M01893

(1)

SEMINAR SAFETY DAN HALAL 2016

PENGARUH LAMA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP KANDUNGAN

α

-TOKOFEROL MINYAK BIJI MILLET

(Pennisetum sp.)

Intan Karlina Rohaini

*

_{), 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, Salatiga

Jl. Diponegoro no 52-60 Salatiga 50711 Jawa Tengah – Indonesia 652012025@student.uksw.edu

ABSTRAK

Biji millet memiliki kandungan lemak dan tokoferol (vitamin E), yang merupakan salah satu komponen dalam minyak biji millet. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hasil dan kandungan α-tokoferol minyak biji millet (Pennisetum sp.) ditinjau dari lama waktu ekstraksi. Data rendemen minyak biji millet dianalisis dengan Rancangan Acak Kelompok (RAK), 5 perlakuan dan 5 ulangan. Sebagai perlakuan adalah lama waktu ekstraksi: 12; 15; 18; 21 dan 24 jam, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Dilakukan proses saponifikasi untuk memperoleh fraksi tidak tersabunkan yang mengandung α-tokoferol. Analisa kandungan α-tokoferol dalam minyak biji millet secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama waktu ektraksi berpengaruh terhadap rendemen dan kandungan α-tokoferol minyak biji millet. Rendemen yang dihasilkan meningkat sejalan dengan lama waktu ekstraksi sebaliknya kandungan α-tokoferol berbanding terbalik dengan rendemen. Dalam waktu ekstraksi 24 jam diperoleh rendemen minyak biji millet tertinggi sebesar 3,95 ± 0,05% dengan kandungan α-tokoferol terendah sebesar 0,1173 mg_/

g (minyak kasar) dan 0 mg/g (fraksi tidak

tersabunkan). Sedangkan dalam lama waktu 12 jam diperoleh rendemen minyak biji millet 3,14 ± 0,04% yang mengandung α-tokoferol tertinggi sebesar 0,3586 mg_/

g (minyak kasar) dan 0, 1002 mg/g (fraksi tidak

tersabunkan). Sifat fisiko-kimia minyak biji millet dalam lama waktu ekstraksi 12 jam adalah kadar air 0% , bilangan peroksida 47,33 mgrek_/

kg , dan bilangan penyabunan 150, 41 mg KOH/g lemak .

Kata kunci: Biji millet; ekstraksi;, minyak; α-tokoferol.

PENDAHULUAN

Minyak nabati adalah minyak yang berasal dari tetumbuhan dan merupakan salah satu komoditas penting dunia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan, bahan baku industri, kosmetika serta bahan bakar maupun campuran bahan bakar. Bahan baku minyak nabati terutama adalah dari biji-bijian yakni kelapa, kelapa sawit, jagung, jarak, olive (zaitun), kacang tanah, biji kapuk, biji kapas, alpokat, kacang makadamia, kanola, biji nyamplung, dan lain – lain (Mahandariv and Nazhri, 2011).

Menurut Prabowo (2010) Indonesia sangat kaya sumber daya hayati dan memiliki berbagai tanaman yang berpotensi sebagai bahan baku pembuatan minyak nabati salah satunya adalah biji millet. Biji millet adalah jenis serealia tergolong tanaman semusim, seperti rumput berbiji kecil. Keberadaan biji millet di Indonesia belum dikenal luas oleh masyarakat Indonesia sementara hanya dikenal sebagai pakan burung saja. Jenis biji millet yang digunakan dalam penelitian adalah Pearl Millet (Pennisetum sp.), karena mudah diperoleh di pasaran. Biji millet diketahui memiliki gizi yang tinggi mengandung karbohidrat, protein, vitamin (A, B1, C, dan E), riboflavin dan mineral antara lain magnesium, besi, seng, kalsium (Yanuwar, 2009 dalam Hildayanti, 2012). Selain itu biji millet mengandung komponen bioaktif yaitu α-tokoferol. Menurut E.Zwicky AG dalam Henning (2005) kandungan α-tokoferol yang terkandung dalam biji millet cukup tinggi yaitu sebesar 190 mg/kg (19 mg/100 g), apabila dibandingkan jenis tumbuhan / minyak nabati lainnya, yaitu kelapa sawit 15 mg/ 100 g; kedelai 7,5 mg/ 100 g; beras bekatul 32,4mg/100 g, dan zaitun 11,9 mg/100 g (Cho et al., 2009 dalam Martha dkk., 2014).

(2)

mampu merusak rantai asam lemak. Berdasarkan latar belakang di atas, penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hasil dan kandungan α-tokoferol minyak biji millet (Pennisetum sp.) optimal ditinjau dari lama waktu ekstraksi.

BAHAN DAN METODE Bahan dan Piranti

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji millet yang diperoleh dari pasar tradisional di Salatiga. Bahan kimia yang digunakan antara lain : n-heksan, kloroform, asam asetat glacial, etanol, KI, aquades, Natrium tiosulfat , Kanji, KOH , PP (indikator), HCl, NaOH, Metanol, NaSO4, standar α-tokoferol, Tetrahydrofuran (THF) pro analis (Merck), Acetronitril, metanol grade HPLC dan KOH.

Piranti yang digunakan antara lain: neraca analitis 4 digit (Mettler H 80, Mettler Instrument Corp., USA), neraca analitis 2 digit (Ohaus TAJ602, Ohaus Corp., USA), soxhlet, penangas air (Memmert), rotary evaporator, grinder, buret, HPLC, pendingin tegak, dan peralatan gelas.

Metodologi Penelitian

Preparasi Sampel (Prabowo, 2010)

Biji millet yang diperoleh dari pasar tradisional Salatiga, kemudian dibersihkan dari kotoran dengan cara ditampi kemudian dicuci. Selanjutnya dilakukan pengeringan dalam drying cabinet bersuhu 50O_{C selama 2 hari} dan dihaluskan dengan menggunakan grinder bertujuan memperkecil luas permukaan sampel agar pelarut dapat mengekstraksi seluruh minyak dalam sampel.

Ekstraksi Minyak Biji Millet (Ghodsizad & Safekordi 2012)

Ekstraksi biji millet dilakukan dengan pelarut n-heksana menggunakan alat soxhlet pada suhu 70o_{C dengan} variasi waktu ekstraksi 12, 15, 18, 21, dan 24 jam. Hasil ekstraksi dipekatkan dengan evaporator putar pada suhu 50o_{C. Minyak hasil ekstraksi ditampung dalam botol timbang lalu disimpan pada suhu 20°C sampai siap untuk} dianalisis lebih lanjut.

Penyabunan (Cahyanine dkk., 2008)

Minyak hasil ekstraksi dilakukan proses penyabunan. Sebanyak 5 gram minyak millet ditambah etanol 96% sebanyak 44,15 ml, KOH 50%(b_/

v) dan asam askorbat 0,25 gram. Campuran tersebut dipanaskan dalam penangas air pada suhu 65°C selama 32 menit. Lalu erlenmeyer didinginkan dengan air mengalir, selajutnya dipindahkan kedalam labu pemisah. Kemudian dilakukan penambahan 75 ml heksana dan 100 ml akuades, dikocok lambat kemudian didiamkan sampai terbentuk dua lapisan (air dibagian bawah dan heksana dibagian atas). Lapisan bagian bawah yang merupakan campuran air dan lemak yang membentuk sabun dikeluarkan, sisa bagian atas merupakan heksana dan sisa air dikeringkan menggunakan drying agent NaSO4. Pelarut heksana dalam fraksi tidak tersabunkan diuapkan dengan gas N2, kemudian disimpan dalam wadah gelap untuk selanjutnya dianalisis kadar tokoferolnya.

Analisi α-tokoferol minyak biji millet dengan HPLC (Zhao et al., 2004) Uji linieritas dan pembuatan kurva kalibrasi

Seri larutan standar α-tokoferol dengan konsentrasi 2-10 µg/mL masing-masing disuntikan 20 µL dalam instrumen HPLC pada kondisi (fase gerak dan kecepatan alir) terpilih. Dari data pengukuran dibuat kurva kalibrasi dengan menggunakan garis regresi liniear (y = a + bx). Linieritas kurva kalibrasi dilihat dengan menghitung koefisien korelasi (R) persamaan garis linier.

Analisa sampel

0,2 g sampel minyak biji millet ditimbang dan dilarutkan dengan etanol 1 mL. Sampel dimasukkan kedalam vial kemudian diinjeksikan 20 µL ke alat HPLC dan dicatat luas puncaknya. Percobaan diulang sebanyak dua kali. Berikut ini spesifikasi dan pengkondisian alat HPLC :

Detektor : Spektrofotometer UV/VIS

Kadar α-tokoferol dalam sampel dihitung berdasarkan persamaan kurva kalibrasi yang telah diperoleh. Y = a + bx

Y = Luas puncak

X = konsentrasi α-tokoferol µg/mL

Konsentrasi α-tokoferol dalam sampel minyak menjadi :

(3)

Sehingga kadar α-tokoferol dihitung dengan rumus :

kadar (mg/g) = X (µg/mL) / (∑sampel mg yang ditimbang/ mL pelarut)

Penentuan Sifat Fisiko-Kimia Minyak Biji Millet

Penentuan kadar air (Moisture balance), bilangan peroksida, dan bilangan penyabunan (SNI 01-3555-1998) pada lama waktu ekstraksi yang mengandung kadar α-tokoferol tertinggi.

Penentuan Kadar Air Minyak Biji Millet

Sebanyak 1 gram minyak biji millet ditimbang dalam moisture balance kemudian ditutup dan ditunggu sampai diperoleh hasilnya. Langkah tersebut diulang (triplo).

Bilangan Penyabunan

Bilangan peroksida adalah nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak. Bilangan peroksida ditentukan berdasarkan jumlah iodine yang dibebaskan setelah lemak atau minyak ditambahkan KI.

0,3 gram minyak ditambah 30 ml campuran 55 ml kloroform,20 ml asam asetat glacial, dan 25 ml etanol 95%. 1 gram KI ditambahkan dalam campuran tersebut dan disimpan ditempat yang gelap selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 50 ml air sulung bebas CO2. Penentuan bilangan peroksida dilakukan dengan mengukur jumlah KI yang teroksidasi melalui titrasi dengan Na2S2O3 0,02 N dengan larutan kanji sebagai indicator. Perhitungan :

Bilangan peroksida (mgrek/kg) =

Keterangan :

V0 = Volume dari larutan Natrium Tiosulfat untuk blanko (ml) V1 = Volume (ml) larutan Natrium Tiosulfat untuk contoh (ml) T = Normalitas larutan standar Natrium Tiosulfat

Analisa Data (Steel and Torie, 1989)

Data dianalisis dengan menggunakan rancangan dasar RAK (Rancangan Acak Kelompok) dengan 5 perlakuan dan 5 ulangan. Sebagai perlakuan adalah lama waktu ekstraksi yaitu ; 12, 15, 18, 21, dan 24 jam, sedangkan sebagai kelompok adalah waktu analisis. Pengujian antar rataan perlakuan dilakukan dengan menggunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5%.

HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen

Minyak biji millet yang dihasilkan berwarna kuning kejinggaan dengan aroma khas tepung millet. Hasil rataan rendemen minyak biji millet (Pennisetum sp.) antar lama waktu ekstraksi 12-24 jam (Tabel.1) berkisar antara 3,14 ± 0,04% - 3,95 ± 0,05%.

Tabel 1. Rataan Rendemen Minyak Biji Millet (% ± SE) antar Lama Waktu Ekstraksi 12-24 jam.

Keterangan : * SE = Simpangan Baku Taksiran * W = BNJ 5 %

* Angka-angka yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan antar perlakuan berbeda nyata sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.

Rendemen ₁₂ ₁₅ Waktu Ekstraksi (jam) ₁₈ ₂₁ ₂₄

(%±SE) 3,14 ± 0,04 3,23 ± 0,04 3,63 ± 0,07 3,79 ± 0,03 3,95 ± 0,05

(4)

Tabel 1 menunjukkan rendemen minyak biji millet meningkat sejalan dengan lama waktu ekstraksi, sehingga lama waktu ekstraksi berpengaruh terhadap rendemen. Dari Tabel 1 terlihat rendemen minyak biji millet (Pennisetum sp.) dalam waktu ekstraksi 18 jam diperoleh 3,63%. Hasil ini lebih tinggi daripada 2 penelitian sebelumnya dengan jenis millet dan waktu ekstraksi yang sama. Hasil ekstraksi minyak millet (Pennisetum sp.) selama 18 jam hanya menghasilkan minyak sebesar 3% (Nagur et al., 1992) dan 2,58% (Prabowo, 2010). Lebih lanjut, bila dibandingkan dengan jenis millet berbeda (Panicum miliaceum), diperoleh rendemen minyak 1,89% dalam waktu 12 jam (Kiran et al., 2014) lebih rendah daripada hasil penelitian. Demikian juga halnya ekstraksi minyak millet (Pennisetum purpureum Schumach.) selama 8 jam menghasilkan minyak sebesar 1,6% (Prinsen et al., 2012).

Analisa α-tokoferol dalam sampel minyak biji millet

Kandungan α-tokoferol dalam minyak biji millet dianalisis secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) dan persamaan garis kurva kalibrasi yang didapat adalah Y = 0,000681288X + 0,0659733 (r= 0,9987). Hasil uji linieritas dilakukan dengan konsentrasi standard α-tokoferol berkisar antara 2; 4; 6; 8; 10 (µg/mL) disajikan pada Tabel 2 dan Gambar 1 berikut :

Tabel 2. Data uji linearitas

Konsentrasi

(µg/mL) Luas puncak

2 2776

4 5733

6 8995

8 11489

10 14557

Gambar 1. Kurva kalibrasi standar α-tokoferol minyak biji millet

Telaah lebih lanjut menunjukkan penurunan kadar α-tokoferol sejalan dengan lama waktu ekstraksi, sehingga lama waktu ekstraksi berpengaruh terhadap kadar α-tokoferol (Tabel 3).

Tabel 3. Data Kadar α-tokoferol minyak biji millet Lama

ekstraksi Sampel

Waktu Retensi (menit)

Luas

Puncak Konsentrasi (µg/mL) (mg/100g) Kadar

12 jam Minyak kasar 9,183 105186 71,728 35,86

≠tersabunkan 9,067 29313 20,037 10,02

18 jam Minyak kasar 9,133 74722 50,973 25,49

≠tersabunkan - - 0 0

24 jam Minyak kasar 9,117 34333 23,457 11,73

≠tersabunkan - - 0 0

(5)

mg/kg. Bahkan kandungan α-tokoferol biji millet (Pennisetum sp.) dalam penelitian ini lebih besar daripada minyak nabati lainyaitu minyak kelapa sawit 15 mg/ 100 g; minyak kedelai 7,5 mg/ 100 g; minyak bekatul beras 32,4mg/100 g, dan minyak zaitun 11,9 mg/100 g (Cho et al., 2009 dalam Martha dkk., 2014).

Penyabunan

Dari proses penyabunan didapat dua fraksi, yaitu fraksi tersabunkan pada bagian bawah yang terdiri dari asam lemak, fosfolipid dan lilin. Fraksi tidak tersabunkan pada bagian atas terdiri dari sterol, tokoferol, hidrokarbon dan skulen. Fraksi tersabunkan merupakan campuran air dan lemak, sedangkan fraksi tidak tersabunkan merupakan campuran fraksi tokoferol dan heksana. Fraksi tidak tersabunkan dianalisis dengan HPLC, metode saponikasi digunakan untuk menghilangkan fraksi tersabunkan agar dianalisis kandungan α-tokoferol yang merupakan komponen minor dapat menghasilkan pemisahan yang baik (Cahyanine dkk., 2008).

Hasil saponifikasi dari fraksi tidak tersabunkan mengalami penurunan kadar α-tokoferol (lihat Tabel 3). Hasil terkait dengan pada saat saponifikasi α-tokoferol yang terkandung dalam minyak biji millet telah teroksidasi oleh udara. Lebih lanjut dalam proses saponifikasi dilakukan penambahan etanol dan alkali, sehingga dimungkinkan penurunan kadar α-tokoferol terjadi karena masuk dalam fraksi tersabunkan (Fithriyah, 2013). Menurut Andarwulan dan Koswara (1992, dalam Anonim, 2014) oksidasi tokoferol akan dipercepat oleh cahaya, panas, kondisi alkali dan adanya ion besi dan tembaga. Oksidasi tokoferol akan membentuk senyawa dimer, trimer, komponen dehidrasi dan kuinon.

Gambar 2. Kromatogram minyak kasar biji millet (12

jam) pada no 10 (α-tokoferol) Gambar 3. Kromatogram minyak biji millet tidak _{tersabunkan (12 jam) pada no 13 (α-tokoferol)}

Sifat Fisiko-Kimia

Tabel 4. Sifat fisiko-kimia minyak biji millet dengan lama waktu ekstraski 12 jam

SIFAT FISIKO KIMIA HASIL

Kadar air 0%

Bilangan peroksida 47,33 mgek_/ kg Bilangan penyabunan 150, 41 mg KOH_/

g lemak

Kadar Air

Pengujian kadar air merupakan salah satu parameter yang dapat mempengaruhi tingkat ketahanan minyak terhadap kerusakan. Sebab kandungan air dalam minyak merupakan salah satu parameter penentu kualitas minyak (Ketaren, 2008). Semakin tinggi kadar air dalam minyak maka kualitas minyak semakin rendah (Handajani dkk., 2010) . Terlihat pada Tabel 4 kadar air minyak biji millet yang diekstraksi selama 12 jam memiliki kadar air sebesar 0%. Nilai ini sesuai jika dibandingkan dengan standar mutu minyak kelapa sawit dengan kadar air maksimum 0,3%

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 tinggi daripada minyak yang berbobot molekul tinggi (Ketaren, 2008). Tingginya nilai bilangan penyabunan sebesar 150,41 mg KOH_/

(6)

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, 2008). Proses oksidasi termal pada minyak dimulai dengan hilangnya radikal hidrogen sehingga dihasilkan radikal bebas akibat adanya panas, metal, atau cahaya (Tranggono, 1986 dalam Handajani, 2010). Nilai penelitian ini 47,33 mgek_/

kg jauh lebih besar daripada minyak kelapa sawit sebesar 2 mgek/kg. Adanya perbedaan bilngan peroksida yang tinggi dalam penelitian ini terkait ekstraksi minyak biji millet dilakukan dengan waktu pemanasan yang relatif panjang yaitu sampai 12 jam, sehingga peluang terjadinya proses autooksidasi sangat besar. Autooksidasi merupakan pembentukan radikal bebas pada asam lemak tidak jenuh yang disebabkan oleh faktor-faktor yang mempercepat reaksi seperti suhu, cahaya, dan kelembaban (Noriko et al., 2012).

KESIMPULAN

Lama waktu ekstraksi berpengaruh terhadap kandungan α-tokoferol minyak biji millet dengan α-tokoferol optimal 35, 86 mg_/

100g (minyak kasar) dan 10,02 mg/100g (fraksi tidak tersabunkan) dengan rendemen minyak biji millet 3,14 ± 0,04% dalam waktu ekstraksi 12 jam.

Daftar Pustaka

Anonim, 2014. Peranan Vitamin E Pada Produk Berbasis Minyak. [Online] Available at: http://www.foodchem-studio.com/2014/05/peranan-vitamin-e-pada-produk-berbasis.html?m=1 [Accessed 22 Mei 2016]. Badan Standarisasi Nasional Indonesia. SNI 01-3555-1998: Cara Uji Lemak dan Minyak . Jakarta: Badan

Standarisasi Nasional Indonesia.

Cahyanine, M., Estiasih, T. & Nisa, F.C., 2008. Fraksi Kaya Tokoferol dari Bekatul Beras (Oriza sativa)dengan Teknik Kristalisasi Pelarut Suhu Rendah. Jurnal Teknologi Pertanian, 5(3), pp.165-72.

Fithriyah, N., 2013. Analisis Tokoferol (Vitamin E) Pada minyak biji Kelor (Moringa oleifera Lam.) Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi. Jakarta: UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Ghodsizad, G. &Safekordi, A.A., 2012. Oil Extraction From Millet Seed-Chemical Evaluation Of Extracted Oil. Iran: Science and Research Branch.

Handajani, S., Manuhara, G.J. & Anandito, R.B.K., 2010. Pengaruh Suhu Ekstraksi Terhadap Karakteristik Fisik, Kimia dan Sensoris Minyak Wijen (Sesamum Indicum L.). AGRITECH, 30(2), pp.116-22.

Hildayanti, 2012. Studi Pembuatan Flakes Jewawut (Setaria italica). Makassar: Universitas Hasanuddin.

Henning, K., 2005. Millet Oil for Skin and Hair Care. International Journal, 4.

Ketaren, S., 2008. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press, Universitas Indonesia. Kiran, P., M, D. & Daniel, M., 2014. Phenolics, Fixed Oil and Phospholipids Of Panicum Miliaceum Linn.

International Journal of Pharmacotherapy, 4(2), pp.89-92.

Mahandariv, C.P., & Nazhri, S., 2011. Kajian Awal Biji Buah Kepayang sebagai Bahan Baku Minyak Nabati Kasar. Seminar Nasional Teknik Industri Universitas Gadjah Mada.

Martha, S.A. & Ferry F. Karwur, F.S.R., 2014. Metode Purifikasi Vitamin E dari Minyak Kelapa Sawit. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana.

Nagur, T., Subramanian, V. & Oswalt, D.L., 1992. Management Procedures for Evaluation of Pearl Millet Evaluation of Pearl Millet. India: International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics.

Noriko, N., Elfidasari, D., Perdana, A.T., Wulandari, N., and Wijayanti, W., 2012. Analisis Penggunaan dan Syarat Mutu Minyak Goreng pada Penjaja Makanan di Food Court UAI. Al-Azhar Indonesia Seri Sains Dan Teknologi, 1(3), pp.147-154.

(7)

Prinsen, P., Gutierrez, A. & Río, J.C.d., 2012. Lipophilic Extractives from the Cortex and Pith of Elephant Grass (Pennisetum purpureum Schumach.) Stems. Agricultural and Food Chemistry, pp.6408-17.

Steel, R., and J.H, Torie. (1989). Principle and Procedures of Statistic A Biometrical Approach, 2nd_{ed. Mc} Grow-Hill International. Book Co, Kuga Kusha, Japan.