pembuatan oleoresin biji pala (myristica fragrans houtt)
TRANSCRIPT
PEMBUATAN OLEORESIN BIJI PALA (Myristica fragrans Houtt) .
Disusun oleh:
Johan Utomo, ST.
M. Verdi Suherman, ST.
6?>O UTD
f
LEMBAGA PENELITIAN. UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN
BANDUNG 2003
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena
berkat bantuan dan bimbingan-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan
penelitian ini dengan baik.
Dalam penyusunannya, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai
pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Liem Jan Sioe atas segala pengarahannya.
2. Maria Cisilia, ST., atas segala bantuan dan kerja samanya.
3. M. Verdi Suherman, ST.·
4. Perpustakaan- Universitas_ Katolik Parahyangan, Perpustakaan Universitas
Padjajaran dan Perpustakaan Fakultas Teknologi Pertanian- Institut Pertanian
Bogor, yang telah menyediakan literatur yang diperlukan,
Sebagai insan yang sedang belajar, penulis menyadari bahwa laporan ini
masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
komentar, kritik, dan saran dari berbagai pihak. Akhir kata penulis berharap
semoga laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, April 2004
Penulis
11
DAFTARISI
KATA PENGANTAR
DAFTARISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
INTISARI
ABSTRACT
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Tema Sentral Masalah
1.3 Identifikasi Masalah
1.4 Premis
1.5 Hipotesis
1.6 Tujuan Penelitian
1.7 ManfaatPenelitian
II TINJAUAN PUST AKA
2.1 Pala (Myristica fragrans)
2.1.1 Sejarah Tanaman Pala
2.1.2 Botani Tanaman Pala
2.1.2.1 Sistematika
2.1.2.2 Morfologi
2.1.3 Lingkungan Fisik Pertumbuhan Tanaman Pala
2.1.4 Manfaat Tanaman Pala
2.1.4.1 Kulit, Batang dan Daun
2.1.4.2 Fuli
2.1.4.3 Biji Pala
2.1.4.4 Daging Buah Pala
2.1.5 Komposisi Tanaman Pala
2.1.5.1 Minyak Atsiri
2.1.5.2 Oleoresin
III
ii
III
VI
Vll
VIll
IX
1
2
3
3
3
4
4
5
5
5
5
6
7
8
8
8
9
10
10
11
12
2.1.6 Nilai Ekonomi Tanaman Pala 14
2.2 Produksi Oleoresin Biji Pala (Myristica fragrans) 14
2.2.1 Persiapan Bahan Baku 15
2.2.2 Pemilihan Pelarut 15
2.2.3 Metode Ekstraksi Oleoresin Biji Pala 16
2.2.4 Pengolahan Akhir Oleoresin Biji Pala 16
III BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1 Bahan 17
3.1.1 Bahan Baku Utama 17
3.1.2 Bahan Baku Penunjang 17
3.2 Peralatan 17
" " ~.~ Metode Penelitian 18
3.3.1 Variabel Bebas 18
3.3.2 Variabel Talc Bebas 18
3.4 Rancangan Percobaan 18
3.4.1 Model Rancangan Percobaan 18
3.4.2 Analisis Data 19
3.5 Prosedur Percobaan 21
3.5.1 Percobaan Pendahuluan 21
3.5.2 Percobaan Utama 21
3.5.3 Percobaan Ekstraksi 21
3.6 Analisis 23
3.7 Lokasi dan Jadwal Kerja 23
3.8 Perincian Biaya 24
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Persiapan Bahan Baku 25
4.1.1 Pengeringan 25
4.1.2 Penggilingan dan Pengayakan 25
4.2 Percobaan Pendahuluan 25
4.2.1 Penentuan Peiarut 26
4.2.2 Penentuan Waktu Ekstraksi 27
iv
4.3 Percobaan Utama
4.3.1 Hasil Analisis
4.3.1.1 Rendemen
4.3.1.2 Indeks Bias
4.3.1.3 BeratJenis
4.3.1.4 Sisa Pelarut
4.3.1.5 Kadar Abu
4.3.1.6 Kadar Abu Larut dalam Air
4.3.1.7 Kadar Abu Tidak Larut dalam Asam
V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPlRAN A
LAMPlRANB
LAMPlRANC
LAMPlRAND
LAMPlRANE
v
27
28
28
29
30
30
32
32
32
34
34
35
37
39
41
44
48
DAFTAR TABEL
Tabell.1 Daftar harga ekspor pala dari Indonesia dan Granada 2
Tabel2.1 Kesesuaian lingkungan tanaman pala 7
Tabel2.2 Komposisi kimia pala Banda (Myristicafragrans) 11
Tabel2.3 Standarisasi minyak pala 12
Tabel2.4 Keunggulan dan kelemahan Oleoresin 13
Tabel2.5 Volume dan nilai ekspor tanaman pal a 14
Tabel2.6 Volume dan nilai impor tanaman pala 14
Tabel2.7 Nilai ekspor pala, fuli dan minyak atsiri 14
Tabel2.8 Titik didih pelarut-pelarut organik 14
Tabel3.1 Model rancangan percobaan 19
Tabel3.2 Analisis vari~n ran-cangan percobaan 19
Tabel3.3 Jadwal kerjapenelitian 24
Tabel4.1 Hubungan antara rendemen (%) oleoresin biji pala dengan
j enis pelarut dan lama ekstraksi 26
Tabel4.2 Penentuan lama ekstraksi 27
Vl
DAFTAR GAMBAR
Gambar2.1 Myristica ji-agrans (Pala) 6
Gambar2.2 Buah Pala 6
Gambar 2.3 Fuli(Mace) dan Biji Pala (Nutmeg) 7
Gambar2.4 Fuli Kering 8
Gambar2.5 Biji Pala Kering 9
Gambar3.1 Skema Rancangan Percobaan 21
Gambar3.2 Buah dan Biji Pala 22
Gambar 3.3 . Rangkaian Alat Ekstraksi 22
Gambar 3.4 Rangkaian Alat Distilasi Vakum 23
Gambar 3.5 Oleoresin Biji Pala 23
Gambar4.l Grafik Hubungan Ukuran Bahan Terhadap Rendemen
Oleoresin Biji rala 28
Gambar4.2 Grafik Hubungan Ukuran Bahan TerhadapSisa Pelarut 31
va
INTISARI
Tanaman pala, Myristica fragrans Routt merupakan tanaman asli Indonesia dan merupakan komoditas ekspor Indonesia. Pala produksi Indonesia lebih disukai karena memiliki aroma yang khas dan rendemen minyak yang tinggi. Oleoresin biji pala adalah hasil ekstraksi biji pala dengan pelarut organik, oleoresin terdiri atas komponen volatil seperti minyak atsiri dan komponen nonvolatil seperti minyak tetap (fixed oil), anti oksidan dan pigmen. Kedua komponen inilah yang mempengaruhi aroma dan rasa oleoresin. Oleoresin biji pala dimanfaatkan sebagai bumbu masak, komponen penyusun parfum, kosmetika dan sebagai bahan baku obat-obatan. Penelitian ini bertujuan mempelajari bagaimana memperoleh rendemen oleoresin biji pala yang tinggi dengan mutu yang baik. Produksi oleoresin biji pala ini diharapkan dapat digunakan sebagai altematif untuk meningkatkan nilai ekonomi tanaman pala. Oleoresin biji pala lebih unggul dari minyak pala karena lebih stabil dan tahan lama serta lebih hemat dalam penggunaannya.
Metode penelitian yang digunakan meliputi persiapan bahan baku berupa pengeringan, penggilingan, pengayakan, ekstraksi, pemisahan rafinat, pemisahan pe\arut dari oleoresin, dan analisis oleoresin biji pala. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan blok teracak lengkap dengan percobaan dua faktorial. Variasi pertama adalah ukuran biji pala dengan variasi: -10+20 mesh, -20+30 mesh, -30+40 mesh, dan -40+50 mesh. Variasi kedua adalah rasio antara biji pala dengan pdarut dengan variasi: 1:3,1:5 dan 1:7. Analisis yang dilakukan terhadap oleoresin biji pala adalah rendemen oleoresin, indeks bias, berat jenis, sisa pelarut, kadar abu, kadar abu larut dalam air, dan kadar abu tidak larut dalam asam.
Dari percobaan pendahuluan ditentukan jenis pelarut yang digunakan adalah n-heksana dan ekstraksi selama 2 jam 30 menit. Rasil percobaan utama uutuk menghasilkan oleoresin dengan rendemen yang tinggi yaitu 11,73% maka ekstraksi dilakukan dengan ukuran biji pala -20+30 mesh danrasio pelarut 1:5. Oleoresin ini mempunyai indeks bias adalah 1,4768 pada suhu 20°C, berat jenis 0,8925 g/ml pada 15°C, sisa pelarut 8,11 ppm kadar abu 1%, kadar abu larut dalam air 94%, dankadar abu tidak larut dalam asam 1 %. Ukuran .biji pala dan rasio pelarut mempengaruhirendemen oleoresin biji pala dan sisa pelarut, tetapi tidak mempengaruhi indeks bias dan berat jenis dari oleoresin biji pala.
Vlll
1.1 Latar Belakang
BABI
PENDAHULUAN
Tanaman pal a (Myristica fragrans Houtt) merupakan tanaman asli
Indonesia. Hal ini memungkinkan karena tanaman yang dalam bahasa Inggris
disebut Nutmeg ini tumbuh subur di daerah tropis.
Sejak dulu tanaman pala sudah terkenal karena biji buahnya tergolong
sebagai rempah-rempah. Biji dan selaput bij i lfuti) atau sering disebut dengan
bunga pala merupakan komoditas ekspor Indonesia dan menduduki 80% dari
jumlah ekspor pala dunia (2001). Selain itu, biji danfuti pala dapat menghasilkan
minyak atsiri yang banyak digunakan dalam industri produk makanan kaleng,
minuman dan kosmetika. Biasanya, minyak atsiri dari pala dibuat darifuli dan biji
pala yang bermutu rendah, karenafuli dan biji pala yang berkualitas_baik langsung
diekspor sebagai rempah-rempah. Fuli yang bermutu rendah adalah fuli yang
bentuknya sudah tidak utllh lagi, dan biji pala yang bermutu rendah adalah biji
yang berukuran kecil. Tetapi untuk menghasilkan oleoresin biji pala maupun
minyak pala dengan kadar minyak atsiri yang baik harus digunakan biji pala yang
baik pula.
Di pasar dunia, ada sekitar 70 jenis minyak atsiri yang selama ini
diperdagangkan, dan ternyata Indonesia mampu memproduksi 40 jenis
diantaranya. Selain itu, pala Indonesia memiliki keunggulan dibandingkan dengan
pala yang dihasilkan negara lain karena memiliki aroma yang khas dan rendemen
minyak yang tinggi sehingga harga pala dan fuli Indonesia lebih tinggi dari negara
lain. Tabel 1.1 menampilkan perbandingan harga ekspor pala Indonesia dan
Granada.
Namun kenyataannya, hingga tahun 1993 baru tercatat sekitar 14 jenis
minyak atsiri produksi Indonesia yang cukup nyata peranannya sebagai komoditas
ekspor. Hal ini merupakan tantangan bagi Indonesia untuk mengembangkan
1
minyak atsiri karena peluang pemasanl1' minyak atsiri tidak hanya terbuka untuk
pasar luar negeri, melainkan juga sangat dibutuhkan di dalam negeri.
Tabell.l Daftar harga eksp~r pala dari Indonesia dan Granada US$/ton Indonesia Granada
Pal a kualitas tinggi 6.800 -7000 6.650
Pala kualitas rendah 1.000 - 1.200 5.575 Fuli kualitas tinggi 13.500 11.750 Fuli kualitas rendah 6.000 5.750
[Sumber: FrnanclGl TImes, 19 JUlli 1992]
o leh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan minyak atsiri
dari biji pala dengan rendemen yang banyak dan kadar kemumian yang tinggi.
Metode yang digunakan adalah metode ekstraksi bij i pala dengan pelarut organik
agar diperoleh oleoresin biji pala. Bagian yang tidak larut dipisahkan dengan cara
penyaringan dan untuk menghilangkan. pelarutnya digUnakan proses distilasi
vakum. Oleoresin biji pala adalah ekstrak pala yang-terdiri atas komponen volatil
(minyak atsiri) dan komponen non-volatil (fixed-oil, anti oksidan dan pigmen).
Kedua komponen inilah yang mempengaruhi aroma dan rasa dari oleoresin yang
berbentuk padat atau semi-padat dan biasanya pekat dan lengket.
Produksi oleoresin bij i pala memiliki lebih banyak keunggulan dari pada
produksi minyak pala karena oleoresin biji pala termasuk produk yang bebas dari
bakteri patogen dan metabolisme beracun dari bakteri tersebut (higienis),
aromanya dapat distandarkan, lebih hemat dalam penggunaannya, lebih stabil, dan
tahan lama (12 bulan) setelah diproduksi apabila disimpan dalam kondisi
penyimpanan yang sesuai, seperti disimpan di tempat tertutup, dingin, kering, dan
tempat gelap.
1.2 Tema Sentral Masalah
Pala banyak digunakan oleh masyarakat sebagai rempah-rempah,
obat-obatan, dan pengawet makanan. Namun sampai saat ini dalam
masyarakat belum ada pengolahan oleoresin biji pala dalam skala industri.
2
Oleh karena itu periu diteliti faktor-faktor yang berpengaruh dalam metode
ekstraksi untuk memperoleh oleoresin biji pala.
1.3 ldentifikasi Masalah
Masalah yang akan diteliti dalam penelitian ini :
I. Berapa rasio pelarut dengan pala yang digunakan agar ekstraknya terambil
sebanyak mungkin ?
2. Berapa rentang ukuran bahan yang digunakan agar rendemen minyak atsiri
yang diperoleh paling optimal?
3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan dalam ekstraksi agar diperoleh
rendemen minyak atsiri yang semakin besar ?
1.4 Premis
Dari berbagai literatur, uipcroleh data-data pendukung sebagai berikut :
1. Jenis pelarut yang baik digunakan untuk ekstraksi oleoresin adalah aseton,
metanol, heksana, etiLalkohol, dan etilen diklorida [Moestafa, 1981], etilen
diklorida dan etanol [Somaatrnadja, 1981], etanol [Herryanto, 1980].
2. Jumlah pelarut yang baik digunakan untuk mengekstrak oleoresin adalah 3
kali jumlah bahan yang diekstrak [purseglove, et aI., 1981], 1:5 [Herryanto,
1980].
3. Bahan baku berupa biji-bijian harns dihancurkan menjadi bentuk hancuran
[Guenther, 1952],30 - 50 mesh [Sabel dan Warren, 1973].
4. Suhu ekstraksi terbaik untuk mengekstraksi biji pala adalah 40 - 50 °c [Maisa, 1987], ekstraksi akan lebih cepat dilakukan pada temperatur tinggi
[Moestafa,1981].
5. Waktu efisien untuk ekstraksi adalah 4 - 5 jam [Purseglove, et aI., 1981].
6. Kecepatan pengadukan yang efisien untuk mengekstraksi biji pala adalah
1000 rpm [Maisa, 1987].
3
1.5 Hipotesis
Dari premis-premis yang ada dapat diduga bahwa :
1. Pala dapat terekstrak secara optimal pada temperatur 40°C dengan
menggunakan etanol sebagai pelarut [Premis 1 dan 4].
2. Rasio terbaik pala dengan pelarut adalah 1 : 5 dengan memperhatikan jumlah
pala yang terekstrak [Premis 2].
3. Rentang 1'Izuran bahan yang paling baik agar menghasilkan oleoresin biji
pala yang baik adalah antara 30 - 50 mesh [Premis 3].
4. Waktu yang efisien untuk mengekstraksi oleoresin biji pala adalah 4-5 jam
[Premis 5].
1.6 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi
kondisi ekstraksi terbaik biji pala antara lain adalah ukuran biji pala dan rasio biji
pala dengan pelarut untuk mendapatkan oleoresinbiji-pala terbaik.
1.7 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif untuk
meningkatkan nilai ekonomi tanaman pala. Di bidang industri, pengolahan
oleoresin akan mampu membuka lapangan pekerjaan, baik untuk tingkat produksi
maupun jalur pemasarannya. Ekspor oleoresin biji pala dapat juga menghasilkan
devisa yang lebih besar daripada mengekspor pala sebagai rempah.
4
BABII
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pala (Myristicafragrans)
2.1.1 Sejarah Tanaman Pala
Pala (Myristicafragrans Houtt) berasal dari Banda dan Maluku, kemudian
menyebar ke pulau-pulau lain di sekitarnya, termasuk pulau Jawa.
Pembudidayaan tanaman pala terns meluas sampai Sumatera. Menurut daerah
asalnya dikenal "East Indian Nutmegs" yang berasal dari Indonesia dan "West
Indian Nutmegs" yang berasal dari Granada.
Sejak abad ke-16, pala telah menjadi komoditas_ekspor Indonesia, dan
telah memenuhi 80% kebutuhan pala dunia, sedangkan sisanya dipenuhi oleh
Granada, India dan beberapa negara lainnya. Pala Indonesia mempunyai
keunggulan di pasaran dunia karena memiliki aroma yang khas dan rendemen
minyak yang tinggi. Pala jenis Myristica fragrans Houtt banyak dibudidayakan
oleh masyarakat karena hasil produksinya memiliki nilai ekonomi yang tinggi.
2.1.2 Botani Tanaman Pala
2.1.2.1 Sistematika
Berdasarkan taksonominya pala dapat diklasifikasikan menjadi:
Kingdom : Plant
Sub Kingdom: Vascular Plant
Klas : Angiospermae
Sub Klas : Dicotyledonae
Ordo : Ramales
Famili : Myristicaceae
Genus : Myristica
Species :fragrans (Houtt)
5
2.1.2.2 Morfologi
Tanaman pala turnbuh dengan baik di lingkungan terbuka, memiliki tajuk
yang rindang dan ketinggiannya dapat meneapai 10 - 18 meter. Tajuk pohonmya
berbentuk runeing ke atas dan puneak tajuknya tumpul. Daunnya berbentuk bulat
telur atau lonjong-lonjong, ujungnya tajam berwarna hijau mengkilap dengan
ukuran panjang 10 - 15 em dan panjang tangkai daun sekitar 1 - 1,5 em. Mulai
berbuah pada umur~6 - 10 tahun dan akan meneapai hasil yang maksimum pada
umur 25 tahun, buahnya akan dihasilkan sampai pohon berumur 60 - 70 tahun.
Gambar 2.1 Myristicafragrans (PaJa)
Buahilya . berbentuk bulat, berwarna kuning, jika sudah masak seeara
otomatis terbelah menjadi dua bagian. Diameter buah jika sudah tua meneapai
sekitar 9 em. Daging buah tebal dan rasanya asam. Biji buah berbentuk agak bulat
dengan diameter 2,5 em. Kulit biji berwarna eoklat agak kehitam-hitaman dan
mengkilap. Selaput bij i atau sering disebut fuli atau bunga pala berwana merah
menyala atau merah agak gelap, tetapi ada juga yang berwarna putih kekuning
kuningan. Sedangkan kernel (endosperm) biji berwarna putih keabu-abuan.
Gambar 2.2 Buab PaJa Gambar 2.3 Fuli (Mace) dan Biji PaJa (Nutmeg)
6
2.1.3 Lingknngan Fisik Pertumbuhan Tanaman Pala
Tanaman pala dapat tumbuh baik di daerah-daerah yang mempunyal
ketinggian 500 - 700 meter di atas permukaan laut. Pada ketinggian di atas 700
meter, produktivitas tanaman pala akan rendah.
Tanaman ini membutuhkan tanah gembur ber-pH 5,5 --6,5. Jenis tanah
yang cocok bagi tanaman ini adalah tanah vulknalis dan tanah yang bertekstur
pasir sampai lempung dengan kandungan bahan organik yang tinggi, sedangkan
temperatur yang cocok adalah sekitar 20 - 30°C serta curah hujan terbagi secara
teratur sepanjang tahun.
Tabel2.1 Kesesuaian lingkungan tanaman pala
Kriteria Lokasi No. Faktor Sangat sesuai Sesuai Hampir sesuai
l. Ketinggian 0-700 700 - 900 900 (meter di atas permukaan laut)
2. Curah hujan· 2000 - 3500 1500 -2000 1500 atau 4500 (mmltahun)
3. Hari hujan (hari) 100-160 80 - 100 atau 80 atau 180 160-180
4. Temperatur (0C) 25 -28 20-25 25 atau 31 5. Kelembaban nisbi.(%) 60'- 80 55 -60 55 atau 85 6. Drainase Baik Agak baik Agakbaik
sampai baik 7. Tekstur tanah Berpasir Liat berpasir atau Liat atau berpasir
lempung berpasir dan kedalaman efektif 1 meter
8. Keasaman tanah (pH) Netral Agakasam [Sumber : Rosman dan kawan-kawan, 1989]
2.1.4 Manfaat Tanaman Pala
. Selain dimanfaatkan sebagai rempah-rempah, tanaman pala juga dapat
menghasilkan· minyak atsiri. Minyak atsiri banyak digunakan dalam industri
pengawetan makanan, minuman, kosmetika dan juga sebagai obat-obatan.
2.1.4.1 Kulit, Batang dan Daun
Kulit batang dan daun tanaman pala mengandung minyak atsiri dengan
wangi pala yang menyenangkan. Minyak atsiri kulit batang dan daun pala tidak
berwarna dan encer sekali tetapi cocok untuk pengganti minyak atsiri biji pala.
7