1
KARAKTERISASI DAN KOMPOSISI KIMIA MINYAK BIJI PETAI CINA (Leucaena Leucochepala (Lam.) de Wit) Characterization and Chemical Composition of White Popinac Seed Oil (Leucaena Leucochepala (Lam.) de Wit) Rizky Cahya Pradana*, Hartati Soetjipto**, A. Ign. Kristijanto** *Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika **Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro no 52-60 Salatiga-50711 Jawa Tengah - Indonesia
[email protected]
ABSTRACT The aims of this study are: Firstly, to produce white popinac (L. leucochepala) seed oil as revealed by the extraction time. Secondly, characterization of white popinac seed oil in terms of physicochemical propeties, and thirdly, isolation and identification of the oil chemical composition of white popinac seed oil by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry). White popinac seed oil extracted by soxhlet in different extraction time which are 5, 7, and 9 hours, respectively physicochemical properties of the oil was tested with SNI 01-3555-1998. Isolation method using coloumn chromatography and the identification of the oil by the GC-MS. The results showed that the extraction time had no effect on the moisture and the saponification value. For the longer time of peroxide value extraction resulted the lower quality of oil, in the contrary, the longer time of time extraction produced the better quality of oil. The main compositions of white popinac seed oil are 9-octadecenoate acid (74,82%), pentadecanoic acid (20,51%) and heptadecanoic acid (4,67%). While the main composition of the neutral lipid fractions are linoleic acid, ricinoleic acid, and oleic acid. Glycolipid fractions are composed of linoleic acid, ricinoleic acid and elaidic acid, and phospholipid fractions are palmitic acid and linoleic acid. Keywords : Extraction, fractions, L. leucochepala, vegetable oil, white popinac PENDAHULUAN Minyak nabati merupakan salah satu komoditas penting di dunia dalam bidang perdagangan minyak energi, pangan dan kosmetika. Di dalam bidang kosmetika, minyak nabati merupakan salah satu bahan yang digunakan dalam pembuatan sabun, 1
2
lotion, krim yang berfungsi sebagai pelembab kulit alami karena mampu mencegah kekeringan jaringan pada kulit. Data yang diperoleh dari Oil World (2008-2012) menunjukkan bahwa kebutuhan akan minyak nabati dunia mencapai 132.234.000 ton sedangkan produksi minyak nabati (minyak sawit, minyak canola, dan lainnya) hanya mencapai 108.512.000 ton. Melihat besarnya kebutuhan akan minyak nabati, maka diperlukan adanya sumber-sumber minyak nabati yang baru yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut dan salah satu yang perlu diperhatikan adalah petai Cina (L. leucocephala). Tanaman Petai Cina atau dikenal dengan lamtoro merupakan jenis tanaman yang dapat hidup dan berkembang subur di daerah tropis yang bercurah hujan teratur, bahkan mampu bertahan hidup di daerah-daerah yang kering atau tandus dan kurang curah hujan seperti Indonesia (Suprihatin, 2009). Di Indonesia, petai Cina umumnya ditanam untuk pakan ternak, tanaman pagar dan tanaman pelindung untuk kopi dan vanili. Masyarakat memanfaatkan buah dan daun muda petai Cina untuk sayur. Tidak hanya itu, daun petai Cina dapat digunakan sebagai pakan ternak dan batang pohonnya dimanfaatkan sebagai perabotan dan kayu bakar (Arifin, 2013).
Akan tetapi biji petai Cina kurang diminati dan terbuang sia-sia,
sehingga biji petai Cina merupakan salah satu limbah yang kurang dimanfaatkan oleh manusia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biji petai Cina memiliki kandungan protein sebesar 31,1% dan metabolisme energi sebesar 2573,26 kcal/kg. Kandungan asam amino dari biji petai Cina yaitu lisina 1,39%, metionina 0,36%, sisteina 0,35%, arginine 2,62%, asam glutamat 4,63%, treonina0,87%, glisina 1,38%, alanine 1,11%, valine 1,11%, isoleusina 0,93% dan leusina 1,81% (Elamin and Abbas, 2009). Minyak biji petai Cina juga mengandung sterol (berupa 55% β-sitosterol), metil sterol, alkohol triterpenoid, tokoferol (α-tokoferol), glikolipida, hidrokarbon dan karotenoid (Aderibigbe et al., 2011). Lebih lanjut, minyak biji petai cina mengandung 26-29% asam-asam lemak jenuh dan 71-73% asam-asam lemak tidak jenuh (Sethi and Kulkarni, 1995), sedangkan penelitian lain melaporkan bahwa minyak biji petai Cina mempunyai aktivitas antimikroba gram positif dan gram negatif dan minyak biji petai
3
Cina oles (lotion) mempunyai good pharmaceutical properties (Aderibigbe et al., 2011). Sampai sejauh ini, belum ada data penelitian yang mengupas tentang komposisi kimiawi dan karakterisasi minyak biji petai Cina di Indonesia. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk: 1. Menghasilkan minyak biji petai Cina (L. leucocephala ) ditinjau dari lama ekstraksi 2. Karakterisasi minyak biji petai Cina (L. leucocephala) ditinjau dari sifat fisikokimia 3. Isolasi dan identifikasi komponen penyusun minyak biji petai Cina (L. leucocephala) dengan KG-MS (Kromatografi Gas-Massa Spektrometri). METODA PENELITIAN Bahan Biji petai cina diperoleh dari daerah Kopeng-Salatiga, Jawa Tengah sedangkan bahan kimiawi yang digunakan adalah n-heksana (PA, Merck), Etanol 95% (PA, Merck), Indikator Fenolftalein (PA, Merck), NaOH (PA, Merck), Akuades, Asam Oksalat (PA, Merck), KOH (PA, Merck), HCl (PA, Merck), Natrium Tiosulfat (PA, Merck), Kanji, Asam Asetat Glasial (PA, Merck), Kloroform (PA, Merck), Kalium Iodida (PA, Merck) dan Na2SO4 Anhidrat (PA, Merck). Alat Piranti yang digunakan antara lain grinder, peralatan gelas, peralatan soxhlet, waterbath (Memmert), kertas saring, rotary evaporator (Buchi), neraca analitik 4 digit (Mettler H80, Mettler Instrument Corp., USA), neraca analitik 2 digit (Ohaus TAJ602, Ohaus Corp., USA), dan Kromatografi Gas-Massa Spektromerti (Shimadzu, Japan). Metoda Preparasi Sampel Biji petai Cina dikering-anginkan lalu dihaluskan dan selanjutnya disimpan dalam wadah tertutup rapat.
4
Ekstraksi Minyak Biji Petai Cina yang dimodifikasi (Nehdi, 2011 dan GarciaFayos, 2010) Biji petai Cina yang telah dihaluskan diekstrak dengan n-hexana pada suhu 800 C menggunakan peralatan Soxhlet selama 5, 7 dan 9 jam. Hasil ekstraksi dipekatkan dengan evaporator putar pada suhu 600C. Minyak hasil ekstraksi dipindahkan ke dalam botol timbang yang telah ditimbang kemudian disimpan pada suhu 200C lalu dihitung rendemennya. Pengujian Fisiko-Kimiawi Minyak Biji Petai cina Dilakukan pengujian fisiko-kimiawi terhadap minyak hasil ekstraksi yang meliputi warna, kadar air (SNI 01-3555-1998), bilangan asam (SNI 01-3555-1998), bilangan peroksida (SNI 01-3555-1998), dan bilangan penyabunan dengan metoda titrasi (SNI 01-3555-1998). Analisis Lemak Total Minyak Biji Petai Cina Analisis komponen lemak total dilakukan dengan menggunakan KG-MS Shimadzu QP2010S dengan kondisi operasi pada tekanan 16.5 kPa, suhu kolom diatur dari 70°C sampai 280°C, dan suhu injeksi 310°C. Hasil spektroskopi massa dilakukan dengan membandingkan spektra senyawa sampel minyak bii petai Cina dengan data base Wiley8. Sebelum diinjeksikan, sampel minyak diesterifikasi terlebih dahulu. Fraksinasi Komponen Penyusun Minyak Biji Petai Cina (Ramadan et. al, 2006) Proses fraksinasi minyak biji petai Cina dilakukan dengan menggunakan kromatografi kolom dengan elusi pelarut yang berbeda. Netral lipid dielusi sebanyak 3 kali dengan pelarut kloroform, glikolipid dielusi sebanyak 5 kali dengan pelarut aseton dan fosfolipid di elusi sebanyak 4 kali dengan pelarut metanol. Selanjutnya untuk menentukan komponen penyusun minyak biji petai Cina maka hasil fraksinasi minyak dianalisis dengan KG-MS. Analisis hasil fraksinasi dilakukan dengan menggunakan KG-MS Shimadzu QP2010S dengan kondisi operasi pada tekanan 12 kPa, suhu kolom diatur dari 50° sampai 280°C, dan suhu injeksi 300°C. Hasil spektroskopi massa dilakukan dengan membandingkan spektra senyawa sampel minyak bii petai Cina dengan data base
5
Wiley229 dan NIST62. Sebelum diinjeksikan, sampel minyak diesterifikasi terlebih dahulu. ANALISIS DATA Data parameter fisiko-kimiawi dianalisis dengan menggunakan rancangan dasar RAK (Rancangan Acak Kelompok) dengan 3 perlakuan dan 9 ulangan. Sebagai perlakuan adalah lama waktu ekstraksi yaitu 5 jam, 7 jam dan 9 jam, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian antar rataan perlakuan dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel dan Torrie, 1980). HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap sifat fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina Hasil ekstraksi minyak biji petai Cina berwarna coklat kehijauan. Hasil penelitian ini sesuai dengan laporan penelitian Sethi dan Kulkarni (1995) dan Mohamed dan Khandiga (2009) yang menyatakan bahwa minyak biji petai Cina bewarna hijau hingga coklat. Rerata rendemen dan sifat fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina antar berbagai lama waktu ekstraksi disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Rerata parameter fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina antar variasi lama waktu ekstraksi Waktu Ekstraksi (Jam)
Rendemen (% ± SE)
Kadar Air Minyak (% ± SE)
5 7 9
3,53 ± 0,13a 3,69 ± 0,12b 3,82 ± 0,15c
7,62 ± 2.97a 7,90 ± 1,75a 6,68 ± 1,61a
Keterangan :
Bilangan Asam (mg KOH/g lemak ± SE) 9,04 ± 3,09b 8,94 ± 0,89b 7,99 ± 0,35a
Bilangan Penyabunan (mg KOH/g lemak ± SE) 50,02 ± 0,04a 49,40 ± 0,04a 46,75 ± 0,15a
Bilangan Peroksida (mgrek.O2/kg ± SE) 11,81 ± 1,94a 22,37 ± 4,99b 22,86 ± 3,55b
* SE : Simpangan Baku Taksiran * W : Beda Nyata Jujur 5% * Angka yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan berbeda nyata sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.
6
Rendemen Dari Tabel 1 terlihat bahwa rendemen minyak biji petai Cina meningkat sejalan dengan lama waku ekstraksi. Semakin lama waktu ekstraksi semakin tinggi rendemen yang diperoleh karena terjadinya kontak antara bahan dengan pelarut semakin besar sampai batas tidak ada yang terekstraksi (Suryandari, 1981). Kadar Air Pengujian kadar air merupakan salah satu parameter yang dapat mempengaruhi tingkat ketahanan minyak terhadap kerusakan. Terdapatnya sejumlah air dalam minyak atau lemak dapat mengakibatkan terjadinya reaksi hidrolisis. Minyak atau lemak akan diubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol (Ketaren, 1986).
Gambar 1. Reaksi Hidrolisis Minyak/ Lemak (Ketaren, 1986)
Dari Tabel 1 terlihat bahwa kadar air minyak biji petai Cina antar berbagai lama waktu ekstraksi 5, 7, dan 9 jam sama yaitu berkisar antara 6,68 ± 1,61% sampai 7,90 ± 1,75%. Bilangan Asam Bilangan asam merupakan salah satu parameter yang menentukan kualitas suatu minyak yang menunjukkan jumlah asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak akibat proses hidrolisis. Semakin tinggi nilai bilangan asam suatu minyak, maka akan semakin tinggi pula tingkat kerusakannya karena jumlah molekul trigliserida yang terhidrolisisnya pun lebih banyak. Dengan demikian, kualitas dari minyak tersebut akan semakin rendah (Wildan dkk., 2012). Tabel 1 menunjukkan bahwa bilangan asam minyak biji petai Cina dalam waktu ekstraksi 9 jam lebih rendah. Hal ini terkait dengan asam lemak bebas berantai pendek yang bersifat mudah menguap (Ketaren, 1986). Sehingga pada lama waktu ekstraksi 9 jam diperkirakan asam lemak bebas pada minyak sebagian akan menguap. Disamping
7
itu, bilangan asam yang tinggi diakibatkan adanya kerja enzim lipase yang dapat menghidrolisa lemak akan tetapi enzim menjadi inaktif pada suhu tinggi (Ketaren, 1986). Jika dibandingkan dengan anggota suku Leguminosae yang lain, standar mutu bilangan asam minyak kedelai yaitu maksimum 3 (Ketaren, 1986) dan minyak biji Albizia julibrissin yaitu 5,08 ± 0,11 mg KOH/g lemak. Bilangan asam minyak biji petai Cina termasuk tinggi sehingga hal ini menandakan terjadinya reaksi hidrolisis pada saat proses ekstraksi (Nehdi, 2011). Bilangan Penyabunan Bilangan
penyabunan
merupakan
jumlah
alkali
yang
dibutuhkan
untuk
menyabunkan sejumlah contoh minyak dan besarnya bilangan penyabunan tergantung dari bobot molekul. Minyak yang berbobot molekul rendah akan mempunyai bilangan penyabunan yang lebih tinggi daripada minyak yang berbobot molekul tinggi (Ketaren, 1986). Tabel 1 menunjukkan nilai bilangan penyabunan sama antar lama waktu ekstraksi. Akan tetapi bilangan penyabunan minyak biji petai Cina terbilang rendah yaitu berkisar antara 46,75 ± 0,15 sampai 50,02 ± 0,15 mg KOH/g, jika dibandingkan dengan anggota suku Leguminosae yang lain. Standar mutu bilangan penyabunan minyak kedelai yaitu minimum 190 mg KOH/g (Ketaren, 1986) sedangkan minyak biji A. julibrissin yaitu 190,63 ± 0,73 mg KOH/g (Nehdi, 2011). Rendahnya nilai bilangan penyabunan ini disebabkan karena kandungan asam lemak pada minyak biji petai Cina tersusun atas asam lemak jenuh dan tidak jenuh berantai panjang (Tabel 2) sehingga bobot molekulnya relatif besar. Bilangan Peroksida Bilangan peroksida adalah nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak. Peroksida terbentuk karena asam lemak tidak jenuh dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya (Ketaren, 1986). Dari Tabel 1 terlihat bahwa bilangan peroksida minyak biji petai Cina meningkat sejalan dengan lama waku ekstraksi dan sama pada waktu ekstraksi 7 dan 9 jam. Hasil
8
ini menunjukkan bahwa semakin tinggi lama waktu ekstraksi maka kualitas minyak yang dihasilkan semakin rendah. Jika dibandingkan dengan anggota suku Leguminose yang lain, standar mutu bilangan peroksida minyak kedelai yaitu 1,52 ± 0,05 meq.O2/kg dan minyak biji A. julibrissin yaitu 6,61 ± 0,18 meq.O2/kg (Nehdi, 2011). Bilangan peroksida minyak biji petai Cina tergolong tinggi hal ini disebabkan proses pembentukan peroksida dapat dipercepat oleh panas (cahaya), suasana asam, kelembaban udara dan katalis (Ketaren, 1986). Analisis Komposisi Kimia Minyak Biji Petai Cina Kromatogram KG-MS metil ester minyak biji petai Cina ditunjukkan pada Gambar 1. 1
2
3
Gambar 2. Kromatogram KG-MS metil ester minyak biji petai Cina
Hasil analisa minyak biji petai Cina dengan KG-MS menunjukkan adanya 3 puncak yang muncul pada kromatogram (Gambar 2). Sedangkan analisa data hasil spektroskopi massa dilakukan dengan membandingkan spektra senyawa sampel minyak bii petai Cina dengan data base Wiley8 yang diperlihatkan pada Gambar 3 - 5. Spektrum a1 (sampel) merupakan spektrum dari puncak 1 pada Gambar 2 serupa dengan spektrum a2 (Wiley8) pada Gambar 3. yang teridentifikasi sebagai senyawa metil 9-oktadekenoat, sehingga dapat disimpulkan bahwa puncak nomor 2 adalah senyawa metil 9-oktadekenoat.
Dari Gambar 3 - 5 terlihat bahwa spektra massa
molekul asam lemak sampel untuk puncak 1 dan 3 memiliki puncak dasar 74 sementara puncak 2 memiliki puncak dasar 55. Puncak dasar spektra massa asam lemak sampel serupa dengan puncak dasar pustaka Wiley8.
9
(a1)
(a2) Gambar 3. Perbandingan spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan data base Wiley8 (b1) metil 9-oktadekenoat minyak biji petai Cina (b2) metil 9-oktadekenoat Wiley8
Dengan cara yang sama spektrum b1 (sampel) merupakan spektrum dari puncak nomor 1 pada Gambar 2 dan memiliki fragmentasi yang serupa dengan spektrum b2 (Wiley8) pada Gambar 3 yang teridentifikasi sebagai senyawa metil pentadekanoat.
(b1)
(b2) Gambar 4. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan database Wiley8 (a1) metil pentadekanoat minyak biji petai Cina (a2) metil pentadekanoat Wiley8
Spektrum c1 dari puncak 3 pada Gambar 2 serupa dengan spectrum c2 (Wiley8) pada Gambar 5 yang teridentifikasi sebagai senyawa metil heptadekanoat, sehingga dapat disimpulkan bahwa puncak nomor 3 adalah senyawa metil heptadekanoat.
10
(c1)
(c2) Gambar 5. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan data base Wiley (b1) metil heptadekanoat minyak biji petai Cina (b2) metil heptadekanoat Wiley8
Menurut Mc.Lafferty, umumnya metil ester rantai panjang tidak bercabang menunjukkan puncak dasar 74 yang merupakan ekspresi dari kation (CH 3COOCH3). Selanjutnya beberapa pemecahan yang khas seperti m/e 56, 42 dan 28 kemungkinan merupakan fragmen alkena (Ismiyarto dkk., 2006) yang ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7.
Gambar 6. Mekanisme fragmentasi homolitik gugusan metil ester asam lemak menurut Mc.Laferty (Ismiyarto dkk., 2006)
11
Gambar 7. Usulan Pola Fragmentasi Metil 9-Oktadekenoat
Komposisi kimia penyusun minyak biji petai Cina pada Tabel 2. menunjukkan adanya 3 komponen utama yaitu metil pentadekanoat, metil 9-oktadekenoat dan metil heptadekanoat. Kandungan metil 9-oktadekenoat dalam minyak biji petai Cina sangat dominan dalam minyak nabati yaitu sebesar 74.82%. Tabel 2. Komposisi Senyawa-Senyawa Penyusun Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) No Indeks Rumus Kandungan Komponen Kimia (BM) Puncak Retensi Molekul (%) 1 24.058 metil 9-oktadekenoat C19H36O2 296 74,82 2 22.275 metil pentadekanoat C16H32O2 256 20,51 3 24.333 metil heptadekanoat C19H38O2 298 4,67
12
Dari Tabel 2 terlihat bahwa kandungan asam lemak jenuh pada minyak biji petai Cina mencapai 25,18% sedangkan kandungan asam lemak tidak jenuh mencapai 74.82%. Hasil ini tidak berbeda jauh dari penelitian Sethi dan Kulkarni (1995) yang melaporkan bahwa minyak biji petai Cina mengandung 26 - 29% asam-asam lemak jenuh dan 71 - 73% asam-asam lemak tidak jenuh. Akan tetapi hasil komposisi kimia minyak biji petai Cina tidak sesuai dengan penelitian oleh Khaliq et. al (1989) dalam Aderibigbe et al. (2011) yang menyatakan bahwa komposisi utama minyak biji petai Cina adalah asam linoneat, asam eikosanoat dan asam lignoserat. Menurut Trustinah dan Kasno (2012) perbedaan ini disebabkan karena komposisi asam lemak dapat dipengaruhi oleh faktor genetik, lingkungan, dan interaksi antara keduanya. Fraksinasi Minyak Biji Petai Cina Pada hasil penelitian ini didapatkan tiga fraksi lemak yaitu netral lipid, glikolipid dan fosfolipid. Netral Lipid Fraksi netral lipid diidentifikasi kandungan asam lemak yang terkandung didalamnya dengan menggunakan KG-MS (Kromatografi Gas-Massa Spektrometri). Kromatogram fraksi netral lipid ditunjukkan pada Gambar 8. 1
2
3 4 7
5 8
6
Gambar 8. Kromatogram KG-MS Fraksi Netral lipid Minyak Biji Petai Cina
Komponen senyawa utama penyusun fraksi netral lipid minyak biji petai Cina disajikan pada Tabel 3.
13
Tabel 3. Komposisi Senyawa Penyusun Fraksi Netral lipid Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) No Indeks Rumus Kandungan Komponen Kimia (BM) Puncak Retensi Molekul (%) 1 40,175 Asam Linoleat C18H32O2 280 57,46 2 36,742 Asam Risinoleat C18H34O3 298 16,71 3 40,265 Asam Oleat C18H34O2 282 12,64 4 40,705 Asam Stearat C18H36O2 284 5,57 5 45,551 Dioktil adipate C22H42O4 370 3,6 6 47,692 Asam Dokosanoat C21H42O2 326 1,47 7 40,342 Asam 14-Oktadekenoat C18H34O2 282 1,32 8 44,336 Asam Eicosanoat C19H38O2 298 1,22 Dari Tabel 3 dapat disimpulkan bahwa komposisi utama senyawa penyusun fraksi netral lipid terdiri dari asam lemak tidak jenuh yaitu asam linoleat sebesar 57,46%, asam risinoleat sebesar 16,71% dan asam oleat sebesar 12,64%. Glikolipid Hasil analisis dengan KG-MS dari asam lemak fraksi Glikolipid menghasilkan kromatogram dengan 5 puncak seperti disajikan pada Gambar 9 berikut ini: 1
2
3
4
5
Gambar 9. Kromatogram KG-MS Fraksi Glikolipid Minyak Biji Petai Cina
Komponen senyawa utama penyusun fraksi glikolipid minyak biji petai Cina disajikan pada Tabel 4.
14
Tabel 4. Komposisi Senyawa Penyusun Fraksi Glikolipid Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) No Puncak
Indeks Retensi
1 2 3 4 5
40,097 36,73 40,206 45,539 40,692
Komponen Kimia
Rumus Molekul
(BM)
Asam Linoleat Asam Risinoleat Asam Elaidat
C18H32O2 C18H34O3 C18H34O2
280 298 282
Dioktil adipate
C22H42O4
370
Asam Stearat
C18H36O2
284
Kandungan (%)
50,43 23 15,91 6,28 4,38
Dari Tabel 4. dapat disimpulkan bahwa komposisi utama senyawa penyusun fraksi glikolipid terdiri dari asam lemak tidak jenuh yaitu asam linoleat sebesar 50,43% dan asam risinoleat sebesar 23% dan asam elaidat sebesar 15,91%. Fosfolipid Hasil analisis dengan KG-MS dari asam lemak fraksi Fosfolipid menghasilkan kromatogram dengan 14 puncak seperti disajikan pada Gambar 10 berikut ini, 1
2
3
4 5 7 12
13 11
8 10
9
6
14
Gambar 10. Kromatogram KG-MS Fraksi Fosfolipid Minyak Biji Petai Cina
Komponen senyawa utama penyusun fraksi fosfolipid minyak biji petai Cina disajikan pada Tabel 5.
15
Tabel 5. Komposisi Senyawa Penyusun Fraksi Fosfolipid Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) No Indeks Rumus Kandungan Komponen Kimia (BM) Puncak Retensi Molekul (%) 1 36,803 Asam Palmitat C16H32O2 256 30,68 2 40,2 Asam Linoleat C18H32O2 280 27,39 3 45,615 Dioktil adipate C22H42O4 370 15,16 4 40,743 Asam Stearat C18H36O2 284 7,14 5 40,289 Asam Petroselinat C18H34O2 282 3,58 6 50,003 Tak teridentifikasi 3,1 7 34,62 Asam etil Heksanedioic C8H14O4 174 2,93 8 44,167 Tak teridentifikasi 2,65 9 47,299 Asam Palmitat, n-oktil C22H44O2 340 1,92 10 44,349 Asam Eikosanoat C19H38O2 298 1,56 11 40,991 Cocomonoetanolamida C13H27O2N 217 1,18 3 (3,5 diterbutil 4 12 37,160 C17H26O3 278 1,06 hidroksipenil) propinat 13 40,367 Asam 11-Oktadekenoat C18H34O2 282 0,85 14 47,694 Asam Dokosanoat C21H42O2 326 0,8 Dari Tabel 5 dapat disimpulkan bahwa komposisi utama senyawa penyusun fraksi fosfolipid terdiri dari asam lemak tidak jenuh yaitu asam palmitat sebesar 30,68% dan asam linoleat sebesar 27,39%.
Gambar 11. Pola Fragmentasi Asam Linoleat (Ahmad dkk., 2011)
16
Menurut Bruckert (2001, dalam Nehdi, 2011) asam linoleat (Omega 6) sangat bermanfaat untuk kesehatan pertumbuhan kulit Omega 6 juga berperan penting dalam transpor dan metabolisme lemak. Sedangkan asam oleat (Omega 9) merupakan asam lemak tidak jenuh yang mekanisme kerjanya adalah menghambat produksi glukosa dan juga bersifat antioksidan yang dapat menangkal terbentuknya radikal bebas dalam tubuh (Sediarso dkk., 2008). Tidak hanya itu, Trustinah dan Kasno (2012) menambahkan bahwa asam oleat dapat menurunkan tekanan darah dan meningkatkan kadar HDL. Asam elaidat merupakan bentuk trans dari asam oleat. Terbentuknya asam lemak trans ini disebabkan terjadinya proses hidrogenasi yang melibatkan penggunaan suhu tinggi dan tekanan (Sulistyowati, 2009). Asam palmitat merupakan sumber kalori penting namun memiliki daya antioksidasi yang rendah dan dapat meningkatkan kolesterol serum serta kadar lipoprotein LDL (Droke and Lukaski 2008 dalam Donna, 2009). KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Antar lama waktu ekstraksi tidak berpengaruh terhadap kadar air dan bilangan penyabunan minyak biji petai Cina (L. leucochepala). Sedangkan untuk bilangan peroksida semakin lama waktu ekstraksi maka kualitas minyak biji petai Cina semakin rendah, sebaliknya untuk bilangan asam semakin lama waktu ekstraksi maka kualitas minyak biji petai Cina semakin bagus. 2. Komponen utama penyusun minyak biji petai Cina adalah asam oleat 74,82%, asam pentadekanoat 20,51%, dan asam heptadekanoat 4,67%. 3. Komposisi utama fraksi netral lipid adalah asam linoleat, asam risinoleat, dan asam oleat. Fraksi glikolipid adalah asam linoleat, asam risinoleat dan asam elaidat. Fraksi fosfolipid adalah asam palmitat dan asam linoleat. Ditelaah dari kandungan asam lemak tidak jenuh yang relatif tinggi yang terdapat dalam minyak biji petai Cina maka minyak biji petai Cina sangat bermanfaat sebagai bahan dasar kosmetik, pangan maupun energi, sehingga berpotensi dikembangkan lebih lanjut.
17
DAFTAR PUSTAKA Aderibigbe S.A., Adetunji O. A. and Odeniyi M.A., 2011. Antimicrobial and Pharmaceutical Properties of The Seed Oil of Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit (Leguminosae). African Journal of Biomedical Research 14, 63-68. Ahmad Kadir K., Ishak Isa dan Weny JA Musa, 2011. Analisis Kadar Asam Linoleat dan Asam Linolenat pada Tahu dan Tempe yang Dijual di Pasar Telaga Secara GCMS. Arifin, L., 2013. Pematahan Dormansi Benih pada Benih Lamtoro (Leucaena leucocephala). Badan Standarisasi Nasional Indonesia. SNI 01-3555-1998: Cara Uji Lemak dan Minyak Dessy, 2000. Pengaruh Suhu Pemanasan Biji Jarak, Waktu dan Tekanan Pengempaan Dingin Terhadap Mutu Minyak Biji Jarak (Ricinus communis L.) Donna Marselia, 2009. Analisis Kandungan Asam Lemak pada Gonad Bulu Babi (Tripneustes gratilla L.). Ichthyos Vol.8 No.2, 75-79. Garcia-Fayos, B., J. M. Arnal, G. Verdu, A. Sauri, 2010. Study of Moringa Oleifera Oil Extraction and Its Influence in Primary Coagulant Activity for Drinking Water. International Conference on Food Inovation. Ismiyarto, S. A. Halim dan P. J. Wibawa. 2006. Identification of Fatty Acid Compotition in Turi Seed Oil. JSKA IX, 1. Ketaren S. 1986. Minyak dan Lemak Pangan, Ed. 1. UI-Press, Jakarta. Mohamed EA and Khadiga AA., 2009. Chemical composition and amino acids profile of Leucaena leucocephala seeds. International Journal of Poultry Science 8, 10: 966-970. Nehdi, I., 2011. Characteristics, Chemical Composition and Utilisation of Albizia Julibrissin Seed Oil. Science Direct Industrial Crops and Products 33, 30-34. Oil World, 2012. Production and Consumption of Vegetable Oil. www.Oilworld.biz [16 Desember 2013]. Ramadan, M.F., G. Sharanabasappa, Y. N. Seetharam, 2006. Characterisation of Fatty Acids and Bioactive Compounds of Kachnar (Bauhinia purpurea L.) Seed Oil. Sience Direct Food Chemistry 98, 359-365. Sediarso, H. Sunaryo dan Nurul Amalia, 2008. Efek Antidiabetes dan Identifikasi Senyawa Dominan dalam Fraksi Kloroform Herba Cipluka (Physalis angulate L.). Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 4 No. 2, 63-69. Sethi, P. and P.R. Kulkarni, 1995. Leucaena leucocephala: A Nutrition Profile. Food and Nutrition Bulletin 16, 3. Steel , R.G.D dan J.H. Torrie, 1980. Prinsip dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan Biometrik. Gramedia, Jakarta. Suprihatin. 2009. Hidrolisis Protein dari Buah Lamtoro. UNESA University Press. Suryandari, S., 1981. Pengambilan Oleoresin Jahe dengan cara Solvent extraction. BBIHP. Bogor. 15hal. Trustinah dan A. Kasno, 2012. Karakterisasi Kandungan Asam Lemak Beberapa Genotipe Kacang Tanah. Malang.
18
Wildan A., D. Ingrid A., I. Hartati, Widayat, 2012. Optimasi Pengambilan Minyak dari Limbah Padat Biji Karet dengan Metode Sokhletasi. Momentum Vol. 8, No.2, 5255.
19
Lampiran 1. Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014
20
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014
21
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 besarnya kebutuhan akan minyak nabati, maka diperlukan adanya sumber-sumber minyak nabati yang baru yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut dan salah satu yang perlu diperhatikan adalah petai Cina (L. leucocephala). Petai cina merupakan pohon serba guna yang berasal dari Amerika Tengah dan Meksiko. Di Indonesia, petai cina umumnya ditanam untuk pakan ternak, tanaman pagar dan tanaman pelindung untuk kopi dan vanili. Masyarakat memanfaatkan buah dan daun muda petai cina untuk sayur. Tidak hanya itu, daun petai cina dapat digunakan sebagai pakan ternak dan batang pohonnya dimanfaatkan sebagai perabotan dan kayu bakar [2]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biji petai Cina memiliki kandungan protein sebesar 31,1% dan metabolisme energi sebesar 2573,26 kcal/kg. Kandungan asam amino dari biji petai cina yaitu lisina 1,39%, metionina 0,36%, sisteina 0,35%, arginine 2,62%, asam glutamat 4,63%, treonina0,87%, glisina 1,38%, alanine 1,11%, valine 1,11%, isoleusina 0,93% dan leusina 1,81% [3]. Minyak biji petai cina juga mengandung sterol (berupa 55% β-sitosterol ), metil sterol, alkohol triterpenoid, tokoferol (α-tokoferol), glikolipida, hidrokarbon dan karotenoid [4]. Lebih lanjut, minyak biji petai cina mengandung 26-29% asam-asam lemak jenuh dan 71-73% asam-asam lemak tidak jenuh [5], sedangkan penelitian lain melaporkan bahwa minyak biji petai cina mempunyai aktivitas antimikroba gram positif dan gram negatif dan
minyak biji petai cina oles (lotion) mempunyai good pharmaceutical
properties [4]. Sampai sejauh ini, belum ada data penelitian yang mengupas tentang komposisi kimiawi dan karakterisasi minyak biji petai cina di Indonesia. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk: 4. Menghasilkan minyak biji petai cina yang optimal ditinjau dari lama ekstraksi 5. Identifikasi komposisi penyusun minyak biji petai cina dengan menggunakan KG-MS 2. METODE PENELITIAN 2.1
Bahan Biji petai cina diperoleh dari daerah Kopeng-Salatiga, Jawa Tengah sedangkan
bahan kimiawi yang digunakan adalah n-heksana (PA, Merck) dan nitrogen.
22
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 2.2
Alat Piranti yang digunakan antara lain grinder, peralatan gelas, peralatan soxhlet,
waterbath (Memmert), kertas saring, rotary evaporator (Buchi), neraca analitik 4 digit (Mettler H80, Mettler Instrument Corp., USA), neraca analitik 2 digit (Ohaus TAJ602, Ohaus Corp., USA), Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM). 2.3
Metode
2.3.1 Preparasi Sampel Biji petai cina dikering-anginkan lalu dilumat hingga halus dan selanjutnya disimpan dalam tempat yang tertutup rapat. 2.3.2 Ekstraksi Minyak Biji Petai Cina yang dimodifikasi [6, 7] Biji petai Cina yang telah dihaluskan diekstrak dengan n-hexana pada suhu 800C menggunakan peralatan Soxhlet selama 5, 7 dan 9 jam. Hasil ekstraksi dipekatkan dengan evaporator putar pada suhu 600C. Minyak hasil ekstraksi dipindahkan ke dalam botol timbang yang telah ditimbang kemudian disimpan pada suhu 200C lalu dihitung rendemennya. 2.3.3 Analisis Kimia Minyak Biji Petai Cina Analisis komponen kimia dilakukan dengan menggunakan KG-SM Shimadzu QP2010S dengan kondisi operasi pada tekanan 16.5 kPa, suhu kolom diatur dari 70° sampai 280°C, dan suhu injeksi 310°C. Hasil spektroskopi massa dilakukan dengan membandingkan spektra senyawa sampel minyak bii petai cina dengan data base Wiley8. Sebelum diinjeksikan, sampel minyak di esterifikasi terlebih dahulu. 2.4
Analisis Data Data rendemen minyak dianalisis dengan menggunakan rancangan dasar RAK
(Rancangan Acak Kelompok) 3 perlakuan dan 9 ulangan. Sebagai perlakuan adalah lama waktu ekstraksi yaitu 5 jam, 7 jam dan 9 jam, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian antar rataan perlakuan dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% [8].
23
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1
Rendemen Hasil ekstraksi minyak biji petai cina berwarna coklat kehijauan. Hasil penelitian
ini sesuai dengan laporan penelitian [5,9] yang menyatakan bahwa minyak biji petai Cina bewarna hijau hingga coklat. Rerata rendemen ekstraksi minyak biji petai cina antar Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 berbagai lama waktu ekstraksi berkisar antara 3,53 ± 0,13% sampai 3,82 ± 0,15% (Tabel 1). Tabel 1. Rerata rendemen minyak biji petai cina dengan variasi lama waktu ekstraksi Waktu Ekstraksi (Jam) 5 7 9
Rendemen (% ± SE) 3,53 ± 0,13a 3,69 ± 0,12b 3,82 ± 0,15c
Keterangan : * SE : Simpangan Baku Taksiran * Beda Nyata Jujur 5% : W = 0,0712 * Angka yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan berbeda nyata sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.
Dari Tabel 1. terlihat bahwa rendemen minyak biji petai cina meningkat sejalan dengan lama waku ekstraksi. Semakin lama waktu ekstraksi semakin tinggi rendemen yang diperoleh karena terjadinya kontak antara bahan dengan pelarut semakin besar sampai batas tidak ada yang terekstraksi[10]. 3.2
Analisis Komposisi Kimia Minyak Biji Petai Cina Kromatogram KG-SM metil ester minyak biji petai Cina ditunjukkan pada Gambar
1 dibawah ini.
Gambar 1. Kromatogram KG-SM metil ester minyak biji petai cina
24
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 Hasil analis minyak biji petai Cina (L. leucochepala) dengan KG-SM menunjukkan adanya 3 puncak yang muncul pada kromatogram (Gambar 1.). Sedangkan analisa data hasil spektroskopi massa dilakukan dengan membandingkan spektra senyawa sampel minyak bii petai Cina dengan data base Wiley8 yang diperlihatkan pada Gambar 2. Spektrum a1 (sampel) merupakan spektrum dari puncak nomor 1 (Gambar 1.) dan memiliki fragmentasi yang serupa dengan spektrum a2 (Wiley8) yang teridentifikasi sebagai senyawa metil pentadekanoat. Dari Gambar 3 s.d 5 terlihat bahwa spektra massa molekul asam lemak sampel untuk puncak 1 dan 3 memiliki puncak dasar 74 sementara puncak 2 memiliki puncak dasar 55. Puncak dasar spektra massa asam lemak sampel serupa dengan puncak dasar pustaka Wiley8.
(a1)
(a2) Gambar 2. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai cina dengan data base Wiley8 (a1) metil pentadekanoat minyak biji petai cina (a 2) metil pentadekanoat Wiley8
Dengan cara yang sama spektrum dari puncak 2 (Gambar 1.) serupa dengan spektrum b2 (Wiley8) (Gambar 4.) yang teridentifikasi sebagai senyawa metil 9oktadekenoat, sehingga dapat disimpulkan bahwa puncak nomor 2 (Gambar 1.) adalah senyawa metil 9-oktadekenoat.
25
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014
(b1)
(b2) Gambar 3. Perbandingan spektrum massa metil ester minyak biji petai cina dengan data base Wiley8 (b1) metil 9-oktadekenoat minyak biji petai cina (b2) metil 9-oktadekenoat Wiley8
Spektrum dari puncak 3 (Gambar 1.) serupa dengan spectrum c2 (Wiley8) (Gambar 5.) yang teridentifikasi sebagai senyawa metil heptadekanoat, sehingga dapat disimpulkan bahwa puncak nomor 3 (Gambar 1.) adalah senyawa metil heptadekanoat.
(c1)
(c2) Gambar 4. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai cina dengan data base Wiley8 (b1) metil heptadekanoat minyak biji petai cina (b2) metil heptadekanoat Wiley8
Menurut Mc. Lafferty umumnya metil ester rantai panjang tidak bercabang menunjukkan puncak dasar 74 yang merupakan ekspresi dari kation (CH 3COOCH3). Selanjutnya beberapa pemecahan yang khas seperti m/e 56, 42 dan 28 kemungkinan merupakan fragmen alkena [11].
26
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014
Gambar 5. Mekanisme fragmentasi homolitik gugusan metil ester asam lemak menurut Mc.Laferty
Gambar 6. Usulan Pola Fragmentasi Metil 9-Oktadekenoat
Komposisi kimia penyusun minyak biji petai Cina (L. leucochepala) menunjukkan adanya 3 komponen utama yaitu metil pentadekanoat, metil 9-oktadekenoat dan metil heptadekanoat (Tabel 2.). Kandungan metil 9-oktadekenoat dalam minyak biji petai Cina sangat dominan dalam minyak nabati yaitu sebesar 74.82%.
27
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 Tabel 2. Komposisi Senyawa-Senyawa Penyusun Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) Indeks
Puncak
Retensi
1
22.275
metil pentadekanoat
C16H32O2
256
20,51
2
24.058
metil 9-oktadekenoat
C19H36O2
296
74,82
3
24.333
metil heptadekanoat
C19H38O2
298
4,67
Komponen Kimia
Rumus
Kandunga
No
Molekul
(BM)
n (%)
Dari Tabel 2. terlihat bahwa kandungan asam lemak jenuh pada minyak biji petai cina mencapai 25,18% sedangkan kandungan asam lemak tidak jenuh mencapai 74.82%. Hasil ini tidak berbeda jauh dari penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa minyak biji petai cina mengandung 26-29% asam-asam lemak jenuh dan 71-73% asam-asam lemak tidak jenuh [5]. Akan tetapi hasil komposisi kimia minyak biji petai cina tidak sesuai dengan penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa komposisi utama minyak biji petai cina adalah asam linoneat, asam eicosanoat dan asam lignoserat [4]. Perbedaan ini disebabkan karena komposisi asam lemak dapat dipengaruhi oleh faktor genetik, lingkungan, dan interaksi antara keduanya [13]. 4. KESIMPULAN DAN PROSPEK Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap minyak biji petai maka dapat disimpulkan bahwa rendemen minyak tertinggi dihasilkan dalam waktu ekstraksi 9 jam yaitu 3,82 ± 0,15 %, sedangkan komposisi utama penyusun minyak biji petai cina adalah asam pentadekanoat sebesar 20.51%, 9-oktadekenoat sebesar 74.82% dan asam heptadekanoat sebesar 4.67%. Ditelaah dari kandungan asam lemak tidak jenuh yang relatif tinggi yang terdapat dalam minyak biji petai cina maka minyak biji petai Cina sangat bermanfaat sebagai bahan dasar kosmetik, pangan maupun energi, sehingga berpotensi dikembangkan lebih lanjut.
28
Lampiran 1. (Lanjutan) Seminar Nasional SEMIRATA Institut Pertanian Bogor, 9-11 Mei 2014 5. DAFTAR PUSTAKA [1] Oil World, 2012. Production and Consumption of Vegetable Oil. www.Oilworld.biz (Diunduh pada tanggal 16 Desember 2013). [2] Arifin, L., 2013. Pematahan Dormansi Benih pada Benih Lamtoro (Leucaena leucocephala). [3] Elamin, M. and K. Abbas, 2009. Chemical Composition and Amino Acids Profile of Leucaena leucocephala Seeds. International Journal od Poultry Science, 966-970. [4] Aderibigbe S.A., Adetunji O. A. and Odeniyi M.A., 2011. Antimicrobial and Pharmaceutical Properties of The Seed Oil of Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit (Leguminosae). Afr. J. Biomed Res., 63-68. [5] Sethi, P. and P.R. Kulkarni, 1995. Leucaena leucocephala: A Nutrition Profile. Food and Nutrition Bulletin, 16: 3. [6] Garcia-Fayos, B., J. M. Arnal, G. Verdu, A. Sauri, 2010. Study of Moringa Oleifera Oil Extraction and Its Influence in Primary Coagulant Activity for Drinking Water. International Conference on Food Inovation. [7] Nehdi, I., 2011. Characteristics, Chemical Composition and Utilisation of Albizia Julibrissin Seed Oil. Science Direct Industrial Crops and Products, 30-34. [8] Steel , R.G.D dan J.H. Torrie, 1980. Prinsip dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan Biometrik. Jakarta: Gramedia. [9] Mohamed EA and Khadiga AA. (2009). Chemical composition and amino acids profile of Leucaena leucocephala seeds. International Journal of Poultry Science 8, 10: 966970. [10] Suryandari, S., 1981. Pengambilan Oleoresin Jahe dengan cara Sol-vent extraction. BBIHP. Bogor. 15hal. [11] Ismiyarto, S. A. Halim dan P. J. Wibawa. 2006. Identification of Fatty Acid Compotition in Turi Seed Oil. JSKA. Vol IX. No 1. [12] Trustinah dan A. Kasno, 2012. Karakterisasi Kandungan Asam Lemak Beberapa Genotipe Kacang Tanah. Malang.
29
Lampiran 2. SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014
30
Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014
31 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 2. menentukan pengaruh lama waktu ekstraksi
pada
600C.
suhu
Minyak
hasil
ekstraksi
terhadap sifat fisiko-kimiawi minyak biji petai
dipindahkan ke dalam botol timbang yang telah
Cina.
ditimbang kemudian disimpan pada suhu 200C lalu
METODE PENELITIAN
dihitung rendemennya.
Bahan
Analisis Kimia Minyak Biji Petai Cina
Biji petai Cina yang diperoleh dari daerah Kopeng-Salatiga, Jawa Tengah.
Analisis komponen kimia dilakukan dengan menggunakan
KG-MS
Shimadzu
QP2010S
Bahan Kimiawi yang digunakan antara lain n-
dengan kondisi operasi pada tekanan 16.5 kPa,
heksana (PA, Merck), Etanol 95% (PA, Merck),
suhu kolom diatur dari 70° sampai 280°C, dan
Indikator Fenolftalein (PA, Merck), NaOH (PA,
suhu injeksi 310°C. Hasil spektroskopi massa
Merck), Akuades, Asam Oksalat (PA, Merck),
dilakukan
KOH (PA, Merck), HCl (PA, Merck), Natrium
senyawa sampel minyak bii petai Cina dengan
Tiosulfat (PA, Merck), Kanji, Asam Asetat Glasial
data base Wiley8. Sebelum diinjeksikan, sampel
(PA, Merck), Kloroform (PA, Merck), Kalium Iodida
minyak diesterifikasi terlebih dahulu.
dengan
membandingkan
spektra
(PA, Merck) dan Na2SO4 Anhidrat (PA, Merck). Pengujian Fisiko-Kimiawi Minyak Biji Petai
Piranti Piranti yang digunakan antara lain grinder, peralatan gelas, soxhlet, waterbath (Memmert), pendingin tegak, kertas saring, rotary evaporator (Buchi), neraca analitik 4 digit (Mettler H80, Mettler Instrument Corp., USA), neraca analitik 2 digit (Ohaus TAJ602, Ohaus Corp., USA) dan Kromatografi
Gas-
Massa
Spektrometri
Cina [7] Dilakukan pengujian fisiko-kimiawi terhadap minyak hasil ekstraksi yang meliputi warna, kadar air (SNI 01-3555-1998), bilangan asam (SNI 013555-1998), bilangan peroksida (SNI 01-35551998), dan bilangan penyabunan dengan metoda titrasi (SNI 01-3555-1998). Analisis Data
(Shimadzu, Japan).
Data
Metoda
parameter
fisiko-kimiawi
dianalisis
dengan menggunakan rancangan dasar RAK Preparasi Sampel Biji
petai
dihaluskan
dan
(Rancangan Acak Kelompok) dengan 3 perlakuan
Cina
dikering-anginkan
selanjutnya
disimpan
lalu
dan 9 ulangan. Sebagai perlakuan adalah lama
dalam
waktu ekstraksi yaitu 5 jam, 7 jam dan 9 jam,
wadah tertutup rapat. Ekstraksi
Minyak
sedangkan Biji
Petai
Cina
yang
dimodifikasi [5 dan 6] Biji petai Cina yang telah dihaluskan diekstrak dengan n-hexana pada suhu 800C menggunakan peralatan Soxhlet selama 5, 7 dan 9 jam. Hasil ekstraksi dipekatkan dengan evaporator putar
analisis.
sebagai
Pengujian
kelompok antar
adalah
rataan
waktu
perlakuan
dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% [8].
32 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 HASIL DAN DISKUSI
sebagai senyawa metil heptadekanoat, sehingga
Analisis Komposisi Kimia Minyak Biji Petai
dapat disimpulkan bahwa puncak nomor 3 adalah
Cina
senyawa metil heptadekanoat.
Kromatogram KG-MS metil ester minyak biji
Menurut Mc. Lafferty umumnya metil ester
petai Cina ditunjukkan pada Gambar 1 (dan
rantai panjang tidak bercabang menunjukkan
Lampiran 1).
puncak dasar 74 yang merupakan ekspresi dari
Hasil analisa minyak biji petai Cina dengan
kation
(CH3COOCH3)
.
Selanjutnya
beberapa
KG-MS menunjukkan adanya 3 puncak yang
pemecahan yang khas seperti m/e 56, 42 dan 28
muncul pada kromatogram (Gambar 1. dan
kemungkinan merupakan fragmen alkena [9] yang
Lampiran 1). Sedangkan analisa data hasil
ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6 (Lampiran 1).
spektroskopi
dengan
Komposisi kimia penyusun minyak biji petai Cina
membandingkan spektra senyawa sampel minyak
pada Tabel 1.(Lampiran 2) menunjukkan adanya 3
bii petai Cina dengan data base Wiley8 yang
komponen utama yaitu metil pentadekanoat, metil
diperlihatkan pada Gambar 2. ( dan Lampiran 1).
9-oktadekenoat
massa
dilakukan
dan
metil
heptadekanoat.
Spektrum a1 (sampel) merupakan spektrum
Kandungan metil 9-oktadekenoat dalam minyak
dari puncak nomor 1 pada Gambar 1. (Lampiran
biji petai Cina sangat dominan dalam minyak
1) dan memiliki fragmentasi yang serupa dengan
nabati yaitu sebesar 74.82%.
spektrum a2 (Wiley8) pada Gambar 2. (Lampiran
Dari Tabel 1. (Lampiran 2) terlihat bahwa
1) yang teridentifikasi sebagai senyawa metil
kandungan asam lemak jenuh pada minyak biji
pentadekanoat. Dari Gambar 2 s.d 4 (Lampiran 1)
petai
terlihat bahwa spektra massa molekul asam lemak
kandungan asam lemak tidak jenuh mencapai
sampel untuk puncak 1 dan 3 memiliki puncak
74.82%. Hasil ini tidak berbeda jauh dari penelitian
dasar 74 sementara puncak 2 memiliki puncak
sebelumnya yang menyatakan bahwa minyak biji
dasar 55. Puncak dasar spektra massa asam
petai Cina mengandung 26-29% asam-asam
lemak sampel serupa dengan puncak dasar
lemak jenuh dan 71-73% asam-asam lemak tidak
pustaka Wiley8.
jenuh [4]. Akan tetapi hasil komposisi kimia
Cina
mencapai
25,18%
sedangkan
Dengan cara yang sama spektrum dari
minyak biji petai Cina tidak sesuai dengan
puncak 2 pada Gambar 1. (Lampiran 1) serupa
penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa
dengan spektrum b2 (Wiley8) pada Gambar 3.
komposisi utama minyak biji petai Cina adalah
(Lampiran 1) yang teridentifikasi sebagai senyawa
asam linoneat, asam eicosanoat dan asam
metil 9-oktadekenoat, sehingga dapat disimpulkan
lignoserat [3]. Perbedaan ini disebabkan karena
bahwa puncak nomor 2 adalah senyawa metil 9-
komposisi asam lemak dapat dipengaruhi oleh
oktadekenoat.
faktor genetik, lingkungan, dan interaksi antara
Spektrum dari puncak 3 pada Gambar 1. (Lampiran 1) serupa dengan spectrum c2 (Wiley8) pada Gambar 4. (Lampiran 1) yang teridentifikasi
keduanya [10].
33 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 Pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap sifat fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina
Bilangan
Hasil ekstraksi minyak biji petai Cina berwarna coklat kehijauan. Hasil penelitian ini sesuai dengan laporan penelitian [4 dan 11] yang menyatakan
bahwa
minyak
biji
Bilangan Asam
petai
Cina
bewarna hijau hingga coklat. Rerata rendemen dan sifat fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina antar berbagai lama waktu ekstraksi disajikan pada
parameter
asam
yang
merupakan
menentukan
salah
kualitas
satu suatu
minyak yang menunjukkan jumlah asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak akibat proses hidrolisis. Semakin tinggi nilai bilangan asam suatu minyak, maka akan semakin tinggi pula tingkat kerusakannya karena jumlah molekul trigliserida yang terhidrolisisnya pun lebih banyak. Dengan demikian, kualitas dari minyak tersebut
Tabel 2 (Lampiran 2).
akan semakin rendah [14]. Rendemen
Tabel 2 (Lampiran 2) menunjukkan bahwa
Dari Tabel 2. (Lampiran 2) terlihat bahwa rendemen minyak biji petai Cina meningkat sejalan dengan lama waku ekstraksi. Semakin lama waktu ekstraksi semakin tinggi rendemen yang diperoleh karena terjadinya kontak antara bahan dengan pelarut semakin besar sampai batas tidak ada yang terekstraksi [12].
bilangan asam minyak biji petai Cina dalam waktu ekstraksi 9 jam lebih rendah. Hal ini terkait dengan asam lemak bebas berantai pendek yang bersifat mudah menguap [13]. Sehingga pada lama waktu ekstraksi 9 jam diperkirakan asam lemak bebas pada minyak sebagian akan menguap. Di samping itu, bilangan asam yang tinggi diakibatkan adanya kerja enzim lipase yang dapat menghidrolisa
Kadar Air Pengujian kadar air merupakan salah satu parameter yang dapat mempengaruhi tingkat
lemak akan tetapi enzim menjadi inaktif pada suhu tinggi [13].
kerusakan.
Jika dibandingkan dengan anggota suku
Terdapatnya sejumlah air dalam minyak atau
Leguminosae yang lain, standar mutu bilangan
lemak dapat mengakibatkan terjadinya reaksi
asam minyak kedelai maksimum 3 [13] dan
hidrolisis
7
minyak biji Albizia julibrissin yaitu 5,08 ± 0,11 mg
(Lampiran 1). Minyak atau lemak akan diubah
KOH/g lemak. Bilangan asam minyak biji petai
menjadi asam lemak bebas dan gliserol [13].
Cina termasuk tinggi sehingga hal ini menandakan
ketahanan
minyak
yang
terhadap
ditunjukkan
pada
gambar
Dari Tabel 2 (Lampiran 2) terlihat bahwa kadar
terjadinya reaksi hidrolisis pada saat proses
air minyak biji petai Cina antar berbagai lama
ekstraksi [6].
waktu ekstraksi 5, 7, dan 9 jam sama yaitu
Bilangan Penyabunan
berkisar antara 6,68 ± 1,61% sampai 7,90 ± 1,75%.
Bilangan alkali
yang
penyabunan dibutuhkan
merupakan untuk
jumlah
menyabunkan
sejumlah contoh minyak dan besarnya bilangan penyabunan tergantung dari bobot molekul.
34 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 Minyak yang berbobot molekul rendah akan
Jika dibandingkan dengan anggota suku
mempunyai bilangan penyabunan yang lebih
Leguminosae yang lain, standar mutu bilangan
tinggi daripada minyak yang berbobot molekul
peroksida minyak kedelai 1,52 ± 0,05 meq.O2/kg
tinggi [13].
dan minyak biji A. julibrissin yaitu 6,61 ± 0,18
Tabel 2 (Lampiran 2) menunjukkan nilai
meq.O2/kg [6]. Bilangan peroksida minyak biji
bilangan penyabunan sama antar lama waktu
petai Cina tergolong tinggi hal ini dikarenakan
ekstraksi.
proses
Akan
tetapi
bilangan
penyabunan
pembentukan
peroksida
ini
dapat
minyak biji petai Cina terbilang rendah yaitu
dipercepat oleh panas (cahaya), suasana asam,
berkisar antara 46,75 ± 0,15 sampai 50,02 ± 0,15
kelembaban udara dan katalis [13].
mg KOH/g, jika dibandingkan dengan anggota
KESIMPULAN
suku Leguminosae yang lain, dengan standar mutu minyak kedelai yaitu minimum 190 mgKOH/g
Berdasarkan hasil penelitian maka dapat
[13] sedang minyak biji A. julibrissin yaitu 190,63 ±
disimpulkan sebagai berikut:
0,73 mg KOH/g [6].
1. Komponen utama penyusun minyak biji petai
Rendahnya nilai bilangan penyabunan ini
Cina adalah asam oleat 74,82%, asam
disebabkan karena kandungan asam lemak pada
pentadekanoat
minyak petai Cina tersusun atas asam lemak
heptadekanoat 4,67%.
jenuh dan tidak jenuh berantai panjang (Tabel 1.)
20,51%,
dan
asam
2. Antar lama waktu ekstraksi tidak berpengaruh terhadap kadar air dan bilangan penyabunan,
sehingga bobot molekulnya relatif besar.
untuk bilangan peroksida semakin lama waktu Bilangan Peroksida
ekstraksi
Bilangan peroksida adalah nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak. Peroksida terbentuk karena asam lemak tidak jenuh dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya [13].
peroksida
rendah, sebaliknya untuk bilangan asam semakin lama waktu ekstraksi maka kualitas minyak semakin bagus. Ditelaah dari kandungan asam lemak tidak jenuh yang relatif tinggi yang terdapat dalam
Dari Tabel 2 (Lampiran 2) terlihat bahwa bilangan
maka kualitas minyak semakin
minyak
biji
petai
Cina
meningkat sejalan dengan lama waku ekstraksi dan sama pada waktu ekstraksi 7 dan 9 jam. Hasil ini menunjukkan menandakan bahwa semakin tinggi lama waktu ekstraksi maka kualitas minyak yang dihasilkan semakin rendah.
minyak biji petai Cina maka minyak biji petai Cina sangat bermanfaat sebagai bahan dasar kosmetik, pangan maupun energi, sehingga berpotensi dikembangkan lebih lanjut.
35 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 [10] Trustinah dan A. Kasno, 2012. Karakterisasi
DAFTAR RUJUKAN [1] Suprihatin. Hidrolisis Protein dari Buah Lamtoro.
Kandungan
Asam
Lemak
Beberapa
Genotipe Kacang Tanah. Malang.
UNESA University Press, 2009.
[2] Arifin, L., “Pematahan Dormansi Benih pada [11] Mohamed EA and Khadiga AA., “Chemical Benih Lamtoro (Leucaena leucocephala)”,
composition and amino acids profile of
2013.
Leucaena
[3] Aderibigbe S.A., Adetunji O. A. and Odeniyi M.A.,“Antimicrobial
and
Pharmaceutical
leucocephala
seeds”.
International Journal of Poultry Science 8, 10: 966-970, 2009.
Properties of The Seed Oil of Leucaena [12] Suryandari, S., 1981. Pengambilan Oleoresin Jahe dengan cara Solvent extraction.
leucocephala (Lam.) De Wit
BBIHP. Bogor. 15hal. (Leguminosae)”. Afr. J. Biomed Res., 63- [13] Ketaren S., Minyak dan Lemak Pangan, Ed. 1. UI-Press, 1986.
68, 2011. [4]
Sethi, P.
and P.R. Kulkarni, “Leucaena [14] Wildan A., D. Ingrid A., I. Hartati, Widayat,
leucocephala: A Nutrition Profile”. Food and
“Optimasi Pengambilan Minyak dari Limbah
Nutrition Bulletin, 16: 3, 1995.
Padat
[5] Garcia-Fayos, B., J. M. Arnal, G. Verdu, A. Sauri, “Study of Moringa Oleifera Oil
Biji
Karet
dengan
Metode
Sokhletasi”. Momentum Vol. 8, No.2, pp 52-55, 2012.
Extraction and Its Influence in Primary [15] Dessy, “Pengaruh Suhu Pemanasan Biji Jarak, Coagulant Activity for Drinking Water”.
Waktu dan Tekanan Pengempaan Dingin
International
Terhadap Mutu Minyak Biji Jarak (Ricinus
Conference
on
Food
communis L.)”. IPB: Bogor, 2000.
Inovation, 2010. [6]
Nehdi,
I.,
“Characteristics,
Chemical
Composition and Utilisation of Julibrissin
Seed
Oil”,
Science
Albizia Direct
Industrial Crops and Products, 30-34, 2011. [7]
Badan Standarisasi Nasional Indonesia. SNI 01-3555-1998: Cara Uji Lemak dan Minyak
[8] Steel, R.G.D dan J.H. Torrie, Prinsip dan Prosedur
Statistika
Suatu
Pendekatan
Biometrik. Gramedia, 1980. [9] Ismiyarto, S. A. Halim dan P. J. Wibawa. 2006. Identification of Fatty Acid Compotition in Turi Seed Oil. JSKA. Vol IX. No 1.
36 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 Lampiran 1.
Gambar 1. Kromatogram KG-MS metil ester minyak biji petai Cina
(a1)
(a2) Gambar 2. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan database Wiley8 (a1) metil pentadekanoat minyak biji petai Cina (a2) metil pentadekanoat Wiley8
(b1)
(b2) Gambar 3. Perbandingan spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan data base Wiley8 (b1) metil 9-oktadekenoat minyak biji petai Cina (b2) metil 9-oktadekenoat Wiley8
37 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 Lampiran 1. (Lanjutan)
(c1)
(c2) Gambar 4. Perbandingan Spektrum massa metil ester minyak biji petai Cina dengan data base Wiley (b1) metil heptadekanoat minyak biji petai Cina (b2) metil heptadekanoat Wiley8
Gambar 5. Mekanisme fragmentasi homolitik gugusan metil ester asam lemak menurut Mc.Laferty [9]
38 Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014
Gambar 6. Usulan Pola Fragmentasi Metil 9-Oktadekenoat
Gambar 7. Reaksi Hidrolisis Minyak/ Lemak [13].
39
Lampiran 2. (Lanjutan) SN-KPK VI Universitas Sebelas Maret, 21 Juni 2014 Lampiran 2. Tabel 1. Komposisi Senyawa-Senyawa Penyusun Minyak Biji Petai Cina (L. leucochepala) Indeks Rumus Kandungan Komponen Kimia (BM) Retensi Molekul (%) 1
22.275
metil pentadekanoat
C16H32O2
256
20,51
2
24.058
metil 9-oktadekenoat
C19H36O2
296
74,82
3
24.333
metil heptadekanoat
C19H38O2
298
4,67
Tabel 2. Rerata parameter fisiko-kimiawi minyak biji petai Cina antar variasi lama waktu ekstraksi Waktu Ekstraksi (Jam)
Rendemen (% ± SE)
Kadar Air Minyak (% ± SE)
5 7 9
3,53 ± 0,13a 3,69 ± 0,12b 3,82 ± 0,15c
7,62 ± 2.97a 7,90 ± 1,75a 6,68 ± 1,61a
Keterangan :
Bilangan Asam (mg KOH/g lemak ± SE) 9,04 ± 3,09b 8,94 ± 0,89b 7,99 ± 0,35a
Bilangan Penyabunan (mg KOH/g lemak ± SE) 50,02 ± 0,04a 49,40 ± 0,04a 46,75 ± 0,15a
Bilangan Peroksida mgrek.O2 ( /kg ± SE) 11,81 ± 1,94a 22,37 ± 4,99b 22,86 ± 3,55b
* SE : Simpangan Baku Taksiran * W : Beda Nyata Jujur 5% * Angka yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan berbeda nyata sedangkan angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.
