BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Biji Bunga Matahari (Helianthus annuus L.)
2.1.1. Sejarah Biji Bunga Matahari
Bunga matahari (Helianthus annuus L.) adalah tumbuhan semusim dari suku kenikir-kenikiran (Asteraceae) yang populer, baik sebagai tanaman hias maupun tanaman penghasil minyak. Bunga tumbuhan ini sangat khas yaitu besar, biasanya berwarna kuning terang, dengan kepala bunga yang besar (diameter bisa mencapai 30 cm). Bunga ini sebetulnya adalah bunga majemuk, tersusun dari ratusan hingga ribuan bunga kecil pada satu bongkol. Bunga matahari juga memiliki perilaku khas, yaitu bunganya selalu menghadap ke arah matahari atau heliotropisme. Tumbuhan ini telah dibudidayakan oleh orang-orang Indian Amerika Utara sejak ribuan tahun lalu. Selanjutnya tersebar ke Amerika Selatan dan menjadi salah satu sumber pangan bagi warga Inka. Setelah penaklukan oleh orang Eropa, bunga matahari diperkenalkan ke Eropa dan berbagai penjuru dunia lainnya pada abad ke-16. Semenjak abad ke-17 bijinya digunakan dalam campuran roti atau diolah sebagai pengganti kopi serta cokelat. Penggunaannya sebagai sumber minyak mulai dirintis pada abad ke-19.
bijinya. Biji kelompok ini memiliki cangkang biji yang tipis. Kandungan minyaknya berkisar 48% hingga 52%.
Untuk menghasilkan satu liter minyak diperlukan biji dari kira-kira 60 tandan bunga majemuk.
Kelompok pakan ternak, dipanen daunnya sebagai pakan atau pupuk hijau. Kelompok tanaman hias, yang memiliki warna kelopak yang bervariasi dan memiliki banyak cabang berbunga.
Kelompok kuaci, untuk dipanen bijinya sebagai bahan pangan.
(http://digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13072-Chapter1.pdf)
2.1.2. Klasifikasi Bunga Matahari
Kingdom : Plantae Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Sub Kelas : Asteridae Ordo : Asterales Famili : Asteraceae Genus : Helianthus
Spesies : Helianthus annuus L
2.1.3. Morfologi Bunga matahari
Bunga tersusun majemuk. Terdapat dua tipe bunga: bunga tepi atau bunga lidah yang membawa satu kelopak besar berwarna kuning cerah dan steril, dan bunga tabung yang fertil dan menghasilkan biji. Bunga tabung ini jumlahnya bisa mencapai 2000 kuntum dalam satu tandan bunga. Penyerbukan terbuka (silang) dan dibantu oleh serangga.
Kepala bunga yang besar (inflorescence) dengan diameter bunga dapat sampai 30 cm, dengan mahkota berbentuk pita disepanjang tepi cawan dengan ukuran melintang antara 10 hingga 15 sentimeter, berwarna kuning, dan di tengahnya terdapat bunga-bunga yang kecil berbentuk tabung, warnanya coklat. Bila dibuahi, bunga-bunga kecil ini menjadi biji-bijinya yang berwarna hitam bergaris-garis putih itu berkumpul di dalam cawan. Bila sudah matang, biji-biji ini mudah dilepaskan dari cawannya. Bunga Matahari dikenal tumbuh ke arah matahari, perilaku ini dikenal dengan istilah heliotropik. Pada malam hari, bunga itu tertunduk ke bawah.
2.1.4. Syarat Tumbuh Bunga Matahari
Bunga matahari (Helianthus annuus L.) dapat ditanam pada halaman dan taman-taman yang cukup mendapat sinar matahari sebagai tanaman hias. Tanaman ini cocok di segala cuaca tetapi tanaman ini paling subur di daerah pegunungan, daerah yang memiliki kelembaban cukup dan banyak mendapatkan sinar matahari langsung. Bunga matahari dapat tumbuh didataran rendah sampai ketinggian 1.500 meter di atas permukaan laut. Bunga matahari tidak dapat hidup di daerah yang tergenang air. Karena akar-akarnya akan membusuk.
Bunga Matahari menyukai tanah yang subur dan hangat. Tumbuhan ini menyukai suasana yang cerah. Mengingat asalnya, tumbuhan ini cocok tumbuh pada tempat dengan iklim subtropik. Di daerah tropika hasilnya tinggi jika ditanam pada dataran tinggi. Di daerah beriklim sedang seperti Eropa tumbuhan ini hanya bisa ditanam pada musim semi hingga musim gugur dan harus dihindari terkena frost. Kerapatan tanam biasanya 60000 hingga 70000 tanaman per ha.
1. Pengenalan Benih.
Pengenalan benih ini merupakan proses awal yang sangat penting. Benih bunga matahari biasanya besar dan sangat mudah dikenali karena benih ini sering dikonsumsi sebagai kwaci. Salah satu jenis biji bunga matahari yang digunakan adalah jenis Mammoth Grey, jenis Velvet Queen, Evening Sun.
2. Penyiapan lahan
Pada umumnya bunga Matahari bisa tumbuh di kondisi tanah yang bagaimana pun, selama ada sinar matahari penuh dan air. Tapi untuk penyemaian, dapat dipilih tanah yang gembur dan subur yang sanggup mengikat air dengan baik. Bisa juga langsung ditanam di media permanennya, seperti di taman, di kebun atau di mana saja anda suka.
3. Penyiapan bibit
.
4. Penanaman
Budidaya bunga matahari dengan biji dengan cara ditebarkan langsung di lapangan dengan kedalaman 3 – 8 cm. Jenis ini memerlukan tempat pembibitan medium yang bebas gulma. Penanaman dengan cara mekanik, biji rata-rata 3 - 8 kg/ha tergantung pada ukuran biji dan jaraknya. Jarak yang umum digunakan adalah 60 - 75 cm antar baris dan 20 - 30 cm dalam baris. Kerapatan tanaman bervariasi tergantung dari pada lingkungan dan kultivarnya 15.000 – 30.000 tanaman/ha dibawah hujan dan 40.000 – 60.000 untuk bunga matahari yang diirigasikan mengecil, bahkan kerdil.
Biji benih diambil dan ditabur dalam bekas yang mengandung tanah basah, ia mudah berkecambah dan cepat membesar. Jika hanya butuh sedikit, cukup menggunakan pot sebagai wahana persemaian. Untuk skala besar, semaikan di bedengan. Tunggu 10 hari sejak masa tabur, atau bila tinggi bibit sekitar 15 – 20 cm, baru boleh dipindahkan ke lokasi tanam. Satu lubang, cukup satu bibit. Jarak tanam sekurang - kurangnya 1 meter persegi. Jika terlalu rapat, batang tak akan berkembang dan bercabang.
bulan, bunga dari batang utama mulai kuncup, diikuti cabang – cabang di ruas – ruas daun di bawahnya. Satu batang tanaman bisa menghasilkan 10 – 12 tangkai bunga.
5. Perawatan
Perawatan tanaman ini cukup mudah bila dibandingkan dengan tanaman lain, penanganan yang mutlak diperlukan hanya pemupukan, pengairan dan pembasmian gulma. Penyiraman tanaman cukup dilakukan satu hari sekali. Jumlah pemupukan dan pengairan yang diperlukan juga lebih kecil dari jagung. Sampai saat ini, dalam praktek di lapangan belum ditemukan adanya hama yang mengganggu pertanian bunga matahari sehingga tidak diperlukan adanya pembasmian hama dengan pestisida.
6. Panen
7. Pengolahan dan pemanfaatan pasca panen
Bunga matahari bisa diolah menjadi berbagai produk, sebagai contoh diolah menjadi minyak, tepung dan kapsul. Pengolahan biji bunga matahari hingga menjadi produk minyak dan tepung melewati proses-proses pengeringan, pengupasan, pembersihan dan penyortiran, penghalusan dan pengempaan biji dengan screw press (cold pressing). Proses pengeringan dan penyortiran dilakukan tanpa menggunakan mesin sedangkan proses lainnya menggunakan mesin.
Untuk minyak, setelah dihasilkan dari mesin screw press, minyak tersebut harus dimurnikan terlebih dahulu. Proses pemurniannya meliputi Degumming (penghilangan getah), Neutralization (penghilangan asam lemak bebas), dan Bleaching (penghilangan zat warna). Minyak, tepung dan produk lainnya selanjutnya dikonsumsi untuk peningkatan kesehatan.
Pada proses pengolahan dihasilkan hasil samping berupa kulit biji dan bungkil. Kulit biji dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang hemat. Bungkil bunga matahari memiliki kandungan protein yang tinggi (31 – 37%) karena itu sangat cocok bila digunakan sebagai tambahan pakan ternak terutama untuk usaha penggemukan.
(https://endahnur11.wordpress.com/2013/10/29/bunga-matahari-helianthus-annuus/)
2.1.6. Komposisi Asam Lemak pada Biji Bunga Matahari
industri. Kepentingan teknik menginginkan minyak dengan kadar asam oleat yang lebih tinggi dan terdapat pula kultivar bunga matahari yang menghasilkan minyak dengan kualitas demikian (mengandung 80% hingga 90% asam oleat, sementara kultivar untuk pangan memiliki hanya 25% asam oleat).
Tabel 2.1. Komposisi Asam Lemak dalam 100 gr Minyak Biji bunga Matahari (pangan)
Asam Lemak Kadar (%)
Asam Lemak Jenuh
a. Asam Palmitat 6.8
b. Asam Stearat 5
Asam Lemak Tak Jenuh
a. Asam Oleat 31.5
b. Asam Linoleat 55.4
Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak dalam 100 gr Minyak Biji bunga Matahari (non pangan)
Asam Lemak Kadar (%)
Asam Lemak Jenuh
a. Asam Palmitat 3
b. Asam Stearat 5
Asam Lemak Tak Jenuh
a. Asam Oleat 83
b. Asam Linoleat 9
2.1.7. Sifat Fisika dan Kimia Minyak Biji Bunga Matahari
Sifat Fisika
Berbentuk cair
Warna : kuning
Specific Gravity (25oC) : 0,920561
Densitas (60oC) : 0,897 gr/cm3
Flash Point (oC) : 121
Sifat Kimia
Free Fatty Acid (%) : 1,35
Bilangan Penyabunan : 188-194
Bilangan Iod : 130-144
Moisture : 0,2
Impuritis : 0,05
(Bailey, A.E. 1956)
2.2. Standar Mutu
mutu minyak atau lemak, antara lain adalah : kadar air dan kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna dan bilangan peroksida.
Faktor lain yang mempengaruhi standar mutu minyak atau lemak adalah titik cair, kandungan gliserida, kejernihan, kandungan logam berat, bilangan penyabunan, bilangan iodin, sifat pohon induknya, penanganan serta kesalahan selama pemrosesan dan pengangkutan.
Mutu minyak biji bunga matahari yang baik mempunyai kadar air yang kurang dari 0,2 % dan kadar kotoran tidak lebih dari 0,05 %, kandungan asam lemak bebas serendah mungkin yaitu (kurang lebih dari 1,35 %), bilangan iodin sekitar 130-144 mg KOH/gr, bilangan penyabunan sekitar 188-194 mg KOH/gr, berwarna kuning, berbentuk cair dan kandungan logam berat harus serendah mungkin atau bebas dari logam ion logam. (Ketaren, S. 1986).
2.3. Minyak dan Lemak
Lemak dan minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang berbeda – beda. Tetapi lemak dan minyak sering kali ditambahkan dengan sengaja ke bahan makanan dengan berbagai tujuan. Dalam pengolahan bahan pangan, minyak dan lemak berfungsi sebagai media pengantar panas, seperti minyak goreng, shortening (mentega putih), lemak (gajih), mentega, dan margarin. (Winarno, F.G., 1992)
2.3.1. Klasifikasi Lemak dan Minyak
Lemak dan Minyak dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok, yaitu:
Berdasarkan Sumbernya
Tabel 2.3. Klasifikasi lemak dan minyak berdasarkan sumbernya
Sumber Keterangan
Berasal dari tanaman (Minyak Nabati) a. Biji-bijian tanaman
Contoh : minyak jagung, biji kapas,
Berasal dari hewan (Minyak Hewani) a. Susu hewan peliharaan Contoh : lemak susu
b. Daging hewan peliharaan.
mutton tallow. c. Hasil laut
Contoh : minyak ikan sarden, menhaden
dan sejenisnya, serta minyak ikan paus.
Berdasarkan Kejenuhannya (Ikatan Rangkap)
a) Asam lemak tidak jenuh
Tabel 2.4. Contoh-contoh dari asam lemak tidak jenuh, antara lain:
Nama Asam Struktur Sumber Palmitoleat CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H
Lemak hewani dan nabati
Oleat CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H
Lemak hewani dan nabati
Linoleat CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H Minyak nabati Linolenat CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2=CH(CH2)7CO2H Minyak biji rami b) Asam lemak jenuh
Tabel 2.5 Contoh-contoh dari asam lemak jenuh, antara lain:
Nama Asam Struktur Sumber Butirat CH3(CH2)2CO2H Lemak susu
Berdasarkan Kegunaannya
Tabel 2.6. Klasifikasi lemak dan minyak berdasarkan kegunaanya
Nama Kegunaan
Minyak mineral (minyak bumi) Sebagai bahan bakar Minyak nabati/hewani (minyak/lemak) Bahan makan bagi manusia
Minyak atsiri Untuk obat-obatan
Berdasarkan Sifat Mengering
Table 2.7. Klasifikasi lemak dan minyak berdasarkan sifat mengering.
Sifat Keterangan
Minyak tidak mengering a. Tipe minyak zaitun
(non-drying-oil) Contoh : Minyak zaitun, minyak buah persik,
Minyak setengah mengering Minyak yang mempunyai daya mengering yang (semi-drying-oil) lebih lambat
Contoh : Minyak biji kapas, minyak biji bunga
matahari
Minyak nabati mengering Minyak yang mempunyai sifat mengering jika (drying-oil) teroksidasi dan akan berubah menjadi lapisan
karet Sumber : (Poedjiadi,A,2006)
2.3.2. Perbedaan Lemak dan Minyak
Minyak dan lemak tidak berbeda dalam bentuk umum trigliseridanya, tetapi hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Perbedaan ini didasarkan pada perbedaan titik lelehnya. Pada suhu kamar lemak berwujud padat, sedangkan minyak berwujud cair. Titik leleh minyak dan lemak tergantung pada strukturnya, biasanya meningkat dengan bertambahnya jumlah karbon. Banyaknya ikatan ganda dua karbon juga berpengaruh. Trigliserida yang kaya akan asam lemak tak jenuh, seperti asam oleat dan linoleat, biasanya berwujud minyak sedangkan trigliserida yang kaya akan lemak jenuh seperti asam stearat dan palmitat, biasanya berwujud lemak. Semua jenis lemak tersusun dari asam-asam lemak yang terikat oleh gliserol. Sifat dari lemak tergantung dari jenis asam lemak yang terikat dengan senyawa gliserol. Asam - asam lemak yang berbeda disusun oleh jumlah atom karbon maupun hidrogen yang berbeda pula.
Tabel 2.8. Perbedaan Lemak dan Minyak
Lemak Minyak
a. Temperatur kamar berwujud padat a. Temperatur kamar berwujud cair
b. Gliserida pada hewan berupa lemak b. Gliserida pada tumbuhan berupa minyak (lemak hewani) (minyak nabati)
c. Gliserida memiliki asam lemak jenuh c. Gliserida memiliki asam lemak tak jenuh yang
lebih banyak
2.3.3. Analisis Lemak dan Minyak
Senyawa minyak dan lemak merupakan senyawa alami yang penting yang dapat dipelajari secara lebih mendalam dan relatif lebih mudah daripada senyawa-senyawa makronutrien yang lain. Analisa lemak dan minyak yang umum dilakukan pada bahan makanan dapat digolongkan dalam 3 kelompok :
Penentuan kualitatif atau penentuan kadar minyak atau lemak yang terdapat dalam bahan makanan atau bahan pertanian.
Penentuan kualitas minyak (murni) sebagai bahan makanan yang berkaitan dengan proses ekstraksi atau ada tidaknya perlakuan pemurnian lanjutan misalnya penjernihan (refining), penghilangan bau (deodorizing), penghilangan warna dan sebagainya.
Penentuan sifat fisik dan sifat kimiawi yang khas atau mencirikan sifat minyak tertentu. (Sudarmadji, S. 1989)
2.4. Penentuan Bilangan Penyabunan
Hidrolisis lemak dengan basa menghasilkan gliserol dan garam asam lemak adalah proses penyabunan dan garam yang dihasilkannya disebut sabun. Sifat sabun yang dapat membersihkan disebabkan oleh sifat pengemulsi yang dimilikinya.
angka penyabunan, berat atau ukuran molekul lemak dapat diperkirakan. (Girindra, A. 1990).
Minyak yang tersusun oleh asam lemak rantai C pendek berarti mempunyai berat molekul relatif kecil yang akan mempunyai angka penyabunan yang besar. Angka penyabunan yang tinggi membutuhkan banyak KOH karena banyak asam lemak berantai pendek. Angka penyabunan minyak biji bunga matahari tergolong rendah disebabkan oleh karena tersusun dari asam oleat yang merupakan asam lemak tidak jenuh dengan berat molekul rendah. Bilangan penyabunan yang tinggi lebih ekonomis dalam industri pembuatan sabun. Jadi, semakin tinggi bilangan penyabunan suatu minyak, maka minyak tersebut semakin baik untuk dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan sabun. (http://www.scribd.com)
2.5. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas
atom. Rantai karbon yang jenuh adalah rantai karbon yang tidak mengandung ikatan rangkap dan pada umumnya asam lemak mempunyai jumlah atom karbon genap.
Asam lemak bebas diperoleh dari proses hidrolisa, yaitu penguraian lemak atau trigliserida oleh molekul air yang menghasilkan gliserol dan asam lemak bebas. Kerusakan minyak atau lemak dapat juga diakibatkan oleh proses oksidasi, yaitu terjadinya kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak atau lemak, yang biasanya dimulai dengan pembentukan peroksida dan hidroperoksida. Selanjutnya, terurainya asam-asam lemak disertai dengan hidroperoksida menjadi aldehid dan keton serta asam-asam lemak bebas.
Asam lemak bebas yang dihasilkan oleh proses hidrolisa dan oksidasi biasanya bergabung dengan lemak netral dan pada konsentrasi sampai 15%, belum menghasilkan rasa yang tidak disenangi. Lemak dengan kadar asam lemak bebas lebih dari 1%, jika dicicipi akan terasa membentuk film pada permukaan lidah dan tidak berbau tengik, namun intensitasnya tidak bertambah dengan bertambahnya jumlah asam lemak bebas (Ketaren, S.1986).
Penentuan asam lemak dapat dipergunakan untuk mengetahui kualitas dari minyak atau lemak, hal ini dikarenakan bilangan asam dapat dipergunakan untuk mengukur dan mengetahui jumlah asam lemak bebas dalam suatu bahan atau sampel. Semakin besar angka asam maka dapat diartikan kandungan asam lemak bebas dalam sampel semakin tinggi, besarnya asam lemak bebas yang terkandung dalam sampel dapat diakibatkan dari proses hidrolisis ataupun karena proses pengolahan yang kurang baik.
hidrolisa pada minyak. Hasil reaksi hidrolisa minyak biji bunga matahari adalah gliserol dan asam lemak bebas. Reaksi ini dipercepat dengan adanya faktor – faktor panas, air, keasaman, katalis (enzim). Semakin lama reaksi ini berlangsung, maka semakin banyak kadar asam lemak bebas yang terbentuk.
