Karakterisasi Sifat Fisik Buah Merah (Pandanus conoideus), Metode Ekstraksi, dan Sifat Kimia Minyak yang dihasilkannya
KARAKTERISASI SIFAT FISIK
BUAH MERAH (Pandanus conoideus), METODE EKSTRAKSI,
DAN SIFAT KIMIA MINYAK YANG DIHASILKANNYA
ZITA LETVIANY SARUNGALLO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Karakterisasi Sifat
Fisik Buah Merah (Pandanus conoideus), Metode Ekstraksi, dan Sifat Kimia
Minyak yang dihasilkannya adalah karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
manapun. 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 pada setiap bab disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, 22 Agustus 2014
Zita Letviany Sarungallo
NIM F261090061
RINGKASAN
ZITA LETVIANY SARUNGALLO. Karakterisasi Sifat Fisik Buah Merah
(Pandanus conoideus), Metode Ekstraksi, dan Sifat Kimia Minyak yang
dihasilkannya. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, NURI
ANDARWULAN dan EKO HARI PURNOMO.
Minyak buah merah (Pandanus conoideus) dilaporkan mengandung
berbagai komponen aktif yang penting untuk kesehatan, sehingga berpeluang
untuk dikembangkan menjadi bahan pangan fungsional. Penelitian ini bertujuan
untuk: (1) mengkarakterisasi sifat fisik buah merah dan sifat kimia minyak dari 9
klon buah merah asal Papua; (2) mempelajari pengaruh perlakuan panas sebelum
ekstraksi terhadap rendemen dan kualitas minyak buah merah; dan (3)
mempelajari metode ekstraksi minyak buah merah. Metode penelitian yang
digunakan adalah eksperimen, melalui 3 tahap yaitu: (1) Karakterisasi sifat fisik
buah dan karakterisasi sifat kimia minyak dari 9 klon buah merah; (2) Kajian
pengaruh pemanasan terhadap rendemen dan kualitas minyak buah merah; dan (3)
Kajian ekstraksi minyak buah merah.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa buah utuh (cepallum) buah merah
terdiri atas empulur (51-61%), bulir (39-49%), biji (27-36%) dan daging buah (1017%). Keragaman sifat fisik buah utuh (cepallum) antar klon terutama
ditunjukkan oleh warna kuning-oranye atau merah-merah tua, berbentuk silinder
meruncing yang dari bagian pangkal sampai ke tengah membesar atau mengecil
sampai ke bagian ujung mengecil, dengan ukuran panjang buah yang terdiri dari
ukuran pendek (60 cm). Karakter fisik
empulur setiap klon juga bervariasi pada warna yang umumnya berwarna putih
atau kuning, berbentuk silinder meruncing, dengan ukuran lingkar pangkal lebih
kecil dari bagian tengah dan mengecil pada bagian ujung. Keragaman karakter
fisik drupa (bulir) diperlihatkan pada warna yaitu kuning-oranye atau merahmerah tua, berbentuk persegi banyak atau poligonal (segi 5, segi 6 atau segi 7)
yang mengerucut tajam pada bagian ujung permukaannya dan membentuk segi
empat pada bagian bawah dengan ukuran yang bervariasi. Daging buah yang
melekat pada biji di setiap bulir buah merah merupakan bagian yang dimanfaatkan
sebagai bahan pangan dan sumber minyak. Perhitungan rendemen minyak buah
merah berdasarkan berat total bulir (5.7-8.7% basis basah, bb atau 5.5-12.4%
basis kering, bk) lebih rendah dari pada yang berdasarkan berat total daging
buahnya (19.7-27.4% bb atau 19.8-44.2% bk). Sedangkan keragaman sifat fisik
tanaman antar klon, terutama pada tinggi tanaman dan batang utama, panjang
cabang dan jarak antar cabang serta panjang dan lebar daun. Hasil principle
component analysis (PCA) yang didasarkan pada 11 variabel sifat fisik tanaman
dan buah dari 9 klon buah merah terdistribusi dalam 4 kuadran berdasarkan lokasi
budidayanya, yaitu kuadran I (Hibcau, Hityom dan Himbiak) asal Distrik
Minyambouw, kuadran II (Mbarugum) asal Distrik Koya, Jayapura, kuadran III
(Monsrus, Monsor dan Menjib Rumbai) dan kuadran IV (Memeri dan Edewewits)
berasal dari Kebun Percobaan UNIPA, Manokwari.
Karakter penting dari minyak buah merah adalah mengenai kandungan
karotenoidnya. Pada penelitian ini, metode penentuan 4 jenis karotenoid yang
diduga sebagai karotenoid utama dari sampel minyak buah merah dengan highperformance liquid chromatography (HPLC)-UV/Vis berhasil dikembangkan.
Metode yang dihasilkan ini dianggap presisi yang diindikasikan dengan nilai
RSDs kurang dari 11% dan akurasi lebih dari 90%. Metode ini berhasil
diaplikasikan untuk menentukan kandungan karotenoid dari 9 klon minyak buah
merah, dengan kisaran 5.4-138.5 ng/mg untuk α-kriptosantin, 3.9-29.4 ng/mg
untuk β- kriptosantin, 3.5-80.0 ng/mg for α-karoten, dan 10.8-118.0 ng/mg for βkaroten. Sementara, total karotenoid minyak buah merah berkisar 3027-19959
ng/mg. Hasil kromatogram HPLC karotenoid minyak buah merah menunjukkan
bahwa presentasi total area puncak dari α-karoten, β-karoten, α-kriptosantin, dan
β-kriptosan hanya sebesar 8.6%, sehingga bukan merupakan komponen utama
dari karotenoid minyak buah merah. Hasil PCA berdasarkan kandungan
karotenoid dari 9 klon buah merah menghasilkan 3 grup yaitu group A dengan
total karotenoid yang lebih tinggi (Monsor, Mbarugum, Himbiak, Monsrus,
Memeri), group B dengan α-kriptosantin dan α-karoten yang lebih tinggi (Menjib
Rumbai), dan group C dengan total karotenoid yang lebih rendah (Edewewits,
Hibcau dan Hityom).
Selain profil 4 jenis karotenoid, penelitian ini juga berhasil melakukan
karakterisasi minyak buah merah berdasarkan pada kandungan fenol (90-742
ppm), tokoferol (234-1728 ppm), α-tokoferol (52-272 ppm) dan -tokoferol (16287 ppm). Hasil kromatogram HPLC tokoferol minyak buah merah menunjukkan
bahwa persentasi total area puncak dari α-tokoferol dan -tokoferol masingmasing sebesar 18.5% dan 8.7%, dan terdapat pula beberapa peak lain yang
muncul di awal kromatogram, sehingga dapat diprediksi bahwa minyak buah
merah juga mengandung isomer dari tokotrienol dan tokoferol lain.
Penelitian ini juga berhasil mengkarakterisasi minyak buah merah
berdasarkan pada sifat kimia dan profil lemaknya, yang hasilnya ternyata sangat
bervariasi antar klon. Kisaran persentase asam lemak bebas minyak buah merah
adalah 4.3-9.2%, dengan bilangan peroksida 0.36-0.84 mg O2/100 g, bilangan iod
79.3-85.5 g/100 g dan kadar fosfor 37-374 mg/kg. Komponen utama asam lemak
minyak buah merah adalah asam lemak tidak jenuh yaitu oleat (63.50-73.42%)
dan linoleat (5.23-16.55%), sedangkan asam lemak tidak jenuhnya adalah palmitat
(15.67-21.27%). Komposisi utama triasilgliserol minyak buah merah terdiri atas
OOO (26.84-39.81%), POO (24.23-31.08%), OLO (7.23-17.43%) dan PLO (3.7214.3%). Hasil PCA profil lemak minyak buah merah menghasilkan 3 grup klon
buah merah sesuai dengan komposisi asam lemak dan triasilgliserol.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa perlakuan pemanasan sebelum
ekstraksi dengan metode kering dapat meningkatkan rendemen minyak, tetapi
menurunkan kandungan karotenoid dan tokoferol total pada minyak buah merah.
Aplikasi pemanasan juga meningkatkan kandungan asam lemak bebas (ALB)
minyak, namun peningkatannya menurun seiring dengan meningkatnya suhu dan
waktu pemanasan. Kadar minimum ALB pada minyak buah merah diperoleh dari
sampel dengan pemanasan pada 120 oC selama 20 menit. Aplikasi pemanasan
sebelum ekstraksi cara kering (menggunakan kempa hidrolik) menghasilkan
minyak dengan rendemen tertinggi (11.5±0.3% dari total bulir), karotenoid total
sebesar 15371±162 ppm, dan tokoferol total sebesar 1515±24 ppm, serta kadar
ALB sebesar 7.6 ± 0.1% tidak berbeda nyata (P
BUAH MERAH (Pandanus conoideus), METODE EKSTRAKSI,
DAN SIFAT KIMIA MINYAK YANG DIHASILKANNYA
ZITA LETVIANY SARUNGALLO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Karakterisasi Sifat
Fisik Buah Merah (Pandanus conoideus), Metode Ekstraksi, dan Sifat Kimia
Minyak yang dihasilkannya adalah karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
manapun. 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 pada setiap bab disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, 22 Agustus 2014
Zita Letviany Sarungallo
NIM F261090061
RINGKASAN
ZITA LETVIANY SARUNGALLO. Karakterisasi Sifat Fisik Buah Merah
(Pandanus conoideus), Metode Ekstraksi, dan Sifat Kimia Minyak yang
dihasilkannya. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, NURI
ANDARWULAN dan EKO HARI PURNOMO.
Minyak buah merah (Pandanus conoideus) dilaporkan mengandung
berbagai komponen aktif yang penting untuk kesehatan, sehingga berpeluang
untuk dikembangkan menjadi bahan pangan fungsional. Penelitian ini bertujuan
untuk: (1) mengkarakterisasi sifat fisik buah merah dan sifat kimia minyak dari 9
klon buah merah asal Papua; (2) mempelajari pengaruh perlakuan panas sebelum
ekstraksi terhadap rendemen dan kualitas minyak buah merah; dan (3)
mempelajari metode ekstraksi minyak buah merah. Metode penelitian yang
digunakan adalah eksperimen, melalui 3 tahap yaitu: (1) Karakterisasi sifat fisik
buah dan karakterisasi sifat kimia minyak dari 9 klon buah merah; (2) Kajian
pengaruh pemanasan terhadap rendemen dan kualitas minyak buah merah; dan (3)
Kajian ekstraksi minyak buah merah.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa buah utuh (cepallum) buah merah
terdiri atas empulur (51-61%), bulir (39-49%), biji (27-36%) dan daging buah (1017%). Keragaman sifat fisik buah utuh (cepallum) antar klon terutama
ditunjukkan oleh warna kuning-oranye atau merah-merah tua, berbentuk silinder
meruncing yang dari bagian pangkal sampai ke tengah membesar atau mengecil
sampai ke bagian ujung mengecil, dengan ukuran panjang buah yang terdiri dari
ukuran pendek (60 cm). Karakter fisik
empulur setiap klon juga bervariasi pada warna yang umumnya berwarna putih
atau kuning, berbentuk silinder meruncing, dengan ukuran lingkar pangkal lebih
kecil dari bagian tengah dan mengecil pada bagian ujung. Keragaman karakter
fisik drupa (bulir) diperlihatkan pada warna yaitu kuning-oranye atau merahmerah tua, berbentuk persegi banyak atau poligonal (segi 5, segi 6 atau segi 7)
yang mengerucut tajam pada bagian ujung permukaannya dan membentuk segi
empat pada bagian bawah dengan ukuran yang bervariasi. Daging buah yang
melekat pada biji di setiap bulir buah merah merupakan bagian yang dimanfaatkan
sebagai bahan pangan dan sumber minyak. Perhitungan rendemen minyak buah
merah berdasarkan berat total bulir (5.7-8.7% basis basah, bb atau 5.5-12.4%
basis kering, bk) lebih rendah dari pada yang berdasarkan berat total daging
buahnya (19.7-27.4% bb atau 19.8-44.2% bk). Sedangkan keragaman sifat fisik
tanaman antar klon, terutama pada tinggi tanaman dan batang utama, panjang
cabang dan jarak antar cabang serta panjang dan lebar daun. Hasil principle
component analysis (PCA) yang didasarkan pada 11 variabel sifat fisik tanaman
dan buah dari 9 klon buah merah terdistribusi dalam 4 kuadran berdasarkan lokasi
budidayanya, yaitu kuadran I (Hibcau, Hityom dan Himbiak) asal Distrik
Minyambouw, kuadran II (Mbarugum) asal Distrik Koya, Jayapura, kuadran III
(Monsrus, Monsor dan Menjib Rumbai) dan kuadran IV (Memeri dan Edewewits)
berasal dari Kebun Percobaan UNIPA, Manokwari.
Karakter penting dari minyak buah merah adalah mengenai kandungan
karotenoidnya. Pada penelitian ini, metode penentuan 4 jenis karotenoid yang
diduga sebagai karotenoid utama dari sampel minyak buah merah dengan highperformance liquid chromatography (HPLC)-UV/Vis berhasil dikembangkan.
Metode yang dihasilkan ini dianggap presisi yang diindikasikan dengan nilai
RSDs kurang dari 11% dan akurasi lebih dari 90%. Metode ini berhasil
diaplikasikan untuk menentukan kandungan karotenoid dari 9 klon minyak buah
merah, dengan kisaran 5.4-138.5 ng/mg untuk α-kriptosantin, 3.9-29.4 ng/mg
untuk β- kriptosantin, 3.5-80.0 ng/mg for α-karoten, dan 10.8-118.0 ng/mg for βkaroten. Sementara, total karotenoid minyak buah merah berkisar 3027-19959
ng/mg. Hasil kromatogram HPLC karotenoid minyak buah merah menunjukkan
bahwa presentasi total area puncak dari α-karoten, β-karoten, α-kriptosantin, dan
β-kriptosan hanya sebesar 8.6%, sehingga bukan merupakan komponen utama
dari karotenoid minyak buah merah. Hasil PCA berdasarkan kandungan
karotenoid dari 9 klon buah merah menghasilkan 3 grup yaitu group A dengan
total karotenoid yang lebih tinggi (Monsor, Mbarugum, Himbiak, Monsrus,
Memeri), group B dengan α-kriptosantin dan α-karoten yang lebih tinggi (Menjib
Rumbai), dan group C dengan total karotenoid yang lebih rendah (Edewewits,
Hibcau dan Hityom).
Selain profil 4 jenis karotenoid, penelitian ini juga berhasil melakukan
karakterisasi minyak buah merah berdasarkan pada kandungan fenol (90-742
ppm), tokoferol (234-1728 ppm), α-tokoferol (52-272 ppm) dan -tokoferol (16287 ppm). Hasil kromatogram HPLC tokoferol minyak buah merah menunjukkan
bahwa persentasi total area puncak dari α-tokoferol dan -tokoferol masingmasing sebesar 18.5% dan 8.7%, dan terdapat pula beberapa peak lain yang
muncul di awal kromatogram, sehingga dapat diprediksi bahwa minyak buah
merah juga mengandung isomer dari tokotrienol dan tokoferol lain.
Penelitian ini juga berhasil mengkarakterisasi minyak buah merah
berdasarkan pada sifat kimia dan profil lemaknya, yang hasilnya ternyata sangat
bervariasi antar klon. Kisaran persentase asam lemak bebas minyak buah merah
adalah 4.3-9.2%, dengan bilangan peroksida 0.36-0.84 mg O2/100 g, bilangan iod
79.3-85.5 g/100 g dan kadar fosfor 37-374 mg/kg. Komponen utama asam lemak
minyak buah merah adalah asam lemak tidak jenuh yaitu oleat (63.50-73.42%)
dan linoleat (5.23-16.55%), sedangkan asam lemak tidak jenuhnya adalah palmitat
(15.67-21.27%). Komposisi utama triasilgliserol minyak buah merah terdiri atas
OOO (26.84-39.81%), POO (24.23-31.08%), OLO (7.23-17.43%) dan PLO (3.7214.3%). Hasil PCA profil lemak minyak buah merah menghasilkan 3 grup klon
buah merah sesuai dengan komposisi asam lemak dan triasilgliserol.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa perlakuan pemanasan sebelum
ekstraksi dengan metode kering dapat meningkatkan rendemen minyak, tetapi
menurunkan kandungan karotenoid dan tokoferol total pada minyak buah merah.
Aplikasi pemanasan juga meningkatkan kandungan asam lemak bebas (ALB)
minyak, namun peningkatannya menurun seiring dengan meningkatnya suhu dan
waktu pemanasan. Kadar minimum ALB pada minyak buah merah diperoleh dari
sampel dengan pemanasan pada 120 oC selama 20 menit. Aplikasi pemanasan
sebelum ekstraksi cara kering (menggunakan kempa hidrolik) menghasilkan
minyak dengan rendemen tertinggi (11.5±0.3% dari total bulir), karotenoid total
sebesar 15371±162 ppm, dan tokoferol total sebesar 1515±24 ppm, serta kadar
ALB sebesar 7.6 ± 0.1% tidak berbeda nyata (P