Inaktivasi Lipase Pada Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Dengan Metode Pengukusan

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

Oleh

Hidea Adinugraha F34104087

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

HIDEA ADINUGRAHA F34104087

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

HIDEA ADINUGRAHA F34104087

Dilahirkan pada tanggal 17 Oktober 1985 di Kagawa, Jepang

Tanggal Lulus: 5 Januari 2009

Menyetujui, Bogor, Januari 2009

Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. Dr. Erliza Hambali

HIDEA ADINUGRAHA. F34104087. Inaktivasi Lipase Pada Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) dengan Metode Pengukusan. Di bawah bimbingan Ani Suryani dan Erliza Hambali. 2008

RINGKASAN

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang terbuat dari minyak nabati atau hewani dan memiliki sifat yang mirip dengan minyak solar. Salah satu komoditi penghasil minyak nabati yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.). Produksi biodiesel dilakukan melalui proses transesterifikasi minyak nabati dengan pereaksi metanol dan katalis basa. Proses ini dapat dilakukan jika kadar asam lemak bebas dalam minyak rendah. Jika kadar asam lemak bebas di dalam minyak tinggi, dapat diatasi dengan proses esterifikasi untuk mengubah sebagian asam lemak bebas menjadi ester. Akan tetapi hal ini akan menyebabkan tingginya biaya produksi biodiesel sehingga kurang kompetitif dengan harga minyak solar. Peningkatan kadar asam lemak bebas disebabkan karena proses hidorlisis minyak oleh air yang dikatalisis oleh lipase. Lipase dalam biji jarak perlu diinaktivasi agar asam lemak bebas dalam biji jarak tidak meningkat selama penanganan pasca panen.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan lama waktu pengukusan terbaik biji jarak pagar untuk menginaktivasi lipase di dalamnya. Biji jarak pagar dikukus selama 15, 30, 45, dan 60 menit pada suhu 100-110oC. Model rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan satu faktor, yaitu lama waktu pengukusan biji jarak pagar yang terdiri dari lima taraf (15, 30, 45, 60 menit dan kontrol). Percobaan dilakukan dengan lima kali ulangan untuk seluruh taraf. Parameter yang diamati adalah rendemen minyak, kadar air dalam minyak, kadar asam lemak bebas (ALB), dan bilangan asam.

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap rendemen minyak pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap rendemen minyak. Pada uji lanjut Duncan terhadap rendemen minyak, didapatkan bahwa semua perlakuan waktu pengukusan berbeda nyata dengan kontrol (tidak dikukus), tetapi antar perlakuan lama waktu pengukusan tidak berbeda nyata.

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap kadar air dalam minyak jarak pagar pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air dalam minyak. Kadar air dalam minyak pada semua perlakuan berada pada rentang 0,0722%-0,0816%.

Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikkan kadar ALB pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikkan kadar ALB. Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikkan kadar ALB pada perlakuan lama waktu pengukusan 60 dan 45 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan lama waktu tersebut berbeda nyata dengan kontrol. Pada uji lanjut Duncan juga didapatkan bahwa laju kenaikkan kadar ALB pada perlakuan lama waktu pengukusan 30 dan 15 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan lama waktu tersebut tidak berbeda nyata terhadap kontrol maupun dengan perlakuan

pengukusan 45 dan 60 menit, dengan kecenderungan semakin lama waktu pengukusan maka laju kenaikkan kadar ALB semakin rendah.

Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikkan bilangan asam pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikkan bilangan asam. Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikkan bilangan asam perlakuan lama waktu pengukusan 45 dan 60 menit berbeda nyata dibandingkan kontrol. Perlakuan lama waktu pengukusan 15 dan 30 menit tidak berbeda nyata, baik dengan kontrol maupun dengan perlakuan lama waktu pengukusan 45 dan 60 menit.

Kesimpulan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah inaktivasi lipase terbaik dapat dilakukan dengan pengukusan selama 45 menit pada suhu 100-110oC. Pengukusan pada suhu dan waktu yang sama juga dapat menghasilkan rendemen yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan biji tanpa pengukusan.

HIDEA ADINUGRAHA. F34104087. Lipase Inactivation in Jatropha Seeds (Jatropha curcas L) Using Steaming Method. Supervised by Ani Suryani and Erliza Hambali. 2008

SUMMARY

Biodiesel is produced from trans-estherification process of vegetables oil with methanol and base catalyst. This process can be done if the free fatty acid content in oil is low. If the free fatty acid content is high, it can be taken care of with estherification process to convert some part of the free fatty acid to ester. However this process can make biodiesel production cost higher so it is not competitive enough with diesel fuel. Free fatty acid is produced from hydrolysis process of the oil by water and catalyzed by lipase enzyme. Lipase should be inactivated in order to prevent the increase of free fatty acid in post harvest handling.

The objective of this research is to obtain the best steaming time to inactivate lipase in jatropha seeds. The jatropha seeds are steamed during 15, 30, 45, and 60 minutes at temperature of 100-110oC. The experiment design is completely randomized design with one factor, which is the steaming duration of jatropha seed (15, 30, 45, 60 minutes and control). This research is conducted with five times replications for every level of treatment. The parameters to be observed are oil yield, water content, free fatty acid content (FFA) and acid value.

The analysis of variance (ANOVA) of oil yield at confidence level of 95%

(α = 0,05) indicate that the duration of steaming made a significant effect on oil

yield. The significance testing by Duncan test, show that every steaming duration treatment was different with the control (not steamed), but among steaming duration has no significant difference.

The analysis showed that the steaming duration do not have a significant effect to the water content in the oil. The water content in oil on each treatment range between 0,0722% to 0,0816%.

The steaming duration has a significant effect on increasing rate of FFA content. Increasing rate of FFA content on the steaming duration of 60 and 45 minutes do not have significant effect and both duration treatments have significant difference with control. Increasing rate of FFA content on the steaming duration of 30 and 15 minutes do not have significant effect and both of them do not have significant effect with control as well as 45 and 60 minutes steaming duration, with a tends that the longer of steaming duration the reduce of the FFA content increasing rate.

The steaming duration has a significant effect on acid value increasing rate. Acid value increasing rate on the steaming duration of 45 and 60 minutes have significant differences with control. On steaming duration of 15 and 30 minutes have no difference neither with control nor with steaming duration of 45 and 60 minutes.

The conclusion from this research is steaming process of 45 minutes was the best lipase inactivation. Steaming process at the same temperature and duration can also produce higher oil yield compared to seed without steaming.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, 5 Januari 2009

Hidea Adinugraha

RIWAYAT HIDUP

Hidea Adinugraha dilahirkan di Kagawa, Jepang pada tanggal 17 Oktober 1985 sebagai anak pertama dari bapak Roedhy Poerwanto dan ibu Sri Budiarti. Tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 3 Bogor dan melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI), penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama kuliah penulis pernah menjadi staf Departemen Profesi Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN) pada tahun 2005-2006, staf Departemen Kesejahteraan Mahasiswa Badan Eksekutif Mahasiswa pada tahun 2006-2007. Pada tahun 2007 penulis melakukan kegiatan praktek lapang di PT. Saung Mirwan untuk mempelajari teknologi penanganan pasca panen dan pengawasan mutu sayuran. Pada tahun 2008 penulis menjadi panitia “4th International Symposium on Tropical and Subtropical Fruits” yang diselenggarakan pada tanggal 3-7 November 2008 di Bogor.

Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Inaktivasi Lipase Pada Biji

Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Dengan Metode Pengukusan” untuk

mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian di bawah bimbingan Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. dan Dr. Erliza Hambali.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul “Inaktivasi Lipase Pada Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Dengan Metode Pengukusan” disusun melalui penelitian yang didanai dan dilakukan di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC)-LPPM-IPB.

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang berasal dari minyak nabati atau hewani, salah satunya berasal dari tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). Akan tetapi harga biodisel dari minyak jarak pagar masih kurang kompetitif dibandingkan dengan harga solar karena biaya produksinya masih mahal. Salah satu penyebab mahalnya biaya produksi biodiesel dari minyak jarak pagar karena tingginya kadar asam lemak bebas di dalam bahan baku, sehingga dibutuhkan bahan kimia lebih banyak untuk mengkonversi minyak nabati menjadi biodiesel dibandingkan dengan bahan baku yang mengandung asam lemak bebas yang lebih rendah. Tingginya kadar asam lemak bebas tersebut disebabkan karena adanya proses hidrolisis minyak oleh air yang dikatalisis oleh lipase. Dengan menghambat proses hidrolisis minyak, maka kadar asam lemak bebas dapat direduksi. Salah satu cara penghambatan yang dapat dilakukan adalah dengan inaktivasi lipase yakni dengan mengukus biji jarak pagar yang selanjutnya akan diproses untuk menjadi bahan baku biodiesel. Hal tersebut diharapkan akan menurunkan biaya produksi pembuatan biodiesel.

Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi industri yang akan membangun industri biodiesel dari jarak pagar dan bagi pembaca yang berminat mendalami biodiesel dari jarak pagar.

Bogor, 5 Januari 2009

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1. Kedua orangtua serta seluruh keluarga atas doa, kasih sayang, dan semangat yang telah diberikan selama ini.

2. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. dan Dr. Erliza Hambali sebagai pembimbing penelitian atas bimbingan, arahan, dan saran selama penelitian dan penulisan skripsi.

3. Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, Msi. sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan arahan.

4. Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC)-LPPM-IPB yang telah mendanai dan memfasilitasi penelitian.

5. Mbak Siti, mbak Wiwin, Saiful, dan seluruh staf SBRC yang telah membantu selama penelitian.

6. Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah memberi kesempatan belajar dan menuntut ilmu.

7. The Bahamas (Bobby, Alto, Mira, dan Ussuy), Om He, Rifqi, Deris, Mirsa, Muli, Nardi, Darto, Asif, Othiez, Fina, Haekal, Farid, Aang, dan seluruh teman-teman TIN 41 atas semangat, kebersamaan, dan keceriaan selama ini.

8. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penulisan skripsi.

9. Tendou Souji atas nasihat-nasihat neneknya yang selalu memberi semangat hidup kepada penulis.

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

Oleh

Hidea Adinugraha F34104087

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

HIDEA ADINUGRAHA F34104087

2009

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR

(Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

HIDEA ADINUGRAHA F34104087

Dilahirkan pada tanggal 17 Oktober 1985 di Kagawa, Jepang

Tanggal Lulus: 5 Januari 2009

Menyetujui, Bogor, Januari 2009

Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. Dr. Erliza Hambali

HIDEA ADINUGRAHA. F34104087. Inaktivasi Lipase Pada Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) dengan Metode Pengukusan. Di bawah bimbingan Ani Suryani dan Erliza Hambali. 2008

RINGKASAN

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang terbuat dari minyak nabati atau hewani dan memiliki sifat yang mirip dengan minyak solar. Salah satu komoditi penghasil minyak nabati yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.). Produksi biodiesel dilakukan melalui proses transesterifikasi minyak nabati dengan pereaksi metanol dan katalis basa. Proses ini dapat dilakukan jika kadar asam lemak bebas dalam minyak rendah. Jika kadar asam lemak bebas di dalam minyak tinggi, dapat diatasi dengan proses esterifikasi untuk mengubah sebagian asam lemak bebas menjadi ester. Akan tetapi hal ini akan menyebabkan tingginya biaya produksi biodiesel sehingga kurang kompetitif dengan harga minyak solar. Peningkatan kadar asam lemak bebas disebabkan karena proses hidorlisis minyak oleh air yang dikatalisis oleh lipase. Lipase dalam biji jarak perlu diinaktivasi agar asam lemak bebas dalam biji jarak tidak meningkat selama penanganan pasca panen.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan lama waktu pengukusan terbaik biji jarak pagar untuk menginaktivasi lipase di dalamnya. Biji jarak pagar dikukus selama 15, 30, 45, dan 60 menit pada suhu 100-110oC. Model rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan satu faktor, yaitu lama waktu pengukusan biji jarak pagar yang terdiri dari lima taraf (15, 30, 45, 60 menit dan kontrol). Percobaan dilakukan dengan lima kali ulangan untuk seluruh taraf. Parameter yang diamati adalah rendemen minyak, kadar air dalam minyak, kadar asam lemak bebas (ALB), dan bilangan asam.

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap rendemen minyak pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap rendemen minyak. Pada uji lanjut Duncan terhadap rendemen minyak, didapatkan bahwa semua perlakuan waktu pengukusan berbeda nyata dengan kontrol (tidak dikukus), tetapi antar perlakuan lama waktu pengukusan tidak berbeda nyata.

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap kadar air dalam minyak jarak pagar pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air dalam minyak. Kadar air dalam minyak pada semua perlakuan berada pada rentang 0,0722%-0,0816%.

Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikkan kadar ALB pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikkan kadar ALB. Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikkan kadar ALB pada perlakuan lama waktu pengukusan 60 dan 45 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan lama waktu tersebut berbeda nyata dengan kontrol. Pada uji lanjut Duncan juga didapatkan bahwa laju kenaikkan kadar ALB pada perlakuan lama waktu pengukusan 30 dan 15 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan lama waktu tersebut tidak berbeda nyata terhadap kontrol maupun dengan perlakuan

pengukusan 45 dan 60 menit, dengan kecenderungan semakin lama waktu pengukusan maka laju kenaikkan kadar ALB semakin rendah.

Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikkan bilangan asam pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikkan bilangan asam. Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikkan bilangan asam perlakuan lama waktu pengukusan 45 dan 60 menit berbeda nyata dibandingkan kontrol. Perlakuan lama waktu pengukusan 15 dan 30 menit tidak berbeda nyata, baik dengan kontrol maupun dengan perlakuan lama waktu pengukusan 45 dan 60 menit.

Kesimpulan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah inaktivasi lipase terbaik dapat dilakukan dengan pengukusan selama 45 menit pada suhu 100-110oC. Pengukusan pada suhu dan waktu yang sama juga dapat menghasilkan rendemen yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan biji tanpa pengukusan.

HIDEA ADINUGRAHA. F34104087. Lipase Inactivation in Jatropha Seeds (Jatropha curcas L) Using Steaming Method. Supervised by Ani Suryani and Erliza Hambali. 2008

SUMMARY

Biodiesel is produced from trans-estherification process of vegetables oil with methanol and base catalyst. This process can be done if the free fatty acid content in oil is low. If the free fatty acid content is high, it can be taken care of with estherification process to convert some part of the free fatty acid to ester. However this process can make biodiesel production cost higher so it is not competitive enough with diesel fuel. Free fatty acid is produced from hydrolysis process of the oil by water and catalyzed by lipase enzyme. Lipase should be inactivated in order to prevent the increase of free fatty acid in post harvest handling.

The objective of this research is to obtain the best steaming time to inactivate lipase in jatropha seeds. The jatropha seeds are steamed during 15, 30, 45, and 60 minutes at temperature of 100-110oC. The experiment design is completely randomized design with one factor, which is the steaming duration of jatropha seed (15, 30, 45, 60 minutes and control). This research is conducted with five times replications for every level of treatment. The parameters to be observed are oil yield, water content, free fatty acid content (FFA) and acid value.

The analysis of variance (ANOVA) of oil yield at confidence level of 95%

(α = 0,05) indicate that the duration of steaming made a significant effect on oil

yield. The significance testing by Duncan test, show that every steaming duration treatment was different with the control (not steamed), but among steaming duration has no significant difference.

The analysis showed that the steaming duration do not have a significant effect to the water content in the oil. The water content in oil on each treatment range between 0,0722% to 0,0816%.

The steaming duration has a significant effect on increasing rate of FFA content. Increasing rate of FFA content on the steaming duration of 60 and 45 minutes do not have significant effect and both duration treatments have significant difference with control. Increasing rate of FFA content on the steaming duration of 30 and 15 minutes do not have significant effect and both of them do not have significant effect with control as well as 45 and 60 minutes steaming duration, with a tends that the longer of steaming duration the reduce of the FFA content increasing rate.

The steaming duration has a significant effect on acid value increasing rate. Acid value increasing rate on the steaming duration of 45 and 60 minutes have significant differences with control. On steaming duration of 15 and 30 minutes have no difference neither with control nor with steaming duration of 45 and 60 minutes.

The conclusion from this research is steaming process of 45 minutes was the best lipase inactivation. Steaming process at the same temperature and duration can also produce higher oil yield compared to seed without steaming.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul

INAKTIVASI LIPASE PADA BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN METODE PENGUKUSAN

adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, 5 Januari 2009

Hidea Adinugraha

RIWAYAT HIDUP

Hidea Adinugraha dilahirkan di Kagawa, Jepang pada tanggal 17 Oktober 1985 sebagai anak pertama dari bapak Roedhy Poerwanto dan ibu Sri Budiarti. Tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 3 Bogor dan melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI), penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama kuliah penulis pernah menjadi staf Departemen Profesi Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN) pada tahun 2005-2006, staf Departemen Kesejahteraan Mahasiswa Badan Eksekutif Mahasiswa pada tahun 2006-2007. Pada tahun 2007 penulis melakukan kegiatan praktek lapang di PT. Saung Mirwan untuk mempelajari teknologi penanganan pasca panen dan pengawasan mutu sayuran. Pada tahun 2008 penulis menjadi panitia “4th International Symposium on Tropical and Subtropical Fruits” yang diselenggarakan pada tanggal 3-7 November 2008 di Bogor.

Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Inaktivasi Lipase Pada Biji

Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Dengan Metode Pengukusan” untuk

mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian di bawah bimbingan Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. dan Dr. Erliza Hambali.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul “Inaktivasi Lipase Pada Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Dengan Metode Pengukusan” disusun melalui penelitian yang didanai dan dilakukan di Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC)-LPPM-IPB.

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang berasal dari minyak nabati atau hewani, salah satunya berasal dari tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L). Akan tetapi harga biodisel dari minyak jarak pagar masih kurang kompetitif dibandingkan dengan harga solar karena biaya produksinya masih mahal. Salah satu penyebab mahalnya biaya produksi biodiesel dari minyak jarak pagar karena tingginya kadar asam lemak bebas di dalam bahan baku, sehingga dibutuhkan bahan kimia lebih banyak untuk mengkonversi minyak nabati menjadi biodiesel dibandingkan dengan bahan baku yang mengandung asam lemak bebas yang lebih rendah. Tingginya kadar asam lemak bebas tersebut disebabkan karena adanya proses hidrolisis minyak oleh air yang dikatalisis oleh lipase. Dengan menghambat proses hidrolisis minyak, maka kadar asam lemak bebas dapat direduksi. Salah satu cara penghambatan yang dapat dilakukan adalah dengan inaktivasi lipase yakni dengan mengukus biji jarak pagar yang selanjutnya akan diproses untuk menjadi bahan baku biodiesel. Hal tersebut diharapkan akan menurunkan biaya produksi pembuatan biodiesel.

Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi industri yang akan membangun industri biodiesel dari jarak pagar dan bagi pembaca yang berminat mendalami biodiesel dari jarak pagar.

Bogor, 5 Januari 2009

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1. Kedua orangtua serta seluruh keluarga atas doa, kasih sayang, dan semangat yang telah diberikan selama ini.

2. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. dan Dr. Erliza Hambali sebagai pembimbing penelitian atas bimbingan, arahan, dan saran selama penelitian dan penulisan skripsi.

3. Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, Msi. sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan arahan.

4. Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC)-LPPM-IPB yang telah mendanai dan memfasilitasi penelitian.

5. Mbak Siti, mbak Wiwin, Saiful, dan seluruh staf SBRC yang telah membantu selama penelitian.

6. Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah memberi kesempatan belajar dan menuntut ilmu.

7. The Bahamas (Bobby, Alto, Mira, dan Ussuy), Om He, Rifqi, Deris, Mirsa, Muli, Nardi, Darto, Asif, Othiez, Fina, Haekal, Farid, Aang, dan seluruh teman-teman TIN 41 atas semangat, kebersamaan, dan keceriaan selama ini.

8. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penulisan skripsi.

9. Tendou Souji atas nasihat-nasihat neneknya yang selalu memberi semangat hidup kepada penulis.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ... 1

B. TUJUAN ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanaman Jarak Pagar ... 3

B. Minyak Jarak Pagar ... 5

C. Lipase ... 8

D. Inaktivasi Lipase ... 9

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 12

B. Bahan dan Alat ... 12

C. Metode Penelitian ... 12

D. Pengamatan ... 13

E. Pelaksanaan Penelitian ... 13

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Rendemen Minyak ... 17

B. Kadar Air ... 18

C. Kadar Asam Lemak Bebas ... 20

D. Bilangan Asam ... 22

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 26

B. Saran ... 26

DAFTAR PUSTAKA ... 27

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Komposisi biji jarak pagar ...5 Tabel 2. Komposisi kimia dan nilai energi bagian-bagian biji jarak pagar ...5 Tabel 3. Komposisi asam lemak minyak jarak pagar ...6 Tabel 4. Sifat fisik minyak jarak pagar ...7 Tabel 5. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap rendemen minyak jarak

pagar ...17 Tabel 6. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar air biji jarak pagar ...19 Tabel 7. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar asam lemak bebas

minyak jarak pagar selama tujuh hari ...20 Tabel 8. Laju kenaikkan kadar asam lemak bebas ...20 Tabel 9. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap bilangan asam minyak

jarak pagar selama tujuh hari ...23 Tabel 10. Laju kenaikkan bilangan asam minyak jarak pagar ...23

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Bagan eksploitasi dan pemanfaatan tanaman jarak pagar ... 4 Gambar 2. Struktur molekul asam oleat ... 6 Gambar 3. Struktur molekul asam linoleat... 7 Gambar 4. Diagram alir proses inaktivasi lipase pada biji jarak pagar ... 16 Gambar 5. Rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan

lama waktu pengukusan ... 18 Gambar 6. Reaksi hidrolisis minyak oleh air ... 19 Gambar 7. Laju kenaikkan kadar ALB ... 21 Gambar 8. Laju kenaikkan bilangan asam ... 24

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan lama

waktu pengukusan ... 30 Lampiran 2. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap

rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan lama

waktu pengukusan ... 31 Lampiran 3. Kadar air dalam minyak pada berbagai perlakuan lama

waktu pengukusan ... 32 Lampiran 4. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap kadar

air dalam minyak pada berbagai perlakuan lama waktu

pengukusan ... 33 Lampiran 5. Kadar asam lemak bebas per hari pada berbagai perlakuan

lama waktu pengukusan ... 34 Lampiran 6. Grafik laju kenaikkan kadar asam lemak bebas pada

berbagai perlakuan lama waktu pengukusan ... 35 Lampiran 7. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap

laju kenaikkan kadar asam lemak bebas pada berbagai

perlakuan lama waktu pengukusan ... 44 Lampiran 8. Bilangan asam per hari pada berbagai perlakuan lama

waktu pengukusan ... 45 Lampiran 9. Grafik laju kenaikkan bilangan asam pada berbagai perlakuan

lama waktu pengukusan ... 46 Lampiran 10. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap

laju kenaikkan bilangan asam pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan ... 55

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Konsumsi energi di Indonesia meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Menurut BP Statistical Review of World Energy

(www.bp.com), konsumsi BBM di Indonesia pada tahun 2007 mencapai 54,4 juta ton, sedangkan produksi minyak bumi sebesar 47,4 juta ton. Selain itu, ketersediaan cadangan minyak bumi Indonesia semakin menipis. Semakin tipisnya cadangan minyak bumi dan ketergantungan Indonesia pada minyak bumi sebagai sumber bahan bakar tidak sehat bagi perekonomian nasional. Diperlukan teknologi untuk mengurangi ketergantungan Indonesia pada minyak bumi.

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang terbuat dari minyak nabati atau hewani dan memiliki sifat yang mirip dengan minyak solar. Indonesia kaya komoditi penghasil minyak nabati yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel. Minyak jarak pagar merupakan salah satu alternatif sebagai bahan baku untuk pembuatan biodiesel.

Produksi biodiesel dilakukan melalui proses transesterifikasi minyak nabati dengan pereaksi metanol dan katalis basa. Proses ini dapat dilakukan jika kadar asam lemak bebas dalam minyak rendah. Jika proses transesterifikasi dilakukan pada minyak yang memiliki kadar asam lemak bebas yang tinggi, asam lemak bebas tersebut akan bereaksi dengan basa sebagai katalis dan membentuk sabun yang sulit dipisahkan. Hal tersebut juga dapat menyebabkan turunnya fungsi katalis sehingga jumlah ester yang dihasilkan menjadi rendah.

Tingginya kadar asam lemak bebas dapat diatasi dengan proses esterifikasi untuk merubah asam lemak bebas menjadi ester. Akan tetapi hal ini akan menyebabkan tingginya biaya produksi biodiesel sehingga kurang kompetitif dengan harga minyak solar. Oleh karena itu perlu penanganan bahan baku yang baik untuk mencegah terjadinya peningkatan kadar asam lemak bebas.

2 Peningkatan kadar asam lemak bebas disebabkan karena proses hidrolisis minyak oleh air yang dikatalisis oleh lipase. Menurut Poedjiadi (1994), enzim ini dapat mempercepat reaksi 108 sampai1011 kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Oleh karena itu, lipase dalam biji jarak pagar perlu diinaktivasi agar asam lemak bebas dalam biji jarak pagar tidak meningkat selama penanganan pasca panen.

Inaktivasi enzim dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satunya adalah dengan cara pengukusan. Widyawati (2007) melakukan inaktivasi lipase dengan cara mengukus biji jarak pagar pada suhu 100-110oC selama satu jam. Hasilnya bilangan asam pada biji jarak pagar yang dikukus lebih rendah daripada biji jarak pagar yang tidak dikukus. Tetapi pengukusan selama 1 jam memerlukan energi/biaya yang tinggi. Untuk peningkatan efisiensi diperlukan waktu pengukusan yang lebih pendek. Berdasarkan penelitian tersebut, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menginaktivasi enzim dengan cara pengukusan dengan waktu kurang dari satu jam. Pada penelitian ini, pengukusan dilakukan pada suhu 100-110oC selama 15, 30, 45, dan 60 menit.

B. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan waktu terbaik pengukusan biji jarak pagar yang dapat menginaktivasi lipase di dalamnya, mengetahui pengaruh lama waktu pengukusan terhadap rendemen minyak yang dihasilkan, serta kadar air di dalam minyak.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Tanaman Jarak Pagar

Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) berasal dari Meksiko dan Amerika Tengah dan tersebar baik secara alami maupun oleh manusia ke Amerika Latin, Afrika, India, dan Asia Tenggara. Jatropha berasal dari bahasa

Yunani yaitu “Jatros” yang berarti dokter dan “Trophe” yang berarti nutrisi.

(Kaushik dan Kumar, 2006). Tanaman jarak pagar dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta Subdivisi : Spermatophyta Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliophyta Subkelas : Rosidae

Ordo : Euphorbiales Famili : Euphorbiaceae Genus : Jatropha

Spesies : Jatropha curcas L.

Jarak pagar adalah tanaman yang memiliki banyak kegunaan seperti mencegah dan mengendalikan erosi, memperbaiki struktur tanah, sebagai pagar hidup, dan lain-lain. Hama dan penyakit yang dapat menyerang tanaman ini sedikit. Jarak pagar dapat tumbuh dengan curah hujan 200 sampai 1500 mm atau lebih per tahun (Openshaw, 2000).

Sejak dahulu, seluruh bagian dari jarak pagar sudah digunakan untuk pengobatan tradisional pada manusia maupun hewan ternak. Minyaknya digunakan untuk obat pencuci perut, obat penyakit kulit, dan pengurang rasa sakit yang disebabkan oleh rheumatik. Air hasil perebusan daun jarak pagar digunakan untuk obat batuk dan antiseptik dalam persalinan. Ektrak biji dan daun dapat digunakan sebagai molusida, insektisida, dan fungisida (Gubitz et

4

al, 1999). Secara umum potensi dan pemanfaatan tanaman jarak pagar dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Bagan eksploitasi dan pemanfaatan tanaman jarak pagar (Gubitz et al, 1999)

Menurut Foidl (1996), jarak pagar mengandung senyawa kimia berupa protein, lemak dan senyawa beracun phorbol ester sehingga tidak dapat dikonsumsi oleh manusia maupun hewan. Komposisi kimia biji jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 1.

Jatropha curcas L. - Pengendali erosi - Kayu bakar

Daun - Obat-obatan - Zat anti radang

Cangkang biji - Bahan bakar Bungkil biji

- Pupuk

Biji - Insektisida Daging buah

- Bahan bakar - Pupuk hijau - Produksi biogas

Getah - Penyembuh luka

(protease curcain) - Obat-obatan Buah

Minyak biji - Produksi sabun - Insektisida - Obat-obatan - Biodiesel, dll

5 Tabel 1. Komposisi biji jarak pagar

Parameter Persentase (% wb)

Kadar air 4,7

Kadar protein 22,2 – 24,5

Kadar minyak 52,9

Kadar serat 4,3

Kadar abu 4,7

Sumber : Foidl (1996)

Gubitz et al. (1999) menambahkan bahwa biji jarak pagar mengandung berbagai senyawa alkaloida, saponin, lektin dan tripsin inhibitor. Selain itu, bijinya juga mengandung sejenis protein beracun yang disebut kursin. Biji jarak pagar mengandung minyak yang terdiri dari berbagai trigliserida asam palmitat, stearat, oleat, linoleat dan linolenat.

Tabel 2. Komposisi kimia dan nilai energi bagian-bagian biji jarak pagar

Parameter Inti Biji Kulit Biji

Kadar air (%) 3,1 – 5,8 9,6– 10,2

Protein kasar (% db) 22,2 – 27,2 4,3 – 4,5

Lemak (% db) 56,8 – 58,4 0,5 – 1,4

Abu (% db) 3,6 – 4, 3 2,8 – 6,1

Serat deterjen netral 3,5 – 3,8 83,9 – 89,4

Serat deterjen asam 2,4 – 3,0 74,6 – 78,3

Lignin deterjen asam 0,0 – 0,2 45,1 – 47,5 Total energi (MJ/kg) 30,5 – 31,1 19,3 – 19,5

Sumber : Gubitz et al. (1999)

B. Minyak Jarak Pagar

Minyak jarak pagar tergolong non-edible oil alias tidak untuk dimakan oleh manusia dan hewan. Ini karena di dalam jarak pagar terdapat zat kursin (curcin) dan ester forbol yang beracun (Tim Jarak Pagar PT. RNI, 2006).

Minyak jarak pagar diperoleh dengan ekstraksi biji jarak pagar. Menurut Hambali et al (2006), ada dua cara yang umum dilakukan untuk mengekstrak minyak jarak pagar, yaitu dengan cara pengepresan hidrolik dan pengepresan berulir. Pengepresan hidrolik adalah pengepresan dengan tekanan. Jumlah minyak yang dihasilkan dipengaruhi oleh besarnya tekanan dan lamanya pengepresan. Sebelum dilakukan pengepresan perlu dilakukan

6 perlakuan pendahuluan berupa pemberian panas atau pemasakan. Tujuan dari pemasakan adalah untuk menggumpalkan protein dalam biji jarak pagar sehingga dapat meningkatkan efisiensi ekstraksi. Pada pengepresan berulir tidak memerlukan perlakuan pendahuluan sehingga dapat menghemat waktu produksi. Pengepresan juga dapat dilakukan secara kontinu sehingga kapasitas produksi lebih besar.

Kandungan asam lemak tertinggi di dalam minyak jarak pagar adalah asam oleat (Gambar 2) dan linoleat (Gambar 3) yang memiliki ikatan rangkap 1 dan 2. Proses oksidasi terhadap ikatan rangkap ini mengakibatkan minyak jarak pagar mudah menjadi asam (Gubitz et al., 1999). Komposisi asam lemak yang terdapat pada minyak jarak pagar disajikan pada Tabel 3. Sifat fisik minyak jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 3. Komposisi asam lemak minyak jarak pagar

Asam Lemak Komposisi (% berat)

Asam miristat (C14 : 0) 0 – 0,1 Asam palmitat (C16 :0) 14,1 – 15,3 Asam stearat (C18 : 0) 3,7 – 9,8 Asam arakhidat (C20 : 0) 0 – 0,3 Asam behenat (C22 : 0) 0 – 0,2 Asam palmitoleat (C16 : 1) 0 – 1,3 Asam oleat (C18 : 1) 34,3 – 45,8 Asam linoleat (C18:2) 29,0 – 45,8 Asam linolenat (C18 : 3) 0 – 0,3

Sumber: Gubitz et al. (1999)

7 Gambar 3. Struktur molekul asam linoleat (www.mdidea.com)

Tabel 4. Sifat fisik minyak jarak pagar

Sifat Fisik Satuan Nilai

Titik nyala oC 236

Densitas pada 15oC g/cm3 0,9177

Viskositas pada 30oC mm2/s 49,15

Residu karbon %(m/m) 0,34

Kadar abu sulfat %(m/m) 0,007

Titik tuang oC -2,5

Kadar air Ppm 935

Kadar sulfur Ppm <1

Bilangan asam mg KOH/g 4,75

Bilangan iod g iod/100 g minyak 96,5

Minyak dengan keasaman tinggi seperti minyak jarak pagar tidak dapat diolah menjadi biodiesel melalui proses transesterifikasi. Proses transesterifikasi hanya dapat mengubah trigliserida menjadi biodiesel, bukan mengubah asam lemak yang merupakan sumber keasaman minyak tersebut. Asam lemak bebas minyak ini akan menghalangi reaksi pembentukan metil ester, dimana metanol yang seharusnya bereaksi dengan trigliserida terhalang oleh reaksi pembentukan sabun (Gubitz, 2001). Proses ini mengakibatkan penggunaan metanol untuk memproduksi biodiesel meningkat sedangkan rendemen biodiesel rendah (Sudradjat et al., 2006).

Kerusakan hidrolisis disebabkan oleh air dalam minyak maupun udara bebas. Dengan adanya air, lemak dapat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksi ini dapat dipercepat oleh asam, basa dan enzim. Proses hidrolisis mudah terjadi pada minyak yang berasal dari bahan dengan kadar air

8 tinggi. Semakin tinggi kadar air, maka kualitas minyak dari biji-bijian semakin rendah. Reaksi hidrolisis terjadi secara bertahap, yaitu dari trigliserida terurai menjadi digliserida dan asam lemak. Kemudian digliserida terurai menjadi monogliserida dan asam lemak. Pada akhirnya, monogliserida akan terurai menjadi gliserol dan asam lemak (Bailey, 1950).

C. Lipase

Lipase adalah enzim yang berfungsi untuk mengkatalis proses hidrolisis trigliserida yang terdapat pada minyak nabati. Minyak biji-bijian terdapat pada bagian sel yang disebut dengan badan lipid (oleosom, spherosom), sedangkan lipase terdapat pada membran badan lipid (Borgström dan Brockman, 1984). Pada saat organisme mati, membran sel menjadi rusak sehingga lipase bercampur dengan minyak sebagai substrat. Lipase mulai bekerja dan merusak molekul minyak (Ketaren, 1986).

Pemanenan dan penanganan pasca panen produk pertanian penghasil minyak harus dilakukan secara hati-hati. Benturan, gesekan, dan luka serta penyimpanan biji dapat meningkatkan aktivitas lipase. Peningkatan aktivitas lipase dapat menyebabkan akumulasi asam lemak bebas pada minyak dan untuk menghilangkan asam lemak bebas tersebut dibutuhkan biaya ekstra. Selain itu, aktivitas lipase dapat menyebabkan ketengikan sehingga produk pertanian tersebut tidak layak untuk dikonsumsi (Borgström dan Brockman, 1984).

Aktivitas tertinggi lipase terdapat pada biji yang berkecambah. Pada saat biji berkecambah, minyak dalam biji dihidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak bebas. Asam lemak bebas dari badan lipida akan ditransportasikan ke glioksisom untuk membentuk asetil-CoA dalam siklus glioksilat (Borgström dan Brockman, 1984). Menurut Poedjiadi (1994), enzim dapat mempercepat reaksi 108 sampai1011 kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis.

Lipase didefinisikan sebagai glycerol ester hidrolase (EC.3.1.1.3) yang dapat mengkatalis hidrolisis tri, di, dan monogliserida pada antarfasa minyak-air. Terdispersinya substrat dalam air merupakan prasyarat untuk lipase agar

9 dapat menghidrolisis. Pengurangan kadar air dalam campuran reaksi memungkinkan lipase untuk melakukan reaksi interesterifikasi lemak dan minyak (Wang et al., 1998). Lipase mempunyai spesifitas lokasi kerja atau posisi ester. Ester yang terletak pada bagian luar molekul trigliserida, yaitu alkohol primer akan lebih dahulu dipecah, kemudian alkohol sekundernya yaitu ester posisi tengah (Borgström dan Brockman, 1984).

D. Inaktivasi Lipase

Kerja enzim dapat dihambat oleh suatu zat dan kondisi. Asam, basa, garam, panas, alkohol, logam berat, dan agen pereduksi dapat menghambat kerja enzim (Ophardt, 2003). Penambahan ion logam Fe dapat menyebabkan aktivitas lipase menurun seiring dengan bertambahnya konsentrasi (Nurhasanah, 2006).

Inhibitor lipase banyak digunakan sebagai obat pelangsing. Inhibitor lipase yang paling sering digunakan adalah lipstatin yang diproduksi oleh

Streptomyces toxytricini. Tetrahidro dari lipstatin (Orlistat, Xenical®) digunakan untuk obat obesitas. Lipophilic β-lactone menginaktivasi lipase secara irreversible (Goese et al., 2000). Menurut Hadvary (1990), tetrahidrolipstatin berikatan dengan lipase secara kovalen sehingga inhibisi bersifat tidak dapat balik.

Pada bahan-bahan alami juga terdapat inhibitor lipase. Ektrak etanol daun jati belanda (Guazuma ulmifolia Lamk.) dapat menghambat aktivitas lipase serum pada tikus (Rattus norvegicus) (Rahardjo, 2004). Ekstrak biji anggur juga dapat menghambat aktivitas lipase. Ekstrak biji anggur mengandung zat fotokimia bioaktif yang dapat menghambat lipase pankreas dan lipase lipoprotein (Moreno et al., 2003).

Krukovsky dan Sharp (1940) melakukan inaktivasi lipase pada susu dengan menggunakan oksigen terlarut dan tembaga sebagai katalis. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa semakin tinggi oksigen terlarut yang terkandung di dalam susu maka aktivitas lipase akan semakin menurun. Proses inaktivasi lipase ini akan dipercepat dengan adanya tembaga sebagai katalis dan peningkatan suhu.

10 Pada umumnya, enzim terdenaturasi pada suhu di atas 60oC (Poedjiadi, 1994). Pada pengolahan sawit, inaktivasi lipase dilakukan dengan cara perebusan dengan uap pada suhu sekitar 135oC dan tekanan 2,0-2,8 kg/cm2 selama 80-90 menit (Pahan, 2008).

Pengolahan minyak dedak meliputi dua faktor penting yaitu stabilisasi dan ekstraksi. Stabilisasi bertujuan untuk menghancurkan lipase yang ada dalam dedak sehingga rendemen minyak meningkat dan kadar asam lemak bebas menurun. Stabilisasi dapat dilakukan secara kimiawi atau menggunakan panas. Stabilisasi dengan panas menyebabkan lipase dalam dedak terdeaktivasi pada suhu 100-120oC dalam waktu beberapa menit. Pemanasan dilakukan dengan injeksi uap panas, kontak dengan udara panas, pemanggangan atau pemasakan ekstrusif (Hadipernata, 2007).

Pemanasan kering pada bekatul dapat dilakukan dengan proses sangrai (roasting) pada suhu 100-110oC sehingga relative sederhana, murah, dan mudah. Akan tetapi proses ini membutuhkan waktu pemanasan yang cukup lama (20-30 menit), pemanasan tidak merata. Di samping itu, kemungkinan terjadi kerusakan bahan, juga mikroba dan serangga tidak terbasmi semua serta lipase juga tidak rusak sehingga apabila kadar air bahan meningkat selama penyimpanan (> 7%) akan terjadi lagi kegiatan hidrolisis lemak (Juliano, 1985)

Widyawati (2007) melakukan inaktivasi lipase pada biji jarak pagar dengan dua metode yaitu dengan cara dikukus dan dioven masing-masing pada suhu 100-110oC selama satu jam. Pada hasil penelitian tersebut biji jarak pagar yang diberi perlakuan memiliki bilangan asam yang lebih rendah daripada biji jarak pagar yang tidak diberi perlakuan.

Panas dapat digunakan untuk mengacaukan ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik non polar. Hal ini terjadi karena suhu tinggi dapat meningkatkan energi kinetik dan menyebabkan molekul penyusun protein bergerak atau bergetar sangat cepat sehingga mengacaukan ikatan molekul tersebut. Pemanasan akan membuat enzim terdenaturasi sehingga kemampuan mengikat airnya menurun. Hal ini terjadi karena energi panas akan mengakibatkan terputusnya interaksi non-kovalen yang ada pada struktur

11 alami protein tapi tidak memutuskan ikatan kovalennya yang berupa ikatan peptida (Ophardt, 2003).

Selain panas, listrik juga dapat menyebabkan inaktivasi enzim. Fortuny

et al. (2006) melakukan inaktivasi lipase pada susu skim dengan metode high-intensity pulsed electric field (HIPEF). Pada metode HIPEF, gelombang listrik yang sangat pendek pada medan listrik berintensitas tinggi digunakan untuk menghancurkan mikroorganisme pada suhu kurang dari 60oC.

12

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC)-LPPM-IPB dari bulan Juni 2008 sampai Agustus 2008. Pengepresan biji jarak pagar dilakukan di PT. Dharma Polimetal, Tangerang, Banten.

B. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak pagar (Jatropha curcas L.) segar yang belum dikeringkan. Biji jarak pagar berasal dari Desa Cibedug, Kecamatan Ciawi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Biji jarak pagar yang digunakan berasal dari buah jarak pagar yang sudah berwarna kuning. Untuk analisa, bahan kimia yang digunakan adalah ethanol, kalium hidroksida, indikator phenolpthalein, asam oksalat, dan aquadest (air suling).

Alat yang digunakan adalah panci pengukus, timbangan, hot plate, alat pengepres, erlenmeyer, gelas piala, pipet Mohr, pipet volumetrik, pipet tetes, buret, gelas ukur, labu takar, termometer, dan alat-alat lainnya.

C. Metode Penelitian

Penelitian ini merupakan percobaan pengaruh satu faktor, yaitu lama pengukusan biji jarak pagar. Model rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan satu faktor, yaitu waktu pengukusan (A) biji jarak pagar yang terdiri dari lima taraf. Percobaan dilakukan dengan lima kali ulangan untuk seluruh taraf. Perlakuan yang diberikan adalah pengukusan biji jarak pagar selama:

A1 = 15 menit

A2 = 30 menit

A3 = 45 menit

A4 = 60 menit

13 Model matematis rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut :

Yij = µ + Ai+ εij

Keterangan :

Yij = Nilai pengamatan dari faktor A taraf ke-i, pada ulangan ke-j

µ = Nilai rata-rata

Ai = Pengaruh faktor A pada taraf ke-i (i = 1, 2, 3, 4, 5)

εij = Pengaruh galat percobaan pada ulangan ke-j akibat perlakuan

ke-i

Analisis ragam terhadap data hasil pengamatan dilakukan dengan uji F. Apabila hasil uji tersebut menunjukkan beda nyata, maka pengujian dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan software SPSS 13.0.

D. Pengamatan

Pengamatan dilakukan terhadap:

1. Rendemen Minyak. Setelah perlakuan pemanasan dilakukan, biji jarak pagar dipres dan rendemen minyak dihitung.

2. Kadar air dalam minyak jarak pagar. Kadar air dihitung untuk mengetahui pengaruh pengukusan terhadap air yang terkandung dalam minyak.

3. Kadar asam lemak bebas (ALB) dan bilangan asam. Kadar ALB dan bilangan asam dihitung untuk mengetahui perubahan kondisi minyak jarak pagar selama penyimpanan.

E. Pelaksanaan Penelitian

1. Perlakuan Pemanasan Biji

Pemanasan biji jarak pagar dilakukan dengan cara pengukusan pada suhu 100oC selama 15, 30, 45, dan 60 menit. Setelah dikukus, biji jarak pagar dijemur selama 4 hari sampai biji kering (pada pukul 10.00 s/d 16.00 WIB).

14

2. Pengepresan biji

Pengepresan biji jarak pagar dilakukan di PT. Dharma Polimetal, Tangerang, Banten dengan menggunakan mesin press berulir berkapasitas 75 kg/jam. Sebanyak 3 kg biji jarak pagar per perlakuan per ulangan dipres. Minyak yang dihasilkan dari pengepresan ini diukur rendemennya dan dianalisis kadar air, kadar ALB, dan bilangan asam.

3. Rendemen Minyak

Rendemen minyak dihitung untuk mengetahui pengaruh pengukusan terhadap rendemen minyak yang dihasilkan pada saat pengepresan. Sebelum dipres, berat biji ditimbang terlebih dahulu. Setelah dipres, minyak hasil pres ditimbang. Rendemen minyak dihitung dengan perhitungan berikut:

Rendemen minyak =

G m

x 100% Keterangan:

m = berat minyak

G = berat biji jarak pagar

4. Kadar Air

Analisa kadar air dilakukan untuk mengetahui pengaruh pengukusan terhadap air yang terkandung di dalam minyak dan juga untuk mengetahui pengaruh kadar air dalam minyak terhadap laju hidrolisis minyak. Analisa kadar air dilakukan dengan metode standar (SNI 01-1904-1990). Minyak jarak pagar ditimbang sebanyak 5 gram di dalam cawan alumunium dan ditambahkan 1 gram pasir kuarsa. Setelah itu sampel dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC selama 3 jam lalu didinginkan dalam desikator selama 30 menit. Kadar air yang terkandung di dalam minyak dihitung dengan perhitungan berikut:

Kadar air =

W W

W 1

x100% Keterangan:

W = berat minyak awal

15

5. Kadar ALB dan bilangan asam

Analisa kadar ALB dan bilangan asam dilakukan setiap hari selama tujuh hari untuk mengetahui perubahan kadar ALB dan bilangan asam selama penyimpanan minyak jarak pagar serta ada atau tidaknya aktivitas lipase. Pengukuran dilakukan dengan metode standar (SNI 01-3555-1998) dengan konversi berat minyak, volume pelarut alkohol netral, dan konsentrasi KOH. Minyak jarak pagar ditimbang sebanyak 0.5 gram di dalam erlenmeyer 100 ml, kemudian ditambahkan etanol 96% netral sebanyak 10 ml. Selanjutnya ditambahkan 1-2 tetes indikator PP, kemudian dititrasi dengan larutan standar KOH 0,01 N hingga berwarna merah muda konstan (tidak berubah selama 15 detik). Jumlah KOH yang digunakan untuk titrasi dicatat untuk menghitung kadar ALB dan bilangan asam.

Kadar ALB =

G

10

Bilangan asam =

G

Keterangan:

A = jumlah ml KOH untuk titrasi N = normalitas larutan KOH

M = bobot molekul asam lemak dominan, yaitu 282 untuk asam oleat G = gram contoh

16 Gambar 4. Diagram alir proses inaktivasi lipase pada biji jarak pagar

Biji jarak pagar @ berat sample 4 kg

Pengukusan pada suhu 100-110oC selama 15, 30, 45, dan 60 menit

Dijemur selama 4 hari dari pukul 10.00 sd 16.00

Pengepresan dengan mesin pres berulir

Minyak jarak pagar

Analisa rendemen minyak, kadar air, kadar ALB, dan bilangan asam

17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Rendemen Minyak

Rendemen minyak jarak pagar pada perlakuan pengukusan selama 15, 30, 45, 60 menit, dan kontrol disajikan pada Tabel 5. Rendemen minyak tertinggi dicapai pada perlakuan pengukusan selama 60 menit ialah sebesar 31,09 %, dan terendah pada kontrol sebesar 27,14%. Lampiran 1 menunjukkan Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap rendemen minyak jarak pagar pada semua unit percobaan.

Tabel 5. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap rendemen minyak jarak pagar

Waktu pengukusan (menit) Rendemen minyak (%)

15 30,41a

30 30,31a

45 30,88a

60 31,09a

Kontrol 27,14b

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap rendemen minyak pada

tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu

pengukusan berpengaruh nyata terhadap rendemen minyak dengan nilai F < α (0.000 < 0,05). Pada uji lanjut Duncan terhadap rendemen minyak, didapatkan bahwa semua perlakuan waktu pengukusan berbeda nyata dengan kontrol (tidak dikukus), tetapi perlakuan antar lama waktu pengukusan tidak berbeda nyata. Analisis ragam dan uji lanjut Duncan perlakuan terhadap rendemen minyak dapat dilihat pada Lampiran 2. Perbandingan rendemen minyak antar perlakuan lama waktu pengukusan disajikan pada Gambar 5.

18 0 10 20 30 40

15 30 45 60 Kontrol

R e n d e m e n m in ya k (% )

Lama waktu pengukusan (menit)

Rendemen Minyak

Gambar 5. Rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan

Menurut Borgström dan Brockman (1984), minyak biji-bijian terdapat pada bagian sel yang disebut dengan badan lipid (oleosom, spherosom). Badan lipid memiliki membran yang memisahkan antara trigliserida dengan cairan sitoplasma. Membran ini merupakan fosfolipid yang terdiri dari gugus hidrofobik yang menghadap ke dalam badan lipid dan gugus hidrofilik yang menghadap ke sitosol. Membran ini membentuk sistem emulsi antara minyak yang terdapat di dalam badan lipid dengan cairan sitoplasma. Membran tersebut rusak akibat energi panas pada saat pengukusan dan energi mekanik pada saat pengepresan, sehingga merusak sistem emulsi pada membran. Badan lipid pecah sehingga minyak lebih mudah keluar. Pada biji kontrol, kerusakan membran pada badan lipid hanya disebabkan oleh energi mekanik pada saat pengepresan. Kerusakan badan lipid kurang optimal sehingga mengakibatkan rendemen minyak yang didapat pada saat pengepresan lebih rendah daripada biji jarak pagar yang diberi perlakuan pengukusan.

B. Kadar air

Kadar air dalam minyak jarak pagar pada perlakuan pengukusan selama 15, 30, 45, 60 menit, dan kontrol disajikan pada Tabel 6. Kadar air dalam minyak bernilai pada kisaran 0,0722% - 0,0816%. Lampiran 3 menyajikan pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar air dalam minyak jarak pagar pada semua unit percobaan.

19 H2C O C

O R

HC O C R

O

H2C O C

O R

+ 3 HOH

H2C OH

HC OH

H2C OH

3R C O

OH +

Trigliserida Air Gliserol Asam lemak

bebas

Lipase

Tabel 6. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar air dalam minyak jarak pagar

Waktu pengukusan (menit) Kadar air (%)

15 0,0738a

30 0,0816a

45 0,0722a

60 0,0744a

Kontrol 0,0780a

Hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap kadar air dalam minyak jarak pagar pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air dalam minyak dengan nilai F > α (0,892 > 0,05). Hal ini mungkin disebabkan karena air dalam biji jarak sudah menguap dengan penjemuran. Air yang tersisa ini adalah air yang terikat pada asam lemak. Analisis ragam perlakuan terhadap kadar air dalam minyak dapat dilihat pada Lampiran 4.

Kandungan air di dalam minyak dapat disebabkan karena adanya asam lemak di dalam minyak. Asam lemak terdiri dari rantai hidrokarbon yang bersifat hidrofobik (menolak air) dan gugus karboksil yang bersifat hidrofilik (menarik air) (Albert et al., 1989). Asam lemak dapat berasal dari hasil hidrolisis minyak oleh air. Asam lemak juga dapat berasal dari membran sel yang rusak.

Kadar air dalam minyak berpengaruh pada reaksi hidrolisis. Semakin tinggi kadar air dalam minyak, maka kecepatan reaksi hidrolisis akan semakin tinggi. Proses reaksi kimia hidrolisis minyak disajikan pada Gambar 5.

20

C. Kadar Asam Lemak Bebas

Kadar asam lemak bebas minyak jarak pagar pada perlakuan pengukusan selama 15, 30, 45, 60 menit, dan kontrol disajikan pada Tabel 7. Kadar asam lemak bebas meningkat selama 7 hari pengamatan. Kadar asam lemak bebas terendah pada perlakukan pengukusan selama 45 menit meningkat dari 1,19 % pada hari ke-1 menjadi 1,49% pada hari ke-7. Kadar asam lemak bebas tertinggi adalah pada kontrol, yang meningkat dari 2,08% pada hari ke-1 menjadi 3,32% pada hari ke-7. Lampiran 5 menyajikan pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar asam lemak bebas minyak jarak pagar pada semua unit percobaan selama tujuh hari.

Tabel 7. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap kadar asam lemak bebas minyak jarak pagar selama tujuh hari

Waktu pengukusan

(menit)

Kadar Asam Lemak Bebas (%) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7

15 1,74 2,07 2,18 2,26 2,40 2,45 2,55

30 1,66 1,92 2,03 2,17 2,31 2,32 2,49

45 1,19 1,25 1,27 1,35 1,37 1,43 1,49

60 1,28 1,37 1,41 1,34 1,58 1,54 1,69

Kontrol 2,08 2,55 2,20 2,80 3,29 2,99 3,32

Laju kenaikan kadar asam lemak bebas diperoleh dari hasil uji kadar asam lemak bebas selama tujuh hari. Data kadar asam lemak bebas tersebut diplotkan dalam bentuk grafik lalu dibuat garis tren linear dan persamaan garis y = mx + c (Lampiran 6). Persamaan garis tersebut didiferensiasikan sehingga diperoleh gradien garis (m). Gradien garis tersebut merupakan laju kenaikan kadar asam lemak bebas per hari. Laju kenaikan kadar asam lemak bebas disajikan pada Tabel 8.

Tabel 8. Laju kenaikan kadar asam lemak bebas

Waktu Pengukusan (menit)

Laju Kenaikan Kadar Asam Lemak Bebas (%ALB/hari)

15 0,12ab

30 0,13ab

45 0,05a

60 0,06a

21 Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikan kadar asam lemak bebas pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikan kadar asam lemak bebas dengan nilai F < α (0.032 < 0.05). Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikan kadar asam lemak bebas pada perlakuan waktu 60 dan 45 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan waktu tersebut nyata lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Pada uji lanjut Duncan juga didapatkan bahwa laju kenaikan kadar asam lemak bebas pada perlakuan waktu 30 dan 15 menit tidak berbeda nyata dan kedua perlakuan waktu tersebut tidak berbeda nyata terhadap kontrol maupun dengan perlakuan pengukusan 45 dan 60 menit, dengan kecenderungan semakin lama waktu pengukusan maka laju kenaikan kadar asam lemak bebas semakin rendah. Analisis ragam dan uji lanjut Duncan perlakuan terhadap laju kenaikan kadar asam lemak bebas dapat dilihat pada Lampiran 7. Perbandingan laju kenaikan kadar asam lemak bebas antar perlakuan lama waktu pengukusan disajikan pada Gambar 7.

Gambar 7. Laju kenaikan kadar asam lemak bebas pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan

Proses pengukusan biji memiliki tujuan untuk menginaktivasi lipase di dalam biji jarak pagar. Menurut Poedjiadi (1994), sebagian besar enzim

y = 0,123x + 1,743 y = 0,127x + 1,619

y = 0,048x + 1,140 y = 0,062x + 1,210 y = 0,203x + 1,933

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r A LB (% ) Hari

Laju Kenaikan Kadar ALB

15 30 45 60 Kontrol

22 terdenaturasi pada suhu di atas 60oC. Pada percobaan ini, inaktivasi enzim dilakukan dengan pengukusan. Untuk terjadinya pengukusan, suhu air harus mencapai 100oC-110oC. Pada perlakuan pengukusan biji jarak pagar selama 45 dan 60 menit, transfer energi panas terjadi dengan baik sehingga sebagian besar lipase di dalam biji jarak pagar kontak dengan panas dan mengalami denaturasi. Hal ini menyebabkan lipase tidak dapat mengkatalisis reaksi hidrolisis sehingga reaksi tersebut berjalan lambat dan laju kenaikan kadar asam lemak bebas sangat rendah. Pada perlakuan pengukusan biji jarak pagar selama 15 dan 30 menit, transfer energi panas kurang baik sehingga hanya sebagian kecil lipase yang dapat kontak dengan panas. Pada kontrol, biji jarak pagar tidak dikukus sehingga tidak terjadi transfer panas ke dalam biji. Pada kontrol sebagian besar lipase masih aktif dan mengkatalisis reaksi hidrolisis sehingga laju kenaikan kadar asam lemak bebasnya cukup tinggi. Pada hari ke-3 dan hari ke-6 kadar asam lemak bebas mengalami penurunan. Hal ini mungkin disebabkan karena asam lemak bebas yang terdapat di dalam miyak digunakan oleh bakteri asam lemak sebagai nutrisi sehingga kadar asam lemak mengalami penurunan.

D. Bilangan asam

Bilangan asam adalah jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam yang terkandung dalam satu gram minyak. Bilangan asam minyak jarak pagar pada perlakuan pengukusan selama 15, 30, 45, 60 menit, dan kontrol disajikan pada Tabel 9. Bilangan asam pada setiap perlakuan meningkat selama 7 hari pengamatan. Bilangan asam terendah pada perlakuan pengukusan 45 menit meningkat dari 2,38 mg KOH/g pada hari ke-1 menjadi 2,97 mg KOH/g pada hari ke-7. Sedangkan bilangan asam terbesar terdapat pada kontrol, meningkat dari 4,17 mg KOH/g pada hari ke-1 menjadi 6,64 mg KOH/g pada hari ke-7. Lampiran 8 menyajikan pengaruh lama waktu pengukusan terhadap bilangan asam pada semua unit percobaan selama tujuh hari.

23 Tabel 9. Pengaruh lama waktu pengukusan terhadap bilangan asam minyak jarak

pagar selama tujuh hari

Waktu pengukusan

(menit)

Bilangan Asam (mg KOH/g) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7

15 3,47 4,13 4,36 4,51 4,80 4,91 5,11

30 3,32 3,85 4,05 4,34 4,61 4,65 4,98

45 2,38 2,50 2,53 2,70 2,73 2,86 2,97

60 2,56 2,75 2,82 2,68 3,16 3,08 3,39

Kontrol 4,17 5,09 4,40 5,61 6,59 5,99 6,64

Laju kenaikan bilangan asam diperoleh dari hasil uji bilangan asam selama tujuh hari. Data bilangan asam tersebut diplotkan dalam bentuk grafik lalu dibuat garis tren linear dan persamaan garis y = mx + c (Lampiran 9). Persamaan garis tersebut didiferensiasikan sehingga diperoleh gradien garis (m). Gradien garis tersebut merupakan laju kenaikan bilangan asam per hari. Laju kenaikan bilangan asam tertinggi terdapat pada kontrol yaitu sebesar 0,4071 bilangan asam/hari dan terendah pada perlakuan pengukusan selama 45 menit sebesar 0,0966 bilangan asam/hari. Pada tabel 10 disajikan laju kenaikan bilangan asam.

Tabel 10. Laju kenaikan bilangan asam minyak jarak pagar

Waktu pengukusan (menit)

Laju kenaikan bilangan asam (bilangan asam/hari)

15 Menit 0,25ab

30 Menit 0,25ab

45 Menit 0,10a

60 Menit 0,12a

Kontrol 0,41b

Pada hasil analisis ragam (ANOVA) terhadap laju kenaikan bilangan asam pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa lamanya waktu pengukusan berpengaruh nyata terhadap laju kenaikan bilangan asam dengan nilai F < α (0.032 < 0.05). Pada uji lanjut Duncan, didapatkan bahwa laju kenaikan bilangan asam perlakuan pengukusan 45 dan 60 menit berbeda nyata dibandingkan kontrol. Perlakuan pengukusan 15 dan 30 menit tidak berbeda nyata, baik dengan kontrol maupun dengan perlakuan pengukusan 45

24 dan 60 menit. Analisis ragam dan uji lanjut Duncan perlakuan terhadap laju kenaikan bilangan asam dapat dilihat pada Lampiran 10. Perbandingan laju kenaikan bilangan asam antar perlakuan lama waktu pengukusan disajikan pada Gambar 8.

Gambar 8. Laju kenaikan bilangan asam pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan

Pada perlakuan pengukusan biji jarak pagar selama 45 dan 60 menit, transfer energi panas terjadi dengan baik sehingga sebagian besar lipase di dalam biji jarak pagar kontak dengan panas dan mengalami denaturasi. Hal ini menyebabkan lipase tidak dapat mengkatalisis reaksi hidrolisis sehingga reaksi tersebut berjalan lambat dan laju kenaikan bilangan asam sangat rendah dan hanya sedikit basa yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak bebas di dalam minyak. Pada perlakuan pengukusan biji jarak pagar selama 15 dan 30 menit, transfer energi panas kurang baik sehingga hanya sebagian kecil lipase yang dapat kontak dengan panas. Pada kontrol, biji jarak pagar tidak dikukus sehingga tidak terjadi transfer panas ke dalam biji. Sebagian besar lipase pada kontrol masih aktif dan mengkatalisis reaksi hidrolisis sehingga laju kenaikan bilangan asamnya cukup tinggi. Pada hari ke-3 dan hari ke-6 bilangan asam mengalami penurunan. Hal ini mungkin disebabkan karena asam lemak bebas yang terdapat di dalam miyak digunakan oleh bakteri asam lemak sebagai nutrisi sehingga bilangan asam mengalami penurunan.

y = 0,246x + 3,486 y = 0,254x + 3,238

y = 0,096x + 2,281 y = 0,124x + 2,420 y = 0,407x + 3,867

0 1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7

B il a n g a n A sa m Hari

Laju Kenaikan Bilangan Asam

15 30 45 60 Kontrol

25 Enzim merupakan protein. Protein terbentuk atas tiga struktur. Struktur pertama adalah struktur primer yang merupakan rantai panjang polipeptida. Polipeptida adalah polimer dari asam-asam amino yang berikatan oleh ikatan peptida. Polipeptida ini memiliki bagian hidrofobik (menolak air) dan hidrofilik (menarik air). Struktur kedua adalah heliks yang terbentuk karena adanya ikatan hidrogen sehingga rantai polipeptida mengeriting. Struktur ketiga terbentuk ketika molekul protein terlipat ke dalam sehingga bagian hidrofobik berada di dalam dan bagian hidrofilik berada di luar.

Pada saat pengukusan, energi panas menyebabkan peningkatan energi kinetik dan menyebabkan molekul protein bergerak sangat cepat sehingga merusak ikatan molekul tersebut. Energi yang diberikan saat pemanasan cukup untuk merusak struktur tersier dan sekunder. Pada saat pemanasan, struktur protein yang pertama rusak adalah struktur tersier. Ketika struktur tersier rusak, protein berubah menjadi struktur yang sangat fleksibel. Jika pemanasan berhenti, struktur ini dapat kembali membentuk struktur tersier dengan mudah. Jika dilakukan pemanasan pada suhu yang lebih tinggi lagi, maka ikatan hidrogen yang membentuk heliks pada struktur sekunder akan rusak. Saat struktur heliks rusak, bagian hidrofobik dan hidrofilik berada di luar. Bagian hidrofilik menarik banyak air sehingga bagian hidrofobik menjadi tidak stabil. Oleh karena itu, bagian hidrofobik akan menarik bagian hidrofobik dari molekul protein lain. Hal ini menyebabkan terbentuknya struktur tiga dimensi tidak seragam yang sangat besar.

Denaturasi bersifat irreversible atau tidak dapat balik. Jadi enzim yang sudah terdenaturasi tidak dapat membentuk struktur sekunder dan tersier yang sudah rusak sehingga tidak dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Pengukusan biji jarak selama 45 menit secara nyata menurunkan laju kenaikan kadar asam lemak bebas dan bilangan asam karena lipase yang terdapat di dalam biji jarak pagar rusak akibat pemanasan.

26

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Perlakuan pengukusan dapat meningkatkan rendemen minyak jarak pagar. Rendemen minyak pada pengukusan selama 15 menit meningkat dan lebih tinggi daripada kontrol. Pada pengukusan 15 sampai 60 menit tidak didapatkan hasil rendemen yang berbeda nyata.

2. Tidak terdapat perbedaan kadar air pada pengukusan 15, 30, 45, 60 menit dan kontrol.

3. Pengukusan dengan waktu 45 menit secara nyata menurunkan laju kenaikan kadar asam lemak bebas dan bilangan asam dibandingkan dengan kontrol.

4. Inaktivasi lipase hasil terbaik penelitian adalah pengukusan pada suhu 100-110oC selama 45 menit.

B. Saran

Perlu dilakukan kajian efisiensi energi dan ekonomi agar metode pengukusan dapat diterapkan pada skala industri.

27

DAFTAR PUSTAKA

Albert, B., D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, dan J. D. Watson. 1989.

Molecular Biology Of The Cell 2nd ed.. Garland Publishing, Inc. New York.

Bailey, A. E. 1950. Industrial Oil and Fat Product. Interscholastic Publishing, New York.

Borgström, B. dan H. L. Brockman. 1984. Lipases. Elsevier Science Publishers B.V. Amsterdam.

BP Statistical Review of World Energy. http://www.bp.com (21 Agustus 2008) Foidl, N., G. Foidl, M. Sanchez, M, Mittlebach dan S. Hackel. 1996. Jatropha

curcas as a Source for Production of Nicaragua. Bioresource Technology 58 : 77-82.

Fortuny, R.S., S.B. Porta, dan O.M.Belloso. 2006. Modeling High-Intensity Pulsed Electric Filed Inactivation of a Lipase from Pseudomonas flourescens. J. Dairy Sci. 89:4096-4104.

Goese, M., W. Eisenreich, E. Kupfer, W. Weber, dan A. Bacher. 2000. Biosyntetic Origin of Hydrogen Atoms in Lipase Inhibitor Lipstatin. The Journal of Biological Chemistry Vol. 225, No. 28. The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

Gubitz, G. M., M. Mittlebach dan M. Trabi. 1999. Exploitation of the Tropical Oil Seed Plant Jatropha curcas L. Bioresource Technology 67:73-82.

Hadipernata, M. 2007. Mengolah Dedak Menjadi Minyak (Rice Bran Oil). Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian Volume 29 No. 4.

Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H. Hanafie, I. K. Reksowardojo, M. Rivai, M. Ihsanur, P. Suryadarma, S. Tjitrosemito, T. H. Soerawidjaja, T. Prawitasari, T. Prakoso dan W. Purnama. 2006. Jarak Pagar, Tanaman Penghasil Biodiesel. Lembaga Sumberdaya Informasi IPB, Bogor.

Hadvary, P., W. Sidler, W. Meister, W. Vetter, dan H. Wolfer. 1990. The Lipase Inhibitor Tetrahydrolipstatin Binds Covalently to the Putative Active Site Serine of Pancreatic Lipase. The Journal of Biological Chemistry Vol. 266, No. 4. The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

Juliano, B.O. 1985. Rice Bran. Di dalam: Juliano, B.O. (Ed). Rice Chemistry and Technology, 3rd Edition. American Association of Cereal Chemist. Minnesota.

28 Kaushik, N. dan S. Kumar. 2006. Jatropha curcas L. Silviculture and Uses 2nd.

Agrobios. Jodhpur.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press. Jakarta.

Krukovsky, V.N. dan P.F. Sharp. 1940. Inactivation of Milk Lipase by Dissoved Oxygen. Departement of Diary Industry, Cornell University, New York. Moreno, D.A., N. Ilic, A. Poulev, D.L. Brasaemle, S.K. Fried, dan I. Raskin.

2003. Inhibitory Effects of Grape Seed Extract on Lipases. Nutrition 2003;19:876–879. Elsevier Inc.

Nurhasanah. 2006. Karakterisasi dan Uji Penampakan Fisikokimia Enzim Lipase dari Bakteri Isolat. Tesis. Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

Openshaw, K. 2000. A Review of Jatropha curcas : An Oil Plant of Unfulfilled Promise. Biomass and Bioenergy 19 1-15.

Ophart, C.E., 2003. Virtual Chembook. Elmhurst College.

Pahan, I. 2008. Panduan Lengkap Kelapa Sawit. Penebar Swadaya. Depok. Poedjiadi, A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. UI Press. Jakarta.

Rahardjo, S.S. 2004. Pengaruh Ekstrak Etanol Daun Jati Belanda (Guazuma ulmifolia Lamk.) Terhadap Aktivitas Enzim Lipase Serum Rattus nirvegicus. Tesis. Program Studi Ilmu Kedokteran Dasar dan Biomedis, Jurusan Ilmu-Ilmu Kesehatan, Farmakologi, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Sudradjat, H. R., D. Setiawan, Y. Widyawati, R. Ariatmi dan Sahirman. 2006.

Permasalahan Dalam Teknologi Pengolahan Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar (Jatrophacurcas L.). Pusat Litbang Hasil Hutan, Bogor.

Tim Jarak Pagar PT. RNI (Persero). 2006. Jarak Pagar Pemicu Kesejahteraan. Kalam Indonesia. Jakarta.

Widyawati, Y. 2007. Disain Proses Dua Tahap Esterifikasi-Transesterifikasi (Estrans) Pada Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Tesis. Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor. http://www.mdidea.com (3 September 2008)

29

30 Lampiran 1. Rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan lama waktu

pengukusan

Waktu pengukusan

(menit)

Rendemen minyak (%) Ulangan

1

Ulangan 2

Ulangan 3

Ulangan 4

Ulangan 5

Rata-rata

15 30,41 30,31 30,92 30,41 30,00 30,41

30 31,03 30,00 28,91 30,00 31,63 30,31

45 30,66 30,00 32,86 30,88 30,00 30,88

60 28,59 33,07 30,32 30,96 32,49 31,09

31 Lampiran 2. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap rendemen minyak jarak pagar pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan

α = 0,05

Analisis ragam (ANOVA)

Sumber JK db RJK F hitung Sig.

Rata-rata 22449,029 1 22449,029

Waktu 51,972 4 12,993 11,245 0,000*

Galat 23,109 20 1,155

Total 22524,109 25

* = berpengaruh nyata (α > signifikan)

Uji lanjut Duncan Waktu pengukusan

(menit) Rata-rata Kode

15 30,41 A

30 30,31 A

45 30,88 A

60 31,09 A

Kontrol 27,14 B

Keterangan : Kode yang sama menunjukkan perlakuan tidak berbeda nyata Kode yang tidak sama menunjukkan perlakuan berbeda nyata

32 Lampiran 3. Kadar air dalam minyak pada berbagai perlakuan lama waktu

pengukusan

Waktu pengukusan

(menit)

Kadar air (%) Ulangan

1

Ulangan 2

Ulangan 3

Ulangan 4

Ulangan 5

Rata-rata

15 0,0515 0,0795 0,0615 0,0875 0,0890 0,0738

30 0,0800 0,1000 0,0660 0,0890 0,0730 0,0816

45 0,0790 0,0705 0,0540 0,0975 0,0600 0,0722

60 0,1140 0,0555 0,0635 0,060 0,0790 0,0744

33 Lampiran 4. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap kadar air

dalam minyak pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan α = 0,05

Analisis ragam (ANOVA)

Sumber JK Db RJK F hitung Sig.

Rata-rata 0,144 1 0,144

Waktu 0,000 4 7,15E-005 0,272 0,892**

Galat 0,005 20 0,000

Total 0,150 25

34 Lampiran 5. Kadar asam lemak bebas per hari pada berbagai perlakuan lama

waktu pengukusan

Waktu Pengukusan

(menit)

Kadar asam lemak bebas (%) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7

15-1 0,85 0,84 0,87 0,95 0,88 0,96 0,97

15-2 1,16 1,27 1,80 1,44 1,57 1,56 1,68

15-3 1,87 2,36 2,45 2,63 2,93 3,06 2,94

15-4 1,17 1,15 1,15 1,25 1,20 1,30 1,37

15-5 2,75 3,50 3,32 3,72 3,91 3,91 4,23

15 rata-rata 1,74 2,07 2,18 2,26 2,40 2,45 2,55

30-1 0,71 0,71 0,85 0,93 0,81 0,83 0,97

30-2 4,27 5,08 5,22 5,67 6,04 6,48 6,52

30-3 1,12 1,14 1,16 1,23 1,47 1,33 1,52

30-4 0,62 0,73 0,97 0,84 0,93 0,75 0,86

30-5 1,60 1,95 1,94 2,19 2,29 2,23 2,58

30 rata-rata 1,66 1,92 2,03 2,17 2,31 2,32 2,49

45-1 1,28 1,39 1,42 1,56 1,41 1,66 1,69

45-2 1,11 1,18 1,09 1,09 1,35 1,36 1,34

45-3 0,61 0,68 0,59 0,65 0,72 0,60 0,69

45-4 1,97 1,95 2,09 2,26 2,33 2,34 2,47

45-5 0,99 1,06 1,14 1,20 1,03 1,20 1,25

45 rata-rata 1,19 1,25 1,27 1,35 1,37 1,43 1,49

60-1 1,28 1,37 1,41 1,34 1,58 1,54 1,69

60-2 1,21 1,29 1,27 1,36 1,32 1,39 1,59

60-3 1,72 1,90 1,88 1,55 2,25 2,07 2,21

60-4 1,06 1,19 1,28 1,19 1,42 1,42 1,56

60-5 1,14 1,13 1,21 1,25 1,33 1,27 1,42

60 rata-rata 1,28 1,37 1,41 1,34 1,58 1,54 1,69

35 Lampiran 6. Grafik laju kenaikan kadar asam lemak bebas pada berbagai

perlakuan lama waktu pengukusan

y = 0,062x + 1,210 R² = 0,816 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit ulangan 1

60-1 Linear (60-1)

y = 0,05x + 1,146 R² = 0,779 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit ulangan 2

60-2 Linear (60-2)

y = 0,078x + 1,624 R² = 0,440

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit ulangan 3

60-3 Linear (60-3)

36

y = 0,075x + 1,000 R² = 0,882

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit ulangan 4

60-4

Linear (60-4)

y = 0,044x + 1,069 R² = 0,863 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit ulangan 5

60-5

Linear (60-5)

y = 0,062x + 1,210 R² = 0,816

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

60 menit Rata-rata

Rata-rata 60

37

y = 0,063x + 1,232 R² = 0,791

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit ulangan 1

45-1

Linear (45-1)

y = 0,046x + 1,029 R² = 0,618 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit ulangan 2

45-2

Linear (45-2)

y = 0,007x + 0,616 R² = 0,109 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit ulangan 3

45-3

38

y = 0,090x + 1,839 R² = 0,942

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit ulangan 4

45-4

Linear (45-4)

y = 0,034x + 0,985 R² = 0,555 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit ulangan 5

45-5

Linear (45-5)

y = 0,048x + 1,140 R² = 0,981 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

45 menit Rata-rata

Rata-rata 45

39

y = 0,035x + 0,687 R² = 0,587 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit ulangan 1

30-1

Linear (30-1)

y = 0,370x + 4,13 R² = 0,959

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit ulangan 2

30-2

Linear (30-2)

y = 0,067x + 1,009 R² = 0,815 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit ulangan 3

30-3

40

y = 0,025x + 0,710 R² = 0,209 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit ulangan 4

30-4

Linear (30-4)

y = 0,138x + 1,557 R² = 0,902

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit ulangan 5

30-5

Linear (30-5)

y = 0,127x + 1,619 R² = 0,960

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

30 menit Rata-rata

Rata-rata 30

41

y = 0,021x + 0,815 R² = 0,722 0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

15 menit ulangan 1

15-1

Linear (15-1)

y = 0,181x + 1,877 R² = 0,882

0 1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Ka d a r F F A (% ) Hari

15 menit ulangan 3

15-3

54

y = 0,407x + 3,867 R² = 0,788

0 2 4 6 8 10 12 14

1 2 3 4 5 6 7

B il a n ga n A sa m Hari

Kontrol

Kontrol

55 Lampiran 10. Analisis ragam (ANOVA) dan uji lanjut Duncan terhadap laju kenaikan bilangan asam pada berbagai perlakuan lama waktu pengukusan

α = 0,05

Analisis ragam (ANOVA)

Sumber JK db RJK F hitung Sig. Rata-rata 1.185 1 1.185

Waktu 0.304 4 0.076 3.268* 0,032

Galat 0.465 20 0.023

Total 1.954 25

* = berpengaruh nyata (α > signifikan)

Uji lanjut Duncan Waktu pengukusan

(menit) Rata-rata Kode

15 0,21 A B

30 0,25 A B

45 0,10 A

60 0,12 A

Kontrol 0,41 B

Keterangan : Kode yang sama menunjukkan perlakuan tidak berbeda nyata Kode yang tidak sama menunjukkan perlakuan berbeda nyata