Karakteristik Mutu Biji Jarak Kering dan Minyak Terkandung Selama Penyimpanan

KARAKTERISTIK MUTU BIJI JARAK KERING DAN MINYAK

TERKANDUNG SELAMA PENYIMPANAN

SKRIPSI

MARULITUA AGUSTINUS MANURUNG

F14063362

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

QUALITY CHARACTERISTIC OF DRIED JATROPHA SEED AND

ITS OIL DURING THE STORAGE

Marulitua Agustinus Manurung and Usman Ahmad

Department of Mechanical And Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia.

e-mail: agustmanurung@gmail.com

ABSTRACT

Jatropha seeds as one of selected plant for biodiesel material is easy to be damaged after the harvest. Therefore, postharvest technique especially handling and storage before being processed into biodiesels is needed. The purposes of the research are to determine the characteristic of Jatropha seed quality and its oil during the storage at room temperature and to determine packaging material which is able to maintain the quality of Jatropha seed and its oil during the storage. This quality includes the yield of jatropha oils, free fatty acid of the oil, the water content of the seed, iod number, seed fat contents and weight loss. The storage was conducted for six months after applying liquid smoke as disinfectant with the concentration 0%, 5% and 15% and packed with sack, sack + polypropylene 0,03 mm also sack + polypropylene 0,08 mm. The quality of Jatropha seed and oil includes the water content of the seed, free fatty acid of the oil, and also weight loss, generally increased after storage for six months. The free fatty acid of the oil was disqualify of Standard National Indonesia (SNI) 01-1904-1990 for 1% after six months, where as the iod number is still qualify of SNI 01-1904-1990 with the value of 87,38-88,82%.

MARULITUA AGUSTINUS MANURUNG. F14063362.

Karakteristik Mutu Biji

Jarak Kering dan Minyak Terkandung Selama Penyimpanan.

Di bawah

bimbingan Usman Ahmad. 2011

RINGKASAN

Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) sebagai salah satu tanaman terpilih sumber bahan baku biodiesel karena memiliki beberapa keunggulan antara lain kemampuan adaptasi, kandungan minyak dan tidak kompetitif dengan bahan pangan, sedangkan kelemahan komoditas ini adalah mudah mengalami kerusakan terutama setelah panen. Buah akan cepat mengalami perubahan dari warna kuning menjadi coklat, biji akan rusak terserang kapang dan diikuti dengan perubahan mutu biji. Hasilnya minyak jarak kasar (CJO) hasil pengepresan kurang sesuai dengan syarat mutu yang ditetapkan untuk biodiesel. Oleh karena itu diperlukan teknik perlakuan pascapanen yang tepat. Perlakuan pascapanen ini meliputi pemanenan, pengupasan, sortasi, pengeringan, pengemasan serta penyimpanan dari biji jarak pagar.

Tujuan dari penelitian adalah menentukan karakteristik mutu biji jarak dan minyaknya selama penyimpanan pada suhu (T) ruang serta menentukan jenis bahan pengemas yang mampu mempertahankan mutu biji jarak dan minyak selama penyimpanan. Mutu biji dan minyak jarak pagar ini meliputi rendemen minyak, asam lemak bebas (ALB) minyak, kadar air biji, bilangan iod minyak, kadar lemak biji dan susut bobot biji. Biji jarak pagar disortasi kemudian dilakukan pemberian asap cair sebagai pengawet (desinfektan) dengan konsentrasi 0%, 5% dan 15% melalui pencelupan. Setelah itu dikeringkan selama 3 hari melalui penjemuran dengan cahaya matahari hingga kadar air mencapai 6-7%, kemudian dikemas dengan menggunakan beberapa kemasan meliputi karung plastik rajut, karung plastik rajut + polipropilen (PP) 0,03 mm serta karung plastik rajut + polipropilen (PP) 0,08 mm. Setelah dikemas selanjutnya disimpan di atas lantai yang dilapisi papan/kayu yang bercelah udara untuk memberi aliran udara pada kemasan produk pada kondisi penyimpanan suhu ruang selama 6 bulan.

Pengamatan dilakukan selama penyimpanan biji jarak pagar sebanyak 4 kali yakni bulan ke-0 (sebelum penyimpanan), bulan ke-2, bulan ke-4 dan bulan ke-6. Pengambilan data mutu biji dan minyak jarak pagar yang meliputi kadar air biji dilakukan di laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian. Mutu biji dan minyak jarak pagar yang diamati meliputi asam lemak bebas, bilangan iod minyak serta kadar lemak dilakukan di laboratorium Balai Besar Pascapanen Pertanian dengan metode analisis sidik ragam.

Dari hasil analisis diperoleh bahwa mutu rendemen minyak jarak pagar secara umum mengalami penurunan setelah penyimpanan 6 bulan. Rendemen minyak jarak pagar ini sangat dipengaruhi oleh jenis kemasan yang digunakan dimana jenis kemasan karung plastik rajut + polipropilen 0,03 mm memberikan nilai yang terbaik untuk penyimpanan 2 bulan dan 4 bulan serta kemasan karung plastik rajut + polipropilen 0,08 mm untuk penyimpanan 6 bulan dengan nilai rendemen sebesar 26,09%. Asam lemak bebas minyak jarak dari biji jarak pagar secara umum mengalami peningkatan setelah 6 bulan. Peningkatan tersebut secara umum sudah tidak memenuhi syarat SNI 01-1904-1990 sebesar 1 % namun untuk penyimpanan selama 2 bulan dan 4 bulan masih memenuhi syarat SNI tersebut. Kadar air biji jarak pagar secara umum mengalami peningkatan selama

penyimpanan 6 bulan dengan nilai terbaik (terendah) sebesar 7,51% yang diperoleh dari biji jarak pada kemasan karung plastik rajut + poliropilen 0,08 mm. Kadar lemak dan bilangan iod juga mengalami penurunan setelah penyimpanan 6 bulan dengan nilai masing-masing 26,20-33,82% dan 87,38-88,82% . Bilangan iod minyak masih memenuhi syarat SNI 01-1904-1990 sebesar 82-90%. Kadar lemak dan bilangan iod ini tidak dipengaruhi oleh faktor perlakuan asap cair dan jenis kemasan yang digunakan selama penyimpanan 6 bulan. Demikian juga dengan bobot biji jarak yang secara umum mengalami peningkatan setelah penyimpanan 6 bulan. Faktor kemasan berpengaruh terhadap kenaikan bobot setelah 2 bulan dan 6 bulan dengan kemasan karung plastik rajut + polipropilen 0,08 mm memberikan nilai terbaik sedangkan faktor perlakuan asap cair dan jenis kemasan mempengaruhi kenaikan bobot biji jarak untuk penyimpanan 4 bulan.

KARAKTERISTIK MUTU BIJI JARAK KERING DAN MINYAK

TERKANDUNG SELAMA PENYIMPANAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

MARULITUA AGUSTINUS MANURUNG

F14063362

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

Judul Skripsi : Karakteristik Mutu Biji Jarak Kering dan Minyak Terkandung

Selama Penyimpanan

Nama

: Marulitua Agustinus Manurung

NIM

: F14063362

Menyetujui,

Dosen Pembimbing Akademik

Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr

NIP. 19661228 199203 1 003

Mengetahui,

Ketua Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

Dr. Ir. Desrial, M.Eng

NIP. 19661201 199103 1 004

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Karakteristik Mutu Biji Jarak Kering dan Minyak Terkandung Selama Penyimpanan adalah hasil karya saya dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apa pun pada perguruan tinggi mana pun. 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, April 2011 Yang membuat pernyataan Marulitua Agustinus Manurung F 14063362

© Hak cipta milik Marulitua Agustinus Manurung, tahun 2011 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apa pun,

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Medan, pada tanggal 03 Agustus 1987 sebagai anak pertama dari delapan bersaudara dari pasangan bapak J Manurung dan ibu R br Harianja. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 2000 di SD HKBP Sei Belutu, kemudian melanjutkan pendidikan menengah pertama di SLTP Negeri 03 Sei Rampah dan lulus pada tahun 2003. Penulis menamatkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 01 Tebingtinggi pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan sarjana di Institut Pertanian Bogor (IPB). Penulis memilih Program Studi Teknik Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis pernah aktif sebagai anggota Pemuda Mahasiswa Kristen (PMK) IPB, Ketua Bidang Kerohanian Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia (GMKI) Cabang Bogor serta aktif dalam kegiatan lain sebagai anggota di GMKI Cabang Bogor . Penulis juga memperoleh prestasi yakni juara II peminjam buku terbanyak di Perpustakaan IPB.

Penulis melakukan Praktik Lapangan (PL) pada tahun 2009 dengan judul “MEMPELAJARI

ASPEK KETEKNIKAN PADA PROSES PENGOLAHAN PASCAPANEN KELAPA SAWIT DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA V UNIT KEBUN SEI INTAN, ROKAN HULU, RIAU”. Selama menjadi mahasiswa, penulis juga aktif dalam kepanitiaan maupun sebagai peserta dalam kegiatan departemen, himpunan profesi maupun universitas dan seminar berskala nasional.

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “ Karakteristik Mutu Biji Jarak Kering dan Minyak

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa penulis sampaikan atas karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan sebaik-baiknya.

Penelitian dengan judul “KARAKTERISTIK MUTU BIJI JARAK KERING DAN MINYAK

TERKANDUNG SELAMA PENYIMPANAN” dilaksanakan di laboratorium leuwikoppo Institut Pertanian Bogor (IPB) dan sebagian analisis dilakukan di laboratorium Balai Besar Pascapanen Pertanian sejak bulan Mei sampai November 2010.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, yaitu:.

1. Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr., selaku pembimbing akademik atas bimbingannya dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.

2. Bapak Ir. Susilo Sarwono dan Ibu Ir. Putiati Mahdar, M.App. Sc., selaku dosen penguji yang juga telah memberikan saran dan bimbingan perbaikan dalam penyusunan skripsi ini

3. Bapak Kardiono dari Badan Penelitian (Litbang) Pertanian dan bapak Bambang Djatinugroho atas bantuan sarana modal dan petunjuknya selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.

4. Ayahanda, ibunda serta adik-adik tercinta yang selalu memberikan dorongan motivasi dan doa kepada penulis.

5. Bapak Sulyaden selaku teknisi Lab. TPPHP atas bantuannya selama penelitian

6. Putra, Mada Hunter, beserta teman-teman seperjuangan AE43 atas bantuan, semangat dan dorongannya kepada penulis.

7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan telah banyak membantu penulis selama menyelesaikan praktek lapangan dan penulisan laporan praktek lapangan ini.

Penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan laporan ini oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca sangat penulis harapkan demi penyempurnaan laporan ini. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi seluruh pihak yang memerlukannya.

Bogor, April 2011 Penulis

iv

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... …... iii

DAFTAR TABEL ... ... vi

DAFTAR GAMBAR ... ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ... x

I. PENDAHULUAN ... ... 1

1.1 LATAR BELAKANG ... ... 1

1.2 TUJUAN ... ... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ... ... 3

2.1 TANAMAN JARAK ... ... 3

2.2 BIJI JARAK PAGAR ... ... 4

2.3 PANEN DAN PASCAPANEN ... ... 6

2.4 MUTU BIJI JARAK PAGAR ... ... 7

2.5 MINYAK JARAK PAGAR ... ... 7

2.6 KERUSAKAN BIJI DAN MINYAK JARAK PAGAR ... ... 9

2.7 PENGEMASAN... ... 10

2.8 PENYIMPANAN ... ... 12

2.9 ASAP CAIR SEBAGAI DESINFEKTAN ... ... 13

2.10 EKSTRAKSI MINYAK JARAK PAGAR KASAR ... ... 14

III. METODOLOGI PENELITIAN ... ... 18

3.1 WAKTU DAN TEMPAT ... ... 18

3.2 BAHAN DAN ALAT ... ... 18

3.3 METODE PENELITIAN ... ... 19

3.4 PENGAMATAN DAN PENGUKURAN ... ... 23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... ... 25

4.1 PENYIMPANAN BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) ... ... 25

4.2 RENDEMEN MINYAK ... ... 26

4.3 ASAM LEMAK BEBAS (FFA) MINYAK ... ... 30

4.4 KADAR AIR BIJI ... ... 33

4.5 BILANGAN IOD MINYAK ... ... 36

4.6 KADAR LEMAK BIJI ... ... 38

4.7 KENAIKAN BOBOT BIJI ... ... 40

V. KESIMPULAN DAN SARAN... ... 44

5.1 KESIMPULAN ... ... 44

5.2 SARAN ... ... 44

DAFTAR PUSTAKA ... ... 45

v

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Standar mutu buah biji jarak ... ... 2

Tabel 2. Kandungan senyawa dalam daging biji jarak pagar (Akityanto,2003)... 5

Tabel 3. Komposisi biji jarak pagar ... ... 6

Tabel 4. Komposisi kimia dan nilai energy bagian-bagian biji jarak pagar ... ... 6

Tabel 5. Perbedaan karakter antar tingkat kemasakan pada benih jarak ... 7

Tabel 6. Kandungan asam lemak minyak jarak pagar ... ... 8

Tabel 7. Kisaran dan rata-rata suhu serta kelembaban relatif ruang penyimpanan………... pada suhu ruang ... ... 26

Tabel 8. Rendemen minyak biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai ... ... 28

Tabel 9. Rendemen minyak biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis…………... pengemas untuk penyimpanan 4 bulan ... ... 28

Tabel 10.Rendemen minyak jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis………... pengemas untuk penyimpanan 6 bulan ... ... 29

Tabel 11. Kandungan asam lemak bebas minyak biji jarak pagar yang dikemas... dalam berbagai jenis pengemas untuk penyimpanan 2 bulan ... ... 31

Tabel 12. Kandungan asam lemak bebas minyak biji jarak pagar yang dikemas... dalam berbagai jenis pengemas untuk penyimpanan 4 bulan ... ... 32

Tabel 13. Kandungan asam lemak bebas minyak biji jarak pagar yang diberi... berbagai jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas (% b.k) untuk... penyimpanan 6 bulan ... ... 32

Tabel 14. Kadar air biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis... pengemas untuk penyimpanan 2 bulan ... ... 35

Tabel 15. Kadar air biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis... pengemas untuk penyimpanan 4 bulan ... ... 35

Tabel 16. Kadar air biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis... pengemas untuk penyimpanan 6 bulan ... ... 36

Tabel 17. Kandungan lemak biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis…………... pengemas untuk penyimpanan 6 bulan ... ... 39

Tabel 18. Kenaikan bobot biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis ………... Pengemas untuk penyimpanan 2 bulan ... ... 41

Tabel 19. Kenaikan bobot biji jarak pagar yang diberi berbagai jenis perlakuan Asap cair dan dikemas dalam berbagai jenis pengemas (%) untuk penyimpanan 4 bulan ... .... 42

Tabel 20. Kenaikan bobot biji jarak pagar yang dikemas dalam berbagai jenis……….... pengemas untuk penyimpanan 6 bulan ... ... 43

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Tanaman jarak pagar ... .... 4

Gambar 2. Buah jarak pagar berisi biji ... .... 5

Gambar 3. Reaksi transesterifikasi... 9

Gambar 4. Reaksi esterifikasi... 9

Gambar 5. Diagram alir pengepresan biji jarak metode pengepresan hidrolik ... .... (Hamabali et al., 2006)... .... 14

Gambar 6. Diagram alir pengepresan biji jarak metode pengepresan brulir ... .... (Hamabali et al., 2006)... .... 14

Gambar 7. Alat pengepres (pemerah) minyak jarak kasar dari biji/kernel ... .... 15

Gambar 8. Kurva pengeringan dan karakteristik pengeringan (Hall, 1957) ... .... 17

Gambar 9. Termometer BB dan termometer digital ... .... 18

Gambar 10. Sealer, grain moisture tester, mesin grinding dan oven ... .... 19

Gambar 11. Diagram alir monitoring trend mutu selama penyimpanan ... .... 20

Gambar 12. Diagram alir pengaruh desinfektan dan jenis pengemas ... .... 21

Gambar 13. Kebutuhan biji untuk perlakuan 2 kali ulangan ... .... 22

Gambar 14. Kemasan karung plastik rajut, kemasan karung plastik rajut + PP 0,03 mm,... Kemasan karung plastik rajut + PP 0,08 mm dan biji jarak yang disimpan.... .... 25

Gambar 15. Grafik suhu serta kelembaban penyimpanan pada suhu ruang ... .... selama 6 bulan ... .... 26

Gambar 16. Perubahan rendemen minyak dari biji jarak pagar selama ... .... penyimpanan pada berbagai perlakuan asap cair dan jenis... pengemas ... ... 27

Gambar 17. Perubahan asam lemak bebas minyak jarak pagar dari biji jarak... pagar selama penyimpanan pada berbagai perlakuan asap cair... dan jenis pengemas ... ... 31

Gambar 18. Perubahan kadar air biji jarak pagar selama penyimpanan pada... berbagai jenis perlakuan asap cair dan kemasan ... . 34

Gambar 19. Perubahan bilangan iod minyak jarak pagar selama penyimpanan pada... berbagai jenis perlakuan asap cair dan kemasan ... . 37

Gambar 20. Perubahan kadar lemak biji jarak pagar selama penyimpanan pada ... berbagai perlakuan asap cair dan kemasan ... 39

Gambar 21. Kenaikan bobot biji jarak pagar yang diberi perlakuan asap cair dan dikemas dalam berbagai pengemas ... 41

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Kebutuhan biji ulangan ke-1 ... .... 50 Lampiran 2. Kebutuhan biji ulangan ke-2 ... .... 51 Lampiran 3. Data rendemen minyak jarak pagar selama penyimpanan ... .... 52 Lampiran 4a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas.. Terhadap rendemen minyak jarak pagar (% b.k) untuk penyimpanan……... 2 bulan ... 53 Lampiran 4b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas... terhadap rendemen minyak jarak pagar (% b.k) untuk penyimpanan 4 bulan 53 Lampiran 4c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas

terhadap rendemen minyak jarak pagar (% b.k) untuk penyimpanan 6 bulan 53 Lampiran 5. Data kandungan asam lemak bebas (% b.k) minyak jarak pagar selama ... .... penyimpanan ... ... 54 Lampiran 6a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas .. terhadap asam lemak bebas pada minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... ... penyimpanan 2 bulan... ... 55 Lampiran 6b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas.. terhadap asam lemak bebas pada minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... .. penyimpanan 4 bulan... .. 55 Lampiran 6c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas.. terhadap asam lemak bebas pada minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... .. penyimpanan 6 bulan... . 55 Lampiran 7. Data kadar air (%) biji jarak pagar selama penyimpanan ... .. 56 Lampiran 8a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas. terhadap kadar air pada biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 2 bulan ... .. 57 Lampiran 8b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas.. terhadap kadar air pada biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 4 bulan ... . 57 Lampiran 8c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis pengemas. terhadap kadar air pada biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 2 bulan ... .. 57 Lampiran 9. Data bilangan iod (%) minyak jarak pagar selama penyimpanan ... . 58 Lampiran 10a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... .. pengemas terhadap bilangan iod minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... .. penyimpanan 2 bulan... . 59 Lampiran 10b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . pengemas terhadap bilangan iod minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... . penyimpanan 4 bulan... .. 59 Lampiran 10c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . pengemas terhadap bilangan iod minyak jarak pagar (% b.k.) untuk ... . penyimpanan 6 bulan... . 59

viii

Lampiran 11. Data kadar lemak (% b.k.) biji jarak pagar selama penyimpanan ... . 60 Lampiran 12a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (% b.k.) untuk ... . penyimpanan 2 bulan... . 61 Lampiran 12b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (% b.k.) untuk ... . penyimpanan 4 bulan... . 61 Lampiran 12c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (% b.k.) untuk ... . penyimpanan 6 bulan... . 61 Lampiran 13. Data kenaikan bobot (%) biji jarak pagar selama penyimpanan ... . 62 Lampiran 14a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 2 bulan . . 63 Lampiran 14b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 4 bulan . . 63 Lampiran 14c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis ... . terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%) untuk penyimpanan 6 bulan . . 63

1

I.

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Jarak pagar (Jatropha curcas Linn) sebagai salah satu tanaman terpilih sebagai sumber bahan baku biodiesel karena memiliki beberapa keunggulan antara lain kemampuan adaptasi, kandungan minyak dan tidak kompetitif dengan bahan pangan. Sedangkan kelemahan komoditas ini adalah mudah mengalami kerusakan terutama setelah panen. Buah akan cepat mengalami perubahan dari warna kuning menjadi coklat, biji akan rusak terserang kapang dan diikuti dengan perubahan mutu kimiawi. Demikian juga dengan minyak jarak kasar (Crude Jatropha Oil) hasil pengepresan jika tidak segera diolah menjadi biodiesel maka akan mengalami kerusakan.

Kerusakan minyak jarak pagar yang ditandai dengan peningkatan nilai keasaman minyak diakibatkan oleh faktor internal yaitu kandungan air, kandungan asam lemak tidak jenuh dengan rantai rangkap, keberadaan enzim pemecah lemak seperti lipase, lipoksidase atau lipolitik serta keberadaan mikroba alami dari jenis bakteria, jamur dan khamir. Sedangkan faktor eksternal adalah aerasi, pemanasan, air, kation logam atau bahan kimia. Minyak yang mengandung asam lemak tidak jenuh cenderung mudah teroksidasi, sedangkan minyak dengan asam lemak jenuh lebih mudah terhidrolisis. Menurut Sudrajat et al. (2006) minyak jarak pagar didominasi asam lemak tidak jenuh oleat, linoleat, dan linolenat mudah mengalami oksidasi sehingga minyak menjadi asam. Penyimpanan pada suhu 27

0

C selama 5 hari akan meningkatkan keasaman sebesar 15,52 % (10,82 menjadi 12,5), sedangkan penyimpanan pada suhu 40 0C meningkat 17,84% (12,5 menjadi 14,73). Hal tersebut berbeda dengan minyak kelapa sawit yang relatif lambat mengalami kerusakan dengan peningkatan bilangan asam 2,46 % (0,406 menjadi 0,416) selama penyimpanan 5 hari.

Pada pengolahan minyak menjadi biodiesel tingkat keasaman sangat menentukan terhadap prosedur pengolahan. Jika kandungan asam kurang dari 3% dilakukan dengan prosedur sederhana (transesterifikasi) sebaliknya jika kandungan asam lebih besar dari 3 % dilakukan prosedur agak kompleks (esterifikasi transesterifikasi). Perbedaan prosedur tersebut adalah pada waktu dan biaya pengolahan. Prosedur estrans membutuhkan biaya dan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan transesterifikasi. Oleh karena itu upaya yang harus dilakukan dalam penanganan pasca panen tepat agar memenuhi standar untuk pengolahan biodiesel secara sederhana (transesterifikasi).

Dalam agribisnis jarak pagar tidak terlepas dengan kegiatan penyimpanan mengingat biji jarak diperoleh dari pengumpulan hasil panen yang dilakukan setiap hari. Beberapa faktor yang berpengaruh selama penyimpanan meliputi wadah, ruang penyimpanan, perlakuan selama penyimpanan, lingkungan fisik (suhu, kelembapan), lingkungan biotik (organism perusak) dan lain-lain. Interaksi antara komoditas dengan wadah dan kondisi lingkungan sangat berperan terhadap laju kerusakan yang terjadi. Salah satu cara untuk memberikan kondisi yang tepat bagi bahan pangan untuk menunda proses kimia dalam jangka waktu yang diinginkan adalah dengan pengemasan. Standar mutu biji jarak seperti pada Tabel 1.

2

Tabel 1. Standar mutu biji jarak

Parameter uji Satuan Standar mutu Biji jarak SNI

01-1677-1989

Minyak biji jarak SNI 01-1904-1990 Mutu I Mutu II Biji rusak, (b/b) % Maks 2.0 - - Biji jarak pecah, (b/b) % Maks 4.0 - - Benda-benda asing, (b/b) % Maks 0.5 - - Kadar minyak, (b/b) % Min. 47 - - Kadar air, (b/b) % Maks 7.0 0.25 0.37 Bobot jenis 250C/250C - - 0.961-0.963 0.961-0.963 Massa jenis pada 40 0C g/cm3 - 0.961 0.963 Indeks bias nd25 - - 1.475-1.479 1.475-1.479 Bilangan asam mgKOH/g Maks 3.0 Maks 2.0 Maks 2.0 Bilangan iodium (Wijs) - - 82-90 82-90 Bilangan penyabunan - - 177-187 177-187 Kadar zat tak tersabunkn g/g, maks - 0.7 1.0 Bilangan asetil % - 140 140

Sumber : Dewan Standardisasi Nasional

Pengemasan dengan menggunakan plastik sebagai pilihan yang rasional karena mudah diperoleh dengan harga murah. Sudrajat et. al (2007) menyatakan pengemasan biji jarak menggunakan karung plastik dan diletakkan bersentuhan dengan lantai gudang bisa menyebabkan peningkatan keasaman, biji berjamur dan kehampaan minyak. Demikian pula dengan penyimpanan biji menggunakan kardus dari karton meskipun tidak kontak dengan lantai dalam keadaan terbuka bisa menyebabkan peningkatan keasaman minyak. Penyimpanan yang cukup aman adalah menggunakan kantung plastik yang ditutup rapat agar udara tidak masuk ke dalam dan selanjutnya disimpan pada gudang yang kering.

1.2

Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah

1. Menentukan karakteristik mutu biji jarak dan minyaknya selama penyimpanan pada suhu (T) ruang.

2. Menentukan jenis bahan pengemas yang mampu mempertahankan mutu biji jarak dan minyaknya selama penyimpanan.

3

II.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Tanaman Jarak

Kebanyakan orang sudah mengenal tanaman jarak karena tanaman ini mudah tumbuh dan berkembang dimana-mana. Akan tetapi, pemahaman jenis tanaman ini kadang-kadang masih keliru. Tanaman jarak yang dikenal secara luas oleh masyarakat Indonesia ada dua macam, yakni jarak kepyar dan jarak pagar.

Jarak kepyar sering disebut dengan jarak kastroli. Tanaman dengan nama latin Ricinus communis ini tergolong tanaman semusim yang dikategorikan ke dalam family Euphorbiaceae. Patterson (1989) menyatakan bahwa tanaman ini sudah lama diusahakan dan minyaknya digunakan untuk penerangan sekitar 6000 tahun yang lalu. Tanaman jarak jenis ini diduga berasal dari Ethiopis, Afrika Timur yang kemudian meyebar ke daerah Timur Tengah, Eropa, Rusia, Amerika dan Asia khususnya India, Cina dan Jepang (Patterson, 1989). Ditambahkan oleh Salunkhe et al. (1984), negara produsen terbesar tanaman jarak di dunia adalah Brazil, India, Rusia, Thailand dan beberapa negara di Afrika. Heyne (1988) mengelompokkan dua macam tanaman jarak ini yaitu Ricinus albus dengan cirri berdaun hijau dan Ricinus ruber berdaun merah. Pembedaan lainnya adalah berdasarkan waktu masak yaitu jarak budge dan jarak pinjal merupakan forma (sub spesies) yang cepat masak sedangkan jarak dalem dan jarak kepyar merupakan forma yang lambat masak. Tanaman jarak biasanya ditanam di tegalan atau diantara tanaman setahun.

Tanaman jarak jenis ini ditanam di daerah tropis atau sub tropis dengan iklim cenderung kering. Tanaman tersebut dapat ditanam pada berbagai jenis tanah dengan tingkat keasaman tanahnya berkisar dari 5-7 dengan ketinggian 0-800 meter dari permukaan laut. Iklim yang kering dan panas diperlukan terutama saat pembungaan dan pembuahan dengan ketersediaan airnya cukup pada tiga bulan pertama. Curah hujan berkisar 700-1200 mm/tahun. Curah hujan turun hanya pada awal pemanenan saja sedangkan pada saat pembungaan sebaiknya hujan sudah tidak turun. Panen buah jarak dilakukan setelah cukup umur yang ditandai dengan ± 25 persen dari buah dalam dompolan (tros) sudah mulai mengering (Dinas Perkebunan Jawa Barat, 1998). Ditambahkan oleh Kaul (1986), kisaran temperatur yang cocok untuk bertanam jarak adalah 20-260 C. Temperatur terlalu tinggi (di atas 350C) atau terlalu rendah (di bawah 150C) akan mengurangi kadar minyak dalam biji jarak dan merubah komposisinya.

Weiss (1971) menyatakan bahwa ketinggian tanaman jarak mencapai empat sampai dua belas meter. Batang tanaman jarak ini dilapisi oleh lapisan lilin (waxy bloom). Daunnya besar, lebar, berjari dan serat-seratnya kelihatan jelas di bagian bawah daun. Sementara, jarak pagar atau jarak kosta memiliki nama latin Jatropha curcas. Tanaman ini termasuk jenis tanaman tahunan seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

4

Gambar 1. Tanaman jarak pagar

Perkembangan tanaman jarak pagar sangat luas, awalnya dari Amerika Tengah, kemudian menyebar ke Afrika dan Asia. Luasnya perkembangan tanaman jarak pagar ini disebabkan oleh kemudahan dalam pertumbuhannya. Menurut Hambali. E,dkk (2007), tanaman jarak pagar dapat hidup dan berkembang dari dataran rendah sampai dataran tinggi, curah hujan yang rendah maupun tinggi (300-2380 ml/tahun) dan rentang suhu 20-260 C. Dengan demikian, tanaman jarak pagar ini mampu tumbuh pada tanah berpasir, bebatu, lempung ataupun tanah liat, sehingga jarak pagar dapat dikembangkan pada lahan kritis. Tanaman jarak pagar termasuk family Euphorbiaceae, dimana genus

Jatropha memiliki 175 spesies. Klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut: Kingdom : Embryophyta

Kelas : Spermatophyta Ordo : Malpighiales Famili : Euphorbiaceae Genus : Jatropha

Species : Jatropha curcas

(Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, 2006).

Secara fisik, tanaman jarak pagar merupakan tanaman perdu dengan tinggi sekitar 1-7 m. Tanaman tersebut memiliki batang berkayu, berbentuk silindris, bercabang, berkulit licin dan memiliki tonjolan-tonjolan bekas tangkai daun yang gugur. Daun tanaman jarak pagar merupakan daun tunggal yang tersebar disepanjang batangnya. Daun berukuran lebar, berbentuk jantung atau bulat telur melebar, dengan panjang dan lebar hampir sama yaitu 5-15 cm. Helai daun bertoreh dan berlekuk dengan sudut 30 atau 50. Pangkal daun jarak pagar berlekuk dan ujungnya meruncing. Tulang daun berjenis daun menjari dengan lima sampai tujuh tulang utama. Tangkai daun berukuran panjang, sekitar 4-15 cm. Bunga yang dihasilkan berjenis bunga majemuk yang berbentuk malai, berwarna kuning kehijauan, berkelamin tunggal, dan berumah satu. Buahnya berupa buah kotak berbentuk bulat telur dengan diameter 2-4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika sudah masak. Buah terbagi menjadi 3 ruang, masing-masing ruang berisi 1 biji. Biji berbentuk bulat lonjong, berwarna coklat kehitaman, dan mengandung banyak minyak (Sinaga, 2006).

2.2

Biji Jarak Pagar

Tanaman jarak khususnya jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan minyak cukup tinggi, yaitu sekitar 30-50 % (Hambali et al. 2006). Menurut Faradisa et al. (2006), buah jarak berbentuk bulat telur, diameter 2-4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak seperti ditunjukkan pada Gambar 2 terbagi menjadi 3 ruang yang masing-masing diisi 1

5

biji. Biji berbentuk bulat lonjong, warna cokelat kehitaman. Biji ini banyak mengandung minyak dengan rendemen sekitar 40-60 %. Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar mengandung 21 % asam lemak jenuh dan 79 % asam lemak tak jenuh.

Gambar 2. Buah jarak pagar berisi biji

Biji berbentuk bulat lonjong, warna cokelat kehitaman. Biji ini banyak mengandung minyak dengan rendemen sekitar 40-60 %. Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar mengandung 21 % asam lemak jenuh dan 79 % asam lemak tak jenuh. Tanaman jarak pagar dipanen untuk dua (2) tujuan yaitu sebagai benih dan untuk produksi minyaknya. Biji jarak pagar yang akan digunakan untuk benih ataupun untuk diambil minyaknya sering kali harus melalui penyimpanan. Apabila selama penyimpanan biji jarak pagar tidak cukup kering atau kondisi penyimpanan biji jarak pagar tidak baik, maka biji jarak pagar akan mudah diserang cendawan dan cepat rusak (Sudrajat 2006). Biji jarak pagar terdiri dari 75 % kernel (daging biji) dan 25% kulit dengan kandungan senyawa seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Kandungan senyawa dalam daging biji jarak pagar (Akiyanto 2003) Komponen Jumlah (%) Minyak/lemak 4.725 ± 1.34

Protein 24.60 ± 1.40 Serat Kasar 10.12 ± 0.52 Air 5.54 ± 0.20 Kayu 4.50 ± 0.15 Karbohidrat 7.99

Buah yang sudah dipanen harus segera diolah (jangan terlalu lama disimpan) karena mutu minyak yang dihasilkan akan menurun (Sudrajat 2006). Biji jarak terdiri dari beberapa komposisi yang dapat dilihat pada Tabel 3.

6

Tabel 3. Komposisi biji jarak pagar

Parameter Persentase (% wb) Kadar air 4.7 Kadar protein 22.2-24.5 Kadar minyak 52.9 Kadar serat dan abu 9.0 Sumber : Foidl (1996)

Biji jarak juga memiliki komposisi kimia dan nilai energi dari bagian-bagian bijinya yang dapat dilihat di Tabel 4.

Tabel 4. 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 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 energy (MJ/kg) 30.5-31.1 19.3-19.5

Sumber : Gubitz et al. (1999)

Biji jarak pagar pada buah jarak pagar yang berwarna kuning memberikan rendemen minyak jarak kasar tertinggi.

2.3

Panen dan Pascapanen

Direktorat Jendral Perkebunan (2005) diacu dalam Siagian (2010) menyatakan bahwa panen biji jarak pagar perlu dilakukan secara benar agar tidak diperoleh biji hampa, kadar minyak rendah, dan bahkan akan menyebabkan minyak menjadi asam. Berikut beberapa cara penanganan biji dilapangan :

1. Panen dilakukan pada buah yang telah masak dengan ciri kulitnya hitam atau kulit buah terbuka. 2. Cara pemanenan yang efisien, yaitu buah diambil per malai dengan syarat jumlah buah yang

matang lebih banyak dari buah mentah.

3. Buah dikeringkan untuk keperluan produksi minyak. Buah dapat langsung dikeringkan di bawah sinar matahari setiap hari sampai kulit buah mudah dipisahkan dari biji secara manual, tetapi untuk benih cukup diangin-anginkan atau dikeringkan di dalam oven suhu 600 C.

4. Pemisahan kulit buah dilakukan dengan menggunakan tangan atau mesin. Selanjutnya, biji dikeringkan setiap hari sampa benar-benar kering (kadar air 6-7 %). Setelah kering, biji disimpan

7

di dalam kantong plastik. Kantong-kantong plastik tersebut dimasukkan ke dalam karung plastik yang ditutup rapat menggunakan tali, setelah itu disimpan di atas lantai beralas bata ataupun papan dan hendaknya dihindarkan kontak langsung dengan lantai agar tidak lembap.

5. Buah jarak pagar dalam satu tandan tidak masak serentak karena waktu pembuahan bunga betina tidak terjadi pada hari yang sama. Umumnya ditemukan dua tingkat umur ditandai dengan warna buah hijau dan kuning atau kuning dan hitam dalam satu tandan, tetapi tidak jarang ditemui buah yang masaknya serentak atau tiga tingkat umur yang ditandai dengan buah yang berwarna hijau, kuning dan kuning kecoklatan pada satu tandan.

Selama penanganan pascapanen, mutu bahan hasil pertanian sangat dipengaruhi faktor kemasan yang digunakan, ruang atau gudang tempat penyimpanan dan lingkungan fisik terutama suhu dan kelembaban udara. Faktor lingkungan fisik ini akan mempengaruhi kadar air bahan yang merupakan parameter yang sangat berpengaruh terhadap mutu bahan selama penyimpanan. Menurut SNI 01-1677-1989, biji jarak pagar adalah biji dari buah jarak yang telah dikeringkan, dilepaskan dari kulit buahnya dan dibersihkan kemudian dari biji jarak ini diambil minyaknya.

2.4

Mutu Biji Jarak Pagar

Minyak merupakan komponen terbesar yang terkandung dalam biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn). Mutu benih/biji akan menentukan keberhasilan dalam kegiatan pertanaman di lapang. Mutu benih/biji dibagi atas 3 macam yaitu mutu genetik, mutu fisiologis dan mutu fisik. Mutu genetik mencerminkan potensi genetik bahan tanaman, mutu fisiologis mencerminkan daya hidup benih, sedangkan mutu fisik mencerminkan penampilan fisik benih. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi mutu fisiologis dan fisik benih antara lain adalah umur panen benih dan pengolahan benih. Pada tanaman jarak pagar, mutu benih yang tinggi dapat diperoleh bila dipanen dari buah yang telah mulai masak yang ditandai dengan warna buah telah menguning. Selanjunya benih yang memiliki viabilitas tinggi dapat dipertahankan viabilitasnya dengan teknik pengolahan dan penyimpanan benih yang tepat. Untuk benih ortodoks, daya simpan benih akan lebih panjang bila kadar air benih, suhu dan kelembapan ruang penyimpanan relatif rendah. Adapun perbedaan karakter tingkat kemasakan pada benih jarak terdapat pada Tabel 5.

Tabel 5. Perbedaan karakter antar tingkat kemasakan pada benih jarak Karakter Kemasakan Buah

Warna Buah Hijau Kuning Kecoklatan Berat buah/butir (g) 15.86 14.73 10.52 Berat biji/butir (g) 1.28 1.27 1.27 Berat kulit buah/butir (g) 12.44 11.22 7.29 Kadar air saat panen (%) 46.12 41.69 40.68

Sumber : Direktorat Jendral Perkebunan, 2005

2.5

Minyak Jarak Pagar

Minyak biji jarak pagar berwarna kekuningan dan dapat diekstrak dari biji jarak pagar dengan cara mekanik ataupun ekstraksi dengan pelarut heksana. Minyak jarak pagar sangat prospektif

8

untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel dan memiliki komposisi trigliserida yamg mengandung asam oleat dan linoleat (Hambali et al., 2006). Kandungan asam lemak pada minyak jarak pagar disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Kandungan asam lemak minyak jarak pagar

Jenis asam lemak Sifat dan komponen Komposisi (%) Asam palmitat Jenuh, C 16:0 12-17

Asam stearat Jenuh, C 18:0 5-10 Asam oleat Tidak jenuh, C 18:1 35-64 Asam linoleat Tidak jenuh, C 18:2 19-42 Asam linolenat Tidak jenuh, C 18:3 2-4 Sumber : Hambali et al., (2006)

Menurut Gubitz et al., (1999), minyak jarak dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti untuk pembuatan sabun, untuk insektisida, sebagai bahan bakar penerangan dan kompor jarak pagar atau dapat dimanfaatkan sebagai obat-obatan tradisional. Selain itu, jika diolah melalui proses esterifikasi transesterifikasi (estran) akan menghasilkan produk berupa biodiesel yang dapat digunakan untuk pembangkit genset, kendaraan diesel dan burner. Minyak jarak pagar juga dapat digunakan untuk pemakaian langsung, namun hal ini tidak direkomendasikan untuk bahan bakar mesin diesel konvensional karena minyak jarak pagar memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang tinggi sehingga dapat merusak mesin. Kandungan asam lemak esensial dalam minyak jarak pagar cukup tinggi sehingga sebenarnya dapat dikonsumsi sebagai minyak makan, asalkan toksin yang berupa phorbol ester dan curcin dapat dihilangkan (Openshaw, 2000).

Ada dua metode dasar untuk memperoleh minyak jarak pagar dari biji yaitu pengepresan dan ekstraksi pelarut Proses pengepresan biasanya dilakukan dengan pengepres hidrolik atau ulir yang digerakkan secara manual atau dengan mesin. Proses pengepresan biasanya meninggalkan ampas yang masih mengandung 7-10% minyak, sedangkan proses dengan ekstraksi pelarut mampu mengambil minyak optimum sehingga ampasnya hanya kurang dari 0,1% bobot keringnya (Syah, 2006).

Minyak jarak pagar hasil pengepresan dapat dimanfaatkan untuk bahan bakar diesel tetapi harus diolah lebih lanjut dengan menggunakan proses transesterifikasi maupun gabungan esterifikasi transesterifikasi (estran). Proses transesterifikasi dapat digunakan apabila ALB minyak jarak <2%, tetapi apabila ALB minyak jarak pagar >2%, maka proses pengolahan minyak untuk menjadi biodiesel sebaiknya menggunakan proses estran. Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi yang bertujuan untuk mengkonversi trigliserida menjadi metil ester (biodiesel) sehingga menurunkan viskositas minyak jarak dan meningkatkan pembakaran seperti pada Gambar 3 sehingga dapat digunakan sesuai standar minyak diesel untuk kendaraan bermotor. Proses transesterifikasi mengalami penukaran posisi asam lemak untuk menghasilkan ester baru. Proses transesterifikasi biasanya menggunakan katalis basa seperti KOH atau NaOH, karena reaksinya sangat cepat, sempurna dan dapat dilakukan pada temperatur yang rendah yaitu 550-600 C (Sonntag, 1982 di dalam Anggraini, 2007)

9

R1 C OCH2 CH2OH O

R1 C OCH2 + CH3OH CHOH + 3R C OCH3

R1 C OCH2 CH2OH

Trigliserida Metanol Katalis Gliserol Biodiesel (Metil Ester) Gambar 3. Reaksi transesterifikasi

Reaksi esterifikasi pada dasarnya merupakan reaksi antara asam karboksilat (asam lemak bebas) dengan alkohol untuk membentuk ester dan molekul air dan bersifat reversible. Proses esterifikasi pada umumnya menggunakan katalis asam seperti H2SO4 dan HCl. Reaksi esterifikasi selain

mengesterifikasi asam lemak bebas, juga mengkonversi trigliserida menjadi metil esternya (Hass et al., 2000) seperti ditunjukkan pada Gambar 4.

O O

R1 C OH + CH3OH R1 C OCH3 + H2O

Asam lemak Metanol Katalis Ester Air Gambar 4. Reaksi esterifikasi

2.6

Kerusakan Biji dan Minyak Jarak Pagar

Pada umumnya biji-bijian dapat disimpan pada periode yang lama apabila kondisi penyimpanan sejuk dan kering. Walaupun demikian, peluang cendawan untuk merusak lebih besar pada penyimpanan jangka lama dibandingkan dengan jangka pendek. Hal tersebut disebabkan oleh peningkatan suhu dan kelembaban di dalam penyimpanan sebagai aktivitas metabolisme biji-bijian, serangga dan cendawan (Ominski et al., 1994).

Kerusakan biji-bijian berminyak disebabkan oleh enzim lipase dari tanaman yang menghidrolisis lemak. Lemak akan mengalami penguraian menjadi asam lemak dan gliserol terutama jika temperatur dan kadar air bahan tinggi. ALB merupakan indikator kerusakan dari bahan biji-bijian yang mengandung minyak atau lemak selama penyimpanan. Asam lemak pada umumnya bersifat semakin reaktif terhadap oksigen dengan bertambahnya jumlah ikatan rangkap pada rantai molekul. Contohnya ialah asam linoleat akan lebih mudah teroksidasi daripada asam oleat pada kondisi yang sama (Ketaren, 1986). Menurut Sudrajat et al., (2007), minyak jarak pagar yang didominasi asam lemak tidak jenuh oleat, linoleat, dan linolenat mudah mengalami oksidasi sehingga minyak menjadi asam.

Penyebab utama keasaman minyak jarak pagar adalah faktor internal, yaitu kandungan asam lemak tidak jenuh dengan ikatan rangkap, keberadaan enzim pemecah lemak (seperti lipase, lipoksidase, atau lipolitik), serta keberadaan mikroba alami dari jenis bakteri, cendawan, dan khamir yang semuanya dapat menyebabkan keasaman minyak jarak, baik secara sendiri-sendiri maupun saling berinteraksi. Ketika faktor internal bertemu dengan faktor eksternal, akan terjadi proses oksidasi (Sudradjat et al., 2007). Kerusakan oksidasi disebabkan karena terjadinya penambahan molekul oksigen pada ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh, membentuk peroksida dan hidroperoksida yang labil. Peroksida dan hidroperoksida ini akan berisomer dengan air yang kemudian

10

memecah lemak menjadi asam lemak dan gliserol, disertai terbentuknya gugus aldehid, keton dan hidrokarbon lain. Proses oksidasi dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti udara, suhu, enzim, katalisator, dan adanya logam (Mahatta, 1975).

Pada umumnya asam lemak jenuh dari minyak mempunyai rantai lurus monokarboksilat dengan jumlah atom karbon genap. Dalam reaksi hidrolisis minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisis akan berlangsung dengan baik jika di dalam minyak terdapat sejumlah air. Semakin lama reaksi berlangsung maka asam lemak yang dihasilkan semakin banyak. Faktor yang menunjang dalam percepatan reaksi tersebut adalah suhu, air, keasaman, dan enzim. Enzim lipase mampu menghidrolisis lemak menjadi asam lemak bebas dan gliserol, selain enzim lipase dapat juga dikombinasi oleh kontaminasi mikrobia dari kelompok bakteri

{Staphylococus, Bacilus, Pseudomonas dan Achromobacter), Jamur {Aspergillus, PenicilHum, Mucor, Rhizopus, Monila, Oidium, Cladosporlum). Hidrolisis lemak tersebut dapat berlangsung dalam suasana aerobik dan anaerobik. Reaksi hidrolisis yang terjadi pada trigliserida adalah sebagai berikut:

C3H5(OOCR)3 + 3 H20 --- ► C3H5(OH)3 + 3 HOOCR

Trigliserida air --- ► gliserol asam lemak

Menurut Ketaren (1986), reaksi hidrolisis terjadi secara bertahap yaitu trigiserida terurai menjadi digliserida dan asam lemak. Digliserida akan terurai menjadi monogliserida dan asam lemak dan akhirnya monogliserida terurai menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksi hidrolisis terjadi secara

reversible. Apabila reaksi ini tidak dipisahkan maka akan terjadi secara berkesinambungan antar reaksi-reaksi tersebut. Tingkat kerusakan minyak dapat diukur dengan mengukur asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak dengan menentukan bilangan asam. Prinsipnya adalah dengan mereaksikan asam lemak bebas dengan alkali. Bilangan asam didefenisikan sebagai banyaknya mg KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat di dalam 1 gram minyak. Setiap satu satuan bilangan asam menunjukkan 0,503 persen asam lemak bebas yang terkandung di dalam minyak tersebut. Proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak dengan kadar ALB kurang dari 2% dapat dilakukan secara transesterifikasi. Akan tetapi jika kadar ALB lebih besar dari 2% maka proses pembuatan biodiesel lebih baik dilakukan dalam 2 tahap yaitu reaksi esterifikasi dan transesterifikasi.

2.7

Pengemasan

Penggolongan hasil pertanian secara umum berdasarkan daya simpan bahan dapat digolongkan ke dalam tiga golongan yaitu (i) golongan yang relatif tahan simpan, (ii) golongan yang mudah rusak, dan (iii) golongan yang sangat mudah rusak (Ciptadi dan Nasution, 1985). Hal tersebut mendorong pemikiran untuk menciptakan kondisi penyimpanan yang baik. Penyimpanan tidak selalu mengalami kondisi optimal, sehingga dalam beberapa bulan dapat terjadi perubahan biologi atau kimia yang menyebabkan terjadinya penurunan kualitas yang cepat.

Pengemasan adalah suatu usaha untuk melindungi komoditas dari penurunan mutu dan kerusakan mekanis, fisik, kimia dan mikrobiologis, dan pada saat diterima konsumen tetap mempunyai nilai pasar yang tinggi. Selain itu, pengemasan juga berfungsi untuk menempatkan suatu produk agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan, dan distribusi (Syarief et al., 1989).

Kondisi bahan hasil pertanian pada umumnya akan terjaga baik bila disimpan dalam keadaan dikemas. Namun, tidak semua hasil pertanian akan memberi akibat yang sama jika disimpan dalam bentuk kemasan. Kemasan ini hanya cocok diterapkan untuk komoditas pertanian berupa bahan yang telah dikeringkan. Beberapa media kemasan yang umum digunakan untuk membungkus produk hasil

11

pertanian yang akan disimpan yaitu karung, silo, kotak kayu besar, keranjang bambu, tenong, tong, gentong, kaleng, kantong kedap udara, dan box. Jenis kemasan yang digunakan harus sesuai dengan komoditi hasil pertanian (Imdad dan Nawangsih, 1995).

Karung sudah sejak lama banyak dipergunakan untuk mengemas berbagai produk pertanian, misalnya biji-bijian. Pengemasan dengan karung lebih praktis dan luwes karena mudah penanganannya. Berdasarkan bahan pembuatannya, karung dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu karung terbuat dari goni, serat plastik dan bahan kain (Imdad dan Nawangsih, 1995).

Pengemasan dengan berbagai jenis plastik sudah cukup lama dikenal, diantaranya adalah plastik jenis Polietilen (PE), Polipropilen (PP) dan Polikarbonat (PC). Penggunaan plastik untuk kemasan makanan cukup menarik karena sifat-sifatnya yang menguntungkan, seperti luwes mudah dibentuk, mempunyai adaptasi yang tinggi terhadap produk, tidak korosif seperti wadah Iogam, serta mudah dalam penanganannya (Syarief et al., 1989). Jenis dan sifat produk plastik sangat tergantung pada monomer-monomer yang menyusunnya. Beberapa jenis plastik diantaranya adalah Polietilen (PE), Polipropilen (PP), Polikarbonat (PC) dan lain-lain.

2.7.1

Polietilen (PE)

Polietilen dibuat dengan proses polimerisasi adisi dari gas etilen yang diperoleh sebagai hasil samping industri arang dan minyak. Polietilen merupakan jenis plastik yang yang paling banyak digunakan dalam industri karena sifat-sifatnya yang mudah dibentuk, tahan terhadap berbagai bahan kimia, penampakannya jernih dan muda digunakan sebagai laminasi (Syarief eta/., 1989). Polietilen diklasifikasikan berdasarkan densitasnya yaitu dibagi atas polietilen densitas rendah (LDPE), polietilen densitas menengah (MDPE) dan polietilen densitas tinggi (HDPE). Plastik LDPE baik terhadap daya rentang, kekuatan retak, ketahanan putus, dan mampu mempertahankan kestabilannya hingga di bawah suhu -60°C. Jenis plastik ini memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan uap air, namun kurang terhadap gas (Robertson, 1993). Menurut Harrington et al. (1970) kemasan yang terbuat dari LDPE memiliki ciri khas lembut, fleksibel dan mudah direntangkan, jernih, penahan uap air yang baik namun bukan penahan oksigen yang baik, tidak menyebabkan aroma atau bau terhadap makanan, serta mudah di-seal. Briston et al. (1974) menyatakan titik leleh dari plastik LDPE yaitu 85 - 87 °C. Plastik MDPE lebih kaku daripada LDPE dan memiliki suhu leleh lebih tinggi dari LDPE, sedangkan plastik HDPE dihasilkan pada proses dengan suhu dan tekanan rendah (50 - 70°C, 10 atm). Paling kaku diantara ketiganya, tahan terhadap suhu tinggi (120°C) sehingga dapat digunakan untuk produk yang harus mengalami sterilisasi (Syarief et al., 1989). Menurut Robertson (1993), HDPE lebih tahan terhadap zat kimia dibandingkan dengan LDPE, dan memiliki ketahanan yang baik terhadap minyak dan lemak.

2.7.2

Polipropilen (PP)

Polipropilen termasuk jenis olefin dan merupakan polimer dari propilen dengan sifat utama ringan dan mudah dibentuk, kekuatan tarik lebih mudah daripada polietilen, tidak mudah sobek sehingga mudah untuk penanganan dan distribusi, tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak serta pada suhu tinggi akan bereaksi dengan benzene, tolen, terpentin dan asam nitrat (Syarief et al., 1989). Menurut Buckle et al., 1985, polipropilen lebih kaku, kuat dan ringan daripada polietilen dengan daya tembus uap air yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap. Plastik tipis yang tidak mengkilap mempunyai daya tahan yang cukup rendah terhadap suhu tetapi bukan penahan gas yang baik. Anonim (1982), menyebutkan bahwa polipropilen mempunyai densitas 0,99 g/cm3 dengan permukaan halus, lebih mengkilap, mirip dengan polietilen

12

dalam penggunaanya, lebih tahan terhadap gas daripada polietilen Menurut Hanlon (1973), polipropilen mempunyai sifat permeabilitas gas sedang, sehingga tidak cocok untuk kemasan yang peka terhadap oksigen, dan mempunyai permeabilitas terhadap uap air yang rendah. Polipropilen mempunyai ketahanan kimia yang mirip dengan HDPE, tetapi ketahanan terhadap lemak dan minyak lebih baik.

Untuk memperbaiki sifat-sifatnya, polipropilen dapat dimodifikasi menjadi OPP (oriented polypropylen) jika dalam proses pembuatannya ditarik saru arah atau BOPP (biaxially oriented polypropylene) jika ditarik dari dua arah. (Syarief et al., 1989). Kemasan Polipropilena mengarah pada orientasi yang menghasilkan kemasan yang lebih kuat, lebih cerah dan meningkatkan ketahanan terhadap uap air.

Perlidungan produk dari pengaruh lingkungan seperti gas dan uap tergantung pada integritas kemasan dan permeabilitas. Sedangkan proses gas dan uap melewati suatu bahan kemasan biasa terjadi melalui pori-pori, sesuatu yang terbuka dan perbedaan konsentrasi (Hanlon, 1971).

2.8

Penyimpanan

Penyimpanan adalah salah satu bentuk tindakan pengamanan yang selalu terkait dengan faktor waktu. Penyimpanan dimaksudkan untuk menjaga dan mempertahankan nilai komoditas yang disimpan. Jika ada suatu komoditas pertanian yang meningkat mutunya karena disimpan, maka penyimpanan tersebut lebih bersifat sebagai proses penuaan (aging). Faktor yang berpengaruh selama penyimpanan meliputi faktor wadah, ruang penyimpanan, perlakuan selama penyimpanan, Iingkungan fisik (suhu, kelembaban udara), Iingkungan biotik (organisme perusak dan bukan perusak), dan sebagainya. Interaksi antara komoditas dengan wadah dan kondisi Iingkungan sangat berperan terhadap laju kerusakan yang terjadi (Soesarsono, 1988). Menurut Soedibyo (1985), prinsip pada penyimpanan adalah pengendalian kecepatan proses-proses metabolisme dan fisik seperti laju respirasi dan transpirasi, timbulnya infeksi penyakit dan mempertahankan produk dalam bentuk yang paling berguna bagi konsumen. Bahan hasil pertanian pada umumnya disimpan dalam 3 macam keadaan, yaitu dionggokkan (bulk), dihamparkan atau dikemas. Pemilihan media penyimpanan yang digunakan sebagai sarana untuk menempatkan bahan sebelum disimpan dalam tempat penyimpanan tentu saja disesuaikan dengan jenis komoditas, volume bahan dan jangka waktu simpan yang dikehendaki. Media penyimpanan yang biasa dipergunakan untuk menyimpan hasil pertanian yaitu lantai, rak dan kemasan (Imdad dan Nawangsih, 1995).

Faktor Iingkungan yang paling utama dalam penyimpanan adalah suhu. Umumnya perubahan suhu mengakibatkan perubahan terhadap semua laju proses fisiologi dan biokimiawi dari produk pertanian. Suhu yang tinggi pada penyimpanan biji jarak pagar akan menyebabkan lemak mengalami penguraian menjadi asam lemak dan gliserol, selain itu kadar air yang lebih tinggi juga akan mempercepat kerusakan biji jarak pagar. Hal ini sebagai akibat dari enzim lipase dari tanaman biji-bijian berminyak yang menghidrolisis lemak. Asam lemak bebas merupakan indikator kerusakan dari bahan biji-bijian yang mengandung minyak (Ketaren, 1986). Selain itu, peningkatan suhu akan mempercepat pertumbuhan mikroorganisme. Penyimpanan vakum juga merupakan salah satu cara penyimpanan yang dapat mempertahankan produk di dalamnya sehingga terlindung dari pertukaran gas atau air dari luar. Menurut Syarief dan Halid (1993), penyimpanan vakum mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut : (a) kondisi vakum dapat menyebabkan kematian serangga dan binatang kecil yang terdapat dalam bebijian pada saat penyimpanan, (b) mencegah pertumbuhan kapang dan timbulnya panas dan, mengurangi kelebihan air walaupun tidak dapat menghentikan produksi asam

13

hasil fermentasi anaerobik, dan (c) produk yang disimpan dalam keadaan kering, akan tetap dalam kondisi kering karena tidak menyerap uap air dari atmosfer.

Daya simpan biji dapat ditingkatkan dengan salah satu cara atau kombinasi dari: (1) kadar air rendah, (2) menggunakan kemasan, (3) biji bersih, bebas dari hama dan penyakit, (4) menurunkan kelembaban, (5) memberikan aerasi, dan (6) memberantas hama gudang secara periodik. Penanganan dan penyimpanan biji yang tepat sangat diperlukan karena mutu biji dapat berkurang dengan cepat (Kartono, 2004). Penyimpanan biji jarak pagar dengan menggunakan kemasan karung ataupun plastik dapat menghambat kenaikan keasaman minyak jarak pagar daripada tanpa kemasan. Penggunaan jumlah lapisan kemasan dengan menggunakan karung maupun plastik akan mempunyai daya hambat yang lebih baik terhadap peningkatan keasaman minyak jarak pagar selama penyimpanan (Sudradjat

et al., 2007).

2.1

Asap Cair Sebagai Desinfektan

Asap cair merupakan hasil kondensasi asap pada proses pembakaran/ pirolisis dari kayu atau bahan-bahan yang banyak mengandung karbon serta senyawa-senyawa lain. Asap cair mengandung sejumlah besar senyawa seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin. Pirolisis merupakan proses dekomposisi bahan yang mengandung karbon, baik yang berasal dari tumbuhan, hewan maupun barang tambang yang menghasilkan arang (karbon) dan asap yang dapat dikondensasi menjadi destilat (Paris et al., 2005). Asap cair dengan bahan baku tempurung kelapa diproduksi dengan cara tempurung kelapa dibakar dalam suatu wadah yang tahan terhadap tekanan. Media pendingin yang digunakan pada kondensor adalah air yang dialirkan melalui pipa inlet dan keluar dari pipa outlet secara berlawanan terhadap asap yang masuk, kemudian wadah bahan baku dipanaskan selama satu jam. Asap yang keluar dari hasil pembakaran tidak sempurna tersebut dialirkan ke kondensor dan dikondensasikan menjadi asap cair (Hanendyo, 2005).

Fungsi asap cair adalah sebagai bahan pengawet yang memiliki kandungan senyawa fenol dan asam yang berperan sebagai antibakteri dan antioksidan (Darmadji, 2002). Zat-zat yang ada dalam asap cair berperan sebagai antimikrobial adalah senyawa fenol dan asam asetat, yang peranannya semakin meningkat bila kedua senyawa tersebut bersama-sama (Darmadji, 1995). Menurut Maga (1988) komposisi asap cair terdiri dari air 11 - 92 %, fenol 0,22 - 2,9 %, asam 2,8 - 4,5 %, karbonil 2,6 - 4,6 % dan tar 1-17 %. Perbedaan komposisi asap tergantung kepada jenis kayu yang dipakai dan kandungan air kayu asap (Rusz and Miler, 1976) sedangkan menurut Peszczola (1995) perbedaan komposisi asap cair berdasarkan spesies dari tanaman, umur dan kondisi pertumbuhan tanaman. Asap cair dari tempurung kelapa mempunyai 7 macam komponen yang dominan yaitu fenol, 3-metil-l,2-siklopentadion, 2-metioksifenol, 2-metoksi-4-metilfenol, 4-etil-2-metoksifenol, 2,6-dimetoksifenol dan 2,5 - dimetoksi benzil alkohol, yang kesemuanya larut dalam eter. Gumanti (2006) mendapatkan data kandungan senyawa kimia dalam asap cair yaitu fenol sebesar 5,5%, methyl alkoholnya sebesar 0,37% dan total asamnya sebesar 7,1%. Sedangkan Zuraida (2007) mendapatkan data kandungan empat senyawa terbesar dalam asap cair adalah senyawa phenol, Pyrogallol 1,3-dimetil ether

sebanyak 15,64%, 2-Methoxy-p-cresol sebanyak 11,53%, Pyrogallol trimethyl ether sebanyak 8,65%, dan p-Ethylguaicol sebanyak 6,85%. Komponen utama yang terdapat dalam tar adalah fenol dan turunannya seperti guaiacol; 4-propyl guaiacol; 2,6-xylenol; 3,5-xylenol; creosol; o-creosol; syringol;

14

2.10

Ektraksi Minyak Jarak Pagar Kasar

Ekstraksi minyak adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Minyak yang terkandung dalam bahan hanya dapat diperoleh dari dua (2) metode ekstraksi, yaitu pengepresan dan ekstraksi dengan pelarut. Proses pengepresan biasanya dilakukan dengan pemerahan hidrolik ataupun ulir yang digerakkan secara manual atau dengan mesin seperti yang ditunjukkan pada diagram alir pada Gambar 5 dan 6.

Gambar 5. Diagram alir pengepresan biji jarak metode pengepresan hidrolik (Hambali et al., 2006)

Gambar 6. Diagram alir pengepresan biji jarak metode pengepresan berulir (Hambali et al.,

2006)

Proses pengepresan (pemerahan) biasanya meninggalkan ampas yang masih mengandung 7-10% minyak, sedangkan ekstraksi pelarut mampu mengambil minyak optimal sehingga ampasnya hanya kurang dari 0,1% berat keringnya (Syah 2006). Dalam pengepresan (pemerahan) minyak biji

Biji Jarak Kering

Pemanasan Biji dengan uap kering 100

0

C

Pemisahan

Kulit Biji

Daging Biji

Penghancuran dengan Mixer

Pengepresan Hidrolik

Ampas Bungkil

Minyak Jarak Pagar

Biji Jarak Kering

Pengepresan Berulir (sistem kontinu)

Ampas Bungkil

15

jarak pagar, ada dua (2) faktor yang mempengaruhi banyaknya rendemen minyak jarak pagar kasar yang dihasilkan yaitu:

1. Suhu Pengepresan (pemerahan)

Sebelum dilakukan pemerahan, biji jarak pagar perlu mendapatkan perlakuan pendahuluan berupa pemasakan (dengan memberikan perlakuan suhu saat pemerahan). Pemasakan biji jarak pagar bertujuan untuk menggumpalkan protein, mematikan enzim lipase, dan membuka sel-sel pembungkus minyak dalam daging biji jarak pagar. Penggumpalan protein diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pemerahan, berkurangnya lipase yang aktif akan mengurangi proses hidrolisis trigliserida asam lemak. Jika enzim masih aktif, maka kadar asam lemak bebas pada minyak akan bertambah ketika penyimpanan. Pembukaan sel-sel minyak pada daging biji jarak pagar akan membantu mempercepat proses pemerahan. Dengan pemerahan, umumnya dihasilkan rendemen minyak sampai 30% biji berkulit (Bailey 1950 dan Kirk & Othmer 1964 dalam Liestiyani 2000). Hasil penelitian Situmorang (2009) menyatakan bahwa metode pemerahan minyak jarak pagar kasar yang terbaik adalah dengan menggunakan bahan daging biji jarak pagar (kernel), suhu ekstraksi dibawah 60 0C, dan lama waktu preheating 10 menit. Gambar 6 menunjukkan alat pemerah biji/kernel jarak pagar berupa pengepres hidrolik.

Gambar 7. Alat pengepres (pemerah) minyak jarak kasar dari biji/kernel

Pengepresan (pemerahan) minyak jarak pagar kasar biasanya dilakukan dengan

hydraulic press pada suhu rendah (cold press), karena minyak yang dihasilkan ditandai sebagai minyak No. 1 menurut standar Amerika (Kirk dan Othmer 1964 di dalam Tim Departemen Teknologi Pertanian USU 2005). Pemerahan dingin pada umumnya dapat mengeluarkan 25% sampai 35% minyak dari dalam biji jarak pagar. Minyak yang dihasilkan kemudian disaring dan akan menghasilkan minyak jarak pagar kasar dengan warna cerah (Kirk dan Othmer 1964 dalam

Tim Departemen Teknnologi Pertanian USU 2005). 2. Kadar Air Biji

Kadar air suatu bahan menunjukkan jumlah air yang dalam bahan tersebut, baik berupa air bebas maupun air terikat menurut Henderson dan Perry (1976). Pada proses pengeringan, yang pertama mengalami penguapan adalah air bebas dan setelah air bebas maka penguapan selanjutnya terjadi pada air terikat.

16

Menurut Coss (1954) dalam Qibtiah (1987), kadar air yang optimum untuk biji-bijian yang akan perah minyaknya adalah sebesar 6 % sampai 7%. Adanya kandungan air dalam jaringan minyak dalam biji-bijian dapat menyebabkan terjadinya reaksi hidrolisa yang akan menghasilkan asam lemak bebas.

Semakin rendah kadar air bahan, maka jumlah minyak yang dapat diekstrak akan semakin tinggi. Selain itu, lemak yang ada pada bahan dapat keluar dengan cepat. Menurut Soetaredjo (2008) di dalam Situmorang (2009) bahwa perlakuan suhu sangat berpengaruh terhadap karakteristik kimia bahan yang menyebabkan kualitas bahan menurun. Menurut Sirisomboon dan Kitchaiya (2009), pengeringan di 80 0C memberikan hasil minyak (47,06%) tertinggi, tetapi juga nilai asam tertinggi. Asam tinggi menunjukkan nilai asam lemak bebas tinggi yang menyebabkan abrasi tinggi logam. Pengeringan pada 40 0C memberi sedikit minyak (36,83%) tetapi nilai asam terendah, yang menunjukkan kualitas penggunaan lebih baik. Suhu dalam proses pengeringan mempengaruhi viskositas, kandungan asam lemak bebas dan nilai asam. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya panas dan kadar air, yang berkaitan dengan generasi asam lemak bebas.

Hasil penelitian Ginwal et al., (2005) menunjukkan bahwa bobot biji jarak pagar berkorelasi positip dengan rendemen minyak biji jarak pagar kasar. Semakin tinggi bobot biji jarak pagar, maka presentasi rendemen minyak biji jarak pagar kasar akan semakin tinggi.

Pada proses pengeringan terdapat dua laju pengeringan, yaitu laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun. Grafik laju pengeringan ini dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8. Laju pengeringan konstan terjadi karena gaya perpindahan air internal lebih kecil dari perpindahan uap air pada permukaan bahan (Brooker et al., 1974). Laju pengeringan konstan terjadi pada awal proses pengeringan yang kemudian diikuti oleh laju pengeringan menurun. Periode ini dibatasi oleh kadar air kritis (critical moisture content) (Henderson dan Perry 1976). Kadar air kritis adalah kadar air terendah dimana laju pelepasan air bebas dari dalam permukaan bahan tidak terjadi lagi. Pada biji-bijian umumnya kadar air ketika pengeringan dimulai lebih kecil dari kadar air kritis, sehingga pengeringan yang terjadi adalah proses pengeringan menurun.

Besarnya laju pengeringan berbeda pada setiap bahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan tersebut adalah:

1. Bentuk bahan, ukuran, volume dan luas permukaan.

2. Sifat termofisik bahan, seperti: panas laten, panas jenis spesifik, konduktifitas termal dan emisivitas termal.

3. Komposisi kimia bahan, misalnya kadar air awal. 4. Keadaan di luar bahan, seperti suhu.

Hall (1957) menyatakan pengeringan merupakan proses pengurangan kadar air bahan sampai kadar air tertentu sehingga dapat menghambat laju kerusakan bahan akibat aktivitas biologis dan kimia. Dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air bahan ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Agar suatu bahan dapat menjadi kering, maka udara harus memiliki kandungan uap air atau kelembapan nisbi yang lebij rendah dari bahan yang akan dikeringkan.

17

(a) (b)

Gambar 8. Kurva pengeringan (a) dan kurva karakteristik pengeringan (b) (Hall, 1957) dimana:

A-B adalah periode pemanasan B-C adalah laju pengeringan konstan C adalah kadar air kritis

C-D adalah periode penurunan laju pengeringan pertama D-E adalah periode penurunan laju pengeringan kedua

18

III.

METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Laboratorium Lapang Departemen Teknik Pertanian Leuwikoppo di Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Balai Besar Pascapanen Pertanian pada bulan Mei sampai November 2010.

3.2

Bahan dan Alat

Bahan:

Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini buah jarak pagar yang diperoleh dari PT. Panjiwaringin di Kecamatan Malimping, Kabupaten Lebak, Propinsi Banten. Biji yang dipakai berasal dari buah yang dipanen setelah masak dengan umur petik ±55 hari setelah pembungaan dan dicirikan dengan kulit buah berwarna kuning. Bahan kimia untuk analisis kimia alkohol netral 95 %, KOH 0,1 N, KI, Na2S2O3 0,1 %, heksan, larutan wijs, indikator

kanji, indikator phenolphthalein, kloroform, media plate count agar (PCA) dan air suling, kemasan paranet, polipropilen (PP), nilon atau poliamida (PA) untuk penyimpanan biji jarak pagar.

Alat:

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah thermometer bola basah-kering (BB), thermometer digital, terpal, peralatan analisis kimia berupa gelas volume, cawan aluminium, oven, desikator, timbangan digital, alat pengupas buah jarak, alat penghancur biji (Crusher), pengepres hidrolik, alat sealer, alat pengukur kadar air Grain Moisture Tester, timbangan Tripple Beam, mikropipet, peralatan gelas dan perlengkapan analisis kimia lainnya. Peralatan yang digunakan tersebut ditunjukkan seperti pada Gambar 9 dan 10.

(a) (b) Gambar 9. Termometer BB (a) dan termometer digital (b)

19

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 10. Sealer (a), grain moisture tester (b), mesin grinding (c) dan oven (d)

3.3

Metode Penelitian

Kegiatan penelitian terdiri dari beberapa tahapan, yaitu tahapan pemanenan buah jarak, perlakuan penanganan bahan, sortasi biji jarak pagar serta kegiatan penelitian penyimpanan yang akan dilaksanakan.

1. Pemanenan buah jarak

Pemanenan dilakukan secara manual dengan melihat secara visual buah yang terdapat pada pohon. Buah jarak yang dipetik adalah buah yang telah berwarna kuning. Buah dari hasil pemetikan dari kebun selanjutnya dilakukan sortasi untuk menghindari terjadinya percampuran buah yang tidak memenuhi kriteria. Buah tersebut dikemas dalam karung dan diangkut menuju laboratorium (disimpan lemari pendingin jika waktu penanganan tidak memungkinkan).

2. Perlakuan penanganan bahan

Buah jarak diperoleh dari hasil kebun segera disimpan pada laboratorium. Selanjutnya buah tersebut dikupas dengan alat pengupas sederhana (manual) sehingga terpisah antara biji dan kulit. Rendemen biji diketahui dengan menghitung jumlah biji yang diperoleh dibandingkan dengan buah awal sebelum dikupas.

3. Sortasi biji jarak pagar

Sortasi dilakukan secara manual yaitu dengan cara memisahkan biji dalam beberapa kriteria adalah berbentuk normal, ukurannya seragam dan tidak pecah. Kemudian biji jarak pagar dikeringkan dengan menggunakan panas sinar matahari di atas terpal hingga kadar air 6-7 %. Setelah itu dilakukan sortasi ulang dan diambil biji jarak pagar yang tidak pecah.

20

a.Penelitian pengaruh jenis pengemas

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jenis bahan pengemas, oksigen dan suhu penyimpanan terhadap karakteristik mutu biji jarak pagar. Jenis pengemas yang digunakan adalah karung plastik rajut, Karung plastik rajut + polipropilen dengan ketebalan 0.03 mm dan karung plastik rajut + polipropilen 0.08 mm. Perbedaan karakteristik jenis pengemas tersebut diduga akan memberikan pengaruh terhadap mutu biji jarak, sedangkan suhu yang digunakan adalah suhu ruang selama penyimpanan dilakukan.

b.Penelitian trend perubahan mutu selama penyimpanan

Untuk melakukan pemantauan perubahan mutu fisik dan kimia dilakukan pengamatan secara berkala setiap 2 (dua) bulan sekali selama 6 (enam) bulan. Dengan pemantauan perubahan fisik tersebut diharapkan diperoleh informasi trend masa simpan jarak. Adapun diagram alir monitoring trend mutu selama penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Diagram alir monitoring trend mutu selama penyimpanan c.Penelitian dosis desinfektan

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan alternatif cara pengemasan yang dapat diterapkan pada tingkat petani atau pengumpul. Dengan mempertimbangkan waktu simpan pada tingkat petani atau pengumpul cukup lama sebelum dipasarkan atau diolah maka penelitian ini dilakukan penyimpanan selama 6 bulan. Jenis desinfektan yang digunakan adalah asap cair karena memiliki kemampuan pengendalian terhadap mikroorganisme juga sebagai antioksidan sehingga proses oksidasi minyak dapat dikendalikan. Pengamatan terhadap perubahan mutu dilakukan secara berkala setiap 2 bulan selama 6 (enam) bulan penyimpanan. Biji jarak hasil pengupasan masing-masing ditimbang sebanyak 0,5 kg kemudian diberi perlakuan asap cair yaitu dengan cara merendam selama 2 menit dengan dosis 0%, 5% dan 15 %. Biji tersebut selanjutnya dikemas pada berbagai jenis pengemas yaitu karung plastik rajut jenis polipropilen, karung plastik rajut jenis polipropilen berlapis plastik poliropilen dengan ketebalan 0,03 mm dan karung plastik rajut jenis polipropilen berlapis plastik polipropilen ketebalan 0,08 mm. Biji jarak yang telah dikemas selanjutnya

Buah jarak

Pengupasan

Biji jarak

Pengeringan

Sortasi Biji jarak

Pengemasan

21

disimpan selama 6 bulan. Untuk mengetahui perubahan mutu selama penyimpanan dilakukan pengamatan setiap 2 bulan dengan parameter mutu berupa asam lemak bebas (FFA), kadar air biji, bilangan iod, susut bobot, kadar lemak biji dan rendemen minyak. Diagram alir pengaruh desinfektan dan jenis pengemas terhadap biji jarak dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12. Diagram alir pengaruh desinfektan dan jenis pengemas

Aplikasi di lapangan dan distribusi kebutuhan biji setiap perlakuan 2 kali ulangan ditunjukkan pada Gambar 13.

Perendaman disinfektan(asap cair)

Disimpan selama 6 bulan dan dilakukan pengamatan tiap 2 bulan dengan parameter :

1. Biji Jarak : Susut bobot, kadar air, kadar lemak. 2. Minyak Jarak : asam lemak bebas, rendemen dan

bilangan Iod, Karung plastik

rajut Karung plastik rajut + Polipropilen 0,03 mm

Karung plastik rajut + Poliprpopilen 0,08mm Pengemasan

5% 15% Kontrol

Pengupasan Buah Jarak

Biji Jarak

Berasal dari PT. Panjiwaringin Dengan alat pengupas buah

Sortasi biji jarak Ukuran biji seragam, tidak keriput, tidak pecah/terbelah

22

Gambar 13. Kebutuhan biji untuk perlakuan 2 kali ulangan

Kemudian kebutuhan biji per sampel pada setiap ulangan ditunjukkan seperti pada lampiran 1 dan lampiran 2.

Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan 2 faktor, dengan 3 kali ulangan

A = Dosis desinfektan A1 = 0 %

A2 = 5 %

A3 = 15 %

B = Jenis pengemas B1 = Karung

B2 = Karung + Polipropilen tebal 0.03 mm

B3 = Karung + Polipropilen tebal 0.08 mm

Pengamatan dilakukan setiap 30 hari (1 bulan) selama 6 bulan penyimpanan, dengan model matematikanya sebagai berikut :

Yijk= µ + ai + ßi + Tij + €(ij)k

Keterangan :

Yijk = Nilai pengamatan

µ = Nilai rata-rata

ai = Pengaruh faktor A

ßi = Pengaruh faktor B

Tij = Pengaruh interaksi faktor A dan faktor B

€(ij)k = Pengaruh variasi contoh (galat percobaan)

Dimana :

i = 1,2,3 dan j = 1,2,3 Tanpa Asap cair

Karung plastik rajut ( 8 sampel)

Karung plastik rajut + PP 0,08 (8 sampel)

Karung plastik rajut + PP 0,03 (8 sampel)

Asap cair 5 % Karung plastik rajut ( 8 sampel)

Karung plastik rajut + PP 0,08 (8 sampel)

Karung plastik rajut + PP 0,03 (8 sampel)

Karung plastik rajut + PP 0,03 (8 sampel) Karung plastik rajut

+ PP 0,08 (8 sampel) Karung

plastik rajut ( 8 sampel) Asap cair 15 %

23

Data yang diperoleh akan dianalisis dengan menggunakan analisis sidik ragam dengan tingkat kepercayaan 95% menggunakan SAS, dan apabila terdapat pengaruh perlakuan akan dilakukan uji lanjut Duncan.

3.4

Pengamatan dan Pengukuran

Pengamatan biji jarak pagar diiakukan terhadap kenaikan bobot, kadar air, dan kadar lemak sedangkan pengamatan minyak hasil ekstraksi biji jarak dilakukan terhadap kadar asam lemak bebas, bilangan Iod, dan rendemen minyak.

Kenaikan Bobot

Kenaikan bobot biji dihitung berdasarkan perbandingan antara bobot biji setelah penyimpanan terhadap bobot biji awal.

Kenaikan bobot biji jarak pagar (%) = (A-B)/B xl00% Keterangan :A = bobot biji setelah penyimpanan (gram)

B = bobot biji awal (gram)

Kadar Air Biji

Cawan terlebih dahulu dikeringkan dalam oven pada suhu 100-102 °C selama 1 jam, kemudian dimasukkan ke dalam desikator, dan ditimbang. Sebanyak 5 gram contoh yang telah dihaluskan ditempatkan dalam cawan tersebut. Cawan berisi contoh dimasukan ke dalam oven bersuhu 100-102 °C sampai bobotnya konstan. Kadar air dihitung berdasarkan persamaan berikut:

Kadar air (%) =

(

_



100

%

























C

B

A

Keterangan :

A = Bobot cawan dan contoh awal (gram)

B = Bobot cawan dan contoh setelah pengeringan (gram) C = Bobot contoh awal (gram)

Kadar Lemak

Kandungan (kadar) lemak ditentukan dengan metode Soxhlet (AOAC 1999). Sebanyak 2 g sampel yang sudah dihaluskan disebar di atas kapas yang beralas kertas saring dan digulung membentuk thimble, lalu dimasukkan ke dalam labu Soxhlet. Kemudian dilakukan ekstraksi selama 6 jam dengan menggunakan pelarut lemak berupa heksana sebanyak 150 ml. Lemak yang terekstrak kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 100

0

C selama 1 jam. Kandungan lemak per ulangan dihitung dengan rumus: Bobot lemak terekstrak (g)

Kadar lemak = x 100 % Bobot sampel (g)

Kadar Asam Lemak Bebas (SNI 01- 3555-1998)

Sebanyak ± 5 gram sampel minyak ditimbang dan di masukkan dalam erlenmeyer 250 ml dan ditambahkan 50 ml ethanol netral 95 % dan dipanaskan sampai 70°C. Setelah sampel minyak larut dengan etanol kemudian ditambahkan dua tetes indikator phenolptalein, selanjutnya larutan dititrasi dengan KOH 0,1 N sampai berwarna merah jambu yang tidak hilang sedikitnya selama 15 detik.

58

Lampiran 9. Data bilangan iod (%) minyak jarak pagar selama penyimpanan

Sampel Waktu simpan (Bulan)

0 2 4 6

A1B1 100.395 98.565 95.995 88.825 A1B2 100.395 98.315 96.130 88.120 A1B3 100.395 97.850 94.525 87.710 A2B1 97.485 98.040 96.110 87.380 A2B2 97.485 96.390 92.990 88.210 A2B3 97.485 97.860 95.670 88.130 A3B1 100.430 97.960 96.120 87.970 A3B2 100.430 98.110 90.285 87.755 A3B3 100.430 98.185 95.695 88.350 Keterangan : A = Asap cair (1. 0%, 2. 5%, 3. 15%)

B = Kemasan (1. Karung plastik rajut, 2. Karung plastik rajut + PP 0,03 mm, 3. Karung plastik rajut + PP 0,08 mm)

59

Lampiran 10a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap bilangan Iod minyak jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 2 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 2.23121111 1.11560556 2.59 0.1293 Jenis pengemas (B) 2 1.03951111 0.51975556 1.21 0.3433

A*B 4 2.81682222 0.70420556 1.64 0.2477

Galat 9 3.87615000 0.43068333

Total 17 9.96369444

Semua perlakuan tidak menunjukkan beda nyata terhadap bilangan Iod minyak biji jarak pagar

Lampiran 10b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap bilangan Iod minyak jarak pagar

(%) untuk penyimpanan 4 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 6.97017778 3.48508889 0.51 0.6174 Jenis pengemas (B) 2 27.84441111 13.92220556 2.03 0.1868

A*B 4 29.06325556 7.26581389 1.06 0.4292

Galat 9 61.6152000 6.8461333

Total 17 125.4930444

Semua perlakuan tidak menunjukkan beda nyata terhadap bilangan Iod minyak biji jarak pagar.

Lampiran 10c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap bilangan Iod minyak jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 6 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 0.29703333 0.14851667 1.46 0.2821 Jenis pengemas (B) 2 0.00430000 0.00215000 0.02 0.9791 A*B 4 2.46956667 0.61739167 6.07 0.0119

Galat 9 0.91470000 0.10163333

Total 17 3.68560000

60

Lampiran 11. Data kadar lemak (%) biji jarak pagar selama penyimpanan

Sampel Waktu simpan (Bulan)

0 2 4 6

A1B1 24.690 35.190 31.140 27.605 A1B2 24.690 35.355 31.110 33.825 A1B3 24.690 32.655 32.560 29.070 A2B1 21.935 34.585 32.175 26.205 A2B2 21.935 36.000 31.250 30.095 A2B3 21.935 34.325 32.010 32.765 A3B1 22.175 33.120 31.960 30.535 A3B2 22.175 31.175 33.060 31.705 A3B3 22.175 35.175 32.135 32.320 Keterangan : A = Asap cair (1. 0%, 2. 5%, 3. 15%)

B = Kemasan (1. Karung plastik rajut, 2. Karung plastik rajut + PP 0,03 mm, 3. Karung plastik rajut + PP 0,08 mm)

61

Lampiran 12a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 2 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 10.31791111 5.15895556 1.24 0.3341 Jenis pengemas (B) 2 0.18254444 0.09127222 0.02 0.9783

A*B 4 28.23408889 7.05852222 1.70 0.2337

Galat 9 37.40190000 4.15576667

Total 17 76.13644444

Semua perlakuan tidak menunjukkan beda nyata terhadap bilangan lemak biji jarak pagar.

Lampiran 12b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 4 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 1.96623333 0.98311667 0.74 0.5044 Jenis pengemas (B) 2 0.82603333 0.41301667 0.31 0.7406

A*B 4 4.29163333 1.07290833 0.81 0.5510

Galat 9 11.97050000 1.33005556

Total 17 19.05440000

Semua perlakuan tidak menunjukkan beda nyata terhadap bilangan lemak biji jarak pagar.

Lampiran 12c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kadar lemak biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 6 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 10.83063333 5.41531667 2.73 0.1181 Jenis pengemas (B) 2 50.14120000 25.07060000 12.66 ** 0.0024 A*B 4 38.97386667 9.743 4.92 ** 0.0222

Galat 9 17.8241500 1.9804611

Total 17 117.7698500

62

Lampiran 13. Data kenaikan bobot (%) biji jarak pagar selama penyimpanan

Sampel Waktu simpan (Bulan)

0 2 4 6

A1B1 0.000 3.932 3.912 2.136 A1B2 0.000 1.556 2.095 2.105 A1B3 0.000 0.309 0.867 1.186 A2B1 0.000 3.922 3.443 1.407 A2B2 0.000 0.742 1.579 1.888 A2B3 0.000 0.369 0.729 1.078 A3B1 0.000 4.381 2.106 1.228 A3B2 0.000 0.867 1.566 2.395 A3B3 0.000 0.332 0.741 1.171 Keterangan : A = Asap cair (1. 0%, 2. 5%, 3. 15%)

B = Kemasan (1. Karung plastik rajut, 2. Karung plastik rajut + PP 0,03 mm, 3. Karung plastik rajut + PP 0,08 mm)

63

Lampiran 14a. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 2 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 0.20678885 0.10339442 1.08 0.3803 Jenis pengemas (B) 2 47.32029593 23.66014797 246.78 ** <.0001

A*B 4 0.84168620 0.21042155 2.19 0.1505

Galat 9 0.86287364 0.09587485

Total 17 49.23164462

** Pengaruh jenis kemasan berbeda nyata terhadap kadar air biji jarak pagar

Lampiran 14b. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 4 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitung Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 2.02390977 1.01195489 11.88 ** 0.0030 Jenis pengemas (B) 2 17.11315310 8.55657655 100.44 ** <.0001

A*B 4 1.87810778 0.46952695 5.51 ** 0.0160

Galat 9 0.76675318 0.08519480

Total 17 21.78192384

** Pengaruh jenis perlakuan asap cair dan jenis kemasan berbeda nyata terhadap susut bobot biji jarak pagar.

Lampiran 14c. Analisis sidik ragam pengaruh jenis perlakuan asap cair dan

jenis pengemas terhadap kenaikan bobot biji jarak pagar (%)

untuk penyimpanan 6 bulan

Sumber keragaman DB Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F hitug Pr > F Perlakuan asap cair (A) 2 0.37512082 0.18756041 2.80 0.1134 Jenis pengemas (B) 2 2.91718063 1.45859031 21.77 ** 0.0004

A*B 4 0.82324409 0.20581102 3.07 0.0748

Galat 9 0.60304861 0.06700540

Total 17 4.71859416