ISBN ; 978-602-96853-l '2
r
PROSIDING
la
FT. ulst
te
Gedung Serbaguna Fakultas Teknik Kampus Al-Munawwarah
Es
26
-
29 April 2O1 1 Tema
Peranan Teknologi Dalam Peningkatan Kualilas lllasyarakat
UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA Jl. S.M. Raja Teladan Medan
Telp | (061) 7868049; Fax : (061) 7869920 E-Mail : pekan_ilmiah
[email protected]
PANITIAPROSIDING SEMINAR NASIONAL KF-] TEKNOI,OGI DAI REKAYA5A FI.
UIsU
r
Pe!tuggrrg &wab : Ir.Bagh Paqib\ MT (Dekq taf.li,kdk UtStD p€ncahb: lr MukinF6y)d HantE!.-S.pd. MT (pemb tu Dek n ll
kyeDr.
la
MT (pembanru Dekm tn rr Bom Harrlup, MT (pemhetu alck; pairuddin Dauta, SE :
h Hmidun
I
rr I
Barub@. MT
te
-K.iu, !(kFtarir: tr M6lih Nduriotr. MT wrlir s€kFlaris , Fabibi Lubis sF t"oa,tuo, t. e"irut rullm, rvi Sekl _.Seki : Revi.w.r : tr Muslanu Ndution Editor , Ii Silvi Ariyari. M.Sc tr Sudary@to
Es
pcrreoel,p.o
RaJs Muda
HaEtED sF tL Hj. Jufrjan sefan Mr Uj_ Manhni Arfah_ Si M.Mr Usme Efendi
:
Al6eN6un.n
Publilrari & DokuD.nt
,i:
M.luttanswn
S. ST
Sahril Batubam
Kiki Sr di pEselvo rkhsubsi: SriEorEii Akohodasi : lsl(ede M@ik
Aclh
: S,@suddin
Asnd
Dfterbfttrn ol€h tai,alr{s Teloik
:
Uni!6ira tdd Sualm Ulan Alanatpctrerbi/R€d.ki.
ri_.srrneanahemla
i
Tetadn Medn-snm rctp: 06t_?808049, Fd: 0611869920 __ wibsrte: hrtp://
[email protected]_aineawamh co rd Lmat: pekan_itmEn Uuisu
tavahoo..h
K-p,, M"-,"*,,,,
sM
Rt"ftDdfi#
sdiitxdionr|trIT.|ioldgiD'nR*aya$ DAF-TAR TSi
lt
)m.FJd cloud ComoLuos Ddld B'Me T.tno.ogi dntrm 'trp emtur ctoud compd,e Ptot. D. is.M,sc M.ne
Pdinbsg4
ar
r
'r,haMdza
Mantrd
d unup.}dK.mikarMimpad.prossp.mb.nokdBajaArsrD2 7-16
la
Kqus
hrorui:
PeEUji'n Penbars*n Usdt Tcnasa Bayu @LrD) t 0 Kw di Dsa Banda
Fm kbuperd
lceh)
te
Q,/@snB st * kuata Darcs.tad
rr@g
B 4gan Tak Berditutui
ufirk
M.ncniolan
MAhfu Ad IL\M MfuI'N (J.tue6i6 stidh xuata Dotusaton Banta
pn^an6
pEsE
21-2s
,!ce h)
Merii Rapid poroiFiis Be'n6is Tebik sctarive vacum MsnufacruriDo
Es
Pengombansan
Kaviki pad! Nosl dai s@u
Da s.tu7 Rondo ,aceh) Sifat M.k nik dm larkrik Mdl Matrix Conposirs De.a 1{ \d {ed4 i noDd{ sohaa Djohlt,Etld!s. sndj,Lud! |ra n (uh i@ ta tud arcsqa rd kq h) ^ s!toh Kualo,
u,oven Mdodc Mukinkx
Penemh Geometi lnl4 Tedadap Pots Atiftn Di Dalan Nos.l
talch&la, sfiui N,l. Muramad hah Maarono pni4nt sli,h Kuolq Darusdh Bonta,lceh) Pensrrrn
vM^i (!pa'ks ds
Andri.d P.rpddhr
kdtunnik
pi
sp
rrifueul
tsik Mdft Bd6 (mon venf,g,i Ar.bd pe,snh
Melcrik Mare.ial Kodposi! potim{ Dipskur
Sd
Te
s"tu
npeid u
coni Bck6 deoee Uji
49
$
''''
Fdenfik'liMiN s.tiaro,
Jelmbh Mmasmakr Kavibi
Hidsdinanik
409_415
Nido A Euna, D6 stjah K@ta, Bonda aeeh)
(htutsi'6
Pengrnbilr L€mk K,l<so Mengerokr. Eksftrsi Pdmt Beln'tm LLD"iS,Pa an,ltMitu dan En Indodi (Untut:itd Sti.h Kuala Bdnd' A.2t)
Kraked$ik Sludge ftind Indsti Ked Uituk Aplikdi Llthli E'*i6 Ev'tit o tt.ftN.ti dM I Nlodh t wt'b
Papm
Ultuo
116-'119
Smr
(rnivn' 6 sund-d uec)
Aplik6i lnresor Prog'umins Dillm
klh SMMa
($libs sedi
UtM)
Bunga SBI sena KuB rrs
LdhliPthtnL n} Da.rcw i Rodsl Cu
utorc)
te
ktM shaQra
la
Airlisk Drmp*hnciDan suku E[ek l.don*ia P.node 2007-]01 I
M6
B:n Baku Pulp da Kd stutang
Enpai Jenk Kayu Rlr'vat Untul
Atif Nurya,ta, L,tht Ilohib ltt Athini @ni'ai6 srnd!. Itlea)
t7I
iPrcdnlsi
r
tlJnivz^i^
ollin
Caprcity
(u\d4sitds ht.n
DohTcrhad'p IHsc
414444
diBr$
ids Dddsrkan MPs
Poduk
445_451
4s1f59
& tua ultd)
di
460 1?0
Es
Aulisa Du Fmgelolm Risiko Bisnir Mciggma!tr AuMic HicEchv prces Mcrhod
lunitsid
Istan
snde.
utdt c)
Pendehtu Dctministik dd srolcsrik Ddm Analisv iabelBedsiko Padr Pembaguoan a7l4?9 Pekdbtru _ Ksdis
@*Mi!B
Ritu, Pz*d'b.tu)
Pensol'hnAnD.nc@Mdb selulosaA&hFidsKoagllGi-ulftliltui sn Apth', 8&iM atlfu
(r'b4titu
slidh KtdLl Datuk aeet)
Model Ki.edea Ralsi Bdinskd PGMibcl lftEsib€l Incrcn{i6}ati Ddgd Metil Ascb Unhk Mlneldilkan Biodisel Hdi Em,tlat, wb lktdl, Ratu, R dAfiiad4vrdnAnnnt Analisis Vdiabel
D8npak
ka
Angktu Udud
P.mb'isur Pdnahu
Bs Kob
Trigliserid!
43s494
Detrgd
495_504
Mcnmt P.ntpsi pdudpdg
Nelar€n rnddr
di B.lae
Tdhadap
Pdi'rglad
50s-sl0
,ttJlsL
r. sM. tuiiTltadan M.d
Pengambilan Lemak Kakao Menggunakan Ekstraksi Pelarut Berbantuan Ultrasonik M.Dani Supardan1*, Hasnidar2 dan Eti Indarti3 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Banda Aceh. 2 Balai Besar Pengawas Obat dan Makanan, Banda Aceh. 3 Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh *E-mail:
[email protected] 1
ABSTRAK Pengembangan proses ekstraksi terus dilakukan untuk mendapatkan hasil lemak kakao dengan kualitas dan kuantitas yang maksimal. Penelitian ini bertujuan mengembangkan teknik pengambilan lemak kakao dengan metode ekstraksi pelarut berbantuan ultrasonik. Biji kakao yang digunakan berasal dari Kabupaten Aceh Utara yang telah mengalami perlakuan awal dengan cara fermentasi dan pengeringan. Proses ekstraksi dilakukan pada frekuensi ultrasonik 42 kHz dengan menggunakan pelarut n-heksan pada temperatur 40oC. Variabel-variabel proses yang dipelajari yaitu rasio bahan kakao (gram) terhadap jumlah pelarut (mL) (1:10; 1:20; 1:30; 1:40) dan waktu proses ekstraksi (30; 60; 90; 120 menit). Hasil penelitian menunjukkan rendemen lemak kakao meningkat dengan bertambahnya waktu ekstraksi. Sementara itu, rendemen lemak kakao yang diperoleh semakin meningkat dengan meningkatnya rasio bahan terhadap pelarut. Rendemen tertinggi hasil penelitian adalah 25,53%, diperoleh pada rasio bahan terhadap pelarut 1:40 dengan waktu ekstraksi 120 menit. Ekstraksi lemak kakao menggunakan soxhlet dilakukan sebagai pembanding. Hasil penelitian menunjukkan rendemen dari metoda ekstraksin pelarut berbantuan ultrasonik lebih tinggi dibandingkan dengan metoda soxhlet. Kata kunci: Ekstraksi; Lemak kakao; Ultrasonik.
1. PENDAHULUAN
Kakao (Theobroma cacao L) merupakan salah satu jenis komoditi perkebunan yang tumbuh baik di daerah tropis seperti halnya Indonesia. Kakao telah dikenal di Indonesia sejak tahun 1590, tetapi baru menjadi komoditi yang penting sejak tahun 1951 (Sunanto, 1994). Tanaman kakao tumbuh hampir di seluruh tempat di Indonesia tetapi pusat produksinya adalah di pulau Sulawesi, Sumatera dan Jawa. Indonesia saat ini menjadi salah satu negara penghasil biji kakao terbesar di dunia setelah Pantai Gading dan Brasilia. Produk hasil olahan yang utama dari biji kakao saat ini adalah lemak kakao, tepung dan pasta kakao. Kandungan lemak pada biji kakao Indonesia berkisar 49% - 52% (Anonim, 2008). Pemanfaatan lemak kakao adalah untuk produk pangan, permen, gula-gula, bakery dan produk pangan penting lainnya. Lemak kakao juga dapat dimanfaatkan untuk membuat produk krim pelembab dan sabun coklat, yang memberikan hasil lebih baik dari aspek kemampuan menahan kelembaban yang dinilai secara organoleptik, dibanding tanpa lemak kakao. Keunggulan lemak kakao ini adalah sifat uniknya yang padat pada suhu ruang dan cair pada suhu tubuh. Perubahan ini sangat tajam. Berbagai cara telah dilakukan untuk melakukan subtitusi terhadap keunikan sifat lemak ini, tetapi tidak berhasil. Hal inilah yang menyebabkan nilai jual lemak kakao tetap tinggi. Sementara itu harga lemak kakao lebih kurang dua kali harga bubuk kakao. Melihat nilai tambah yang sangat signifikan ini, maka upaya untuk mendorong pengolahan kakao menjadi lemak dan tepung coklat merupakan salah satu prioritas di sektor pertanian dan perindustrian. Pengambilan lemak dari biji kakao dapat dilakukan dengan cara ekstraksi dengan menggunakan pelarut. Beberapa peneliti melaporkan penggunaan metode ekstraksi lainnya untuk pengambilan lemak kakao. Elkhori dkk. (2006) menggunakan proses dengan bantuan Microwave (MAP TM1) untuk ekstraksi dan penentuan lemak dari serbuk kakao dan nibs. Venter dkk. (2006) menggunakan pengepresan mekanik berbantuan gas CO2 dalam menghasilkan lemak kakao dari biji kakao dan minyak goreng dari oilseeds. Dewasa ini telah dikembangkan teknik baru untuk ekstraksi padat-cair suatu produk yaitu dengan ekstraksi berbantuan gelombang ultrasonik. Pengolahan bahan makanan juga tak luput memanfaatkan efek gelombang ultrasonik untuk mempengaruhi perubahanperubahan yang terjadi pada proses kimia. Garcia dan Castro (2004) menyatakan aplikasi metoda ultrasonik terhadap sampel dapat mengurangi tahapan pada daur ekstraksi soxhlet yang dibutuhkan dalam ekstraksi kuantitatif minyak/lemak, sehingga akan mengurangi waktu ekstraksi sedikitnya separuh dari waktu yang diperlukan oleh prosedur yang konvensional. Garcia dan Castro (2004) juga menyatakan bahwa ekstraksi dengan bantuan gelombang ultrasonik memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan ekstraksi konvensional diantaranya mampu menaikkan yield produk. 416
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan suatu teknologi proses pengambilan lemak kakao dengan metode ekstraksi berbantuan gelombang ultrasonik. Proses ekstraksi tanpa bantuan ultrasonik yaitu metode ekstraksi soxhlet dilakukan sebagai pembanding.
2. METODOLOGI
Alat-alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Timbangan (Sartorius Cp 224.S), Ultrasonc Cleaner Bath (Branson 1510 E-MT)), Water bath (Memmert WB 22), Oven (Memmert UNE-500) dan Centrifuge BR4i multifunction (Thermo). Sedangkan alat penunjang yang digunakan adalah thermometer dan alat-alat gelas. Biji kakao yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Perkebunan Rakyat Desa Seureuke Blok A, Kecamatan Langkahan Kabupaten Aceh Utara yang telah mengalami perlakuan awal dengan cara fermentasi dan pengeringan, Pelarut yang digunakan adalah n-heksan C6H14 (E-Merck). Prosedur Penelitian Ekstraksi Menggunakan Ultrasonik Biji kakao yang telah dihaluskan ditimbang dengan seksama ± 5 gram, kemudian dimasukkan kedalam beaker 500 ml ditambahkan pelarut n-heksan sesuai variabel rasio bahan terhadap pelarut (1:10; 1:20; 1:30 dan 1:40). Beaker ditutup dengan menggunakan plastik untuk menghindari kehilangan pelarut selama proses ekstraksi. Selanjutnya beaker yang berisi sampel dimasukkan ke dalam ultrasonik bath untuk diekstraksi dengan waktu ekstraksi (30, 60, 90 dan 120 menit). Ekstraksi berbantuan gelombang ultrasonic dilakukan dengan menggunakan ultrasonik bath merk Branson 1510 E-MT dengan frekwensi 42 kHz pada temperatur 40oC. Hasil ekstraksi kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring whatman no 1 dan hasil saringan diuapkan di atas water bath untuk memisahkan lemak dan pelarut. Lemak kakao yang diperoleh dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 110oC selama 2 jam selanjutnya ditimbang sampai konstan untuk menentukan rendemen dan dilakukan analisis. Adapun skema peralatan proses ekstraksi lemak kakao berbantuan ultrasonik dapat dilihat pada Gambar 1. Prosedur Penelitian Ekstraksi Menggunakan soxhlet Biji kakao yang telah dihaluskan ditimbang dengan seksama ± 5 gram, kemudian dimasukkan kedalam selongsong kertas saring bebas lemak. Selanjutnya selongsong kertas saring dimasukkan kedalam peralatan soxhlet, ditambahkan 200 ml pelarut n-heksana dan diekstraksi dengan soxhlet sesuai variabel waktu 30, 60, 90 dan 120 menit, yang digunakan sebagai kontrol untuk perbandingan dengan metoda ekstraksi berbantuan gelombang ultrasonik. Hasil ekstraksi diuapkan di atas water bath untuk memisahkan lemak dan pelarut. Selanjutya lemak kakao yang diperoleh dikeringkan dalam oven dengan temperatur 110oC selama 2 jam, kemudian ditimbang sampai konstan untuk menentukan rendemen dan dilakukan analisis.
Ultrasonic cleaning bath
Gambar 1. Skema peralatan penelitian 417
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Waktu dan Rasio Bahan terhadap Pelarut pada Ekstraksi Menggunakan Ultrasonik Dari Gambar 2 terlihat bahwa semakin bertambah waktu ekstraksi pada setiap variabel rasio bahan terhadap pelarut, rendemen lemak kakao meningkat dengan bertambahnya waktu ekstraksi. Waktu ekstraksi optimum yang diperoleh dari ekstraksi dengan gelombang ultrasonik adalah 120 menit. Seperti diperlihatkan pada ekstraksi yang dilakukan pada rasio 1:40, dimana pada waktu 30 menit diperoleh rendemen sebesar 17,18% dan selanjutnya pada waktu 60, 90 dan 120 menit rendemen yang diperoleh mengalami peningkatan menjadi 19,9%; 22,7% dan 25,53%. Meningkatnya rendemen lemak kakao disebabkan oleh semakin lama waktu ekstraksi maka semakin besar jumlah lemak kakao yang dapat larut. Sementara itu, rasio bahan terhadap pelarut merupakan salah satu variabel penting dalam proses ekstraksi (Velickovic, 2006). Dalam penelitian ini, pengaruh rasio bahan terhadap pelarut memberikan kecendrungan yang sama untuk waktu ekstraksi yang berbeda dimana rendemen lemak kakao yang diperoleh semakin meningkat dengan meningkatnya rasio bahan terhadap pelarut. Sebagai contoh pada variabel rasio bahan terhadap pelarut 1:10; 1;20; 1:30 dan 1:40 untuk waktu ekstraksi 30 menit, rendemen lemak kakao yang diperoleh masing-masing sebesar 12,04%; 12,83%; 14,59% dan 17,18%. Hal ini disebabkan oleh semakin tingginya rasio bahan terhadap pelarut maka jumlah pelarut yang digunakan semakin banyak sehingga lemak kakao yang dapat diekstrak juga semakin banyak dan lemak kakao yang terbentuk juga semakin banyak. Hasil analisis rendemen lemak kakao yang diperoleh berkisar antara 12,07-25,53% dengan nilai ratarata 16.64%. Rendemen lemak kakao yang rendah dihasilkan pada rasio bahan terhadap pelarut 1:10 yaitu sebesar 12.07% dan rendemen lemak kakao yang tertinggi dihasilkan pada rasio bahan terhadap pelarut 1:40 yaitu sebesar 25.53%.
Gambar 2.
Pengaruh rasio bahan terhadap pelarut dan waktu ekstraksi terhadap rendemen lemak kakao
Perbandingan Proses Ekstraksi Ultrasonik dengan Ekstraksi Soxhlet Perbandingan proses ekstraksi dengan gelombang ultrasonik dan ekstraksi soxhlet terhadap rendemen lemak kakao ditunjukkan pada Gambar 3. Waktu ekstraksi optimum untuk ekstraksi dengan gelombang ultrasonik adalah 120 menit dan selanjutnya rendemen lemak kakao menurun pada waktu 150 menit dan 180 menit. Untuk ekstraksi soxhlet, pada waktu 120 menit belum mencapai ekstraksi optimum, akan tetapi ekstraksi optimum didapatkan pada waktu 150 menit. Dari Gambar 2 terlihat bahwa rendemen dari metoda ultrasonik lebih tinggi dibandingkan dengan metoda soxhlet. Hal ini membuktikan proses ekstraksi dengan gelombang ultrasonik mampu meningkatkan rendemen lemak kakao yang dihasilkan, ini disebabkan gelombang ultrasonik mampu meningkatkan penetrasi pelarut yang lebih besar dalam suatu material sehingga memperbesar laju perpindahan massa. Selain itu, penggunaan ultrasonik juga akan menyebabkan perusakan dinding sel biologis suatu bahan sehingga pelepasan bahan yang akan diekstrak akan menjadi lebih mudah. 418
Hasil analisis rendemen lemak kakao diperoleh berkisar antara 14,38-25,53% dengan nilai rata-rata 20,79%. Rendemen lemak kakao yang paling rendah dihasilkan pada waktu ekstraksi 30 menit yaitu sebesar 17.18% untuk ultrasonik dan 14.38% untuk ekstraksi soxhlet. Sedangkan rendemen lemak kakao yang tertinggi dihasilkan pada waktu ekstraksi 120 menit yaitu sebesar 25.53% untuk ekstraksi ultrasonik dan 21.31% untuk ekstraksi soxhlet.
Gambar 3.
Pengaruh waktu ekstraksi dan metode ekstraksi terhadap rendemen lemak kakao
4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ekstraksi lemak kakao menggnakan bantuan gelombang ultrasonik dapat disimpulkan: 1. Waktu ekstraksi dan rasio bahan terhadap pelarut mempengaruhi rendemen lemak kakao pada proses ekstraksi pelarut berbantuan ultrasonik. 2. Rendemen lemak kakao yang dihasilkan dari proses ekstraksi berbantuan gelombang ultrasonik lebih tinggi dibandingkan ekstraksi soxhlet, 3. Rendemen lemak kakao yang tertinggi dihasilkan pada rasio bahan terhadap pelarut 1:40 sebesar 25.53% untuk ekstraksi ultrasonik dan 22,24% untuk ekstraksi soxhlet.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Coklat, http://www.agribisnis.deptan.go.id (diakses 2 Februari 2011) Elkhori S. J.R.J. Pare, J.M.R. Belanger, E. Perez, 2007, The microwave-assisted process: Extraction and determination of fat from cocoa powder and cocoa nibs. Journal of Food Engineering, 79, 1110-1114 Garcia J.L.L., Castro M.D.L., 2004.Ultrasound –assisted soxhlet extraction: an expeditive approach for solid sample tratment. Application to the extraction of Total Fat from oleagginous seeds. Journal of Chromatography A, 1034, 237-242. Sunanto,H., 1994. Coklat, Budidaya, Pengolahan hasil, dan Aspek Ekonominya. Kanisius, Yogyakarta Venter, M.J., P. Willems, N.J.M. Kuipers, A.B. de Haan, 2006. Gas assisted mechanical expression of cocoa butter from cocoa nibs and edible oils from oilseeds, Journal of Supercritical Fluids, 37, 350-358 Velickovic, D.T., D.M. Milenonic, M.R. Ristic, V.B. Veljkovic, 2008, Ultrasonic extraction of waste solid residues from the Salvia sp. Essential oil hydrodistillation. Biochemical Engineering Journal
419
