BOGOR
2007
Judul Tesis : Kajian Isolasi Karotenoid dari Minyak Sawit Kasar dengan Metode Adsorbsi Menggunakan Penjerap Bahan Pemucat Nama : Diana Serlahwaty
Nomor Pokok : F225010081 Program Studi : Ilmu Pangan
Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc. Ketua
Dr. Ir. Slamet Budijanto, M.Agr. Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.S Anggota Anggota
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi 3. Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pangan
Prof.Dr.Ir.Betty Sri Laksmi Jenie, M.S Prof.Dr.Ir.Khairil Anwar Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian: 16 Februari 2007 Tanggal Lulus :
PRAKATA
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanallahu Wata’alla, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini yang berjudul “Kajian Isolasi Karotenoid dari Minyak Sawit Kasar dengan Metode Adsorbsi Menggunakan Penjerap Bahan Pemucat. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Juni 2005 sampai dengan September 2006.
Saat ini Indonesia menjadi negara pengekspor CPO terbesar kedua didunia setelah Malaysia yang menempati urutan pertama. Demi memperkuat dan meningkatkan daya saing industri kelapa sawit di Indonesia perlu dilakukan pengembangan teknologi untuk memperoleh produk yang mempunyai nilai tambah tinggi. Karoten mempunyai nilai jual yang tinggi dan dibutuhkan oleh industri farmasi, pangan maupun kosmetik.
Tulisan ini merupakan suatu karya dari hasil perjuangan yang sangat panjang yang tentunya tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak, oleh karenanya pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menghaturkan terima kasih yang mendalam serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Bapak Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing atas segala arahan, bimbingan, motivasi, support moril yang tak henti-hentinya penulis dapatkan sejak awal pendidikan dan terus mendorong penulis agar berjuang menyelesaikan tulisan ini. Terima kasih yang mendalam serta penghargaan yang setinggi-tingginya juga penulis sampaikan kepada bapak Dr. Ir. Slamet Budijanto, M.Agr dan ibu Dr. Ir. Nuri Andarwulan, MS masing-masing sebagai anggota komisi pembimbing atas saran-saran, arahan dan bimbingannya mulai dari penulisan proposal hingga saat konsultasi yang tak henti-hentinya memotivasi dan mendorong agar terus berjuang menyelesaikan tesis ini. Terima kasih yang mendalam serta penghargaan yang setinggi-tingginya juga penulis sampaikan kepada ibu Dr. Ir. Tri Haryati, MS yang telah bersedia sebagai penguji luar komisi, serta saran-saran dan arahannya untuk tulisan ini. Disampaikan pula terima kasih tak terhingga kepada Rektor, Para Pembantu Rektor Universitas Pancasila Jakarta, Dekan serta para Pembantu Dekan Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta
yang telah memberikan kesempatan tugas belajar, dukungan dana pendidikan dan support moril yang tiada hentinya kepada penulis selama melanjutkan pendidikan S2 di program studi Ilmu Pangan IPB. Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pengelola BPPS (Beasiswa Pendidikan Pasca Sarjana) Direktorat Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia dan kepada Riset Unggulan Strategi Nasional (RUSNAS) Industri Hilir Kelapa Sawit yang telah memberikan dukungan dana.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pimpinan IPB, Dekan Sekolah Pascasarjana, Ketua Program Studi Ilmu Pangan yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti program Magister Sains di IPB. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan di Universitas Pancasila, teman-teman sejawat dosen khususnya Ena, mbak Rin, Ratna, sahabat-sahabat di Keluarga Alumni Universitas Pancasila, karyawan non edukatif di Fakultas Farmasi dan anak-anakku mahasiswa/i Fakultas Farmasi serta rekan-rekan seprofesi di Ikatan Sarjana Farmasi Indonesia yang selalu menemani dalam suka maupun duka serta atas do’a, motivasi dan support semangat yang tidak henti-hentinya penulis dapatkan sampai tulisan ini selesai, juga kepada rekan-rekan seperjuangan di Program Studi Ilmu Pangan Sekolah Pascasarjana IPB angkatan 2001 sampai 2005 yang memberikan atmosfir yang menyenangkan berupa diskusi-diskusi, do’a dan support semangat. Juga kepada semua pihak yang telah membantu, penulis ucapkan terima kasih yang tak terhingga.
Terima kasih tak terhingga juga penulis sampaikan kepada ibu Nur Wulandari, STP, M.Si; mas Taufik, ananda Ari, Eko dan Zul beserta staf laboran di SEAFAST Center-IPB dan staf laboran di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan IPB, juga kepada Widya, Tini, Adit dan Tiwi di Laboratorium Mutu Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta, serta kepada staf diperpustakaan PAU, FATETA, LSI IPB dan staf di Perpustakaan Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta yang telah banyak membantu penulis selama penelitian dalam pengumpulan data dan terima kasih juga atas do’a, dorongan semangatnya untuk menyelesaikan tulisan ini.
Ungkapan terima kasih tak terhingga penulis haturkan kepada Ayahanda Abu Hassan Rais (Almarhum), Ibunda Saniar (Almarhumah) atas kasih sayang yang telah diberikan kepada penulis semasa hidupnya dan terima kasih kepada Keluarga besar Abu Hassan Rais, Keluarga Besar Radjuddin Syufni, Keluarga Besar Asy-Syakiroh, Keluarga besar Muslimat atas kasih sayang dan dukungan do’anya yang selalu memotivasi agar penulis pantang mundur sampai selesainya tulisan ini.
Selanjutnya untuk keluarga keduaku di Bogor, Mak Ros, mbak Romsyah berserta kakak dan adik yang rumahnya tersedia bagiku selama penelitian sampai selesainya tulisan ini, terima kasih atas kasih sayang dan dorongan semanagt yang diberikan selama ini. Akhirnya kepada ananda tercinta M.Rino Diansyah, M.Rizky Octaviansyah dan adinda Ides terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala do’a dan dukungannya serta segala pengertian, pengorbanan, yang kalian berikan kepada mama selama masa studi yang panjang ini, dan telah merelakan kehilangan waktu untuk tidak bersamaku selama proses penelitian ini.
Semoga segala bantuan, do’a, dukungan semangat dan perhatian yang telah diberikan oleh semua pihak kepada penulis akan mendapat balasan yang berlipat ganda dari Allah SWT, Amiin. Akhir kata penulis sampaikan dengan rasa syukur, semoga tesis ini memberi manfaat kepada yang membacanya, dan ikut memperkaya khazanah ilmu pengetahuan, Amiin
Bogor, 13 Februari 2007 Penulis,
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Nias pada tanggal 13 Februari 1956 dari ayah Let.Kol (Purn) Abu Hassan Rais (Almarhum) dan ibu Saniar (Almarhumah). Penulis merupakan putri keempat dari sebelas bersaudara.
Penulis lulus dari S.D. Persit Kartika Chandra Kirana I di Medan pada tahun 1968, sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri LXXXVI di Daerah Khusus Ibukota Jakarta pada tahun 1971, dan Sekolah Menengah Umum di SMA Negeri VI di Daerah Khusus Ibukota Jakarta pada tahun 1974. Pada tahun 1975 penulis melanjutkan pendidikan di Universitas Pancasila Jakarta, Fakultas Farmasi dan pada tahun 1987 penulis bekerja sebagai staf non edukatif pada bagian pendidikan Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta. Penulis lulus sebagai Sarjana Farmasi pada tahun 1991 dan pada tahun 1993 melanjutkan studi profesi apoteker di Universitas Pancasila Jakarta dan lulus sebagai Apoteker pada tahun 1995.
Sejak tahun 1995 sampai sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta. Pada tahun 2001 penulis melanjutkan Pendidikan Magister (S2) di Program Studi Ilmu Pangan Institut Pertanian Bogor dengan Biaya dari Universitas Pancasila Jakarta, dan tahun 2002 mendapat Biaya Pendidikan PascaSarjana (BPPS) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Tahun 2002 sampai tahun 2004 penulis bekerja pada Humas & Kerjasama Universitas Pancasila Jakarta. Dan pada tahun 2005 penulis mendapat dukungan dana penelitian dari Riset Unggulan Strategi Nasional (RUSNAS) Industri Hilir Kelapa Sawit.
Halaman DAFTAR TABEL ... xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN ... xvii PENDAHULAN ... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian ... 3 Manfaat Penelitian ... 4 Hipotesis ... 4 TINJAUAN PUSTAKA ... 5 Minyak Sawit ... 5 Karotenoid ... 8 Analisis Karotenoid ... 10 Metode Adsorbsi ... 13 Pelarutan ... 16 Bahan Pemucat Arang Aktif ... 19
Pembuatan Arang Aktif ... 20 Kegunaan Arang Aktif ... 22 Bahan Pemucat Bleaching Earth ... 23 Interaksi Pelarut dan Solut dengan Bahan Pemucat ... 27
Adsorbsi satu Lapisan (Mono-layer) ... 27 Adsorbsi dua Lapisan (Bi-layer) ... 27 Interaksi Solut dengan Permukaan Bahan Pemucat ... 28
Kepolaran yang Lemah ... 28 Kepolaran Kuat ... 29 METODELOGI ... 38 Tempat dan Waktu Penelitian ... 31 Bahan dan Alat ... 31 Metode ... 31
xii
Penelitian Pendahuluan ... 33 Penentuan Penjerap yang Effektif ... 33 Penjerap Arang Aktif 10% b/v ... 36 Penjerap Arang Aktif 20% b/v ... 36 Penjerap Bleaching Earth 2% b/v ... 37 Penentuan Konsentrasi Larutan Minyak Sawit Kasar ... 37 Penentuan Konsentrasi Penjerap Terseleksi ... 38 Penentuan Rekoveri Karotenoid ... 39 Prosedur Analisis ... 40 Analisis Kandungan Karotenoid, Metode Spektrofotometri ... 40 Analisis Komposisi Asam Lemak, Metode Kromatografi Gas . 42 Kadar Air, Metode Vakum ... 44 Nilai log P ... 44 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45 Penelitian Pendahuluan ... 45 Persiapan dan Karakterisasi Bahan Baku ... 45 Penentuan Penjerap yang Efektif ... 49 Penjerapan dengan Arang Aktif 10% b/v... 50 Penjerapan dengan Arang Aktif 20% b/v... 50 Penjerapan dengan Bleaching Earth 2% b/v ... 52 Penentuan Konsentrasi Larutan Minyak Sawit Kasar ... 54 Penentuan Konsentrasi Penjerap ... 55 Perolehan Kembali Karotenoid ... 56
Perolehan Kembali Karotenoid yang Terjerap pada ... Arang Aktif 10% b/v ... 57 Perolehan Kembali Karotenoid yang Terjerap pada ... Arang Aktif 20% b/v ... 59 Perolehan Kembali Karotenoid yang Terjerap pada ... Bleaching Earth 4% b/v ... 61
xiii
SIMPULAN DAN SARAN ... 64 DAFTAR PUSTAKA ... 65 LAMPIRAN ... 73
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Komposisi Asam Lemak Minyak Awit Kasar ... 6 2 Standar Kualitas Minyak Sawit Kasar Menurut SNI 01-2901-1995.... 7 3 Komponen Minor dari Minyak Sawit Kasar ... 7 4 Beberapa Jenis Karotenoid dengan Aktivitas pro-Vitamin A ... 10 5 Nilai Rf Berbagai Jenis Karotenoid pada Kromatografi Lapis Tipis ... 11 6 Residu Pelarut Organik yang Diijinkan dalam Makanan ... 17 7 Penggunaan Arang Aktif ... 23 8 Karakteristik Minyak Sawit Kasar (CPO) ... 46 9 Karakteristik Penjerap Arang Aktif ... 47 10 Karakteristik Penjerap Bleaching Earth ... 47 11 Beberapa Penjerap yang Berpotensi Menjerap Karotenoid ... 48
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Penampang Melintang Buah Kelapa Sawit ... 5 2 Struktur Molekul Senyawa Golongan Karotenoid ... 8 3 Kurva Hubungan antara Konsentrasi Solut pada Larutan dan yang .... Teradsorbsi ... 14 4 Perubahan Entalpi dan Entropi yang terjadi dalam Reaksi Pelarutan . 20 5 Struktur Tanah Liat Montmorilllonite yang telah Diaktifkan ... 24 6 Diagram Alir Proses Pembuatan Bleaching Earth ... 26 7 Distribusi Pelarut A dan B Sebagai Mono-Layer pada Permukaan .... Bahan Pemucat ... 27 8 Distribusi Pelarut A dan B sebagai Bi-Layer pada Permukaan ... Bahan Pemucat ... 28 9. Skema Interaksi Sorpsi (Penempelan)... 28 10 Skema Interaksi Pergantian ... 29 11 Skema Adsorbsi Pelarut pada Dua Lapisan (Bi-Layer) ... 30 12 Skema Perbedaan Jenis Interaksi yang dapat terjadi pada Permukaan
Bahan Pemucat yang Ditutupi oleh Suatu Lapisan Pelarut Bi-Layer... 30 13 Diagram Alir Proses Isolasi Karotenoid dari CPO dengan Metode .... Adsorbsi ... 32 14 Diagram Alir Penjerapan Karotenoid ... 34 15 Penjerap Arang Aktif sebelum Proses Penjerapan ... 35 16 Penjerap Bleaching Earth sebelum Proses Penjerapan ... 35 17 Diagram Alir Isolasi Karotenoid dari Penjerap ... 39 18 Skema Analilis Konsentrasi Karotenoid ... 41 19 Jumlah Karotenoid yang Terjerap Pada Penjerap Arang Aktif 10% b/v
Dalam Berbagai Konsentrasi Larutan CPO... 50 20 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap Arang Aktif 20% ...
b/v dalam berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 51 21 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap Bleaching Earth ....
xvi
22 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap Arang Aktif 10% ... dan 20% (b/v) serta Penjerap Bleaching Earth 2% b/v dalam ... Berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 53 23 Persentase Penjerapan Karotenoid Menggunakan Penjerap ...
Bleaching Earth 2% b/v pada Berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 54 24 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Berbagai Konsentrasi ...
Bleaching Earth pada Konsentrasi CPO dalam n-Heksana ... 50% b/v ... 56 25 Jumlah Karotenoid yang Terekstrak dari Penjerap Arang Aktif ...
10% b/V, Menggunakan Eluen Campuran n-Heksana dan Aseton ... dengan Berbagai Konsentrasi ... 58 26 Aktivitas Pelarut / Eluen dengan Nilai Log P pada Perolehan ...
Kembali Karotenoid dari Penjerap Arang Aktif 10% b/v ... 58 27 Jumlah Karotenoid yang Terekstrak dari Penjerap Arang Aktif ...
20% b/v, Menggunakan Eluen Campuran n-Heksana dan Aseton ... dengan Berbagai Konsentrasi ... 60 28 Aktivitas Pelarut / Eluen dengan Nilai Log P pada Perolehan ...
Kembali Karotenoid dari Penjerap Arang Aktif 20% b/v ... 61 29 Jumlah karotenoid yang terekstrak dari penjerap bleaching earth ... 4% b/v, menggunakan eluen campuran n-heksana dan aseton ...
dengan berbagai konsentrasi. ... 62 30 Aktivitas pelarut / eluen dengan nilai log P pada perolehan ... kembali karotenoid dari penjerap bleaching earth 4% b/v ... 63
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Nilai log P untuk Beberapa Macam Pelarut Organik ... 74 2 Hasil Analisis Komposisi Asam Lemak ... Minyak Sawit Kasar (CPO)... 76 Kromatogram GC Minyak Sawit Kasar Ulangan 1 ... 77 Kromatogram GC Minyak Sawit Kasar Ulangan 2 ... 78 3 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap Arang Aktif ...
10% b/v dalam Berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 79 4 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap Arang Aktif ...
20% b/v dalam berbagai konsentrasi larutan CPO ... 79 5 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Penjerap bleaching earth
2% b/v dalam Berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 80 6 Jumlah Karotenoid Sebelum Penjerapan Menggunakan Penjerap
Arang Aktif dan Bleaching Earth dalam Berbagai Konsentrasi .. Larutan CPO ... 80 7 Jumlah Karotenoid yang Terjerap pada Proses Penjerapan ...
Menggunakan Penjerap Arang Aktif dan bleaching earth dalam Berbagai Konsentrasi Larutan CPO ... 80 8 Jumlah Karotenoid yang Terjerap Menggunakan Penjerap ...
Bleaching Earth (BE) Dalam Berbagai Konsentrasi pada ... Larutan CPO dalam n-Heksana 50% b/v ... 81 9 Persentase Perolehan Kembali Karotenoid dari Penjerap Arang ..
aktif 10 % b/v Menggunakan Campuran Larutan n-Heksana ... dan Aseton dengan Beberapa Ratio Perbandingan ... 81 10 Persentase Perolehan Kembali Karotenoid dari Penjerap Arang ..
Aktif 20 % b/v Menggunakan Campuran Larutan n-Heksana ... dan Aseton dengan Beberapa Ratio Perbandingan ... 82 11 Persentase Perolehan Kembali Karotenoid dari Penjerap Bleaching Earth 4 % b/v Menggunakan Campuran Larutan n-Heksana ...
Kelapa sawit (Elaeis guineensis sp, Jacq.) merupakan salah satu komoditas nonmigas yang telah ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dapat dikembangkan menjadi produk lain untuk ekspor. Menurut Oil World (2002), industri kelapa sawit nasional merupakan salah satu sektor pembangunan unggulan. Sampai saat ini pengembangan industri minyak sawit mempunyai pasar yang cukup besar dan masih didominasi oleh produk minyak sawit kasar (CPO/Crude Palm Oil).Produksi minyak sawit Indonesia terus meningkat dengan laju sekitar 6% pertahun. Menurut IPOC (2005) dengan luas total area perkebunan kelapa sawit di Indonesia yang mencapai 5.5 juta hektar mampu memproduksi CPO sebesar 16 juta ton sepanjang tahun 2005. Jumlah tersebut merupakan terbesar kedua di dunia setelah Malaysia dan pada tahun 2010 diproyeksikan akan menjadi yang terbesar didunia.
Penguatan dan peningkatan daya saing industri kelapa sawit di Indonesia perlu dukungan penelitian pengembangan teknologi hilir untuk memperoleh produk-produk yang mempunyai nilai tambah tinggi. Minyak sawit kasar (CPO) dapat diproses lebih lanjut menjadi berbagai produk turunan, salah satunya dengan mengambil komponen mikronutrien karotenoid dalam minyak sawit kasar menjadi produk konsentrat karotenoid. Produk ini dibutuhkan baik dalam industri pangan, farmasi, maupun industri kosmetik (May, 1994).
Komponen minor dari minyak sawit kasar mengandung 500-700 ppm karotenoid, lebih dari 80% dalam bentuk α-, β-, -karoten dengan β-karoten sebagai komponen utamanya (Goh et al., 1985; Choo. 1995). β-karoten sebagai salah satu komponen minor dari minyak sawit kasar, merupakan prekursor vitamin A dan berfungsi sebagai pro-vitamin A (Olson 1989; Hudson 1990). β-karoten memiliki 100% aktifitas vitamin A, sedangkan α- dan -karoten memiliki 50-54% aktifitas vitamin A. Senyawa karotenoida minyak sawit memiliki aktivitas pro-vitamin A 10 kali lebih besar dibandingkan dengan wortel dan 300 kali lebih besar dari tomat (Tan, 1987; Iwasaki, 1992; Susilawati E. et al., 1997) β-karoten memiliki pengaruh
biologis positif yang bermanfaat bagi tubuh, antara lain untuk menanggulangi kebutaan karena xerofthalmia, mencegah timbulnya penyakit kanker, penyakit jantung koroner, mencegah proses penuaan yang terlalu dini (Ziegler, 1989; May,1994; Umegaki et al., 1994; Poppel dan Goldbohm, 1995; Sahidin et al.,
2000), meningkatkan immunitas tubuh dan juga dapat berperan sebagai antioksidan yang memusnahkan radikal bebas yang selanjutnya mengurangi peluang terjadinya penyakit degeneratif (Iwashaki dan Murokoshi, 1992; Umegaki dan Ikegami, 1994; Sikorski, 1997; Miyawaki, 1998)
Adanya warna merah kuning pada minyak sawit umumnya tidak disukai oleh konsumen, sehingga para produsen minyak makan selalu berusaha menghilangkan warna tersebut dengan cara pemucatan. Pemucatan minyak sawit dilakukan dengan menggunakan bahan penjerap, kemudian diikuti dengan pemanasan pada tekanan hampa udara. Pada proses pemucatan minyak sawit dengan menggunakan penjerap, karotenoid akan teradsorbsi oleh bahan pemucat tersebut. Karotenoid yang diadsorbsi bahan pemucat umumnya oleh pabrik tidak dimanfaatkan. Dengan pertimbangan nilai nutrisi dan fungsional β-karoten yang potensial terkandung dalam minyak sawit kasar, maka perlu dipelajari beberapa upaya untuk memperoleh karotenoid dari minyak sawit kasar.
Dengan disadarinya manfaat dari senyawa karotenoid dan besarnya kandungan senyawa karotenoid di dalam minyak sawit kasar, isolasi karotenoid dari minyak sawit kasar mendapat perhatian yang besar dari para peneliti. Berbagai cara telah dikembangkan untuk memperoleh senyawa karotenoid dari minyak sawit kasar. Beberapa metode yang telah dilakukan untuk memperoleh karotenoid dari minyak sawit kasar adalah dengan menggunakan metode penyabunan, ekstraksi pelarut, adsorbsi, urea, destilasi molekuler, iodine, membran dan distilasi molekuler (Choo et al., 1989).
Dalam upaya memperoleh senyawa karotenoid, metode adsorbsi merupakan metode yang paling banyak digunakan. Sejumlah penjerap telah banyak dicoba untuk mendapatkan karotenoid dalam jumlah tinggi. Adsorbsi menggunakan abu sekam padi telah dilakukan oleh Masni (2004) dengan memanfaatkan limbah pabrik kelapa sawit dan Hasanah (2006) menggunakan
penjerap campuran abu sekam padi/silika gel pada nisbah (30:10 b/b) dengan metode kromatografi kolom adsorbsi, perolehan kembali karotenoid pada fraksi berwarna pertama adalah sebesar 49% dengan rendemen konsentrat fraksi berwarna pertama terhadap minyak sawit kasar sebesar 3.2%. Widayanto (2007) melaporkan pemekatan karotenoid pada metil ester kasar (crude methyl ester) dengan menggunakan kromatografi kolom adsorbsi menggunakan penjerap campuran abu sekam padi/silika gel pada nisbah (30:10 b/b), rekoveri karotenoid dari total karotenoid awal CPO adalah 70.25%. Selanjutnya Baharin et al. (1998) dan Latip et al. (2000) menggunakan penjerap sintetik diaion HP-20, alumina dan silika gel. Adsorbsi silika gel lebih rendah 50% dari pada penjerap polimer sintetik dengan perolehan kembali sekitar 40-65 %. Adsorbsi dengan bleaching agent
telah berhasil dilakukan oleh Pitoyo (1988) dengan rendemen sebesar 4.06%. Pemucatan minyak sawit dan lemak lainnya yang telah dikenal antara lain pemucatan dengan adsorbsi menggunakan bahan pemucat seperti tanah liat (clay) jenis monmorilonit yang telah diasamkan dan karbon aktif.
Pada penelitian ini dilakukan kajian isolasi karotenoid dari minyak sawit kasar dengan menggunakan metode adsorbsi menggunakan bahan pemucat arang aktif dan bleaching earth sebagai penjerap, selanjutnya dilakukan kajian untuk melepaskan karotenoid yang telah terjerap.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menentukan penjerap yang efektif untuk menjerap karotenoid dari minyak sawit kasar.
2. Menentukan efektifitas pelarut yang dapat melarutkan kembali karotenoid dari bahan penjerap.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan berguna untuk:
1. Memberikan informasi kepada para peneliti dan industri berbasis kelapa sawit, bahwa minyak sawit kasar dapat dijadikan sebagai sumber karotenoid atau pro-vitamin A, yang dapat memberikan nilai tambah dari segi finansial, sekaligus memberikan sumbangan dalam meningkatkan kesehatan masyarakat.
2. Sebagai pengembangan ilmu dan teknologi dan dapat berguna dalam peningkatan diversifikasi hasil perkebunan kelapa sawit
Hipotesis
Adapun hipotesis dari penelitian ini adalah:
1. Penggunaan arang aktif dan bleaching earth dapat menjerap karotenoid dari minyak sawit kasar dengan kandungan karotenoid yang tinggi.
2. Penggunaan pelarut campuran n-heksana dan aseton dapat menghasilkan produk karotenoid dengan tingkat rekoveri yang tinggi.
TINJAUAN PUSTAKA
Minyak SawitProduksi minyak sawit Indonesia terus meningkat dengan laju sekitar 6% pertahun. Indonesia mampu memproduksi minyak sawit kasar (CPO/Crude Palm Oil) sebesar 16 juta ton sepanjang tahun 2005 dengan luas total perkebunan kelapa sawit di Indonesia yang mencapai 5.5 juta hektar (IPOC, 2005).
Hasil tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis sp, Jacq.) yang dipanen ialah tandan kelapa sawit. Tandan telah masak apabila jumlah buah yang membrondol telah mencapai dua brondolan per kg tandan (Naibaho, 1983). Sebaiknya panen dilakukan pada buah berumur 15-17 minggu, karena selain sudah menurunnya kadar lemak, juga terjadi peningkatan asam lemak bebas, yang terbentuk dari penguraian lemak oleh enzim lipase, yang mulai aktif pada mesokarp. Dari kelapa sawit dapat dihasilkan dua jenis minyak yang sangat berlainan, yaitu minyak yang berasal dari sabut (mesokarp) kelapa sawit disebut minyak sawit (CPO/Crude Palm Oil) dan minyak yang berasal dari inti kelapa sawit yang dinamakan minyak inti sawit (PKO/Palm Kernel Oil) (Ketaren, 1986). Buah sawit umumnya berukuran panjang 2 – 5 cm dan berat antara 3 – 30 gram, berwarna ungu hitam pada saat muda, kemudian menjadi berwarna kuning merah pada saat tua dan matang (Muchtadi, 1992). Warna daging buah putih kuning ketika masih muda dan berwarna jingga setelah buah matang (Ketaren 2005). Penampang melintang buah kelapa sawit disajikan pada Gambar 1.
Minyak sawit yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit masih disebut minyak sawit kasar (CPO /Crude Palm Oil). Minyak sawit, selain mengandung komponen utama trigliserida (94%), juga mengandung asam lemak (3-5%) dan komponen yang jumlahnya sangat kecil (1%), termasuk karotenoid, tokoferol, tokotrienol, sterol, triterpen alkohol, fosfolipida, glikolipida dan berbagai komponen trace element (Muchtadi, 1992). Minyak sawit mengandung asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh dengan persentase yang hampir sama. Komposisi asam lemak minyak sawit kasar disajikan pada Tabel 1. Asam palmitat dan asam oleat merupakan asam lemak yang dominan terkandung dalam minyak sawit, sedangkan kandungan asam lemak linoleat dan asam stearatnya sedikit (Bailey’s 1996; Siew 2000). Asam palmitat merupakan asam lemak jenuh rantai panjang yang memiliki titik cair (meelting point) yang tinggi yaitu 640C. Kandungan asam palmitat yang tinggi ini membuat minyak sawit lebih tahan terhadap oksidasi (ketengikan) dibanding jenis minyak lain. Asam oleat merupakan asam lemak tidak jenuh rantai panjang dengan panjang rantai C18 dan memiliki satu ikatan rangkap. Titik cair asam oleat lebih rendah dibanding asam palmitat yaitu 140C (Ketaren, 1986)
Tabel 1 Komposisi asam lemak minyak sawit kasara
Asam Lemak Kadar (%)
Asam lemak jenuh
Laurat (C12:0) Miristat (C14:0) Palmitat (C16:0) Stearat (18:0)
Asam lemak tidak jenuh
Oleat (18:1) Linoleat (18:2) Linolenat (18:3) 0.1 – 1.0 0.9 - 1.5 41.8 - 46.8 4.2 - 5.1 37.3 - 40.8 9.1 - 11.0 0 - 0.6 a (Bailey’s, 1996).
Minyak sawit bersifat setengah padat pada suhu kamar, dengan titik cair antara 40-700C, berwarna kuning jingga karena mengandung pigmen karoten. Berdasarkan perbedaan titik cairnya minyak sawit dibagi menjadi 2 fraksi besar, yaitu fraksi olein berbentuk cair, dan fraksi stearin yang berbentuk padat pada suhu kamar (Hartley, 1970; Naibaho, 1983; Muchtadi,