PEMANFAATAN JAHE SEBAGAI BAHAN BAKU ALTERNATIF OLEORESIN Muhammad Sami Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280, P.O. Box 90 Buketrata Lhokseumawe, 24301 E-mail: msridha27 Abstrak Jahe mengandung komponen minyak mudah menguap (volatile oil), minyak yang tidak menguap (non volatile oil) dan resin. Minyak menguap/minyak atsiri merupakan komponen pemberi bau yang khas sedangkan minyak yang tidak menguap/oleoresin merupakan komponen pemberi rasa pedas dan pahit. Oleoresin banyak digunakan sebagai rempah, industry, obat tradisional, industri farmasi, industri parfum, industri kosmetik, industri makanan, dan minuman. Sehingga kebutuhan oleoresin jahe yang cukup besar pada berbagai jenis industri, dan nilai ekonomis yang diperoleh semakin besar juga. Perolehan oleoresin dilakukan dengan metode ekstraksi socklet jahe kering dan pemurnian produk dari pelarut dan komponen pengotornya dengan cara distilasi sederhana. Variabel yang divariasikan pada penelitian ini adalah untuk diameter sampel 0,315 mm, 0,815 mm, 1,200 mm, dan 1,700 mm dengan waktu ekstaksi 2; 3; 4; dan 5 jam. Rendemen oleoresin maksimal diperoleh yaitu pada ukuran diameter sampel 0,315 mm dengan waktu ekstraksi 5 jam, indek bias 1,4009, dan densiti 1,0016 gr/cm3 adalah 54,55 %. Hasil ini hampir memenuhi standar yang ditetapkan Depkes. RI. yaitu antara 1,488 – 1,497 untuk indek bias dan 1,026 – 1,045 gr/cm3 untuk densiti. ABSTRACT Usefulness Ginger Oleoresine as an Alternative Raw Material Ginger contains a volatile oil component, the oil does not evaporate and resine, oil evaporate /essential oils are components while giving a characteristic odor of oil that does not evaporate is a components of the taste spicy and bitler. Oleoresine widely used as a spice, industry, traditional medicine, industry pharmaceutical, perfume industry, cosmetic industry, food and beverage industries, so it need a fairly large ginger oleoresine on different types of industries, and the economic value gained greater. Acquisition oleoresine extraction method socklet done with dry ginger and purification of the product from the solvent and impurities component by simple distillation variables were varied in this study was to sample the diameter of 0.315 mm, 0.815 mm, 1.200 mm, and 1.700 mm with extraction time 2:3:4 and 5 hour. Rendemen oleoresin obtained is the maximum size of 0.315 mm diameter sample with extraction time 5 hour 1.4009 refractive indek and density1.0016 g/cm3 was 54.55%. These result meet the standarts set nearly Department of Health RI, which is between 1.488 to 1.497 for the refractive indek from 1.026 to 1.045 g/cm3 for density. Key words: Distilation, ethanol, eleoresine extraction, ginger.
PENDAHULUAN Tanaman jahe (zingiber officinale) telah lama dikenal dan tumbuh baik di Indonesia. Walaupun jahe bukan tanaman asli Indonesia, namun karena sudah beberapa ratus tahun menetap dan dimanfaatkan oleh masyarakat, maka setiap daerah telah memberikan nama yang khas dan jahe juga merupakan salah satu rempah penting. Dalam dunia perdagangan, jahe yang dipasarkan biasanya dalam bentuk jahe segar, jahe kering, jahe asin, jahe dalam sirup, jahe kristal, minyak jahe, dan oleoresin. Sering terjadi dalam dunia perdagangan, jahe yang di ekspor tidak diterima di tempat tujuan seperti kualitas yang diharapkan. Penyababnya kualitas tidak lagi memenuhi syarat seperti yang ditentukan. Pada hal sewaktu pengiriman kualitas jahe terjamin baik. Penurunan kualitas ini bisa terjadi saat jahe diolah, penyimpanan sebelum pengiriman (ekspor), bahkan pengemasan sebelum dan sewaktu pengemasan, penanganan yang tidak baik, sehingga bias saja kadar minyak jahe akan turun, jahe menjadi keriput karena penyimpanan pada suhu tinggi atau berkecambah dan berjamur karena kelembabannya terlalu tinggi. . [1]. Disamping jahe sebagai rempah, pemanfaatan oleoresin jahe sangat luas antara lain pada industri obat tradisional, industri farmasi, industri parfum, industri kosmetik, industri makanan dan minuman, misalnya sebagai bumbu masak, pemberi aroma dan rasa pada makanan seperti roti, kue, dan kembang gula [2]. Seiring dengan kebutuhan oleoresin jahe yang cukup besar pada berbagai industri tersebut dan juga ketersediaan jahe segar yang banyak di daerah, maka untuk memperoleh nilai ekonomis yang lebih besar, salah satu cara alternatif adalah mengolah jahe segar menjadi oleoresin. Berdasarkan uraian di atas, maka yang menjadi permasalahannya pada penulisan
ini adalah ditinjau dari sudut pandang tentang manfaat jahe sebagai bahan baku alternative oleoresin yang banyak digunakan dalam berbagai industri, produk jahe segar yang cukup besar di Indonesia khususnya di Nanggroe Aceh Darussalam Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari dan mengetahui cara pembuatan oleoresin dari bahan jahe sebagai akibat pengaruh ukuran diameter partikel dan waktu proses ekstraksi yang digunakan. Sehingga nantinya dapat bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan bagi masyarakat petani jahe. Jahe mengandung komponen minyak mudah menguap (volatile oil), minyak yang tidak mudah menguap (non volatile oil), dan resin. Minyak menguap yang biasa disebut minyak atsiri merupakan komponen pemberi bau yang khas, sedangkan minyak yang tidak mudah menguap biasa disebut “oleoresin” merupakan komponen pemberi rasa pedas dan pahit. Komponen yang terdapat pada oleoresin merupakan gambaran utuh dari kandungan jahe yaitu minyak atsiri dan fixed oil yang terdiri dari zingerol, shogaol, dan resin. Kandungan minyak setiap bagian rimpang jahe berbeda-beda, kandungan minyak terbanyak di bagian bawah jaringan epidermis, semakin ketengah kandungannya semakin sedikit. Selain itu umur jahe mempengaruhi kandungan minyaknya, minyak meningkat terus sampai mencapai umur jahe optimum (12 bulan). Setelah umur jahe 12 bulan kandungan minyaknya semakin sedikit, namun bau khas jahe semakin tua umurnya semakin menyengat . [3] Oleoresin dibuat dengan cara ekstraksi bubuk jahe dengan pelarut organik tertentu [4], jenis pelarut yang sering digunakan adalah; etanol, aseton, etiline dikhlorida, isopropenol, dan heksana. Pemilihan pelarut, cara ekstraksi, dan metode pemurnian yang diterapkan sangat berpengaruh terhadap rendemen oleoresin
yang diperoleh. Beberapa sifat fisik-kimia oleoresin jahe [5], menurut Depkes. RI seperti diberikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat fisik-kimia oleoresin jahe menurut Depkes. RI No 1 2 3 4 5 6 7
Sifat fisik Densiti, gr/cm3 Indek bias Titik didik, oC Warna Sifat Aroma Kadar minyak atsiri
8
Putaran optik
Nilai 1,026 – 1,045 1,488 – 1.497 235 – 240 Coklat tua Kental Bau khas jahe 18 - 35 ml/100 gr oleoresin (-30o) - (160o)
METODE Peralatan yang diperlukan pada penelitian ini adalah; Crusher/tumbukan, Screen/ayakan, Neraca analitik, Pisau, Seperangkat alat Ekstraksi, Seperangakat alat Distilasi, Refraktometer, Corong, Pipet ukur 10 mL, Piknometer 10 ml, Ball pipet, Gelas ukur 100 ml, Beaker gelas 250 mL, Penangas air, Sockhlet dan selongsong. Bahan yang digunakan yaitu Jahe kering dan Etanol 96 % Variabel tetap: Jahe putih kecil, volume pelarut 150 ml, dan jumlah bahan 20 gram. Variabel bebas: Diameter bahan: 1,700 mm, 1,200 mm, 0,815 mm, dan 0,315 mm. Waktu operasi : 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam. Variabel terikat: Rendemen, densiti, dan indek bias oleoresin jahe. Prosedur Pelaksanaan: Bahan yang digunakan jahe segar dibersihkan dan dipotong-potong kemudian dikeringkan dan dihancurkan, sebelum proses ekstraksi terlebih dahulu dilakukan pengayakan untuk mendapatkan ukuran bahan yang diinginkan. Prosedur yang dilakukan meliputi tahap operasi dan tahap analisa. Pada tahap operasi, Jahe kering yang sudah dihaluskan sesuai ukuran yang diinginkan ditimbang sebanyak 20 gram dan dimasukan ke dalam selongsong dan socklet, kemudian pelarut sebanyak 150 ml dimasukan ke dalam labu ekstraksi. Selanjutnya suhu operasi diatur pada 78 oC sesuai suhu titik didih etanol. Setelah semua persiapan selesai dilakukan proses ekstraksi sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Hasil ekstraksi dilakukan pemurnian dengan cara distilasi, Hasil yang telah dimasukan ke dalam labu distilasi dipanaskan pada suhu didih pelarut 78 oC dan dihentikan sampai tidak ada lagi tetesa pada labu distilat. Bottom product, distilasi dihitung rendemen oleoresin dengan cara menimbang jumlah massa produk dan membandingkan dengan jumlah sampel yang digunakan. Densiti ditentukan dengan cara menimbang bahan di dalam piknometer dan membandingkan dengan volume piknometer yang digunakan. Sedangkan Indek bias ditentukan dengan cara menetes bahan pada kaca objek refraktometer dan dibaca hasil pada skala yang diberikan oleh refraktometer. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil penelitian di laboratorium dan perhitungan yang telah dilakukan, maka diperoleh rendemen oleoresin (%), indek bias, dan densiti (g/cm3) seperti diperlihatkan pada Tabel 2 Tabel 2
Hasil Analisa Rendemen
Oleoresin
(%), Para Meter Uji R e n d e m e n
O l e o r e s i n
Diameter Sampel, Mm
2
Waktu Ekstraksi, jam 3 4
1,700
19,30
24,55
33,70
39,20
1,200
20,35
34,95
39,85
48,05
0,815
23,30
38,05
45,55
49,10
0,315
35,05
38,15
48,90
54,55
5
Para Meter Uji D e n s i t i
Densiti Oleoresin (gr/cm3)
Diameter Sampel, Mm
Waktu Ekstraksi, jam 3 4
2
1,700
1,0007
1,0107
0,9812
1,0149
1,200
1,0157
0,9816
1,0110
0,9813
0,815
0,9815
0,9811
1,0011
1,0010
0.315
0,9811
1,0114
0,9816
1,0116
5
Rendemen Oleoresin, %
Pembahasan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka terlihat jelas pengaruh ukuran diameter partikel dan waktu ekstraksi terhadap rendemen, indek bias, dan densiti oleoresin yang diperoleh. Secara lebih jelas hasil perlakuan dari kondisi tersebut sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 1. Pada gambar 1 dapat memperlihatkan rendemen oleoresin yang dihasilkan oleh bahan baku jahe kering dengan ukuran diameter sampel 1,700 mm berkisar antara 19,30 – 39,20 %, sampel 1,200 mm berkisar antara 20,35 – 48,05 %, sampel 0.815 mm berkisar antara 23,30 – 49,10 %, dan sampel 0,315 mm berkisar antara 35,05 – 54,55 %. Bila dilihat dari masing-masing perlakuan ekstraksi, semakin kecil ukuran sampel dan waktu ekstraksi semakin lama maka rendemen oleoresin yang diperoleh semakin tinggi. 60 40
1.700 mm
20
1.200 mm 0.815 mm
0 0
2
4
6
0.315 mm
Waktu Exstraksi, jam
Gambar 1 Hubungan diameter bahan dengan waktu proses ekstraksi terhadap rendemen oleoresin
Dalam hal ini ukuran sampel 0,315 mm dan waktu ekstraksi 5 jam bahan baku jahe kering menghasilkan rendemen oleoresin yang tertinggi yaitu 54,55 %. Hali ini dapat dijelaskan bahwa semakin ukuran sampel yang digunakan, maka kontak pelarut dengan oleoresin pada sampel jahe semakin lama, sehingga oleoresin yang diperoleh. Hali ini dapat dijelaskan bahwa semakin kecil ukuran sampel yang digunakan, maka kontak pelarut dengan oleoresin pada sampel jahe semakin besar, sehingga oleoresin yang diperoleh semakin banyak. Gambar 2 memberikan hubungan diameter bahan dengan waktu proses ekstraksi terhadap indek bias oleoresin
Indek Bias Oleoresin
Tabel 3 Hasil Analisa
1.43 1.42 1.41 1.4 1.39 1.38 1.37 1.36 1.35 1.34
1.700 mm 1.200 mm 0.815 mm 0.315 mm 2
3
4
5
Waktu Ekstraksi, jam
Gambar 2. Hubungan diameter bahan dengan waktu proses ekstraksi terhadap indek bias oleoresin Dilihat dari gambar 2 ternyata lama waktu ekstraksi dan ukuran diameter bahan baku jahe kering berpengaruh terhadap indek bias oleoresin. Indek bias oleoresin yang paling tinggi yaitu pada waktu ekstraksi 2 jam dengan diameter sampel 1,4 mm sebesar 1,4250 dan pada waktu ekstraksi 5 jam dengan diameter sampel 2 mm sebesar 1,4202, dimana kedua sampel tersebut diambil pasa saat distilasi pelarutnya tidak menetes lagi ke dalam labu distilat karena pelarutnya telah habis teruapkan. Sedangkan pada ukuran sampel dan waktu ekstraksi yang lain masih ada pelarut yang menetes ke dalam labu distilat. Sehingga secara
Indek Bias Oleoresin
keseluruhan diperoleh indek bias oleoresin antara 1,3704 – 1,4250, sedangkan indek bias sifat fisik kimia oleoresin jahe hasil penelitian yang dilakukan berdasarkan sumber Depkes. RI yaitu 1,4880 – 1,4970. Perbedaan ini terjadi dikarenakan pada waktu proses pemurnian oleoresin hanya menggunakan peralatan distilasi sederhana sehingga tidak dapat diperoleh oleoresin jahe yang benar-benar murni dan bebas dari pelarut. Pengaruh ukuran bahan dan waktu proses ekstraksi terhadap densiti oleoresin jahe yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 3. 1.43 1.42 1.41 1.4 1.39 1.38 1.37 1.36 1.35 1.34
banyak terdapat pelarut yang terkandung dalam oleoresin. Jadi densiti yang diperoleh selama waktu ekstraksi 2 – 5 jam untuk ukuran sampel 1,700 mm berkisar antara 0,9812 – 1,0149 gr/cm3, sampel 1,200 mm berkisar antara 0,9813 – 1,0157 gr/cm3, sampel 0,615 mm berkisar 0,9811 – 1,0011 gr/cm3, dan sampel 0,315 mm berkisar antara 0,9811 – 1,0157 gr/cm3. Sedangkan bila dibandingkan sifat fisik kimia oleoresin jahe hasil penelitian berdasarkan sumber Depkes. RI. Untuk densiti oleoresin adalah 1,026 – 1,045 gr/cm3, sehingga dengan demikian densiti oleoresin yang diperoleh hampir memenuhi standar. KESIMPULAN
1.700 mm 1.200 mm 0.815 mm 0.315 mm 2
3
4
5
Waktu Ekstraksi, jam
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu: Oleoresin yang diperoleh bertambah banyak dengan ukuran diameter pertikel yang paling kecil 0,315 mm dan waktu proses ektraksi paling lama 5 jam sebesar 54,55 %. Sedangkan Indek bias dan Densiti yang diperoleh mendekati sifat fisik kimia oleoresin jahe berdasarkan sumber Depkes. RI, perbedaan ini terjadi diperkirakan karena oleoresin yang diperoleh dari hasil distilasi belum murni.
Gambar 3 Hubungan diameter bahan dengan waktu proses ekstraksi terhadap densiti oleoresin DAFTAR PUSTAKA Berdasarkan gambar 3 dapat dilihat bahwa densiti yang diperoleh berbeda-beda untuk setiap ukuran bahan jahe dan proses ekstraksi. Densiti oleoresin pada waktu ekstraksi 2 jam dengan ukuran bahan 1,200 mm sebesar 1,0157 gr/cm3, pada waktu ekstraksi 3 jam dengan ukuran bahan 0,63 mm dan 1,700 mm masing-masing 1,0114 dan 1,0107 gr/cm3 dan pada waktu ekstraksi 5 jam dengan ukuran bahan 0,315 mm dan 1,700 mm masing – masing sebesar 1,0116 dan 1,0149 gr/cm3. Hal ini terjadi karena pada proses distilasi pelarut sudah tidak menetes lagi ke dalam labu distilat, menandakan proses distilasi sudah memisahkan pelarut dengan oleoresin, sedangkan pada ukuran sampel dan waktu ekstraksi yang lain masih ada pelarut yang menetes ke labu distilat, sehingga pada saat proses dihentikan sekitar 1 jam masih
[1] Paimin Farry dan Murhananto, 2003, Budidaya, Pengolahan, Perdagangan Jahe, Penerbir, Penebar Swadaya [2] Ika Rezvani Aprita, 2009 http://www.rezvani.blog.friendster.com, diakses 28 Januari 2010 [3] http://www.yongkikastanyaluthana.com, diakses 28 Januari 2010 [4] McCabe, W, L, Smith, 1987, Operasi Teknik Kimia, jilid 2, Penerbit Erlangga [5] Ketaren, S, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Jakarta, Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press), 1986
[6] Setijo Pitojo, Ir, Zumiati, Dra. 2003 Tanaman Bumbu dan Pewarna Nabati, Penerbit Aneka Ilmu, 2003
