Perbandingan Penggunaan Isopropil Alkohol (IPA) dan Toluena Sebagai Kolektor Karotenoida Dari Minyak Kelapa Sawit Mutu Rendah Memakai Adsorben Polar pada Sokletasi

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Minyak kelapa sawit mengandung trigliserida sebagai komponen utama dan sedikit
digliserida dan monogliserida bercampur dengan asam lemak bebas dan komponen
minor seperti karotenoida, vitamin E (tokoferol dan tokotrienol), sterol, fosfolipida,
glikolipida, terpenoida dan hidrokarbon alifatik (Corley, 2003). Kandungan
karotenoida pada minyak kelapa sawit adalah sekitar 630 sampai 700 ppm (Zeb dan
Mehmood, 2004).
Karotenoida merupakan mikronutrisi antioksidan yang berperan sebagai
sumber provitamin A dalam regulasi tubuh manusia (Abiaka, 2002). Aktivitas
provitamin A lebih tinggi diperoleh dari β-karoten yaitu sekitar 50-54% dibandingkan
dari γ-karoten. (Zeb dan Mehmood, 2004). Adapun struktur β-karoten ditunjukkan
pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Struktur β-karoten (Amaya, D.B.R., 2001)
Karo karo, J. A (2014) mengadsorpsi karotenoida menggunakan adsorben
garam logam alkali tanah dari resin amberlit dan polistirena sulfonat. Amberlit
merupakan resin stirena divinil benzena sedangkan polistirena merupakan senyawa
stirena rantai panjang. CaPSS lebih kuat berinteraksi dengan dengan karotenoida

disebabkan karena polistirena memiliki rantai panjang dan kalsium memiliki orbital d
kosong. Pada Gambar 1.2.1 dapat dilihat unsur kalsium pada adsorben CaPSS yang
memiliki orbital d kosong yang dapat berinteraksi dengan ikatan rangkap pada
karotenoida seperti yang terlihat pada Gambar 1.2.2 (Shiver dan Atkins, 2010).

Universitas Sumatera Utara

gugus polar

SO3

Interaksi

C

Ca
donasi
elektron
dari karotenoida
ke orbital d kosong

pada karotenoida

C

2
Beta Karoten

1

Gambar 1.2. Interaksi antara adsorben kalsium polistirena sulfonat dengan
karotenoida. 1 interaksi gugus non polar dari adsorben dengan karotenoida, 2 interaksi
logam kalsium dengan ikatan rangkap pada karotenoida (Shiver dan Atkins, 2010).

Metode-metode yang dapat digunakan untuk memperoleh karotenoida
diataranya seperti metode transesterifikasi (Ooi, C. K., 1994), ekstraksi menggunakan
pelarut n-heksana : aseton (1:1) (Rebecca, L.J., 2014) dan metode kromatografi kolom
(Kupan, S, 2015).
Selain metode-metode diatas, karatenoida juga dapat diperoleh dengan metode
adsorps menggunakan adsorben Dialon HP-20 (stirena divinil benzene kopolimer)
(Baharin, B.S, 1998), bentonit teraktivasi (Junmao, T, 2008), silika gel (Ahmad, A.L,

2009), dan arang aktif (Silva, S.M, 2012).
Adsorben kalsium polistirena sulfonat merupakan adsorben yang cukup baik
dalam mengadsorpsi karotenoida namun kurang baik pada proses desorpsi. Kurangnya
waktu kontak antara pelarut dengan karotenoida yang teradsorpsi menyebabkan tidak
semua karotenoida terlepas dari adsorben. Proses desorpsi menggunakan metode
ekstraksi sokletasi merupakan solusi waktu kontak yang lebih panjang dimana pada
proses ekstraksi, pelarut akan mengekstraksi sampel secara berulang-ulang hingga
beberapa siklus.

Universitas Sumatera Utara

Selain itu, penggunaan pelarut pada proses desorpsi juga akan mempengaruhi
jumlah karotenoida yang diperoleh. Karotenoida kurang stabil jika dalam pelarut
alkohol rantai pendek seperti metanol dan etanol (Dumbravă D.G., 2010).
Ketidakstabilan ini disebabkan karena rantai atom karbon yang terlalu pendek
(Wingqvist, A., 2011). Metanol dan Etanol memiliki polaritas masing-masing 5,1 dan
5,2 (Sadek, P., 2002). Pelarut yang memiliki kepolaran rendah seperti petroleum eter,
metil tetra-butil eter, isopropil alkohol dan kloroform memiliki kemampuan untuk
berinteraksi kuat dengan senyawa non polar seperti karotenoida (Dumbravă D.G,
2010, Wingqvist, A, 2011, Yunus, M.A.C, 2014). Karotenoida yang bersifat non polar

akan lebih stabil dalam pelarut dengan sifat non polar seperti toluena (Kim, N.H,
2008).
Oleh karena sifat karoten yang larut dalam lemak sangat sulit melakukan
pemisahan β-karoten dan komponen-komponen makro yang terdapat dalam minyak
kelapa sawit seperti asam lemak bebas (Baptiste B.M, 2013). Asam lemak bebas akan
ikut teradsorpsi bersama dengan β-karoten (Muslich, 2013) sehingga perlu dilakukan
adsorpsi kembali dengan menggunakan adsorben kalsium silikat. Garam-garam silikat
dapat digunakan sebagai adsorben dengan sifatnya yang polar dan selektif karena
terdapat gugus silanol (Si-OH) pada bagian permukaannya (Cieselczyk, F., 2007).
Garam-garam silikat seperti kalsium silikat telah digunakan sebagai adsorben
endotoxin (Wang, Q., 2013).
Waktu kontak dan penggunaan pelarut yang dapat menstabilkan karotenoida
menjadi fokus utama pada penelitian ini. Tiga tipe pelarut akan digunakan dalam
proses ekstraksi untuk dibandingkan kemampuannya sebagai kolektor karotenoida.

Setelah proses sokletasi, ekstrak karotenoida yang juga mengandung asam
lemak bebas dan trigliserida akan diadsorpsi kembali dengan kalsium silikat. Dari
hasil penelitian ini diharapkan memperoleh karotenoida dengan jumlah yang
maksimal.

1.2. Permasalahan
-

Adsorben CaPSS sulit melepaskan karotenoida yang teradsorpsi.

Universitas Sumatera Utara

-

Kestabilan karotenoida yang rendah dalam pelarut alkohol rantai pendek.

-

Kandungan lemak dan asam lemak yang tinggi pada CPO.

1.3 Pembatasan Permasalahan

Permasalahan dibatasi pada proses ekstraksi karotenoida menggunakan variasi
kolektor IPA dan Toluena.

1.4. Tujuan Penelitian
-

Untuk mengetahui metode perolehan karotenoida dari CPO sehingga diperoleh
jumlah karotenoida yang maksimal

-

Untuk mengetahui pelarut yang dapat menjaga kestabilan karotenoida pada
proses ekstraksi

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai teknik
perolehan karotenoida dari minyak kelapa sawit.

1.6. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU Medan.
Analisa Spektrofotometer UV-VIS dilakukan di Palm Coco Laboratory Medan.

Analisa pori dilakukan di Laboratorium FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.

1.7. Metodologi Penelitian

Universitas Sumatera Utara

Karotenoida dari minyak kelapa sawit akan diadsorpsi dengan CaPSS diikuti dengan
desorpsi menggunakan metode ekstraksi sokletasi dengan tiga jenis pelarut yakni
etanol, etanol : IPA (1:1) dan etanol : toluena (1:1). Ekstraksi akan berlangsung selama
50 siklus dimana pada tiap siklus ke- 10, 20, 30, 40 dan 50 akan diambil aliquout
untuk dianalisa kadar karotenoidanya. Ekstrak yang masih mengandung trigliserida
dan asam lemak bebas setelah proses ekstraksi selanjutnya akan dilewatkan pada
adsorben CaSiO3 dan kemudian diekstrak kembali dengan n-heksana. Ekstrak ini
kemudian dianalisa kadar karotenoidanya.

BAB 2

Universitas Sumatera Utara