Pemekatan Karoten Dengan Cara Solvolytic Micellizationdari Minyak Hasil Ekstraksi Limbah Serat Pengepresan Buah Kelapa Sawit
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak
kelapasawit
(CrudePalm
CPO)merupakankomoditasandalanpadasektorindustripertaniandi
Oil,
Indonesiadan
merupakan produsen terbesar di dunia sejak 2007 dengan dominasi yang
cenderung meningkat. Produksi CPO pada 2014mencapai 31,0 juta ton (Indonesia
investment, 2015). Melalui Masterplan Percepatan dan Perluasan Pembangunan
Ekonomi Indonesia (MP3EI), pemerintah telah mencanangkan hilirisasi kelapa
sawit terutama di koridor Sumatera dan Kalimantan sebagai lokasi produksi
utama kelapa sawit di Indonesia.
Minyak kelapa sawit dalam konsumsi minyak dunia mengalami
peningkatan sekitar 9% per tahun, sedangkan pertumbuhan minyak nabati dunia
hanya mampu bertumbuh rata-rata 4,1% per tahun. Peningkatan konsumsi CPO
juga menunjukkan bahwa masyarakat dunia menerima minyak kelapa sawit
sebagai komoditas penting dengan ditemukannya berbagai keunggulan nutrisi
CPO dan keramahan produk CPO terhadap lingkungan (Saragih, 1998).
Produksi CPO akan melewati angka 40 juta pada 2020 sehingga Indonesia
akan menguasai lebih separuh produksi minyak kelapa sawit dunia (Food and
Agricultural Policy Research, 2010). Serapan pasar domestik terhadap produksi
CPO relatif terbatas pada angka sekitar 7 juta ton CPO karena pemanfaatannya
yang terbatas dan nilai ekonomi yang diperoleh Indonesia dari kelapa sawit lebih
rendah dibandingkan Malaysia. Hal ini dapat terjadi karena rendahnya tingkat
hilirisasi industri kelapa sawit domestik dan Indonesia sebagai produsen CPO
terbesar, mengalami terpaan black campaign melalui isu lingkungan dan
kesehatan.
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) sebagai industri penghasil CPO masih sarat
dengan residu pengolahan dan hanya menghasilkan 25-30% produk utama yaitu
20-23% CPO dan 5-7% inti sawit (kernel). Sementara sisanya dengan jumlahlebih
dari 3 kali produksi CPO atau sebanyak 70-75% dari bahan baku olah tandan buah
segar adalah residu pengolahan berupa limbah (Naibaho, 1998). Setiap1 ton
kelapa sawit akan mampu menghasilkan limbah berupa tandan kosong kelapa
sawit (TKKS) sebanyak 23% atau 23 kg, limbah cangkang (shell) sebanyak 6,5%
atau 65 kg, wet decanter solid (lumpur sawit) 4% atau 40 kg, serat (fiber) 13%
serta limbah cair sebanyak 50% (Sunarwan, 2013).
Berdasarkan penelitian oleh Asnawi dkk(2009), limbah cair PKS
umumnya mengandung minyaksekitar 0,5% dengan kadar karoten 100-3500 ppm.
Menurut Choo et al (1996) limbah padat PKS yang berasal dari ampas kempa
mengandung residu minyak 5-6% dengan kadar karoten 4000-6000 ppm, selain
komponen minor lain seperti vitamin E 2400-3500 ppm dan sterol 4500-8500
ppm, limbah padat yang berasal dari tandan kosong hanya mengandung minyak
sekitar 1,9-2%.
Ekstraksi minyak yang berasal dari serat pengepresan adalah salah satu
cara terbaru untuk memanfaatkan limbah dan menghasilkan CPO. Minyak hasil
ekstraksi dari limbah PKS tersebut masih mengandung karoten, senyawa nutrisi
minor yang dapat berfungsi untuk menunjang kesehatan. Karoten yang terdapat
pada CPO secara nutrisi mampu menghasilkan pro-vitamin A (retinol equivalent)
yang sebanding dengan 15 kali lebih besar dari wortel atau 300 kali lebih besar
dari tomat (Sundram et al, 2003). Selain berfungsi untuk menunjang kesehatan,
karoten dari limbah sawit pun berpotensi digunakan sebagai pewarna pangan
(food colorant) bahkan kosmetik (Mahfud dkk. 1991).
Metode ekstraksi karoten dari minyak kelapa sawit telah banyak dilakukan
menggunakan beberapa metode seperti saponifikasi, adsorpsi, solvolytic
micellization (Choo, 2000). Panjaitan dkk (2008) telah mengembangkan proses
ekstraksi karoten dari CPO menggunakan metode solvolytic micellization yang
diikuti dengan proses saponifikasi. Masni (2004), mengestraksi karotenoid dari
ekstrak serat sawit dengan menggunakan kromatografi kolom adsorpsi, hasil
konsentrasi karotenoid dapat ditingkatkan enam kali dari konsentrasi awal.
Kembaren & Saputra (2012) mengestrak karotenoid dari serat buah dengan
menggunakan pelarut n-heksana–aseton (10:1 v/v) dan pemurnian menggunakan
kromatografi kolom absorbsi. Asnawi et al (2009), melakukan ekstraksi
karotenoid dari limbah cair Pabrik minyak kelapa sawit dengan mengunakan
pelarut petroleum eter dan n-heksana dan pemurnian dengan menggunakan
bantuan ultrasonic.
Solvolytic micellization (SM) adalah penyisihan zat yang dikehendaki ke
dalam fasa rafinat melalui penambahan suatu pelarut. Solvolytic micellization
relatif lebih sederhana, mudah, dapat dilakukan dengan efektif pada kondisi
kamar, dan pelarut utama yang digunakan dapat dengan mudah didaur ulang. Oleh
karena itu peneliti tertarik untuk melakukan penelitian mengenai pemekatan
karoten dengan cara solvolytic micellization dari minyak hasil ekstraksi
limbah serat pengepresan buah kelapa sawit.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka sebagai
perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Berapakah konsentrasi optimum penambahan metil oleat pada proses
pemekatan karoten dengan cara solvolytic micellization ?
1.3. Pembatasan Masalah
Penelitian ini hanya dibatasi pada :
1. Variasi penambahan metil oleat terhadap ester dengan perlakuan v/v : 0%
(sebagai kontrol), 0,10 % ; 0,25%; 0,50%; 0,75%
2. Metil oleat yang digunakan adalah yang diperoleh dari laboratorium
Olekimia PPKS Medan
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui konsentrasi optimum penambahan metil oleat pada
proses pemekatan karoten dengan cara solvolytic micellization
1.5. Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi
kepada Pabrik Kelapa Sawit untuk mengurangi pencemaran lingkungan
dengan pemanfaatan limbah Kelapa Sawit
2. Memanfaatkan limbah serat pengepressan buah kelapa sawit sebagai
sumber karoten
1.6. Lokasi Penelitian
Pengambilan sampel diambil dari pabrik kelapa sawit (PKS) yaitu, PT
Perkebunan Nusantara IV Pabatu. Penelitian ini dilakukan Laboratorium
Pengolahan Hasil dan Mutu Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Jl. Brigjen
Katamso No. 51 Medan Sumatera Utara
1.7. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium dimana sampel limbah serat
pengepresan buah kelapa sawit yang diperoleh dari PTPN IV Pabatu. Limbah
serat pengepresan tersebut diekstraksi dengan menggunakan pelarut nheksana selama 24 jam kemudian n-heksana diuapkan menggunakan rotary
evaporator. Minyak hasil ekstraksi dianalisa mutunya seperti kadar asam
lemak bebas (metode titrasi asam basa), kadar air (gravimetri), nilai DOBI
(Deterioration
of
Bleachability
Index)
dengan
menggunakan
Spektrofotometer dan juga kadar karotennya dengan menggunakan
Spektrofotometer. Kemudian minyak tersebut ditransesterifikasi dengan
menggunakan
KOH-metanol
dan
selanjutnya
dilakukan
solvolytic
micellization (SM). Pada proses SM pelarut yang digunakan adalah metanol
dengan perbandingan 1:5 (v/v) sebagai pelarut mayor dan air sebanyak 2,5%
dari jumlah larutan dan juga metil oleat sebagai pelarut minor dengan variasi
terhadap ester dengan perlakuan 0 % (sebagai kontrol), 0,10%; 0,25%;
0,50%; 0,75% kemudian dianalisis kandungan ester dan gliserida, DOBI dan
juga konsentrasi karotennya.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak
kelapasawit
(CrudePalm
CPO)merupakankomoditasandalanpadasektorindustripertaniandi
Oil,
Indonesiadan
merupakan produsen terbesar di dunia sejak 2007 dengan dominasi yang
cenderung meningkat. Produksi CPO pada 2014mencapai 31,0 juta ton (Indonesia
investment, 2015). Melalui Masterplan Percepatan dan Perluasan Pembangunan
Ekonomi Indonesia (MP3EI), pemerintah telah mencanangkan hilirisasi kelapa
sawit terutama di koridor Sumatera dan Kalimantan sebagai lokasi produksi
utama kelapa sawit di Indonesia.
Minyak kelapa sawit dalam konsumsi minyak dunia mengalami
peningkatan sekitar 9% per tahun, sedangkan pertumbuhan minyak nabati dunia
hanya mampu bertumbuh rata-rata 4,1% per tahun. Peningkatan konsumsi CPO
juga menunjukkan bahwa masyarakat dunia menerima minyak kelapa sawit
sebagai komoditas penting dengan ditemukannya berbagai keunggulan nutrisi
CPO dan keramahan produk CPO terhadap lingkungan (Saragih, 1998).
Produksi CPO akan melewati angka 40 juta pada 2020 sehingga Indonesia
akan menguasai lebih separuh produksi minyak kelapa sawit dunia (Food and
Agricultural Policy Research, 2010). Serapan pasar domestik terhadap produksi
CPO relatif terbatas pada angka sekitar 7 juta ton CPO karena pemanfaatannya
yang terbatas dan nilai ekonomi yang diperoleh Indonesia dari kelapa sawit lebih
rendah dibandingkan Malaysia. Hal ini dapat terjadi karena rendahnya tingkat
hilirisasi industri kelapa sawit domestik dan Indonesia sebagai produsen CPO
terbesar, mengalami terpaan black campaign melalui isu lingkungan dan
kesehatan.
Pabrik Kelapa Sawit (PKS) sebagai industri penghasil CPO masih sarat
dengan residu pengolahan dan hanya menghasilkan 25-30% produk utama yaitu
20-23% CPO dan 5-7% inti sawit (kernel). Sementara sisanya dengan jumlahlebih
dari 3 kali produksi CPO atau sebanyak 70-75% dari bahan baku olah tandan buah
segar adalah residu pengolahan berupa limbah (Naibaho, 1998). Setiap1 ton
kelapa sawit akan mampu menghasilkan limbah berupa tandan kosong kelapa
sawit (TKKS) sebanyak 23% atau 23 kg, limbah cangkang (shell) sebanyak 6,5%
atau 65 kg, wet decanter solid (lumpur sawit) 4% atau 40 kg, serat (fiber) 13%
serta limbah cair sebanyak 50% (Sunarwan, 2013).
Berdasarkan penelitian oleh Asnawi dkk(2009), limbah cair PKS
umumnya mengandung minyaksekitar 0,5% dengan kadar karoten 100-3500 ppm.
Menurut Choo et al (1996) limbah padat PKS yang berasal dari ampas kempa
mengandung residu minyak 5-6% dengan kadar karoten 4000-6000 ppm, selain
komponen minor lain seperti vitamin E 2400-3500 ppm dan sterol 4500-8500
ppm, limbah padat yang berasal dari tandan kosong hanya mengandung minyak
sekitar 1,9-2%.
Ekstraksi minyak yang berasal dari serat pengepresan adalah salah satu
cara terbaru untuk memanfaatkan limbah dan menghasilkan CPO. Minyak hasil
ekstraksi dari limbah PKS tersebut masih mengandung karoten, senyawa nutrisi
minor yang dapat berfungsi untuk menunjang kesehatan. Karoten yang terdapat
pada CPO secara nutrisi mampu menghasilkan pro-vitamin A (retinol equivalent)
yang sebanding dengan 15 kali lebih besar dari wortel atau 300 kali lebih besar
dari tomat (Sundram et al, 2003). Selain berfungsi untuk menunjang kesehatan,
karoten dari limbah sawit pun berpotensi digunakan sebagai pewarna pangan
(food colorant) bahkan kosmetik (Mahfud dkk. 1991).
Metode ekstraksi karoten dari minyak kelapa sawit telah banyak dilakukan
menggunakan beberapa metode seperti saponifikasi, adsorpsi, solvolytic
micellization (Choo, 2000). Panjaitan dkk (2008) telah mengembangkan proses
ekstraksi karoten dari CPO menggunakan metode solvolytic micellization yang
diikuti dengan proses saponifikasi. Masni (2004), mengestraksi karotenoid dari
ekstrak serat sawit dengan menggunakan kromatografi kolom adsorpsi, hasil
konsentrasi karotenoid dapat ditingkatkan enam kali dari konsentrasi awal.
Kembaren & Saputra (2012) mengestrak karotenoid dari serat buah dengan
menggunakan pelarut n-heksana–aseton (10:1 v/v) dan pemurnian menggunakan
kromatografi kolom absorbsi. Asnawi et al (2009), melakukan ekstraksi
karotenoid dari limbah cair Pabrik minyak kelapa sawit dengan mengunakan
pelarut petroleum eter dan n-heksana dan pemurnian dengan menggunakan
bantuan ultrasonic.
Solvolytic micellization (SM) adalah penyisihan zat yang dikehendaki ke
dalam fasa rafinat melalui penambahan suatu pelarut. Solvolytic micellization
relatif lebih sederhana, mudah, dapat dilakukan dengan efektif pada kondisi
kamar, dan pelarut utama yang digunakan dapat dengan mudah didaur ulang. Oleh
karena itu peneliti tertarik untuk melakukan penelitian mengenai pemekatan
karoten dengan cara solvolytic micellization dari minyak hasil ekstraksi
limbah serat pengepresan buah kelapa sawit.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka sebagai
perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Berapakah konsentrasi optimum penambahan metil oleat pada proses
pemekatan karoten dengan cara solvolytic micellization ?
1.3. Pembatasan Masalah
Penelitian ini hanya dibatasi pada :
1. Variasi penambahan metil oleat terhadap ester dengan perlakuan v/v : 0%
(sebagai kontrol), 0,10 % ; 0,25%; 0,50%; 0,75%
2. Metil oleat yang digunakan adalah yang diperoleh dari laboratorium
Olekimia PPKS Medan
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui konsentrasi optimum penambahan metil oleat pada
proses pemekatan karoten dengan cara solvolytic micellization
1.5. Manfaat Penelitian
1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi
kepada Pabrik Kelapa Sawit untuk mengurangi pencemaran lingkungan
dengan pemanfaatan limbah Kelapa Sawit
2. Memanfaatkan limbah serat pengepressan buah kelapa sawit sebagai
sumber karoten
1.6. Lokasi Penelitian
Pengambilan sampel diambil dari pabrik kelapa sawit (PKS) yaitu, PT
Perkebunan Nusantara IV Pabatu. Penelitian ini dilakukan Laboratorium
Pengolahan Hasil dan Mutu Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Jl. Brigjen
Katamso No. 51 Medan Sumatera Utara
1.7. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium dimana sampel limbah serat
pengepresan buah kelapa sawit yang diperoleh dari PTPN IV Pabatu. Limbah
serat pengepresan tersebut diekstraksi dengan menggunakan pelarut nheksana selama 24 jam kemudian n-heksana diuapkan menggunakan rotary
evaporator. Minyak hasil ekstraksi dianalisa mutunya seperti kadar asam
lemak bebas (metode titrasi asam basa), kadar air (gravimetri), nilai DOBI
(Deterioration
of
Bleachability
Index)
dengan
menggunakan
Spektrofotometer dan juga kadar karotennya dengan menggunakan
Spektrofotometer. Kemudian minyak tersebut ditransesterifikasi dengan
menggunakan
KOH-metanol
dan
selanjutnya
dilakukan
solvolytic
micellization (SM). Pada proses SM pelarut yang digunakan adalah metanol
dengan perbandingan 1:5 (v/v) sebagai pelarut mayor dan air sebanyak 2,5%
dari jumlah larutan dan juga metil oleat sebagai pelarut minor dengan variasi
terhadap ester dengan perlakuan 0 % (sebagai kontrol), 0,10%; 0,25%;
0,50%; 0,75% kemudian dianalisis kandungan ester dan gliserida, DOBI dan
juga konsentrasi karotennya.