PENGARUH PELARUT HEKSANA DAN ETANOL, WAKTU
EKSTRAKSI TERHADAP HASIL EKSTRAKSI
MINYAK COKLAT
Tamzil Aziz ,Victor F Sitorus, Barita Ade Rumapea
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
Abstrak
Biji coklat (theobroma cacao) merupakan komoditas pertanian Indonesia yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Minyak coklat adalah salah satu produk olahan biji coklat yang bermanfaat untuk aromatisasi. Salah satu metode pembuatan minyak coklat ialah metode sokhelet ekstraksi, yaitu suatu metode pemisahan yang digunakan untuk mengeluarkan satu atau beberapa komponen dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Pada penelitian ini dilakukan proses ekstraksi bubuk coklat, dimana dilakukan analisa berat jenis, persen rendemen, dan bilangan penyabunan dari hasil ekstraksi minyak coklat. Salah satu tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variabel proses terhadap kandungan minyak coklat. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kuantitas minyak coklat yang terbentuk berbanding lurus dengan kenaikan variabel volume pelarut (ml), dan waktu ekstraksi (menit) dimana pelarut heksana menghasilkan minyak coklat lebih banyak dibandingkan pelarut etanol. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa persen rendemen minyak coklat terbesar yaitu 36,54 % dihasilkan dari ekstraksi minyak coklat menggunakan pelarut heksana 600 ml selama 120 menit.
Kata kunci : ekstraksi, minyak coklat, variabel proses
Abstract
Cacao bean ( theobroma cacao) is Indonesian agriculture commodity that has high economic value. Cacao oil is one of the cacao bean product that used for aromatization. One of method making of cacao oil is soxhlet extraction method, that is a dissociation method used to release one or some component from a dilution or solid with helping of solvent. At this research, there are cacao powder extraction process, where the density, rendement percent, and saponification number are analyzed from the result of cacao oil extraction. One of the intention of this research is knowing how the influence of variable process to cacao oil. Result of the research indicate that amount of cacao oil extracted is equivalent with increase of solvent volume variable (ml), and extraction time ( minute) where hexane solvent produce more cacao oil than ethanol solvent. The biggest cacao oil rendement percent is 36,54% that producd from cacao oil extraction used hexane 600ml as a solvent during 120 minutes.
Keyword : extraction, cacao oil, process variable
I. PENDAHULUAN
Minyak yang terdapat di alam ini ada tiga golongan yaitu minyak mineral (mineral oil) minyak nabati dan hewani yang bisa dimakan (edible fat) serta minyak atsiri (essential oil).
Coklat (Theobroma cacao), berasal dari bahasa Yunani yaitu, Theos berarti Dewa atau Thian dalam bahasa Cina. Sedangkan Broma ini berarti santapan. Hingga dari asal kata tersebut
maka Theobroma yang dapat diartikan santapan para Dewa.
oleopalmitostearin, oleodistearin, palmitodiolein, triolein, dan Stearodiolein.
Minyak coklat memiliki peranan penting, baik dalam industri coklat itu sendiri maupun dibidang industri lainnya. Salah satu manfaat minyak coklat adalah untuk aromatisasi coklat dengan menyeprotkannya pada coklat bubuk terutama pada coklat instant atau campurannya dengan minuman bubuk lainnya. Selain itu, minyak coklat juga dapat digunakan sebagai bahan dasar kembang gula coklat, bahan kosmetik seperti make up, lipstick, krim pembersih, krim penghalus kulit, minyak rambut dan juga sebagai obat penyakit reumatik.
Minyak coklat dapat diperoleh melalui metode ekstraksi maupun metode pengepresan. Adapun metode pengambilan minyak coklat pada penelitian ini ialah metode ekstraksi menggunakan solvent (sokhelet). Keunggulan dari metode ini adalah minyak yang dihasilkan mempunyai bau yang mirip dengan bau alamiah dan komponen kimia yang terkandung tidak mengalami dekomposisi persenyawaannya karena pengaruh pemanasan yang tinggi.
Seperti pembuatan minyak tumbuhan pada umumnya, ekstraksi minyak biji coklat menggunakan pelarut organik seperti heksana. Pelarut ini bersifat inert, memiliki titik didih yang rendah serta dapat melarutkan dengan cepat dan sempurna. Namun, penggunaan pelarut organik beracun dalam proses pengolahan makanan harus dibatasi. Oleh karena itu,subtitusi pelarut heksana ke etanol sangat dianjurkan.
Dalam prosesnya, minyak coklat diekstraksi dari biji coklat yang telah disangrai dan digiling halus menjadi bubuk. Variabel proses yang diteliti meliputi jenis pelarut (heksana dan etanol 96%), volume pelarut, dan waktu ekstraksi.
Tujuan dari penelitian ini adalah :
Menentukan kondisi optimun yang dapat digunakan dalam pembuatan minyak biji coklat. Mengetahui pengaruh jenis pelarut dan korelasi volume pelarut terhadap jumlah minyak coklat yang dihasilkan.Mengetahui korelasi waktu ekstraksi terhadap jumlah minyak coklat yang dihasilkan.
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah : Bagaimana kondisi optimum proses ektraksi minyak coklat sehingga dihasilkan produk berupa minyak coklat dengan jumlah yang optimum? Bagaimana pengaruh jenis pelarut (heksana dan etanol 96%) dan korelasi volume terhadap jumlah dan kualitas minyak coklat yang dihasilkan?
Bagaimana korelasi waktu ekstraksi terhadap jumlah minyak coklat yang dihasilkan?
Hipotesa pada penelitian ini adalah : Kondisi operasi optimum pada ekstraksi minyak coklat adalah ekstraksi dengan pelarut heksana 600 ml selama 2 jam. Dengan menggunakan pelarut heksana dan semakin banyak volume pelarut yang digunakan maka semakin banyak pula jumlah minyak coklat yang dihasilkan. Semakin lama waktu ekstraksi maka semakin banyak pula jumlah minyak coklat yang dihasilkan.
Adapun manfaat penelitian ini adalah : Menambah wawasan mahasiswa khususnya mahasiswa teknik kimia mengenai teknik pengolahan coklat. Masyarakat dapat mengetahui proses pembuatan minyak coklat beserta kegunaannya. Memberikan informasi kepada industri coklat tentang kegunaan minyak coklat sehingga dapat diaplikasikan secara nyata.
Proses pembuatan minyak coklat yang digunakan adalah proses sokhelet ekstraksi dan evaporasi untuk memisahkan minyak dengan pelarutnya dengan variabel :
1. Pelarut heksana dan etanol 96% serta sampel coklat bubuk.
2. Bubuk coklat yang digunakan sebanyak 100 gr dengan jumlah pelarut sebanyak 400 ml, 500 ml, dan 600 ml.
3. Waktu eksatraksi ialah 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit.
II. FUNDAMENTAL
Minyak coklat pada umumnya dinyatakan dalam persen dari berat kering keping biji. Minyak merupakan komponen termahal dari biji coklat sehingga nilai ini dipakai oleh konsumen sebagai salah satu tolak ukur penentuan harga. Kandungan minyak dipengaruhi oleh perlakuan pengolahan, jenis bahan tanaman dan faktor musim. Biji coklat yang berasal dari pembuahan musim hujan umumya mempunyai kadar minyak lebih tinggi. Sedangkan, karakter fisik biji coklat pasca pengolahan, seperti kadar air, tingkat fermentasi dan kadar kulit, berpengaruh pada randemen minyak biji coklat. Kadar minyak biji coklat berkisar antara 49 - 52 %.
dan tingkat kekerasannya. Titik leleh minyak coklat yang baik untuk makanan coklat mendekati suhu badan manusia dengan tingkat kekerasan minimum pada suhu kamar.
Keberadaan asam lemak bebas di dalam minyak coklat harus dihindari karena hal itu merupakan salah satu indikator kerusakan mutu. Asam lemak bebas umumnya muncul jika biji coklat kering disimpan di gudang yang kurang bersih dan lembab. Kadar asam lemak bebas seharusnya kurang dari 1%. Biji coklat dianggap sudah mulai mengalami kerusakan pada kadar asam lemak bebas di atas 1,3 %. Codex Allimentarius menetapkan toleransi kandungan asam lemak bebas di dalam biji coklat dengan batas maksimum 1,75 %.
Tabel 2.2. Sifat-sifat Fisika-Kimia Minyak Biji
Tabel 2.3. Komposisi Kimia Minyak Coklat
Bahan Persentase
Metode Memperoleh Minyak Coklat :
Metode Ekstraksi adalah proses pemisahan komponen- komponen dalam larutan berdasarkan perbedaan kelarutannya (solubilitas). Metode ini memanfaatkan perbedaan kelarutan antara minyak dan bahan – bahan lain di dalam biji coklat terhadap pelarut. Sifat selektivitas pelarut yang digunakan menentukan tingkat kemurnian minyak coklat yang diperoleh. Oleh karena itu, pemilihan jenis pelarut memegang peranan yang sangat penting.
Dalam melakukan proses pemisahan, pada penelitian ini digunakan serangkaian alat ekstraktor, yang terdiri dari sokhelet ekstraktor, labu ekstraksi, dan kondenser. Dalam proses ekstraksi, pelarut pertama-tama dituang dari bagian atas sokhelet kemudian mengalir kebawah melewati bungkusan sampel menuju labu ekstraksi. Pada saat ekstraksi berlangsung pelarut akan menguap, uap tersebut mengalir ke atas dari saluran yang lebih kecil setelah mencapai tabung kondenser terkondensasi kembali. Uap yang telah terkondensasi kemudian menetes pada bungkusan sampel dan mulai mengekstrak. Kemudian hasil ekstrak tersebut dilanjutkan dengan proses evaporasi untuk dipisahkan pelarutnya. Pelarut di-recover melalui kondenser dan hasil ekstrak yang didapat kemudian didinginkan. Variabel – variabel yang mempengaruhi dalam suatu proses ekstraksi adalah :
1) jumlah solvent, 2) suhu ekstraksi, 3) jenis solvent, 4) ukuran partikel solid, 5) waktu ekstraksi, 6) jumlah tahap ( stage ) 7) viskositas pelarut, 8) laju alir pelarut.
Pelarut yang digunakan adalah heksana dan etanol. Etanol merupakan senyawa organik yang tersusun dari unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.
Etanol memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan metanol dan lebih rendah dibandingkan dengan alkohol-alkohol lainnya. Hal ini dapat diterangkan dengan adanya ikatan hidrogen di dalam molekul alkohol, sehingga alkohol dengan bobot molekul rendah sangat larut dalam air. Tetapi dengan adanya gaya Van Der Waals antara molekul-molekul hidrogen dalam alkohol menjadi lebih efektif menarik molekul satu sama lain sehingga mengalahkan efek pembentukan ikatan hidrogen (Koenan, 1986).
Etanol bersifat miscible terhadap air dan dengan kebanyakan larutan organik, termasuk larutan non-polar seperti aliphatic hydrocarbons. Lebih jauh lagi penggunaan etanol digunakan sebagai solvent untuk melarutkan obat-obatan, penguat rasa, dan zat warna yang tidak mudah larut dalam air. Bila bahan non-polar dilarutkan dalam etanol, dapat ditambahkan air untuk membuat larutan yang kebanyakan air. Gugus -OH dalam etanol membantu melarutkan molekul polar dan ion-ion dan gugus alkilnya CH3CH2- dapat mengikat
N-heksana adalah hidrokarbon alkana rantai lurus yang memiliki 6 atom karbon dengan rumus molekul C6H14. Isomer heksana bersifat
reaktif dan digunakan sebagai secara luas sebagai pelarut inert dalam reaksi organik karena heksana bersifat sangat tidak polar.
N-heksana dibuat dari hasil penyulingan minyak mentah dimana untuk produk industrinya ialah fraksi yang mendidih pada suhu 65-70°C. Heksana digunakan di laboratorium untuk mengekstrak minyak dan lemak.
Pemanfaatan n-heksana yang lainnya ialah :
• Sebagai cleansing agent pada tekstile, furniture, pembuatan sepatu, dan printing industri.
• N-heksana juga merupakan lem khusus yang digunakan pada atap dan sepatu
III. METODE PENELITIAN
Dalam pelaksanaan penelitian ekstrkasi minyak coklat, beberapa variable proses yang diberikan adalah sebagai berikut :
1. Jenis pelarut 2. Volume pelarut 3. Waktu ekstraksi
Prosedurnya adalah sebagai berikut :
Biji coklat yang telah dikeringkan, digiling halus hingga berbentuk bubuk, timbang sample sebanyak 100 gram, masukkan sample yang telah ditimbang ke dalam kertas saring yang dibentuk seperti silinder dimana besarnya sesuai dengan ukuran soxhelet yang digunakan.
Pelarut organik yang digunakan adalah heksana dan etanol 96%. Volume pelarut yang digunakan masing – masing adalah 400 ml, 500 ml, 600ml dengan berat sample bubuk coklat 100 gram.
Proses ekstraksi dilakukan dengan menggunakan sokhelet. Sampel sebanyak 100 gr dimasukkan ke dalam sokhelet yang telah dirangkai dengan kondenser yang berisi air dingin dan labu didih. Solvent berupa heksana dan etanol 96% dimasukkan ke dalam labu didih sebanyak masing – masing 400ml, 500ml, 600ml. Kemudian rangkaian sokhelet tersebut diletakkan diatas pemanas lalu dipanaskan selama 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit sehingga didapat hasil ekstraksi berupa campuran minyak coklat dengan pelarut.
Proses evaporasi merupakan lanjutan dari proses ekstraksi dengan tujuan untuk memisahkan minyak coklat dari pelarutnya sehingga didapatkan ekstrak minyak coklat yang berwarna kuning jernih hingga kecoklatan. Pada proses evaporasi ini digunakan separangkat alat
evaporasi vakum. Setelah didapatkan minyak coklat, minyak tersebut dimasukkan ke dalam botol sampel. Kemudian dilakukan analisa-analisa seperti analisa persen rendemen, analisa berat jenis, dan analisa bilangan penyabunan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil penelitian pada proses ekstraksi ini diperoleh produk akhir dengan karakteristik sebagai berikut :
Ekstraksi dengan pelarut heksana
1. Berwarna kuning dan kental 2. Bau sedikit pekat
3. Tidak ada endapan
Ekstraksi dengan pelarut etanol 96%
1. Berwarna kuning kecoklatan dan agak kental 2. Bau pekat coklat
3. Tidak ada endapan
Tabel 4.2. Data Hasil Analisa Minyak Coklat
Secara umum, teknis pembuatan minyak coklat dengan metode sokhelet ekstraksi ini adalah memanfaatkan perbedaan kelarutan (solubilitas) antara minyak dan bahan – bahan lain didalam coklat. Cara kerja ekstraksi ini cukup sederhana yaitu dengan memasukkan pelarut, dan bubuk coklat ke dalam ekstraktor khusus (sokhelet) dan kemudian ekstraksi berlangsung secara sistematik pada suhu tertentu (titik didih pelarut).
Pemilihan pelarut merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan proses ekstraksi. Penggunaan pelarut heksana pada ekstraksi ini akan memperlihatkan perubahan warna dimana akan dihasilkan larutan minyak yang masih bercampur pelarut berwarna kuning bening. Setelah dipisahkan dari pelarutnya, heksana, maka akan dihasilkan minyak coklat berwarna kuning muda sampai kuning pekat.
Adapun penggunaan etanol akan menghasilkan warna larutan coklat kekuning-kuningan dan minyak yang dihasilkanpun berwarna coklat kekuning-kuningan pekat.
Penggunaan pelarut etanol pada proses ekstraksi akan memberikan aroma coklat yang lebih menyegarkan pada minyak coklat yang dihasilkan. Sedangkan penggunaan heksana pada ekstraksi minyak coklat akan membuat aroma coklat sedikit hilang. Hal ini dapat disebabkan oleh sifat etanol yang misicible terhadap air dan dapat melarutkan baik larutan polar dan non polar sehingga aroma yang dihasilkan lebih mirip bau alamiah.
Hasil ekstraksi berupa minyak coklat tersebut dipisahkan dengan proses evaporasi. Dari hasil ekstraksi tersebut, dilakukan analisa persen rendemen, berat jenis, dan bilangan penyabunan untuk mengetahui pengaruh variabel proses yang ada. pelarut, dan volume pelarut terhadap persen rendemen minyak coklat.
Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa ekstraksi dengan pelarut heksana akan memberikan hasil yang optimal, terutama ekstraksi dengan volume 600 ml selama 120 menit, yakni sebesar 36,54%. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar volume pelarut dan semakin lama waktu ekstraksi maka semakin besar persen rendemen yang dihasilkan.
Berdasarkan gambar 4.1 dapat dilihat bahwa penggunaan pelarut heksana menghasilkan %rendemen yang besar dibandingkan dengan pelarut etanol dalam setiap variabel proses. Hasil optimum %rendemen ialah pada ekstraksi menggunakan pelarut heksana dengan volume pelarut 600 ml selama 120 menit yaitu sebesar 36,54%. Sedangkan dengan waktu dan volume pelarut yang sama, ekstraksi dengan etanol hanya menghasilkan rendemen sebesar 14,298%.
Hal ini disebabkan oleh sifat heksana yang memiliki daya ekstrak yang tinggi dan bersifat non polar. Gambar 4.1 juga menunjukkan bahwa ekstraksi dengan heksana akan memberi hasil (kuantitas) yang lebih baik, sehingga disarankan untuk menggunakan heksana sebagai pelarutnya.
Berdasarkan gambar 4.2 dapat dilihat bahwa nilai berat jenis dari ekstraksi menggunakan pelarut etanol lebih tinggi dibandingkan dengan berat jenis dari ekstraksi menggunakan pelarut heksana. Hal ini dikarenakan nilai berat jenis etanol itu sendiri lebih tinggi daripada berat jenis heksana, sehingga mempengaruhi nilai berat jenis minyak yang dihasilkan. Selain itu, etanol bersifat polar
sehingga mungkin di dalam minyak masih ada air yang terikat.
Nilai berat jenis yang didapatkan dari ekstraksi dengan pelarut etanol berkisar antara 0,74 – 0,792 gr/ml. Nilai ini lebih besar jika dibandingkan dengan nilai berat jenis yang didapatkan dari ekstraksi dengan pelarut heksana yaitu berkisar antara 0,734 – 0,796 gr/ml. Hal ini menunjukkan bahwa ekstraksi menggunakan pelarut heksana akan memberikan hasil yang lebih baik.
Dari hasil analisa yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu ekstraksi dan semakin banyak volume pelarut yang digunakan, maka semakin kecil nilai berat jenis minyak yang dihasilkan. Nilai berat jenis tertinggi dihasilkan dari ekstraksi dengan volume heksana 400 ml selama 30 menit yaitu sebesar 0,796 gr/ml. Sebaliknya, nilai berat jenis terendah dihasilkan dari ekstraksi dengan volume heksana 600 ml selama 120 menit yaitu sebesar 0,734 gr/ml.
Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa nilai berat jenis tertinggi dihasilkan dari ekstraksi dengan volume etanol 400 ml selama 120 menit yaitu sebesar 0,792 gr/ml. Sebaliknya, nilai berat jenis terendah yaitu 0,74 gr/ml dihasilkan dari ekstraksi dengan volume etanol 600 ml selama 120 menit. Dari hasil analisa yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu ekstraksi dan semakin banyak volume pelarut yang digunakan, maka semakin kecil nilai berat jenis minyak yang dihasilkan.
187
Gambar 4.3. Hubungan antara bilangan penyabunan terhadap waktu ekstraksi pada masing-masing volume pelarut
digunakan dan lamanya waktu ekstraksi tidak memppengaruhi bilangan penyabunan secara signifikan. Hal ini disebabkan bilangan penyabunan hanya dipengaruhi oleh berat molekul. Semakin tinggi berat molekul maka bilangan penyabunan akan semakin rendah. Semakin rendah bilangan penyabunan maka kualitas minyak akan semakin baik. Bilangan penyabunan tertinggi pada volume pelarut 400ml dengan waktu ekstraksi 30 menit yaitu sebesar 196,35.angka penyabunan terendah pada volume pelarut 600 ml dengan waktu ekstraksi 120 menit yaitu 190,74
Analisa bilangan penyabunan pada minyak coklat yang diekstrak menggunakan etanol tidak dapat dilakukan. Hal ini disebabkan karena minyak coklat tersebut berwarna coklat kekuning-kuningan pekat sehingga sulit untuk melihat perubahan warna yang terjadi dan terjadi pengendapan pada saat minyak dicampur dengan KOH Alkoholis.
V. PENUTUP
Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini didapatkan beberapa kesimpulan antara lain : Pada proses ekstraksi minyak coklat, jenis pelarut, volume pelarut, dan lamanya waktu ekstraksi berpengaruh terhadap nilai berat jenis dan persen rendemen. Semakin lama waktu ekstraksi dan bertambahnya volume pelarut maka semakin kecil berat jenis minyak coklat tetapi semakin besar persen rendemen yang didapatkan. Pelarut heksana dapat mengekstrak minyak coklat lebih banyak dibandingkan dengan pelarut etanol untuk setiap variabel proses. Akan tetapi, minyak coklat hasil ekstraksi menggunakan pelarut etanol memberikan aroma yang lebih baik. Variabel proses yang paling baik untuk ekstraksi minyak coklat adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut heksana sebanyak 600 ml selama 120 menit. Masing-masing variabel proses tidak mempengaruhi bilangan penyabunan secara signifikan karena bilangan penyabunan hanya dipengaruhi oleh berat molekul. Semakin rendah bilangan penyabunan maka kualitas minyak akan semakin baik.
Saran
Sebaiknya volume pelarut lebih divariasikan lagi, untuk memperoleh informasi yang lebih akurat tentang range volume yang dapat mencapai keadaan optimum. Sebaiknya digunakan pelarut yang lebih alami karena minyak coklat merupakan edible oil. Untuk pembuatan minyak coklat selain
metode sokhelet ekstraksi dengan pelarut sebaiknya dicoba metode lain sehingga dapat dibandingkan keuntungan dan kerugiannya. Cari prosedur analisa bilangan penyabunan untuk minyak berwarna coklat kekuning-kuningan pekat seperti minyak coklat yang diekstraksi menggunakan pelarut etanol.
DAFTAR PUSTAKA
Kemala, Mutia. 2008. Teknologi pengolahan minyak nabati. (htpp//www.google.com, di akses 5 Juli 2008.
Magdalena, Imelda dan Totop Poltak. 2004. Pengaruh jenis pelarut terhadap kualitas minyak jahe dari ekstraksi jahe merah, (tidak dipublikasikan).
Herlina, Netty dan S. Hendra. 2002. Lemak dan Minyak. USU Digital Library. (Online). (htpp://www.usudigitallibrary.co.id, diakses 12 September 2008.
Wikipedia. 2008. Ethanol. (online). (http://www.wikipedia.org, diakses 20 September 2008).
Wikipedia. 2008. Hexane. (Online). (htpp://www.wikipedia.org, diakses 20 September 2008).
S, Ketaren. 1996. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta : UI Press
