PENERAPAN PERLAKUAN AWAL PEF (Pulsed Electric Field) PADA DESTILASI MINYAK ATSIRI DAUN JERUK PURUT (Citrus hystrix D.C.) (Kajian Besar Tegangan dan Jarak Anoda-Katoda) PEF (Pulsed Electric Field) Method Implementation on Essential Oil Distillation of Kaffir Lime Leaves (Citrus hystrix DC) (Study of Voltage and Anode-Cathode Distance) Sukardi1*), Yusuf Qordhowi2*), Maimunah Hindun Pulungan1), Arie Febrianto Mulyadi1) 1)Staff
Pengajar Jurusan Teknologi Industri Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Brawijaya Jurusan Teknologi Industri Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Brawijaya Malang Malang Penulis Korespondensi:
[email protected] [email protected]
2)Alumni
ABSTRAK Tanaman jeruk purut banyak dimanfaatkan bagian daun dan buahnya. Selain dimanfaatkan sebagai bumbu masakan, daun jeruk purut mempunyai kandungan minyak atsiri yang bermanfaat. PEF adalah proses pengolahan bahan pangan yang didasarkan pada aplikasi kejutan listrik pada tegangan tinggi ke bahan makanan pada suhu kamar selama beberapa detik. Besar kecil voltase PEF akan mempengaruhi kadar kerusakan pada dinding sel minyak yang berhubungan dengan jarak katoda dan anoda. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan awal PEF (Pulsed Electric Field) dan peningkatannya terhadap rendemen, indeks bias dan berat jenis minyak atsiri daun jeruk purut, serta mengetahui kombinasi tegangan dan jarak anoda-katoda yang tepat dalam perlakuan awal PEF (Pulsed Electric Field) sehingga didapatkan minyak atsiri daun jeruk purut yang berkualitas. Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor, faktor pertama adalah tegangan dan faktor kedua adalah jarak anoda-katoda. Masing-masing menggunakan waktu 10 detik dan frekuensi sebesar 250 Hz. Setelah dilakukan analisa fisik (analisa rendemen, indeks bias, berat jenis), data diolah menggunakan ANOVA (Analysis of Variant). Uji lanjutan menggunakan DMRT (Duncan Multiple Range Test) dengan selang kepercayaan 95%. Pemilihan perlakuan terbaik menggunakan Multiple Attribute, dan dianalisa zat aktif menggunakan GC-MS (Gas ChromatographyMass Spectrometry). Perlakuan terbaik diperoleh dari kombinasi tegangan 1000 volt dan jarak anodakatoda 10 cm. Perlakuan terbaik menghasilkan rendemen 0.780%, indeks bias 1.450, dan berat jenis 0.8491. Uji zat aktif perlakuan terbaik menghasilkan citronella sebesar 93.28%, beta-citronellol sebesar 2.08%, citronellyl acetat sebesar 2.97%, 1.6 octadien sebesar 1.31%, dan farnesol sebesar 0.35%. Kata kunci : Anoda Katoda, Jeruk Purut, PEF, Tegangan, ABSTRACT Kaffir lime plant is used only its leaves and fruit. Besides its use as a cooking spice, lime leaves have essential oil content are beneficial. PEF is a food processing applications based on the high-voltage electric pulsed to food ingredients at room temperature for a few seconds. The voltage of PEF will affect the levels of damage to the cell wall-related oil cathode and anode distance. This study aims to determine the effect of pretreatment PEF (Pulsed Electric Field) in the essential oil distilled lime leaves and increase the yield, refractive index and specific gravity of essential oils, as well as knowing the combination of voltage and anode-cathode distance appropriate pretreatment PEF (Pulsed Electric Field) to obtain the essential oil of lime leaf quality. This study uses a randomized block design (RBD) with two factors, the first factor is the voltage and the second factor is the anodecathode distance. Each using 10 seconds and a frequency of 250 Hz. After analysis of physical (yield analysis, refractive index, specific gravity), the data is processed using ANOVA (Analysis of Variant). Further tests using DMRT (Duncan's Multiple Range Test) with 95% confidence interval. Selection of the best treatment using the Multiple Attribute, and the active substance will be analyzed using GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry). The best treatment is obtained from a combination of voltages 1000 volts and anode-cathode distance of 10 cm. The best treatment result in yield of 0.780%, 1.450 refractive index, and specific gravity of 0.8491. The active substance test produces citronella best treatment for 93.28%, beta-citronellol by 2.08%, citronellyl acetate of 2.97%, 1.6 octadien of 1.31%, and 0.35% farnesol. Keywords: Anode Cathode, Kaffir Lime, PEF, Voltage
PENDAHULUAN
tidak ditemui hal ini. Besar kecil tegangan dan jarak antar elektroda akan mempengaruhi kadar kerusakan pada dinding sel dikarenakan dinding sel tidak kuat menahan kuat medan listrik yang dihasilkan. PEF dilakukan untuk mengganti perlakuan awal yang umum digunakan seperti pengecilan ukuran dan penghancuran bahan yang umumnya membutuhkan waktu yang relatif lama. Untuk memaksimalkan hasil dan kualitas minyak, maka perlu dilakukan penelitian mengenai penerapan perlakuan awal PEF (Pulsed Electric Field) pada destilasi minyak atsiri daun jeruk purut (Citrus hystrix D.C) dengan kajian besar tegangan dan jarak anoda katoda. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perlakuan awal PEF (Pulsed Electric Field) pada destilasi minyak atsiri daun jeruk purut dan peningkatannya terhadap rendemen, indeks bias dan berat jenis minyak atsiri, serta mengetahui kombinasi tegangan dan jarak anoda-katoda yang tepat dalam perlakuan awal PEF (Pulsed Electric Field) sehingga didapatkan minyak atsiri daun jeruk purut yang berkualitas.
Tanaman jeruk purut banyak dimanfaatkan pada bagian daun dan buahnya. Selain dimanfaatkan sebagai bumbu masakan, daun jeruk purut mempunyai kandungan minyak atsiri yang bermanfaat. Kegunaan minyak atsiri ini adalah sebagai bahan dasar kosmetik, wangi-wangian atau minyak gosok untuk pengobatan alami. Menurut Somantri (2009), minyak atsiri daun jeruk purut terdiri dari beberapa komponen kimia yang utama dan terpenting adalah sitronelal dengan jumlah 81.49 persen, sitronelol 8.22 persen, linalol 3.69 persen dan geraniol 0.31 persen. Disamping untuk memenuhi kebutuhan minyak atsiri dalam negeri, pasokan minyak atsiri juga dapat meningkatkan volume ekspor. Pada tahun 2008 harga komoditas minyak atsiri jeruk purut (Citrus hystrix D.C) mencapai Rp. 600.000 – 700.000 per kilogramnya dan diperkirakan akan mengalami kenaikan dari tahun ke tahun (Armando, 2009). Proses pengambilan minyak atsiri dari daun terdapat beberapa macam, adapun metode yang paling banyak dipakai ialah metode destilasi karena mudah dan menghasilkan rendemen yang relatif tinggi. Metode destilasi sederhana dibagi menjadi beberapa cara, yaitu destilasi air, destilasi uap, dan destilasi uap dan air. Dalam proses ekstraksi daun jeruk purut memerlukan perlakuan awal yang tepat. Perlakuan awal yang biasa digunakan ialah pengecilan ukuran, tujuannya ialah untuk meningkatkan kemungkinan terbukanya kalenjar minyak sebanyak mungkin. Salah satu metode yang sedang dikembangkan adalah dengan menggunakan kejutan listrik tegangan tinggi (Pulsed Electric Field/PEF). PEF adalah proses pengolahan bahan pangan yang didasarkan pada aplikasi kejutan listrik pendek pada tegangan tinggi ke bahan makanan pada suhu kamar atau di bawahnya selama beberapa detik untuk memperkecil kerusakan fisik bahan. Ruang perlakuan PEF terdiri dari 2 macam elektroda dan insulator dimana ada ruang untuk menerima pulsa atau kejutan listrik. Elektroda terbuat dari material yang inert, contohnya titanium (Barbosa et.al.1997). Menurut Mizumo dan Hazamizu dalam Gould (1995) bahwa kejutan listrik dengan tegangan tinggi menyebabkan terjadinya modifikasi permukaan sel, dimana dari pengamatan dengan mikroskop cahaya menemukan adanya lubang pada dinding sel sedangkan pada sel yang tidak dialiri listrik
BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: Perangkat mikroskop cahaya, generator PEF dan perangkat peralatan destilasi air dan uap. Alat yang digunakan untuk analisis adalah perangkat peralatan timbangan digital, gelas ukur, pipet tetes, plastik, refraktometer, piknometer, dan perangkat peralatan GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry). Bahan utama yang digunakan dalam penelitian yaitu daun jeruk purut yang diperoleh dari Kabupaten Tulungagung, Jawa Timur. Rancangan Penelitian Penelitian ini menggunakan metode Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor, faktor 1 adalah faktor tegangan (V) yang mempunyai 2 level (V1 dan V2) dan faktor 2 adalah faktor jarak anoda-katoda yang mempunyai 3 level (J1, J2, dan J3). Masingmasing diulang sebanyak 3 kali sehingga didapatkan total perlakuan sebanyak 18 satuan percobaan.
2
Pelaksanaan Penelitian Tahap pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Daun jeruk purut disiapkan sebanyak 500 gram dalam kondisi segar 2. Dikemas dalam plastik dengan berat masing-masing 100 gram 3. Diperlakukan PEF (Pulsed Electric Field) dengan tegangan (1000 dan 2000 volt) kombinasi jarak anoda katoda PEF (10, 15, 20 cm), frekuensi sebesar 250 Hz, dan waktu 10 detik. 4. Tabung destilator diisi air sebanyak 2 liter. 5. Daun jeruk purut hasil perlakuan PEF (Pulsed Electric Field) kemudian langsung dimasukkan kedalam tabung destilator. 6. Dipanaskan hingga suhu 100o C (30 menit) hingga uap mulai muncul dan memasuki pendingin balik. 7. Ditunggu hingga tetesan pertama dan waktu destilasi selama 4 jam dimulai 8. Diproses menggunakan teknik destilasi air dan uap selama 4 jam. 9. Minyak yang diperoleh selanjutnya dipisahkan dengan destilat secara manual dan dilakukan analisa fisik. 10. Dilakukan analisa zat aktif (GC-MS) pada perlakuan terbaik. Diagram alir pelaksanaan penelitian lanjutan ekstraksi minyak atsiri daun jeruk purut segar dengan penerapan PEF (Pulsed Electric Field) dapat dilihat pada Gambar 1
Gambar 2. Alat PEF (Pulsed Electric Field) Sumber: Dokumentasi Keterangan: 1. Ruang Perlakuan 2. Elektroda Positif (Anoda) 3. Elektroda Negatif (Katoda) 4. Voltmeter 5. Generator PEF 6. Tombol Frekuensi 7. Tombol “On” 8. Tombol “Off” 9. Tombol Waktu 10. Tombol “Start”
Analisa Fisik Minyak Atsiri Prosedur Analisa Rendemen (Rahayoe dkk., 2007) 1. Bahan baku sebanyak 500 gram didestilasi dengan metode destilasi air dan uap (water and steam distillation) 2. Rendemen dihitung dengan rumus
Prosedur Analisa Indeks Bias (Hidayanto dkk.,2008). 1. Refraktometer digital disterilkan memakai alkohol 70% 2. Sampel minyak atsiri diteteskan ke dalam lubang uji 3. Indeks bias dari minyak atsiri akan tertera di refraktometer Prosedur Analisa Berat Jenis (Sudarmadji, dkk. 2003) 1. Bobot piknometer kosong ditimbang dengan timbangan analitik 2. Air diteteskan dalam pinometer kosong hingga penuh dan ditimbang 3. Masing-masing sampel minyak atsiri diteteskan dalam piknometer kosong hingga penuh dan ditimbang 4. Hitung nilai berat jenis dengan rumus Berat jenis minyak
Gambar 1. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Ekstraksi Minyak Atsiri
Gambar alat PEF beserta keterangannya dapat dilihat pada Gambar 2
Pengolahan dan Analisis Data Setelah dilakukan analisa fisik data diolah menggunakan analisis ragam atau
3
Perbandingan Perlakuan Terbaik dengan Perlakuan Kontrol Perlakuan terbaik yang didapatkan akan dibandingkan dengan perlakuan kontrol (non-PEF). Parameter yang dibandingkan meliputi hasil analisa fisik (rendemen, indeks bias, berat jenis) dan hasil analisa zat aktif. Perbandingan ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan dan penurunan hasil dari penerapan metode PEF dan perlakuan kontrol (non-PEF).
ANOVA (Analysis of Variant). Jika terdapat interaksi antara kedua faktor maka akan diuji menggunakan DMRT (Duncan Multiple Range Test) dengan selang kepercayaan 95%. Pemilihan Alternatif Terbaik dengan Metode Multiple Attribute (Zelany,1982) Prosedur Pemilihan Alternatif Terbaik dengan Metode Multiple Attribute (Zelany,1982) 1. Penentuan nilai ideal pada masingmasing parameter. Nilai ideal adalah nilai yang diharapkan. Asumsi ideal untuk masing-masing parameter adalah: Rendemen : tinggi Indeks Bias : tinggi Berat Jenis : tinggi 2. Perhiitungan derajat kerapatan Bila nilai ideal (dki) min, maka : dki
HASIL DAN PEMBAHASAN Total Rendemen Rerata rendemen minyak atsiri daun jeruk purut yang terendah dihasilkan oleh perlakuan tegangan 2000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 10 cm dengan rerata rendemen sebesar 0.607% Rerata rendemen minyak atsiri daun jeruk purut terbanyak dihasilkan oleh perlakuan tegangan 1000 volt dengan jarak anoda-katoda 10 cm sebesar 0.780%. Grafik rerata rendemen minyak atsiri daun jeruk purut menggunakan perlakuan awal PEF dengan faktor tegangan dan jarak anoda-katoda dapat dilihat pada Gambar 3
Bila nilai ideal (dki) maks, maka : dki
3.
Perhitungan jarak kerapatan Dengan asumsi semua parameter penting, jarak kerapatan dihitung berdasarkan jumlah parameter = 1/jumlah parameter L1 = ( dki L2 = (
[
2
1
(1- dki)]1/2
L = maks [ 1 1 - dki)] 4. Perlakuan terbaik dipilih dari alternatif yang mempunyai nilai L1, L2, dan L terkecil.
Gambar 3. Grafik Rerata Rendemen Minyak Atsiri Daun Jeruk Purut Menggunakan Perlakuan Awal PEF dengan Faktor Tegangan dan Jarak Anoda-Katoda
Analisa Zat Aktif (GC-MS) Prosedur Analisa Zat Aktif menggunakan GC-MS (Gas ChromatographyMass Spectrometry) 1. Pertama dilakukan proses elektrolisis air agar dihasilkan gas oksigen di kutub anoda dan hidrogen di kutub katoda 2. Sebelumnya dilakukan pemanasan pada GC-MS dengan suhu tertentu selam 4 jam agar bersih dari gas yang lain selain gas pembawa 3. Setelah GC MS dipanaskan dilakukan pemasukan gas dengan menyuntikkan gas uji pada GC MS 4. Selanjutnya ditunggu selama 13 menit dan hasil akan keluar.
Gambar 3 menunjukkan bahwa pada perlakuan tegangan 1000 volt, semakin jauh jarak katoda-anoda maka rendemen yang dihasilkan akan semakin sedikit. Pada perlakuan tegangan 2000 volt, semakin jauh jarak anoda-katoda maka rendemen yang dihasilkan akan semakin banyak. Pada perlakuan tegangan 1000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan rendemen tertinggi adalah jarak 10 cm sebesar 0.780%. Pada perlakuan tegangan yang sama (1000 volt), kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan rendemen terendah adalah jarak 20 cm sebesar 0.640%.
4
Hal yang berbeda terjadi pada perlakuan tegangan 2000 volt. Pada perlakuan tegangan 2000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan rendemen tertinggi adalah jarak 20 cm sebesar 0.740%. Pada perlakuan tegangan yang sama (2000 volt), kombinasi dengan jarak anoda katoda yang menghasilkan rendemen terendah adalah jarak 10 cm sebesar 0.607%. Diduga hal ini disebabkan oleh hubungan antara tegangan dan jarak anoda-katoda yang mempengaruhi kuat medan listrik pada PEF. Menurut Miklavčič (2005), untuk mencari kuat medan listrik pada elektroda berbentuk piringan stainless steel yaitu dengan mencari tegangan yang tersebar diantara dua piringan tersebut, dimana E adalah kuat medan listrik diaplikasikan kedalam perkiraan tegangan ke jarak antar elektroda. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan dua perlakuan dengan rendemen tertinggi. Pada perlakuan penghasil rendemen tertinggi pertama, tegangan yang digunakan ialah 1000 volt dengan kombinasi jarak anodakatoda 10 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 100 V/cm. Pada perlakuan penghasil rendemen tertinggi kedua, tegangan yang digunakan ialah 2000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 20 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 100 V/cm. Pada perlakuan penghasil rendemen terendah, tegangan yang digunakan ialah 2000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 10 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 200 V/cm. Sama halnya dengan perlakuan yang menghasilkan rendemen terendah lainnya, tegangan yang digunakan 1000 volt dengan kombinasi jarak anoda katoda 20 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 50 V/cm. Adanya interaksi ini diduga kuat medan listrik yang optimal dalam treatment daun jeruk purut ini adalah 100 V/cm. Dinding sel minyak akan mengalami peningkatan permeabilitasnya dan terbentuk kerutan serta elektroporasi pada dinding sel. Kerusakan dalam kadar ini merupakan yang paling optimal karena uap air akan lebih mudah menembus dinding sel pada saat proses destilasi. Menurut Knorr (1998) dalam Gachovska et al., (2010) Aplikasi PEF untuk sel biologis akan mengakibatkan elektroporasi pada membran dinding sel dan meningkatkan permeabilitas dinding sel serta mempermudah keluarnya senyawa intraseluler. Pada Gambar 4 terlihat adanya sel minyak daun jeruk dengan perlakuan PEF
selama 2 detik. Kerusakan pada membran sel membuat proses perlakuan awal bahan lebih singkat dan tidak perlu ada proses pengecilan ukuran. Kerusakan yang ditimbulkan langsung menjangkau pada sel pembawa minyak sehingga sel minyak lebih mudah mengeluarkan minyaknya saat didestilasi.
Gambar 4. Anatomi Daun Jeruk Purut dengan Perlakuan PEF Selama 2 Detik Indeks Bias Grafik rerata indeks bias minyak atsiri daun jeruk purut dengan perlakuan awal PEF dengan faktor tegangan dan jarak anodakatoda dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Rerata Indeks Bias Minyak Atsiri Daun Jeruk Purut Menggunakan Perlakuan Awal PEF dengan Faktor Tegangan dan Jarak Anoda-Katoda Gambar 5 menunjukkan bahwa pada perlakuan tegangan 1000 volt, semakin jauh jarak katoda-anoda maka nilai indeks bias semakin rendah. Pada perlakuan tegangan 2000 volt, semakin jauh jarak anoda-katoda maka nilai indeks bias semakin tinggi. Pada perlakuan tegangan 1000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan indeks bias tertinggi adalah jarak 10 cm sebesar 1.450. Pada perlakuan tegangan yang sama (1000 volt), kombinasi dengan jarak anodakatoda yang menghasilkan indeks bias terendah adalah jarak 20 cm sebesar 1.407. Hal yang berbeda terjadi pada perlakuan tegangan 2000 volt. Pada perlakuan tegangan 2000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan indeks bias tertinggi adalah jarak 20 cm sebesar 1.437. Pada perlakuan tegangan yang sama (2000 volt),
5
kombinasi dengan jarak anoda katoda yang menghasilkan indeks bias terendah adalah jarak 10 cm sebesar 1.403. Menurut Kurniawan (2011) karakteristik indeks bias minyak atsiri daun jeruk purut ialah 1.46. Berdasarkan hal tersebut maka indeks bias perlakuan tegangan 1000 volt dan jarak anoda-katoda 10 cm sebesar 1.450 sudah mendekati karakteristik indeks bias minyak jeruk purut. Interaksi ini diduga kerena bertambahnya tegangan dan jarak anodakatoda sebagai perlakuan pendahuluan mempengaruhi kuat medan listrik yang menyebabkan kerusakan pada sistem ketahanan membran sel. Hal ini berpengaruh pada permeabilisasi sel tanaman yang berkurang, sehingga komponen-komponen senyawa aktif pada saat destilasi dapat berpenetrasi keluar dengan maksimal. Menurut Janositz (2010) elektroporasi pada sel tanaman dapat digunakan untuk meningkatkan ekstraksi metabolit intraseluler berdasarkan pengaturan permeabilitas bukan hanya pada membran sel tetapi juga vakuola dimana metabolit berada Berdasarkan hasil penelitian didapatkan dua perlakuan dengan indeks bias tertinggi. Pada perlakuan penghasil indeks bias tertinggi pertama, tegangan yang digunakan ialah 1000 volt dengan kombinasi jarak anodakatoda 10 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 100 V/cm. Pada perlakuan penghasil indeks bias tertinggi kedua, tegangan yang digunakan ialah 2000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 20 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 100 V/cm. Pada perlakuan penghasil indeks bias terendah, tegangan yang digunakan ialah 2000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 10 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 200 V/cm. Sama halnya dengan perlakuan yang menghasilkan indeks bias terendah lainnya, tegangan yang digunakan 1000 volt dengan kombinasi jarak anoda katoda 20 cm, maka didapatkan kuat medan listrik sebesar 50 V/cm. Adanya interaksi ini diduga kuat medan listrik yang optimal dalam peningkatan nilai indeks bias daun jeruk purut ini adalah 100 V/cm. Data dan hasil uji indeks bias menunjukkan bahwa perlakuan pendahuluan menggunakan PEF dapat meningkatkan nilai indeks bias minyak atsiri daun jeruk purut. Teknologi PEF dapat digunakan sebagai perlakuan pendahuluan untuk meningkatkan rendemen dan meningkatkan senyawa penting
(kerapatan) pada ekstraksi dari bagian sel (Donsi et al., 2010) Berat jenis Grafik rerata berat jenis minyak atsiri daun jeruk purut menggunakan perlakuan awal PEF dengan faktor tegangan dan jarak anoda-katoda dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Rerata Berat Jenis Minyak Atsiri Daun Jeruk Purut Menggunakan Perlakuan Awal PEF dengan Faktor Tegangan dan Jarak Anoda-Katoda
Gambar 6 menunjukkan bahwa berat jenis perlakuan tegangan 1000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan berat jenis tertinggi adalah jarak 15 cm sebesar 0.8495 gr/ml. Pada perlakuan tegangan yang sama (1000 volt), kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan berat jenis terendah adalah jarak 20 cm sebesar 0.8470 gr/ml. Hal yang berbeda juga terjadi pada perlakuan tegangan 2000 volt. Pada perlakuan tegangan 2000 volt, kombinasi dengan jarak anoda-katoda yang menghasilkan berat jenis tertinggi adalah jarak 20 cm sebesar 0.8536 gr/ml. Pada perlakuan tegangan yang sama (2000 volt), kombinasi dengan jarak anoda katoda yang menghasilkan berat jenis terendah adalah jarak 15 cm sebesar 0.8456 gr/ml. menurut Kurniawan (2011) karakteristik berat jenis minyak atsiri daun jeruk purut berkisar 0.86 gr/ml. Hasil analisa ragam menunjukkan bahwa tegangan dan jarak anoda-katoda tidak memberikan pengaruh yang nyata pada α=5% terhadap nilai berat jenis minyak atsiri daun jeruk purut. Berat jenis minyak atsiri dipengaruhi oleh jumlah komponen mayor dan minor yang terkandung dalam minyak atsiri. Masingmasing komponen penyusun minyak atsiri mempunyai berat jenis yang berbeda-beda. Menurut Guenther (1990), berat jenis minyak atsiri dipengaruhi juga oleh komponen mayor dan komponen minornya. Tidak hanya komponen mayor yang diamati, tetapi komponen minor juga dapat menentukan mutu dan berat jenis minyak atsiri.
6
didapatkan komponen Citronellyl Acetat dengan area 2.89%. Pada perlakuan terbaik didapatkan Citronellyl Acetat dengan area 2.97%. Kandungan Citronellyl Acetat pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 0.08%. Pada perlakuan kontrol didapatkan komponen 1.6 Octadien dengan area 0.94%. Pada perlakuan terbaik didapatkan 1.6 Octadien dengan area 1.31%. Kandungan 1.6 Octadien pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 0.37%. Pada perlakuan kontrol terdapat komponen Caryophyllene Oxide dengan area 2.13%, sedangkan pada perlakuan terbaik tidak ditemukan komponen ini. Hal sebaliknya juga ditemukan pada perlakuan terbaik yang terdapat komponen Farnesol dengan area 0.35% dan tidak ditemukan ada perlakuan kontrol (non-PEF). Berdasarkan uji zat aktif (GC-MS) minyak atsiri daun jeruk purut dengan perlakuan terbaik lebih baik kualitasnya dibanding dengan minyak atsiri daun jeruk purut perlakuan kontrol (non-PEF). Hal ini ditinjau dari kadar komponen utamanya yang lebih besar yaitu pada Citronellal dengan area 93.28%. Menurut Koswara (2009) citonellal merupakan komponen utama minyak sereh wangi dan minyak daun jeruk purut, memiliki rumus molekul C6H16O beraroma lemon dan bewarna bening agak kekuningan. Adapun dasar penetapan harga dalam perdagangan minyak atsiri daun jeruk purut yaitu pada tingkat kemurnian citronellal. Berdasarkan wawancara dengan perusahaan minyak atsiri asal Republik Rakyat China, Kunshan Yalong Trading Co., Ltd., harga minyak atsiri berdasarkan tingkat kemurnian citronellal dapat dilihat pada Tabel 2.
Perlakuan Terbaik Hasil perlakuan terbaik yang dipilih dari minyak atsiri daun jeruk purut dengan perlakuan tegangan dan jarak katoda-anoda terdapat pada perlakuan tegangan 1000 volt dengan jarak anoda-katoda 10 cm (V1J1), rerata rendemen sebesar 0.780%, indeks bias sebesar 1.450 ,dan berat jenis sebesar 0.8491 gr/ml. Hal ini disebabkan oleh kombinasi antara tegangan dengan jarak anoda-katoda pada metode PEF yang sesuai sehingga didapatkan kuat medan listrik (E) yang optimal maka kemampuan mengekstraksi minyak atsiri daun jeruk purut semakin maksimal. Hasil Uji Zat Aktif (GC-MS) Hasil uji zat aktif komponenkomponen minyak atsiri daun jeruk purut dengan perlakuan kontrol (non-PEF) dan perlakuan tegangan 1000 volt dengan kombinasi jarak anoda-katoda 10 cm sebagai perlakuan terbaik dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Komponen Penyusun Minyak Atsiri daun Jeruk Purut Perlakuan Kontrol (non-PEF) dan Perlakuan Terbaik. Perlakuan Kontrol (nonPEF)
Area (%)
Citronellal Beta-citronellol Citronellyl Acetat Caryophyllene Oxide 1,6-Octadien Total
84.46 9.58 2.89 2.13 0.94 100
Perlakuan Terbaik (PEF Tegangan 1000 volt, Jarak AnodaKatoda 10 cm) Citronellal Beta-citronellol Citronellyl Acetat 1,6-Octadien Farnesol Total
Area (%)
93.2 8 2.08 2.97 1.31 0.35 100
Tabel 1 menunjukkan bahwa terdapat perbedaan komponen antara perlakuan kontrol (non-PEF) dengan perlakuan terbaik (tegangan 1000 volt dan jarak anoda-katoda 10 cm). Pada perlakuan kontrol, komponen utama minyak atsiri daun jeruk purut yaitu citronellal dengan area 84.46%. Pada perlakuan terbaik (tegangan 1000 volt dan jarak anoda-katoda 10 cm) didapatkan citronellal dengan area 93.28%. Kandungan citronellal pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (nonPEF) dengan selisih 8.82%. Pada perlakuan kontrol, komponen beta-citronellol sebesar 9.58%. Pada perlakuan terbaik didapatkan betacitronellol sebesar 2.08%. Kandungan Betacitronellol pada perlakuan terbaik lebih kecil daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 7.50%. Pada perlakuan kontrol
Tabel
2.
Harga Minyak Jeruk Purut Berdasarkan Kemurnian Citronellal. Kemurnian Harga * Citronellal % (USD/Kg) 32.48 91.23 50.65 121.94 74.21 131.59 84.46 140.92 93.28 151.96 Sumber: Kunshan Yalong Trading Co., Ltd. Tabel 2. menunjukkan bahwa harga minyak atsiri daun jeruk purut atau yang
7
dikenal kaffir lime oil mempunyai harga yang bervariasi tergantung pada tingkat kemurnian citronellal-nya. Pada tingkat kemurnian citronellal 32.48% berharga USD 91.23/kg. Pada tingkat kemurnian citronellal 50.65% berharga USD 121.94/kg. Pada tingkat kemurnian citronellal 74.21% berharga USD 131.59/kg. Pada tingkat kemurnian citronellal 84.46% berharga USD 140.92/kg. Pada tingkat kemurnian citronellal 93.28% berharga USD 151.96/kg. Berdasarkan data, minyak atsiri daun jeruk purut perlakuan kontrol (non-PEF) dengan tingkat citronellal sebesar 84.46% berharga USD 140.92/kg. Pada minyak atsiri daun jeruk purut perlakuan terbaik (besar tegangan 1000 volt, jarak anoda-katoda 10 cm) dengan tingkat citronellal sebesar 93.28% berharga USD 151.96/kg. Dengan demikian harga minyak atsiri perlakuan terbaik lebih mahal dibandingkan perlakuan kontrol (nonPEF) ditinjau dari tingkat kemurnian citronellalnya dengan selisih USD 11.04.
hasil rendemen perlakuan kontrol yakni sebesar 0.640% dengan selisih 0.140%. Indeks bias yang dihasilkan dari perlakuan terbaik sebesar 1.450. Berbeda dari hasil rendemen perlakuan kontrol yakni sebesar 1.395 dengan selisih 0.055. Berat jenis yang dihasilkan dari perlakuan terbaik sebesar 0.8491. Berbeda dari hasil rendemen perlakuan kontrol yakni sebesar 0.8485 dengan selisih 0.006 Pada perlakuan kontrol, komponen utama minyak atsiri daun jeruk purut yaitu citronellal dengan area 84.46%. Pada perlakuan terbaik (tegangan 1000 volt dan jarak anodakatoda 10 cm) didapatkan citronellal dengan area 93.28%. Kandungan citronellal pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 8.82%. Pada perlakuan kontrol, komponen beta-citronellol sebesar 9.58%. Pada perlakuan terbaik didapatkan beta-citronellol sebesar 2.08%. Kandungan beta-citronellol pada perlakuan terbaik lebih kecil daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 7.50%. Pada perlakuan kontrol didapatkan komponen citronellyl acetat dengan area 2.89%. Pada perlakuan terbaik didapatkan citronellyl acetat dengan area 2.97%. Kandungan citronellyl acetat pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 0.08%. Pada perlakuan kontrol didapatkan komponen 1.6 octadien dengan area 0.94%. Pada perlakuan terbaik didapatkan 1.6 octadien dengan area 1.31%. Kandungan 1.6 octadien pada perlakuan terbaik lebih besar daripada perlakuan kontrol (non-PEF) dengan selisih 0.37%. Pada perlakuan kontrol terdapat komponen caryophyllene oxide dengan area 2.13%, sedangkan pada perlakuan terbaik tidak ditemukan komponen ini. Hal sebaliknya juga ditemukan pada perlakuan terbaik yang terdapat komponen farnesol dengan area 0.35% dan tidak ditemukan ada perlakuan kontrol (non-PEF).
Hasil Perlakuan Terbaik dan Perlakuan Kontrol Perlakuan terbaik dan perlakuan kontrol (non-PEF) dianalisa dengan parameterparameter uji yang meliputi rendemen, indeks bias, berat jenis, dan komposisi zat aktif. Hasil perlakuan terbaik dan perlakuan kontrol (nonPEF) dapat dilihat pada tabel 3. Tabel
3.
Hasil Perlakuan Terbaik dan Perlakuan Kontrol (non-PEF) Parameter Perlakuan PEF (1000 Tanpa PEF volt, 10 cm) Rendemen (%) 0.780 0.640 Indeks Bias 1.450 1.395 Berat Jenis\ 0.8491 0.8485 Komposisi zat aktif: Citronellal (%) Beta-Citronellol (%) Citronellyl Acetat (%) 1,6-Octadien (%) Caryophyllene Oxide (%) Farnesol (%)
93.28 2.08 2.97
84.46 9.58 2.89
1.31
0.94
0.35
2.13 -
PENUTUP Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pengolahan data yang dilakukan, diperoleh kesimpulan bahwa: 1. Pengaplikasian metode kejut listrik (PEF) pada destilasi minyak atsiri daun jeruk purut menghasilkan perlakuan terbaik pada kombinasi tegangan 1000 volt dengan jarak anoda-katoda 10 cm. Perlakuan terbaik menghasilkan rendemen sebesar 0.780% meningkat 0.140% dari
Tabel 3 menunjukkan adanya perbedaan rendemen dan indeks bias antara perlakuan terbaik dengan perlakuan kontrol (non-PEF). Rendemen yang dihasilkan dari perlakuan terbaik sebesar 0.780%. Berbeda dari
8
2.
perlakuan kontrol (non-PEF) yakni sebesar 0.640%, nilai indeks bias 1.450 meningkat 0.055 dari perlakuan kontrol (non-PEF) yakni sebesar 1.395, nilai berat jenis 0.8491 meningkat 0.006 dari perlakuan kontrol (non-PEF) yakni sebesar 0.8485. Perlakuan terbaik (tegangan 1000 volt dan jarak anoda-katoda 10 cm) menghasilkan komponen penyusun terdiri dari citronellal dengan area 93.28%, beta-citronellol dengan area 2.08%, citronellyl acetat dengan area 2.97%, 1.6 octadien dengan area 1.31%, dan farnesol dengan area 0.35%.
Janositz, A. and D. Knorr. 2010. Microscopic Visualization of Pulsed Electric Field Induced Changes on Plant Cellular Level. Innovative Food Science and Energing Technologies 11 p.592-597 Koswara, S. 2009. Menyuling dan Menepungkan Minyak Atsiri Daun Jeruk Purut. Diakses tanggal 26 Mei 2014.
Kunshan Yalong Trading Co., Ltd. 2014. Citronellal Price Based on 1 KG. Dilihat tanggal 03 April 2014. http://www.ksylmy.com.
UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih Penulis ucapkan kepada Proyek Penelitian BOPTN Universitas Brawijaya tahun 2013, atas kesempatan, amanah, motivasi dan dukungan baik moral maupun materil yang sangat bermanfaat bagi penulis dan terselesaikannya tugas akhir ini. Data dari penelitian ini merupakan bagian dari penelitian BOPTN Universitas Brawijaya Tahun 2013 dengan judul “Elektroporasi Membran Sel Untuk Meningkatkan Efisiensi Ekstraksi Minyak Atsiri”.
Kurniawan, D. 2011. Pengaruh Lama Penyulingan Terhadap Rendemen Minyak Jeruk Purut Menggunakan Destilasi Vakum. TA. Teknik Kimia Universitas Diponegoro Miklavcic, D. 2005. Development of Device and Electroda. Proceeding of the Electroporation Based Technology and Treatment. ECT Workshop p.36-41
DAFTAR PUSTAKA
Somantri. 2009. Kandungan Flavonoid dan Limonoid pada Berbagai Fase Pertumbuhan Tanaman Jeruk Kalamondin (Citrus mitis Blanco) dan Purut (Citrus hystrix DC.), Surabaya, Jurnal Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika h.37-43
Armando, R. 2009. Memproduksi Minyak Atsiri Berkualitas. Penebar Swadaya, Bogor Barbosa. Canovas, G. B. Pothakamury,E. Palau and B.G. Swanson, 1997. Non Thermal Preservation Of Food. Marcel Dekker. New York Donsi, F., G. Ferrari and G. Pataro. 2010. Application of Pulsed Electric Field Treatment for the Enhancement of Mass Transfer from Vegetable Tissue. Journal Food Eng Rev 2 p.109-130 Gachovska, T., Cassada, D., Subbiah, J., Hanna, M., Thippareddi, H., Snow, D. 2010. Enhanced Anthocyanin Extraction from Red Cabbage Using pulsed Electric Field Processing. Journal of Food Science 75:6 p 323-329 Gould,GW. 1995. New Methodes Foods Preservatief. Chapman Hall. New York. Guenther. 1990. Minyak Atsiri Jilid IV. Universitas Indonesia Press. Jakarta
9
