tabel 1. Dari tabel 1, terlihat bahwa lama ekstraksi tidak mempengaruhi bilangan asam minyak. Semakin kecil bilangan asam, semakin besar kestabilan minyak dan semakin baik kualitasnya. Bilangan asam minyak biji B.purpurea berkisar antara 6,25±1,85-6,54±1,88%. Dari tabel 3 terlihat bahwa minyak biji B.purpurea hasil penelitian ini memiliki bilangan asam yang berbeda dengan minyak biji B.purpurea dalam penelitian sebelumnya. Hal ini disebabkan oleh terjadinya polimerisasi asam lemak sehingga asam lemak bebas tidak terdeteksi [15]. Kestabilan minyak lebih besar. Dibandingkan dengan minyak biji marga Bauhinia lainnya, bilangan asam minyak biji B.purpurea lebih besar daripada B.variegata yaitu sebesar yaitu 0,6 mgKOH/g sampel dan B.illenai sebesar 0,9 mgKOH/g sampel [16]. Proses pengolahaan untuk mengurangi bilangan asam dapat dilakukan dengan netralisasi asam lemak bebas dalam minyak dengan menambahkan soda kaustik [17]. Bilangan penyabunan Besar kecilnya bilangan ini menunjukkan jumlah asam lemak yang ada dalam sampel [18]. Bilangan penyabunan merupakan jumlah NaOH atau KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu gram minyak. Hasil penelitian ini disajikan dalam tabel 1. Bilangan saponifikasi minyak biji B.purpurea berkisar antara 112,94±0,12 mgKOH/g sampel sampai 117,05±0,13 mgKOH/g sampel. Nilai ini terbilang kecil jika dibandingkan dengan minyak biji Albizia julibrissin dan minyak kedelai (Glycine max) sebesar 190,63 dan 179,45 mgKOH/g sampel [14]. Bilangan saponifikasi yang kecil menunjukkan proporsi triasilgliserol asam lemak berrantai panjang lebih banyak daripada triasilgliserol asam lemak yang berrantai pendek [16]. Bilangan peroksida Bilangan peroksida merupakan jumlah miligram ekuivalen oksigen untuk mengoksidasi satu gram minyak [9]. Bilangan ini adalah sebuah indikator yang menandakan minyak akan berbau tengik. Bilangan peroksida akan meningkat seiring dengan bertambanya senyawa peroksida dan hiperperoksida. Bilangan peroksida minyak biji B.purpurea dari setiap lama waktu ekstraksi disajikan dalam tabel 1. Berdasarkan telaah dari tabel 1, lama ekstraksi berpengaruh terhadap bilangan peroksida minyak biji B.purpurea. Penurunan bilangan peroksida terjadi pada pemanasan 7,5 jam yang disebabkan oleh pencapaian titik klimaks jumlah senyawa peroksida dan hiperperoksida. Jumlah peroksida maupun hiperperoksida memiliki titik klimaks yang kemudian akan menurun seiring dengan terbentuknya aldehid dan keton dari senyawa tersebut [12]. Penurunan bilangan peroksida juga dapat terjadi akibat kontak panas yang terlalu lama pada larutan saat ekstraksi. Senyawa peroksida tidak stabil pada suhu yang tinggi dan akan bertransformasi menjadi senyawa karbonil yang tidak dapat terdeteksi [13]. Perbedaan bilangan peroksida antara hasil penelitian ini dengan penelitian sebelumnya dapat disebabkan oleh perbedaan jumlah sampel yang dipakai saat pengujian. Kisaran bilangan peroksida untuk massa sampel 1 gram ialah sebesar 20-30 meq oksigen/g sampel. Bilangan peroksida yang sangat kecil dperkirakan karena pemakaian sampel yang besar (2-5 gram minyak) [9]. Besarnya bilangan peroksida minyak biji B.purpurea mengindikasikan jumlah asam lemak tidak jenuh yang tinggi [12]. Minyak biji B.purpurea memiliki bilangan peroksida yang tinggi dibandingkan dengan minyak lain yang berfamili sama (leguminosae). Minyak biji Albizia julibrissin dan kedelai (Glycine max) memiliki bilangan peroksida 6,61 meq oksigen/kg sampel dan 1,52 meq oksigen/kg sampel [14].
Tabel 3. Perbandingan Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Biji B.purpurea dengan Minyak Lain
Parameter
Minyak biji B. purpurea P R*
B.v**
B.i**
B.asam (mgKOH/g sampel)
6,25
16,00
0,6
0,9
B. peroksida (mgrek oksigen/ kg sampel)
22,54
0,50
(-)
(-)
B. penyabunan (mgKOH/ g sampel)
117,05
189,02
191,30
195,50
Minyak biji Bauhinia purpurea dari penelitian [4] ** Minyak biji Bauhinia spesies berbeda, sumber [16]
Dari tabel terlihat bahwa minyak biji B.purpurea hasil penelitian ini memiliki karakteristik fisikokimiawi yang berbeda dengan minyak biji B.purpurea dalam penelitian sebelumnya. Bilangan asam yang lebih kecil daripada penelitian sebelumnya memiliki sisi positif bagi kestabilan minyak. Meskipun demikian bilangan asam tersebut lebih besar daripada minyak biji Bauhinia spesies lain sehingga diperlukan proses pengolahaan untuk mengurangi bilangan asam. Proses pengolahan minyak dapat dilakukan dengan menetralkan asam lemak bebas dalam minyak dengan menambahkan soda kaustik [Zeldenrust,]. Terdapat perbedaan bilangan peroksida antara hasil penelitian ini dengan penelitian sebelumnya yang diperkirakan oleh perbedaan kondisi dan masa simpan minyak. Selain itu perbedaan bilangan peroksida yang diperoleh juga dapat disebabkan oleh perbedaan jumlah sampel yang dipakai saat pengujian. Kesimpulan Penelitian mengenai pengaruh lama ekstraksi terhadap rendemen dan parameter fisiko kimiawi minyak biji B.purpurea telah dilakukan. Lama ekstraksi (4,5 jam; 6 jam dan 7,5 jam) tidak berpengaruh terhadap rendemen, kadar air, bilangan asam dan bilangan penyabunan minyak biji B.purpurea. Lama ekstraksi berpengaruh terhadap bilangan peroksida minyak biji B.purpurea. Pada lama waktu ekstraksi 7,5 jam, bilangan peroksida minyak cenderung menurun. Dibutuhkan pengolahan lebih lanjut untuk memperbaiki kualitas minyak seperti penambahan soda kaustik (mengurangi bilangan asam). Diperlukan pula penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh suhu, metode dan pelarut ekstraksi terhadap sifat fisiko-kimiawi minyak biji B.purpurea untuk mendapatkan kondisi ekstraksi yang paling optimal. Dibutuhkan penelitian lebih lanjut untuk menentukan titik klimaks bilangan peroksida minyak. Daftar Pustaka [1]Gunstone, F.D., Oils and Fats in The Marketplace Non Food Uses. 2013, http://lipidlibrary.aocs.org/market/nonfood.htm, (17 Oktober 2013).
diunduh dari
[2]Rambe, L., Foto: Kerusakan Hutan Kalimantan Terkini akibat Ekspansi Perkebunan Sawit. 2014, diunduh dari http://www.mongabay.co.id/2014/03/09/foto-kerusakan-hutan-kalimantanterkini-akibat-ekspansi-perkebunan-sawit/, (1 April 2014). [3]Ali, M.S., I. Azhar, Z. Amtul, V.U. Ahmad, K. Usmanghani, “Anti-microbial Screening of Some Caesalpiniaceae,” Fitoterapia vol. 70, hal. 299-304, 1995. [4]Arain, S., S.T.H. Sherazi, M.I. Bhanger, S.A. Mahesar, N. Memon, “Physiochemical Characterization of Bauhinia purpurea Seed Oil and Meal for Nutritional Exploration,” Polish Journal of Food and Nutrition Sciences vol. 60, no. 4, hal. 341-346, 2010.
[5]Orwa C., A. Mutua, R. Kindt, R. Jamnadass, A. Simons, Agroforestree Database:a tree reference and selection guide version 4.0. 2009, diunduh dari http://www.worldagroforestry.org/af/treedb/, (14 Oktober 2013). [6]Prasetyo S., S., H. Sunjaya dan Y. Yanuar N., “Pengaruh Rasio Massa Daun Suji/Pelarut Temperatur dan Jenis Pelarut pada Ekstraksi Klorofil Daun Suji Secara Batch dengan Pengontakan Dispersi.” Artikel Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Katolik Prahayangan, Bandung, 2012. [7] Lee, Y.N., “Increase Malaysia Palm Oil Production Efficiency.” Thesis of Faculty of Social Science University of Bergen, Bergen, 2011. [8]Sudarmadji, S., B. Haryono dan Suhardi, Prosedur untuk Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: Penerbit Liberty, 1997. [9]SNI 01-3555-1998: Cara Uji Lemak dan Minyak. [10]Steel, R.G.D. dan J.H. Torie, Prinsip Dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan Biometrik. Jakarta: Gramedia, 1980. [11]Ramadan, M.F., G. Sharanabasappa, Y.N. Seetharam, M. Seshagiri, J-T. Moersel, “Characterisation of Fatty Acids and Bioactive Compounds of Kachnar (Bauhinia purpurea L.) Seed Oil,” Food Chemistry vol. 98, hal. 359-365, 2006. [12]Ketaren, S., Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta:UIP, 1986. [13]Serjouie, A., Chin P.T., H. Mirhosseini dan Y.Bin C.M., “Effect of Vegetable –Based Oil Blends on Physicochemical Properties of Oils During Deep-Fat Frying.” Am. J. of Food Tech. vol.5, hal. 310-323, 2010. [14]Nehdi, I., “Characteristics, Chemical Composition and Utilization of Albizia julibrissin Seed Oil.” Ind.Crops and Products vol.33, hal. 30-34, 2011. [15]Ngassapa, F.N., S.S. Nyandoro dan T.R. Mwaisaka, “Effects of Temperature on the Physicochemical Properties of Traditionally Processed Vegetable Oils and Their Blends. “ Tanz. J. Sci. vol.38, hal. 166-176, 2012. [16]Arain, S., N. Memon, M.T. Rajput, S.T.H. Sherazi, M.I. Bhanger dan S.A. Mahesar, “Physicochemical Characteristics of Oil and Seed Residues of Bauhinia variegate and Bauhinia linnaei.” Pak. J. Anal. Environ. Chem. Vol. 13, hal. 16-21, 2012. [17]Zeldenrust, R.S., Edible Oil Processing Alkali Refining. http://lipidlibrary.aocs.org/processing/alkrefining/index.htm, (8 Juni 2014).
2012
[18]Sesridha, L., “Kajian Pengaruh Suhu dan Lama Fraksinasi terhadap Komposisi dan Sifat FisikoKimia Fraksi Olein dari Minyak Kelapa Sawit sebagai Bahan Baku Pelumas.” Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor, 2000.
