1 1.1 Latar Belakang
Komposisi buah kelapa terdiri dari 35% sabut, 12% tempurung, 28%
daging buah dan 25% air. Industri pengolahan buah kelapa masih terfokus pada pengolahan hasil daging buah, sedangkan industri yang mengolah hasil samping buah seperti air, serabut, dan tempurung masih secara tradisional dan berskala kecil, sedangkan potensi ketersediaan bahan baku untuk membangun industri pengolahannya sangat besar (Setiaji, 2013 dan Agustian dkk. 2003). Pendapatan petani kelapa selama ini masih cukup rendah disebabkan produk yang dihasilkan hanya merupakan produk utama seperti kopra dan kelapa butir. Hal ini merupakan salah satu kendala betapa sulitnya industri kelapa untuk berkembang jika hanya mengandalkan kopra dan minyak kelapa saja (Mahmud dan Ferry, 2005).
Produksi buah kelapa di Indonesia sebesar 15,5 milyar butir/tahun, berarti dapat diperoleh sekitar 15,5 milyar butir tempurung kelapa yang kira-kira setara dengan 3,1 juta ton/tahun. Dari jumlah tersebut, jika diolah menjadi asap cair maka akan diperoleh sekitar 1,5 juta ton/tahun asap cair tempurung kelapa (Arbintarso, 2009). Potensi tempurung kelapa sangat besar untuk dikembangkan menjadi produk-produk yang memiliki nilai ekonomi tinggi di antaranya diolah menjadi asap cair yang dapat dikomersialkan, mengingat Indonesia memiliki bahan baku yang melimpah.
Asap cair adalah cairan kondensat dari asap yang dibuat dengan cara mengkondensasikan asap hasil pemanasan dari proses pirolisis kayu pada suhu tertentu. Asap cair tempurung kelapa merupakan hasil kondensasi asap dari tempurung kelapa yang dihasilkan melalui proses pirolisis pada suhu sekitar 400oC. Asap cair mengandung berbagai komponen kimia yang kompleks, seperti fenol, siringol, guaiakol, asam karboksilat, keton, aldehid dan lain-lain (Guillen dkk. 1995). Berbagai komponen kimia tersebut dapat berperan sebagai antioksidan dan antimikroba serta memberi efek warna dan citarasa khas pada produk pangan (Toledo, 2008; Zuraida dkk. 2011), namun terdapat beberapa komponen yang
memberikan aroma kurang menyenangkan sehingga menyebabkan asap cair berbau dan kurang menarik untuk diaplikasikan pada produk pangan. Komponen kimia tersebut adalah Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) dan turunannya (Karseno dkk. 2002). Di antara komponen tersebut ada yang bersifat karsinogenik seperti benzo[a]pyrene yang merupakan salah satu senyawa yang biasa ditemukan pada produk pengasapan (Guillen dkk. 2000, Budianto, 2008). Asap cair hasil pirolisis tanpa proses pemurnian masih mengandung senyawa-senyawa kimia yang berbahaya bagi kesehatan manusia, oleh karena itu sebelum asap cair diaplikasikan perlu dilakukan proses pemurnian.
Soldera dkk. (2008) menyatakan bahwa asap cair yang telah mengalami proses pemurnian telah digunakan oleh industri pangan sebagai pemberi aroma, tekstur dan citarasa yang khas pada produk pangan seperti daging, ikan dan keju.
Budianto, (2008) menyatakan bahwa keamanan penggunaan asap cair pada produk pangan tidak terlepas dari komposisi senyawa kimia yang terkandung di dalamnya.
Jenis kayu, metode pirolisis dan pemurnian yang berbeda menghasilkan asap cair dengan komponen kimia yang berbeda pula. Beberapa komponen kimia dalam asap cair telah berhasil diisolasi dengan berbagai metode pemisahan yang didasarkan pada polaritas, tingkat keasaman, dan volatilitasnya (Putnam, 1999).
Penelitian-penelitian untuk menentukan proses terbaik dalam pembuatan asap cair dan potensi senyawa kimia hasil pirolisis kayu sudah banyak dilakukan.
Tranggono dkk. (1996) menggunakan suhu pembakaran 350-400oC dalam pembuatan asap cair. Nurhayati (2000) membandingkan dua metode pembakaran, yaitu metode tungku dan metode distilasi kering (destructive distillation) untuk memproduksi asap cair. Dari hasil penelitiannya diperoleh bahwa metode distilasi kering di mana suhu karbonisasi dapat dikontrol sampai 500oC menghasilkan asap cair dengan jumlah yang lebih banyak dari pada metode tungku yang memiliki suhu rata-rata sebesar 350oC. Selain itu, metode distilasi kering mampu menghasilkan asap cair dengan kadar fenol dan asam yang lebih besar. Di Indonesia, asap cair sudah digunakan oleh industri pembuatan bandeng asap di Sidoarjo. Penggunaan asap cair tempurung kelapa pada skala laboratorium juga cukup banyak dilakukan (Hadiwiyoto dkk. 2000).
Sari dkk. (2006) melaporkan bahwa asap cair tempurung kelapa yang dibuat dengan cara pirolisis pada suhu 200-250oC dan 300-450oC dapat digunakan pada pembuatan ikan asap. Darmadji (2006) menyatakan bahwa lima fraksi asap cair dari tempurung kelapa dan cangkang sawit yang dibuat dengan cara pirolisis pada suhu 400oC dan yang telah dimurnikan dengan metode redistilasi memiliki karakteristik berbeda dan tidak mengandung senyawa toksik sehingga dapat diaplikasikan pada proses perendaman ikan. Milly dkk. (2008) menyatakan bahwa 9 fraksi asap cair komersial yang diproduksi oleh Master Taste Inc. USA dapat menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan negatif. Zuraida dkk. (2011) menyatakan bahwa asap cair tempurung kelapa memiliki aktivitas antibakteri.
Metode uji dilusi agar telah digunakan untuk menentukan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa. Sofos dkk.
(2006) meneliti pengaruh asap cair terhadap pertumbuhan bakteri Aeromonas hydropila dan Staphylococcus aureus. Sunen dkk. (2001) menyatakan bahwa
senyawa-senyawa asam, fenol dan turunannya serta senyawa-senyawa karbonil merupakan kelompok utama senyawa penyusun terbesar dalam asap cair yang secara sinergis berfungsi sebagai antimikroba. Senyawa asam terbanyak yang terkandung dalam asap cair adalah turunan asam karboksilat seperti asam asetat, asam propionat, asam butirat dan asam valerat. Sung dkk. (2007) dan Guillen dkk.
(1995) mendeteksi komponen-komponen volatile dalam asap cair menggunakan kromatografi gas-spektrometer massa dan mengidentifikasi senyawa menggunakan metode standard.
Dari beberapa penelitian tersebut, diketahui bahwa kualitas asap cair sangat dipengaruhi oleh kondisi proses pembuatannya. Kondisi proses berupa suhu pembakaran sangat mempengaruhi kualitas dan kuantitas asap cair yang dihasilkan. Selain itu, kualitas dan aktivitas antibakteri asap cair juga ditentukan oleh jumlah komponen kimia dan kemurnian dari senyawa yang terkandung di dalamnya terutama senyawa fenol dan asam-asam organik. Pada penelitian ini pembuatan asap cair dimulai pada suhu kamar sampai 450oC. Rentang suhu tersebut dipilih karena pada rentang suhu tersebut terjadi proses dekomposisi komponen utama pembentuk tempurung kelapa, sehingga diharapkan dihasilkan asap cair dengan kualitas yang baik dan memiliki aktivitas antibakteri yang tinggi.
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka rumusan masalah pada penelitian ini sebagai berikut: (1) Komponen senyawa apa sajakah yang menyusun asap cair tempurung kelapa? (2) Senyawa apa sajakah yang memiliki aktivitas antibakteri dari asap cair tempurung kelapa dan bagaimana bentuk strukturnya? (3) Seberapa besar aktivitas antibakteri senyawa atau komponen senyawa dari asap cair tempurung kelapa? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyan tersebut maka perlu dilakukan penelitian, yaitu membuat asap cair dengan cara pirolisis dan melakukan upaya isolasi senyawa atau komponen senyawa dalam asap cair tempurung kelapa dengan proses distilasi fraksinasi dan redistilasi serta melakukan uji aktivitas antibakteri senyawa menggunakan bakteri uji Pseudomonas fluorescens (P. fluorescence) dan Staphylococcus aureus (S. aureus).
1.2 Kebaharuan Penelitian
Penelitian tentang asap cair sampai saat ini masih terus berlanjut. Sejauh penelusuran pustaka yang telah dilakukan menunjukkan bahwa masih banyak senyawa kimia yang belum diketahui keberadaannya dalam asap cair. Selain itu, diperoleh informasi bahwa asap cair berguna untuk dijadikan sebagai bahan pengawet dan antibakteri. Meskipun potensi dan penggunaan asap cair dari berbagai sumber kayu telah banyak dilaporkan, tetapi belum ada studi tentang isolasi senyawa aktif antibakteri terutama senyawa antibakteri yang berasal dari asap cair tempurung kelapa.
Penelitian mengenai isolasi senyawa antibakteri dari asap cair tempurung kelapa sangat penting mengingat saat ini asap cair telah banyak digunakan secara komersial oleh industri pangan. Oleh karena itu, penelitian ini diarahkan mengisolasi senyawa antibakteri dari asap cair tempurung kelapa dengan melakukan fraksinasi komponen senyawa dan melakukan uji aktivitas antibakteri menggunakan bakteri P. fluorescens dan S. aurus. Selain itu, pada penelitian ini dilakukan juga karakterisasi asap cair produk pirolisis dan fraksinasi. Karakterisasi dilakukan dalam rangka mengetahui sifat-sifat fisik dan kimia asap cair yang dihasilkan, yang meliputi: massa jenis, indeks bias, nilai pH, kadar asam dan kadar fenol.
1.3 Tujuan Penelitian
1) Mengetahui karakter asap cair tempurung kelapa, meliputi: sifat fisika dan kimia, seperti massa jenis, indeks bias, nilai pH, kadar asam dan kadar fenol.
2) Mengetahui aktivitas antibakteri asap cair tempurung kelapa yang meliputi respons produk asap cair hasil fraksinasi terhadap bakteri uji.
3) Mengisolasi dan mengidentifikasi senyawa antibakteri dari asap cair tempurung kelapa menggunakan kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS) dan spektrofotometer inframerah (FT-IR).
1.4 Manfaat Penelitian
1) Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada petani kelapa untuk dapat meningkatkan kegunaan tempurung kelapa menjadi sumber bahan pembuatan asap cair.
2) Sebagai upaya memberikan nilai tambah bagi petani kelapa untuk memanfaatkan tempurung kelapa guna meningkatkan pendapatannya sehingga menjadi lebih sejahtera dan dapat menambah devisa penerimaan daerah penghasil kelapa.
3) Pemanfaatan asap hasil pembakaran tempurung kelapa menjadi asap cair dapat mengurangi terjadinya polusi udara.
4) Hasil penelitian ini kiranya dapat menjadi acuan bagi peneliti dalam bidang ilmu kimia untuk mengembangkan lebih lanjut penelitian-penelitian asap cair, terutama mencari senyawa-senyawa potensial yang terkandung di dalamnya.
