Isolasi Minyak Lemon dari Kulit Jeruk Lemon dengan Cara Distilasi
IISOLASI fi!iNYAK I,Ef?'EONDARi KLlLd?'JEWUK
LEMON QENGAN C A M DlSTILASi
OLEH:
SLJKMA!NATY
ABSTRAK
Sukrnawaty. lsolasi Minyak Lemon dari Kulit Jeruk Lemon dcngan Cara Distilasi.
Dibimbing Oleh H Atjeng M. Syarief, Suroso,dan S. Ketaren.
Berkembangnya indusiri pengolahan jus jeruk lemon menimbulkan dampak
buruk bagi lingkungan karena limbah kulit jeruk lemon. Memanfaaikan limbah kulit jeruk
lemon sebagai sumber minyak lemon akan menaikkan nilai ekonomi lirnbah yang
dihasilkan pabrik. Daiam peneliian ini dipelaj~rikondisi proses yang berpengaruh
terhadap isolasi minyak kulit jeruk lemon dengan cara distilasi. Selain itu, ditentukan
pula parameter-parameter proses isolasi minyak lemon untuk menghasilkan rninyak
lemon dengan rendemen dan mutu yang terbaik , kemudian menganalisa karakteristik
dan mutu minyak lemon yang dihasilkan.
Berdasarkan hasil penelitian ternyata rendemen minyak lernon yang dihasilkan
dipengaruhi oleh tingkat kesegaran buah. Selain itu, perajangan ~ 2 d akulit sebelum
Ficses distilasi tidak berpengaruh nyata dengan nilai sigifikansi 22.8%. Setiang laina
waktu proses distilssi berpengaruh dengan tingkat sigcfikansi 68.2%. Jika kecisz faktor
tersebut digabung skan berpengeruh sangat nyaia terhadap m i n y ~ kiemnn yang
dihasilkan.
Cara isolasi minyak yang memberikan hasil yang terbaik, dilihat daE segi
iendemea adalah rninyak dari Ruiii jeruk segar, dengan perajangan 3.75 cm cizn lzma
distiiasi 7 jam. ~ a d aparameter ini diperoieh rendernen sebesar 0.52 '3" dan 9.47 96.
Sedang parameter isolasi yang iwi,;berikan
hasil rendemen terendah adaiah dengan
bahan baku kulit limbah pabrik dengan perajangan 0.5 cm, dan lama distilasi 6 jam dan
rendemen yang dihasilkan 0.031 % dan 0.048%.
Minyak kulit jeruk lernon dari kulit jeruk segar, kulit jeruk dari pasar dan kulit jeruk
dari limbah pabrik yang dihasilkan merniliki karaktenstik mrrtu, beriurut-turut sebayai
be~iku:: berat jenis 0.8503,0.8487,0.8538;indeks bias 1.4714,1.4713,1.4700;putaran
optik +76O dan c78.8";kelarutan dalam alkhol sama semua yaiiu 1:l larut; bilangan
asam 1.16,1.08,3.57;dan hilangan ester 112.28,70.50,14.04.
Dengan ini saya menyaiakan bahwa tesis yang bejudul:
ISOLASI MINYAK LEMON DARl KULlT JERUK LEMON DENSAN CARA
DlSTlLASl
Adalah benar merupakan hasii karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.
Semua sumber dan informasi telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa
kebenaramya.
Bogor, 12 November 2002
ISOLASI WIIMYAK LEMON DARl KULlT JERUK
LEMON DENGAN C A M DISILASI
QLEH:
SUKMAWATY
- .
i eEi3
S e b s g ~sl ~ i s hsatu syara! untuk memperoleh gelar
blagister Sains pada
Program Studi llinu Xeteknikan Pertanian
PROGRAM PASCASARJANA
lMSTlTUT PERTANIAN BQGOR
2802
Judul Tesis
:
lsolasi Minyak Lemon dari Kulit Jeruk Lemon dengan
Cara Distilasi
Nama Mahasiswa
:
Sukmawaty
Nrp
:
PI3500006
Program studi
:
llmu Keteknikan Pertanian,
Menyetujui
1. Komisi pembimbing
Ketua
Dr. Ir. Suroso. M.Aqr
Anggota
Tanggal lulus : 12 Nopember 2002
Ir. S. Ketaren, MS
Anggota
Penclis dilahirkan di Mataiam pada tanggal 14 Desembei 1968 sebagai anak
pertarna dari pasangan H. Syukur Mustakim dan Hj. Rugaiyah. Pendidikan sarjana
diternpuh pada Program Studi Mekanisasi Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian,
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin FAakassar, dan lulus pada
tahun 1994. Kesernpatan untuk rnelanjutkan program magister pada Program Studi llmu
Keteknikan Pertanian, lnstitut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2000.
Penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi Teknologi Pertanian,
Fakukas Pertanian, Universitas Matararn, di Matararn sejak tahun 1997 sampai
sekarang.
Alhamdulillahirobbil'aaiamiin, puji dan syukur pnulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilrniah ini berhasil oiselesaikan.
Tema yang dipiiih dalarn peneliian yang dilaksanakan sejak bulan April sarnpai dengan
bulan September adalah proses ekstrzksi, dengan judul lsolasi Minyak Lemon dari Kulit
Jeruk Lemon dengan Cara Distiiasi.
Ucapan terirna kasih penulis sarnpaikan kepada Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE,
selaku ketua komisi pernbirnbing, Dr. Ir. Suroso, M.Agr, dan lr. S. Xetaren, MS selaku
anggota kornisi pernbimbing yang telah banyak rnernberikan birnbingan dan saran
hingga karya ilrniah ini bisa terselesaikan. Terirna kasih juga penulis sarnpaikan kepada
Dr. Ir. Eddy Hartulistyoso sebagai penguji luar komisi.
Tidak lupa sngkapan terirnakasih juga penulis sampaika- k e ~ a d asuzmi tercinta
H Syahiul dan anakku tersayang hfuharnmad Hamidullah Syahrui, seria Sapak, lbu dan
Aaik-adik tersayzag atas segala doa, dtiktizgan dan kasih sayangnya.
Sernoga karya ilrniah ini bermanfaat.
Bogor, 12 November 2002
Sukrnawaty
DAFTAR IS1
Halamen
DAFTAR TABEL .................................................................................
il
DAFTAR GAMBAR .............................................................................
...
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
v
PENDAHULUAN .................................................................................
1
Latar Belakang ...............................................................................
..
..
! ujuan Penelitfan ................................................................................
TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................
.Jeruk Lemon ......................................................................................
iny yak Kullt Jeruk L-emon .................................................................
.
.
Ekstraksi Minyak atsin ..............................................................
Tesri Dasa: Sis!i!asi ............................................................................
Distilasi Cairan Multikornponen ..............................................................
Disiilasi berting~at(Fraksionasi) .............................................................
Sifat Fisiko Kimia Minyak lemon ........................................................
Kegunaan Flavor dan Minyak Lemon .......................................................
BAHAN DAN METODE ..................................................................
Tempat dar?Waktu Penelitian.................................................................
Bahan dan Alat ...................................................................................
..
Metoda Penelrt~an............................................................................
HASlL DAN PEMBAHASAN ................................................................
.
Proses Disiiiasi ..................................................................................
111
Rendemen ........................................................................................
37
Muiu Minyak yang Dihasilkan ................................................................
42
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Minyak Jeruk Lemon (GC dan GC-MS) ........
49
. . .
Analisis Biaya Proses D ~ s t ~ l a...............................................................
s~
54
KESIMPULAN ....................................................................................
56
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
57
LAMPIRAN ........................................................................................
59
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Komposisi Buah jeruk Lsmon (gr1100 gr yang dapat dimakan) ...... ... ......
2
............ ..................
14
3. Sifat Fisiko-Kimia Minyak Lemon Kalifornia ... ... ............ ......................
19
4. Komponen Minyak Lemon ...... ......
20
2. Konstanta Antonie Beberapa Senyawa ...... .........
. .
5. Unsur P o k o ~
Minyak Kulit Lemon Press D~ngrn
............
...... ...... ........ ....
20
6. J ~ m l a hMinyak yang Diperoleh ......... ............ ............ ...... ... ..............
38
7. Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon Kalifornia dan Minyak Lemon Hasil
49
Dkiilal ... ... ... ......... ...... ......... ................. .... ..................,..... ...... ....
8. Data Kuantitatif Untuk Minyak Lemon ............... ...... ......... ...... ...........
49
9. Kc:mposisi Komponen Arcma Minyak Kulit Jeruk Lemon Distilasi
51
dibanding den.z?n Minyzk 3iilit Jeruk 'deni.ziiala ...... .... ... ......... ..... .... ...
10. tiargc P.4inyak Berilasarkan Kapasitas Alat dan Sumber Bahan Baku ...
55
DAFTAR GAMBAR
I-lalaman
1. Penampang Melintang Bagian-bagian Jeruk Lemon ...........................
6
2 . Karakteristik Sel Flavedo ..............................................................
7
3. Gambar Sel Flavedo Buah yang Sudah Tua ....................................
8
4 . Kantung Minyak Dibawah Epidermis dan Lapisan Albedo
8
....................
5 . Sel-sel yang Memproduksi Minyak .................................................
9
6 . Lembaran-lembaran Perpanjangan Sel yang Mernproduksi Minyak.......
9
7. Skema Distilasi Multikomponen .....................................................
18
8. Diagram alir proses kesetimbangan satu tahap ................................
19
9. Lirnbah Lemon ...........................................................................
25
. . .
10. Peraiatan Dist~lasruap air ..........................................................
26
11. Tabung Florentin .....................................................................
27
12. Diagram Alir Proses Distilasi Minyak Jeruk Lemon ...........................
20
13. Grafik Perkiraan Perolehan Minyak Rata-rata..................................
42
14. Sarnpel Minyak Hasil Distilasi ......................................................
41
15. Berat Jenis Minyak Lemon .........................................................
43
16. Putaran Optik Minyak Lemon ......................................................
45
17. lndeks Bias Minyak Lemon .........................................................
46
18. Bilangan Asarn Minyak Lemon ....................................................
47
19. Bilangan Ester Minyak Lemgn ....................................................
48
20. Skema Proses Pengepresan Jus dan Minyak atsiri ..........................
55
Halaman
1. Hasil Proses Distilasi Minyak Lemon ...............................................
60
............................................................................
61
. . .
3. Has11UJILanjut ............................................................................
61
4 . Komponen Aroma Minyak Lemon ...................................................
62
5. Rumus Struktur Senyawa Utama Minyak Lemon ................................
63
6. Hasil Uji GC Minyak Lemon ...........................................................
65
7 . Hasil Uji GC-MS Minyak Lemon .....................................................
68
2. Hasil ANOVA
PENDAHULUAN
Laiiir Belakang
Jeruk lernon rnerupakan salah satu produk hortikultura yang rnernpunyai
prospek baik untuk dikernbangkan Xarena jeruk lemon dapat tumbuh baik tersebar di
Indonesia dan bukan rnerupakan buah rnusirnan sehingga ketersediaannya di
pasaran selalu ada. Berdasarkan data dari Diriektorat jendral Tanarnan Pangan dan
Hortikukura (2001) produksi jeruk (terrnasuk lemon) rneningkat dari 393 430 ton
pada tahun 1994 rnenjadi 827 260 ton pada tahun 1998.
Pengernbangan industri pengolahan jus seiring dengan rneningkatnya
perrnintaan terhadap jus lemon di pasaran, baik untuk rurnah rnaupun untuk industri
rninc?n;.:: segar. Industri ini berkembafig karzca lemcii mz:cp,-!:x
jsnic, je:uk ;.og
lebih banyak dimanfaatkan hasil olahannya dibanding dirnanfistkan segar. Namu!:
pengembangan industri ini rnenirnbulkan darnpzk pada lingkcnsan, karena hasil
ikutannya berupa lirnbah dari kulit jerck lemon rnencernari lingkungan.
Menurut Noriaila (ZQO?), pada proses pengolahan jus jeruk lemon, sekitar
70 % dari berat jeruk lernon dibuang yang terdiri atas kuli, biji, dan air jeruk yang
rnasih tersisa dan merupakan sarnpah. Sifat asam dari lirnbah jeruk lemon ini akan
rnenurunkan pH tanah, yang rnenyebabkan berkurangnya kelarutan G2pada tanah,
yang selanjutnya rnenurunkan tingkat kesuburzn tanah. Selain itu, adanya
kandungan protein dan karbohidrzt pada limbah jeruk lernon ini yang jika bereaksi
akan rnenirnbulkan bau busuk yang rnenyebabkan polusi ~~dara.
Kornposisi lemon
dapzt dilihat pada Tabel 1.
.
Dari data yang diperoleh di pabrik peng~lahanjus lemon diketahui bahwa
setiap harinya pabrik mampu mengo!ah 1.5 ton lemon untuk memperoleh lemon
squeez sebanyak 390 liter. Dari lemon sebanyak itu diperoleh limbah sebanyak 1 ton
yang terdiri dari kull, daging buah dan biji. Varietas lemon yang digunakan dikenal
sebagai lemon Palembang dengan ciri kulit buah tipis dan tidak keras, serat buah
sedikit, sehingga lebih banyak air buah yang dikandungnya, bentuk agak bulat.
Lemon yang diperas termasuk dalarn grade A, B dan C, dengan diameter berturutturut >5 cm. 4-5 cm dan 3.5-4 crn.
Tabel 1. Komposisi Buah Jeruk iemon (gr/100 gr bagian yang dapat dirnakan)
(Wills et.~!.,1985)
Kornposisi
Jumlah (grIlO0 gr)
Beiat buah (gr)
176
!
Bagian yang dapat dimakan (%)
Air
I
.-
Protein
1
Lemak
-'-I
j Glukosa
Guia:
/
j
I
89.0
-.
0.6
0.2
0.8
1
Frukiosa
66
I
I
!
0.6
0.4
Sukrosa
0
Pati
Asam Organik:
/ iisarn sitrat
!
I Abu
I
L
--
/ Energi (kJ)
Menurut Ratcliff (1977), limbah yang berupa ?:inyak atsiri dalarn kulit :ernon
rnerupakan komponen organik yang sangat rnengganagu dalarn proses pznanganar!
limbah. Minyak ini merupakan bakteriostaiik untuk perturnbuhan norma! dari
turnbuhan dan hewan yang ada dalarn sistern penanganan lirnbah.
Penanganan lirnbah jeruk lemon ini secara proiecicnal akan membuat limbah
kulit jeruk lemon ini rnenjadi bermanfaat sehingga prospeknya akan menjadi lebih
baik. Penggunaan limbah sebagai bahan baku minyak atsin dapat rnengurangi
masalah tersebut. Minyak atsiri (esensial) dieksirak dari semua varieias jeruk dan
mempunyai harga yang tinggi dengan investasi yang rendah.
Di Indonesia belurn diperoleh data produksi rninyak lemon. Meskipun
dernikian, pecgernbangan pengoiahan minyak lemon perlu dilakukan karena makin
rneningkatnya produksi jeruk, pengembangan produksi jus jeiuk lemon dan
rneningkainya perrniniaan rninyak lemon.
Penelitian ini bertujuan uniuk:
-
Mernpelajari kondisi preses yang Serpengaruh terhadap ekstraksi minyak
kulit jeruk !smon dengan rnetctia disiilssi.
-
Menentukan parameter isolasi rninyak yang terbaik untuk menghasilkan
rninyak lemon dengan rendernen dan rnutu yang baik.
-
Menentukan karakeristik dan rnutu rninyak lemon yang dihasilkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Jeruk Lemon
Lemon (Citrus medica) yang merupakan salah satu spesies dari genus citrus
dan merupakan famili Rustaceae. Buah jeruk termasuk golongan buah sejati karena
terjadi dan bunga dengan satu bakal buah saja ( Sarwono, 1992).
Menurut sarwono (1991), klastiikasi jeruk sangat scllit karena banyak terdapat
jenis kultivar, hibrid dan rnutasi. Secara geografis jeruk tumbuh pada daerah 35"
lintang utara dan 40" lintang selatan dan pada ketinggian 2000 ap. Sernentara suhu
optimum bagi pertumbuhan jeruk adalah 25'C
- 30°C.
Terdapat 11 varietas jeruk lemon (Citrus limon (Linn) Burm, f) menurut
Hume (1957). Varietas yang dipakai pada industri pengolahan jus lemon adalah
Varietas Palembang, dengan ciri-ciri buah agak bulat, kulit buah tipis denaan
diameter rata-rata 4.-5
cm.
Menurut Hume (lG57), vaiietas jeruk !emon (Citrus limcr: (Linn) Burrnf.) adalah
sebagai berikut :
1. Eureka: bentuk membvjur, ukuran sedang (2 718 x 2 icchi), warna kunicg lemcn,
puncak berputing, putting kecil dan kasar, tumbuh bai di California.
2. Everbearing: bentuk bulat, ukuran sedang (3 9116 x 2 inchi), warna kuning,
ptoncak berujung dengan panjang sekiar 518 inchi.
3. Genoa: bentuk membujur, mempunyai dua ujung, ukuran sedang (3 318 x 2
inchi), warna k u n i n ~lemon terana, puncak becputing, putting kecil dan sedikit
iajam diujungnya.
4. 0:ohite:
-
bn;liiik hampir bulat, biassnya berukuran i l l u x 2 118 inchi, warna agak
kuning, puncsk sedikit bsrcjung den sedikit kasar.
5. Lisbon: bentuk membujur, ukuran sedang (3 % x 2 1/8), warna kuning lemon,
puncak berputing, kulit halus, seragam daiam ukuran, kernatangan ferpelihara
dengan baik.
6. Meyer: bentuk lonjong ssmpai bu!at, ukuran sedang sampai besar ( 2 518
panjang x 2 518
-
-3 %
3 inchi lebar), warna kuning lemon terang, puncak
membengkok dan bekulit halus.
7. Panderosa: bentuk berleher dan membujur, ukuran besar (4 318 x 4 118 inchi),
warna kuning lemon, puncak rata dan sedikit indikasi puffing dan pangkal
berleher.
8. Rough (Florida rough; French): bentuk bermacam-macam, ukuran sedang
sampsi besar (2 7116 x 2 5/16 inchi), warna kuning lemon.
9. Sicikj: b e n t ~ kmecibujui, 2I;u:~n sedans (2 55 x I%n inchi:, wsrna ,4dnin~!erzng
bercshaya, ujung berputing, putting pemdek dan kesar, kulit tipis, halus daii
manis. Sel-sel minyak biasenya banyak dipermukaan.
10.Sweet: bentuk rata, ukuran sangat kecil (2 x 2 ? i E inchi), .r;v'arna berbintik-biiitik,
kuning keabu-abuan, daging buah ismon gelap, kasar berpasir, jus manis dan
hambar dengan sedikit rasa lemon.
il.Viliafranca: bentuk buiat membujur, ukuran sedang sampai besar (3 x 2 5/16
inchi), warna kuning lemon cerah, puncak berujung, tumpul dan kasar dengan
panjang sekitar % inchi. Umumnya ditanam di Florida.
Secara fisik kulit jeruk c?a;a? dibagi merijadi dua bagian utama, yaitu f!z'tedo
(kulit bagian luar yang berbatasan dengan epidermis) dan albedo {L-~~lit
bagian dalam
- yang berupa jaringan busa). Epidermis merupakan bagisn luar ;l:-:ng me!indunyi
buah jeruk, dan terdiri dari lapisan liiin, rnatriks kutin, dinding sel primer dan sei
epidermal. Flavedo sebagai lapisan kedua ditandai dengan adanya warna kuning,
hijau atau orange, kelenjar rniny~kclan tidak terdapat ikatan pernbuluh. Pigrnen yang
terdapat pada flavedo adalah kloroplas dan karotenoid. Kloroplas akan terdegradasi
sehingga buah yang tadinya hijau sebelurn rnatang rnenjadi bewarna orange
setelah rnatang. Kelenjar rninyak rnerupakan surnber dan ternpat berakurnulasinya
rninyak atsiri. Senakin rnatang buah, rnaka dinding kelenjar semakin tipis. Kelenjar
rninyak turut rnernbesar sejalan dengan periurnbuhan atau kernatangan buah
(Albrigo dan Carter, 1977)
Garnbar 1. Penarnpang melintang Jeruk lernor1:albedo (a); inti (c); flavedo (9;
kantung jus (jv); kantung rninyak (og); kulit (p); biji (sd); dinding segrnen (sw)
(Albrigo, 1977).
Minyak Kulit Jeruk Lemon
blenurut Swaine (IS;!), rninyak atsiri adalah substansi rninyak yang
dinasilkan dari tananan dengan Sefnagai metode ekstraksi dan rnerniliki
1
karakteristik rasa dan aroma dari tanaman yang menghasilkannya. Sedangkan
menurut Gordon (1991), minyak atsiri adalah bahan perisa aktif yang beiasal dari
bagian tertentu dari tanaman seperti akar, ranting, daun, tunas, biji, kulit buah dan
kulit kayu. Minyak tersebut terdapat pada kantong rninyak yang kecil dan terdistribusi
pada bagian tanaman dan secara normal menyerupai aroma tanaman asalnya.
Minyak kulit jeruk bersurnber dari kantoncj-kantong minyak yang berbentuk
oval dengan diameter bervariasi antara 0.4 - 0.6 mm. Kantong rninyak tidak memiliki
saluran dan tidak berhubungan dengan sel sekitarnya atau dengan dinding luar sel.
Kantong-kantong minyak terdistribusi secara tidak merata pada bagian kulit jeruk
yang bervrarna atau flavedo (Guenther, 1947), seperti tampak pada Gambar 2-6.
Kulit lemon berisi 0.4 % rninysk dan banyak diproduksi dengan cara pengepresan
aingin. Sejgmlah kecil rnmyak jus lemon dihasilkan selama pembuatan jus jeruk
lemon.
Gambar 2. Karakteristik sel Flavec!c:bctiran pati (s) yang rrlengindiknok-r: ,;lrtifn:~a
kloroplas (chl); rnitokondria (m); grana (g) (.4!bri~o,1977).
Gambar 3. Garnbar sel Flavedo pada buah yang tua: kantung rninyak (I); kromoplas
(chr) (Albngo. 1977).
Garnbar 4. Kantung rninyak (og) tepat dibawah ep~dzrniis(epj
\
2.
-
-
2
.
-
1,
I
-
-?.-
!r
h
"..'i
:.
.
'5,
7.-*:
2%
,
:
,.
x.
\
i
C
,."..
- .__.~..
.<
)':,
.. -
I
.
w: .,
7.3
+.
L
'
'
V
+ . 0:
,.-
. ,ZT
$Q
LEMON QENGAN C A M DlSTILASi
OLEH:
SLJKMA!NATY
ABSTRAK
Sukrnawaty. lsolasi Minyak Lemon dari Kulit Jeruk Lemon dcngan Cara Distilasi.
Dibimbing Oleh H Atjeng M. Syarief, Suroso,dan S. Ketaren.
Berkembangnya indusiri pengolahan jus jeruk lemon menimbulkan dampak
buruk bagi lingkungan karena limbah kulit jeruk lemon. Memanfaaikan limbah kulit jeruk
lemon sebagai sumber minyak lemon akan menaikkan nilai ekonomi lirnbah yang
dihasilkan pabrik. Daiam peneliian ini dipelaj~rikondisi proses yang berpengaruh
terhadap isolasi minyak kulit jeruk lemon dengan cara distilasi. Selain itu, ditentukan
pula parameter-parameter proses isolasi minyak lemon untuk menghasilkan rninyak
lemon dengan rendemen dan mutu yang terbaik , kemudian menganalisa karakteristik
dan mutu minyak lemon yang dihasilkan.
Berdasarkan hasil penelitian ternyata rendemen minyak lernon yang dihasilkan
dipengaruhi oleh tingkat kesegaran buah. Selain itu, perajangan ~ 2 d akulit sebelum
Ficses distilasi tidak berpengaruh nyata dengan nilai sigifikansi 22.8%. Setiang laina
waktu proses distilssi berpengaruh dengan tingkat sigcfikansi 68.2%. Jika kecisz faktor
tersebut digabung skan berpengeruh sangat nyaia terhadap m i n y ~ kiemnn yang
dihasilkan.
Cara isolasi minyak yang memberikan hasil yang terbaik, dilihat daE segi
iendemea adalah rninyak dari Ruiii jeruk segar, dengan perajangan 3.75 cm cizn lzma
distiiasi 7 jam. ~ a d aparameter ini diperoieh rendernen sebesar 0.52 '3" dan 9.47 96.
Sedang parameter isolasi yang iwi,;berikan
hasil rendemen terendah adaiah dengan
bahan baku kulit limbah pabrik dengan perajangan 0.5 cm, dan lama distilasi 6 jam dan
rendemen yang dihasilkan 0.031 % dan 0.048%.
Minyak kulit jeruk lernon dari kulit jeruk segar, kulit jeruk dari pasar dan kulit jeruk
dari limbah pabrik yang dihasilkan merniliki karaktenstik mrrtu, beriurut-turut sebayai
be~iku:: berat jenis 0.8503,0.8487,0.8538;indeks bias 1.4714,1.4713,1.4700;putaran
optik +76O dan c78.8";kelarutan dalam alkhol sama semua yaiiu 1:l larut; bilangan
asam 1.16,1.08,3.57;dan hilangan ester 112.28,70.50,14.04.
Dengan ini saya menyaiakan bahwa tesis yang bejudul:
ISOLASI MINYAK LEMON DARl KULlT JERUK LEMON DENSAN CARA
DlSTlLASl
Adalah benar merupakan hasii karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.
Semua sumber dan informasi telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa
kebenaramya.
Bogor, 12 November 2002
ISOLASI WIIMYAK LEMON DARl KULlT JERUK
LEMON DENGAN C A M DISILASI
QLEH:
SUKMAWATY
- .
i eEi3
S e b s g ~sl ~ i s hsatu syara! untuk memperoleh gelar
blagister Sains pada
Program Studi llinu Xeteknikan Pertanian
PROGRAM PASCASARJANA
lMSTlTUT PERTANIAN BQGOR
2802
Judul Tesis
:
lsolasi Minyak Lemon dari Kulit Jeruk Lemon dengan
Cara Distilasi
Nama Mahasiswa
:
Sukmawaty
Nrp
:
PI3500006
Program studi
:
llmu Keteknikan Pertanian,
Menyetujui
1. Komisi pembimbing
Ketua
Dr. Ir. Suroso. M.Aqr
Anggota
Tanggal lulus : 12 Nopember 2002
Ir. S. Ketaren, MS
Anggota
Penclis dilahirkan di Mataiam pada tanggal 14 Desembei 1968 sebagai anak
pertarna dari pasangan H. Syukur Mustakim dan Hj. Rugaiyah. Pendidikan sarjana
diternpuh pada Program Studi Mekanisasi Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian,
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin FAakassar, dan lulus pada
tahun 1994. Kesernpatan untuk rnelanjutkan program magister pada Program Studi llmu
Keteknikan Pertanian, lnstitut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2000.
Penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Program Studi Teknologi Pertanian,
Fakukas Pertanian, Universitas Matararn, di Matararn sejak tahun 1997 sampai
sekarang.
Alhamdulillahirobbil'aaiamiin, puji dan syukur pnulis panjatkan kepada
Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilrniah ini berhasil oiselesaikan.
Tema yang dipiiih dalarn peneliian yang dilaksanakan sejak bulan April sarnpai dengan
bulan September adalah proses ekstrzksi, dengan judul lsolasi Minyak Lemon dari Kulit
Jeruk Lemon dengan Cara Distiiasi.
Ucapan terirna kasih penulis sarnpaikan kepada Dr. Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE,
selaku ketua komisi pernbirnbing, Dr. Ir. Suroso, M.Agr, dan lr. S. Xetaren, MS selaku
anggota kornisi pernbimbing yang telah banyak rnernberikan birnbingan dan saran
hingga karya ilrniah ini bisa terselesaikan. Terirna kasih juga penulis sarnpaikan kepada
Dr. Ir. Eddy Hartulistyoso sebagai penguji luar komisi.
Tidak lupa sngkapan terirnakasih juga penulis sampaika- k e ~ a d asuzmi tercinta
H Syahiul dan anakku tersayang hfuharnmad Hamidullah Syahrui, seria Sapak, lbu dan
Aaik-adik tersayzag atas segala doa, dtiktizgan dan kasih sayangnya.
Sernoga karya ilrniah ini bermanfaat.
Bogor, 12 November 2002
Sukrnawaty
DAFTAR IS1
Halamen
DAFTAR TABEL .................................................................................
il
DAFTAR GAMBAR .............................................................................
...
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
v
PENDAHULUAN .................................................................................
1
Latar Belakang ...............................................................................
..
..
! ujuan Penelitfan ................................................................................
TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................
.Jeruk Lemon ......................................................................................
iny yak Kullt Jeruk L-emon .................................................................
.
.
Ekstraksi Minyak atsin ..............................................................
Tesri Dasa: Sis!i!asi ............................................................................
Distilasi Cairan Multikornponen ..............................................................
Disiilasi berting~at(Fraksionasi) .............................................................
Sifat Fisiko Kimia Minyak lemon ........................................................
Kegunaan Flavor dan Minyak Lemon .......................................................
BAHAN DAN METODE ..................................................................
Tempat dar?Waktu Penelitian.................................................................
Bahan dan Alat ...................................................................................
..
Metoda Penelrt~an............................................................................
HASlL DAN PEMBAHASAN ................................................................
.
Proses Disiiiasi ..................................................................................
111
Rendemen ........................................................................................
37
Muiu Minyak yang Dihasilkan ................................................................
42
Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Minyak Jeruk Lemon (GC dan GC-MS) ........
49
. . .
Analisis Biaya Proses D ~ s t ~ l a...............................................................
s~
54
KESIMPULAN ....................................................................................
56
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
57
LAMPIRAN ........................................................................................
59
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Komposisi Buah jeruk Lsmon (gr1100 gr yang dapat dimakan) ...... ... ......
2
............ ..................
14
3. Sifat Fisiko-Kimia Minyak Lemon Kalifornia ... ... ............ ......................
19
4. Komponen Minyak Lemon ...... ......
20
2. Konstanta Antonie Beberapa Senyawa ...... .........
. .
5. Unsur P o k o ~
Minyak Kulit Lemon Press D~ngrn
............
...... ...... ........ ....
20
6. J ~ m l a hMinyak yang Diperoleh ......... ............ ............ ...... ... ..............
38
7. Sifat Fisiko-kimia Minyak Lemon Kalifornia dan Minyak Lemon Hasil
49
Dkiilal ... ... ... ......... ...... ......... ................. .... ..................,..... ...... ....
8. Data Kuantitatif Untuk Minyak Lemon ............... ...... ......... ...... ...........
49
9. Kc:mposisi Komponen Arcma Minyak Kulit Jeruk Lemon Distilasi
51
dibanding den.z?n Minyzk 3iilit Jeruk 'deni.ziiala ...... .... ... ......... ..... .... ...
10. tiargc P.4inyak Berilasarkan Kapasitas Alat dan Sumber Bahan Baku ...
55
DAFTAR GAMBAR
I-lalaman
1. Penampang Melintang Bagian-bagian Jeruk Lemon ...........................
6
2 . Karakteristik Sel Flavedo ..............................................................
7
3. Gambar Sel Flavedo Buah yang Sudah Tua ....................................
8
4 . Kantung Minyak Dibawah Epidermis dan Lapisan Albedo
8
....................
5 . Sel-sel yang Memproduksi Minyak .................................................
9
6 . Lembaran-lembaran Perpanjangan Sel yang Mernproduksi Minyak.......
9
7. Skema Distilasi Multikomponen .....................................................
18
8. Diagram alir proses kesetimbangan satu tahap ................................
19
9. Lirnbah Lemon ...........................................................................
25
. . .
10. Peraiatan Dist~lasruap air ..........................................................
26
11. Tabung Florentin .....................................................................
27
12. Diagram Alir Proses Distilasi Minyak Jeruk Lemon ...........................
20
13. Grafik Perkiraan Perolehan Minyak Rata-rata..................................
42
14. Sarnpel Minyak Hasil Distilasi ......................................................
41
15. Berat Jenis Minyak Lemon .........................................................
43
16. Putaran Optik Minyak Lemon ......................................................
45
17. lndeks Bias Minyak Lemon .........................................................
46
18. Bilangan Asarn Minyak Lemon ....................................................
47
19. Bilangan Ester Minyak Lemgn ....................................................
48
20. Skema Proses Pengepresan Jus dan Minyak atsiri ..........................
55
Halaman
1. Hasil Proses Distilasi Minyak Lemon ...............................................
60
............................................................................
61
. . .
3. Has11UJILanjut ............................................................................
61
4 . Komponen Aroma Minyak Lemon ...................................................
62
5. Rumus Struktur Senyawa Utama Minyak Lemon ................................
63
6. Hasil Uji GC Minyak Lemon ...........................................................
65
7 . Hasil Uji GC-MS Minyak Lemon .....................................................
68
2. Hasil ANOVA
PENDAHULUAN
Laiiir Belakang
Jeruk lernon rnerupakan salah satu produk hortikultura yang rnernpunyai
prospek baik untuk dikernbangkan Xarena jeruk lemon dapat tumbuh baik tersebar di
Indonesia dan bukan rnerupakan buah rnusirnan sehingga ketersediaannya di
pasaran selalu ada. Berdasarkan data dari Diriektorat jendral Tanarnan Pangan dan
Hortikukura (2001) produksi jeruk (terrnasuk lemon) rneningkat dari 393 430 ton
pada tahun 1994 rnenjadi 827 260 ton pada tahun 1998.
Pengernbangan industri pengolahan jus seiring dengan rneningkatnya
perrnintaan terhadap jus lemon di pasaran, baik untuk rurnah rnaupun untuk industri
rninc?n;.:: segar. Industri ini berkembafig karzca lemcii mz:cp,-!:x
jsnic, je:uk ;.og
lebih banyak dimanfaatkan hasil olahannya dibanding dirnanfistkan segar. Namu!:
pengembangan industri ini rnenirnbulkan darnpzk pada lingkcnsan, karena hasil
ikutannya berupa lirnbah dari kulit jerck lemon rnencernari lingkungan.
Menurut Noriaila (ZQO?), pada proses pengolahan jus jeruk lemon, sekitar
70 % dari berat jeruk lernon dibuang yang terdiri atas kuli, biji, dan air jeruk yang
rnasih tersisa dan merupakan sarnpah. Sifat asam dari lirnbah jeruk lemon ini akan
rnenurunkan pH tanah, yang rnenyebabkan berkurangnya kelarutan G2pada tanah,
yang selanjutnya rnenurunkan tingkat kesuburzn tanah. Selain itu, adanya
kandungan protein dan karbohidrzt pada limbah jeruk lernon ini yang jika bereaksi
akan rnenirnbulkan bau busuk yang rnenyebabkan polusi ~~dara.
Kornposisi lemon
dapzt dilihat pada Tabel 1.
.
Dari data yang diperoleh di pabrik peng~lahanjus lemon diketahui bahwa
setiap harinya pabrik mampu mengo!ah 1.5 ton lemon untuk memperoleh lemon
squeez sebanyak 390 liter. Dari lemon sebanyak itu diperoleh limbah sebanyak 1 ton
yang terdiri dari kull, daging buah dan biji. Varietas lemon yang digunakan dikenal
sebagai lemon Palembang dengan ciri kulit buah tipis dan tidak keras, serat buah
sedikit, sehingga lebih banyak air buah yang dikandungnya, bentuk agak bulat.
Lemon yang diperas termasuk dalarn grade A, B dan C, dengan diameter berturutturut >5 cm. 4-5 cm dan 3.5-4 crn.
Tabel 1. Komposisi Buah Jeruk iemon (gr/100 gr bagian yang dapat dirnakan)
(Wills et.~!.,1985)
Kornposisi
Jumlah (grIlO0 gr)
Beiat buah (gr)
176
!
Bagian yang dapat dimakan (%)
Air
I
.-
Protein
1
Lemak
-'-I
j Glukosa
Guia:
/
j
I
89.0
-.
0.6
0.2
0.8
1
Frukiosa
66
I
I
!
0.6
0.4
Sukrosa
0
Pati
Asam Organik:
/ iisarn sitrat
!
I Abu
I
L
--
/ Energi (kJ)
Menurut Ratcliff (1977), limbah yang berupa ?:inyak atsiri dalarn kulit :ernon
rnerupakan komponen organik yang sangat rnengganagu dalarn proses pznanganar!
limbah. Minyak ini merupakan bakteriostaiik untuk perturnbuhan norma! dari
turnbuhan dan hewan yang ada dalarn sistern penanganan lirnbah.
Penanganan lirnbah jeruk lemon ini secara proiecicnal akan membuat limbah
kulit jeruk lemon ini rnenjadi bermanfaat sehingga prospeknya akan menjadi lebih
baik. Penggunaan limbah sebagai bahan baku minyak atsin dapat rnengurangi
masalah tersebut. Minyak atsiri (esensial) dieksirak dari semua varieias jeruk dan
mempunyai harga yang tinggi dengan investasi yang rendah.
Di Indonesia belurn diperoleh data produksi rninyak lemon. Meskipun
dernikian, pecgernbangan pengoiahan minyak lemon perlu dilakukan karena makin
rneningkatnya produksi jeruk, pengembangan produksi jus jeiuk lemon dan
rneningkainya perrniniaan rninyak lemon.
Penelitian ini bertujuan uniuk:
-
Mernpelajari kondisi preses yang Serpengaruh terhadap ekstraksi minyak
kulit jeruk !smon dengan rnetctia disiilssi.
-
Menentukan parameter isolasi rninyak yang terbaik untuk menghasilkan
rninyak lemon dengan rendernen dan rnutu yang baik.
-
Menentukan karakeristik dan rnutu rninyak lemon yang dihasilkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Jeruk Lemon
Lemon (Citrus medica) yang merupakan salah satu spesies dari genus citrus
dan merupakan famili Rustaceae. Buah jeruk termasuk golongan buah sejati karena
terjadi dan bunga dengan satu bakal buah saja ( Sarwono, 1992).
Menurut sarwono (1991), klastiikasi jeruk sangat scllit karena banyak terdapat
jenis kultivar, hibrid dan rnutasi. Secara geografis jeruk tumbuh pada daerah 35"
lintang utara dan 40" lintang selatan dan pada ketinggian 2000 ap. Sernentara suhu
optimum bagi pertumbuhan jeruk adalah 25'C
- 30°C.
Terdapat 11 varietas jeruk lemon (Citrus limon (Linn) Burm, f) menurut
Hume (1957). Varietas yang dipakai pada industri pengolahan jus lemon adalah
Varietas Palembang, dengan ciri-ciri buah agak bulat, kulit buah tipis denaan
diameter rata-rata 4.-5
cm.
Menurut Hume (lG57), vaiietas jeruk !emon (Citrus limcr: (Linn) Burrnf.) adalah
sebagai berikut :
1. Eureka: bentuk membvjur, ukuran sedang (2 718 x 2 icchi), warna kunicg lemcn,
puncak berputing, putting kecil dan kasar, tumbuh bai di California.
2. Everbearing: bentuk bulat, ukuran sedang (3 9116 x 2 inchi), warna kuning,
ptoncak berujung dengan panjang sekiar 518 inchi.
3. Genoa: bentuk membujur, mempunyai dua ujung, ukuran sedang (3 318 x 2
inchi), warna k u n i n ~lemon terana, puncak becputing, putting kecil dan sedikit
iajam diujungnya.
4. 0:ohite:
-
bn;liiik hampir bulat, biassnya berukuran i l l u x 2 118 inchi, warna agak
kuning, puncsk sedikit bsrcjung den sedikit kasar.
5. Lisbon: bentuk membujur, ukuran sedang (3 % x 2 1/8), warna kuning lemon,
puncak berputing, kulit halus, seragam daiam ukuran, kernatangan ferpelihara
dengan baik.
6. Meyer: bentuk lonjong ssmpai bu!at, ukuran sedang sampai besar ( 2 518
panjang x 2 518
-
-3 %
3 inchi lebar), warna kuning lemon terang, puncak
membengkok dan bekulit halus.
7. Panderosa: bentuk berleher dan membujur, ukuran besar (4 318 x 4 118 inchi),
warna kuning lemon, puncak rata dan sedikit indikasi puffing dan pangkal
berleher.
8. Rough (Florida rough; French): bentuk bermacam-macam, ukuran sedang
sampsi besar (2 7116 x 2 5/16 inchi), warna kuning lemon.
9. Sicikj: b e n t ~ kmecibujui, 2I;u:~n sedans (2 55 x I%n inchi:, wsrna ,4dnin~!erzng
bercshaya, ujung berputing, putting pemdek dan kesar, kulit tipis, halus daii
manis. Sel-sel minyak biasenya banyak dipermukaan.
10.Sweet: bentuk rata, ukuran sangat kecil (2 x 2 ? i E inchi), .r;v'arna berbintik-biiitik,
kuning keabu-abuan, daging buah ismon gelap, kasar berpasir, jus manis dan
hambar dengan sedikit rasa lemon.
il.Viliafranca: bentuk buiat membujur, ukuran sedang sampai besar (3 x 2 5/16
inchi), warna kuning lemon cerah, puncak berujung, tumpul dan kasar dengan
panjang sekitar % inchi. Umumnya ditanam di Florida.
Secara fisik kulit jeruk c?a;a? dibagi merijadi dua bagian utama, yaitu f!z'tedo
(kulit bagian luar yang berbatasan dengan epidermis) dan albedo {L-~~lit
bagian dalam
- yang berupa jaringan busa). Epidermis merupakan bagisn luar ;l:-:ng me!indunyi
buah jeruk, dan terdiri dari lapisan liiin, rnatriks kutin, dinding sel primer dan sei
epidermal. Flavedo sebagai lapisan kedua ditandai dengan adanya warna kuning,
hijau atau orange, kelenjar rniny~kclan tidak terdapat ikatan pernbuluh. Pigrnen yang
terdapat pada flavedo adalah kloroplas dan karotenoid. Kloroplas akan terdegradasi
sehingga buah yang tadinya hijau sebelurn rnatang rnenjadi bewarna orange
setelah rnatang. Kelenjar rninyak rnerupakan surnber dan ternpat berakurnulasinya
rninyak atsiri. Senakin rnatang buah, rnaka dinding kelenjar semakin tipis. Kelenjar
rninyak turut rnernbesar sejalan dengan periurnbuhan atau kernatangan buah
(Albrigo dan Carter, 1977)
Garnbar 1. Penarnpang melintang Jeruk lernor1:albedo (a); inti (c); flavedo (9;
kantung jus (jv); kantung rninyak (og); kulit (p); biji (sd); dinding segrnen (sw)
(Albrigo, 1977).
Minyak Kulit Jeruk Lemon
blenurut Swaine (IS;!), rninyak atsiri adalah substansi rninyak yang
dinasilkan dari tananan dengan Sefnagai metode ekstraksi dan rnerniliki
1
karakteristik rasa dan aroma dari tanaman yang menghasilkannya. Sedangkan
menurut Gordon (1991), minyak atsiri adalah bahan perisa aktif yang beiasal dari
bagian tertentu dari tanaman seperti akar, ranting, daun, tunas, biji, kulit buah dan
kulit kayu. Minyak tersebut terdapat pada kantong rninyak yang kecil dan terdistribusi
pada bagian tanaman dan secara normal menyerupai aroma tanaman asalnya.
Minyak kulit jeruk bersurnber dari kantoncj-kantong minyak yang berbentuk
oval dengan diameter bervariasi antara 0.4 - 0.6 mm. Kantong rninyak tidak memiliki
saluran dan tidak berhubungan dengan sel sekitarnya atau dengan dinding luar sel.
Kantong-kantong minyak terdistribusi secara tidak merata pada bagian kulit jeruk
yang bervrarna atau flavedo (Guenther, 1947), seperti tampak pada Gambar 2-6.
Kulit lemon berisi 0.4 % rninysk dan banyak diproduksi dengan cara pengepresan
aingin. Sejgmlah kecil rnmyak jus lemon dihasilkan selama pembuatan jus jeruk
lemon.
Gambar 2. Karakteristik sel Flavec!c:bctiran pati (s) yang rrlengindiknok-r: ,;lrtifn:~a
kloroplas (chl); rnitokondria (m); grana (g) (.4!bri~o,1977).
Gambar 3. Garnbar sel Flavedo pada buah yang tua: kantung rninyak (I); kromoplas
(chr) (Albngo. 1977).
Garnbar 4. Kantung rninyak (og) tepat dibawah ep~dzrniis(epj
\
2.
-
-
2
.
-
1,
I
-
-?.-
!r
h
"..'i
:.
.
'5,
7.-*:
2%
,
:
,.
x.
\
i
C
,."..
- .__.~..
.<
)':,
.. -
I
.
w: .,
7.3
+.
L
'
'
V
+ . 0:
,.-
. ,ZT
$Q