1 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG

Transkripsi

1 1 1 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Indonesia merupakan salah satu negara yang tingkat konsumsi energi bahan bakar minyak tinggi. Salah satu masalah yang dihadapi oleh bangsa saat ini adalah pasokan energi dalam negeri mengalami kendala akibat produksi yang cenderung lebih rendah dibanding tingkat konsumsinya. Menurut data Automotive Diesel Oil, konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia sejak tahun 1995 telah melebihi produksi dalam negeri. Diperkirakan dalam kurun waktu tahun yang akan datang, cadangan minyak Indonesia akan habis. Perkiraan ini terbukti dengan seringnya terjadi kelangkaan energi atau BBM di beberapa daerah di Indonesia (Hambali 2006; Krisnamurthi 2007). Konsumsi BBM Indonesia mencapai 60 milyar liter/tahun, diantaranya 22 milyar untuk konsumsi solar, 12 milyar minyak tanah, 20 milyar premium, dan 6 milyar untuk bahan bakar lainnya (Hamdi 2005). Berdasarkan energi mix nasional tahun 2003 terjadi ketimpangan penggunaan energi, yaitu untuk energi minyak bumi sebesar 54.4%; gas bumi 26.5%; batu bara 14.1%; tenaga air 3.4%; panas bumi 1.4%, dan energi lainnya 0.2% (Prastowo 2006) sehingga perlu mencari sumber energi alternatif pengganti. Ketika harga BBM terus meningkat dan subsidi pemerintah dicabut, bahan bakar alternatif merupakan salah satu pilihan untuk dikembangkan. Jarak pagar (Jatropha curcas L.), tanaman yang banyak dibicarakan orang akhir-akhir ini merupakan salah satu bahan baku yang prospektif untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar nabati. Buah jarak pagar dipanen untuk dua tujuan, yaitu sebagai benih atau untuk produksi minyak. Adikadarsih dan Hartono (2007) mengemukakan bahwa penggunaan biji jarak pagar untuk benih harus berasal dari buah berwarna kuning hingga kuning kehitaman karena memiliki daya berkecambah dan daya tumbuh yang tinggi yaitu masing-masing 89% dan 81%. Menurut Wanita dan Hartono (2007) buah berwarna kuning menghasilkan biji dengan kadar minyak tertinggi yaitu 29.4%. Biji jarak pagar yang kandungan minyak nabatinya tinggi dan tidak dapat dimakan (non edible oil), sehingga tidak akan bersaing dengan keperluan konsumsi, mulai dilirik orang untuk digunakan sebagai bahan bakar alternatif

2 2 (biodiesel). Biodiesel didefinisikan sebagai bahan bakar mesin diesel yang berasal dari sumber lipid atau minyak nabati terbarukan. Minyaknya memenuhi syarat ideal sebagai sumber energi yang potensial dan prospektif serta ramah lingkungan (Soerawidjaja 2001; Hambali et al ; Warsiki et al. 2007). Minyak dari tanaman jarak pagar dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar dan minyak tanah, dengan cara langsung digunakan ataupun dicampur. Teknologinya sederhana dengan harga murah, dan saat ini telah dikembangkan kompor dengan bahan bakar biji jarak pagar kering. Bahan bakar dari minyak jarak pagar memiliki beberapa kelebihan dibandingkan solar (minyak bumi), karena menghasilkan pembakaran lebih sempurna pada mesin, sehingga emisi gas buangannya relatif lebih kecil dari pada solar serta ramah lingkungan (Hariyadi 2006). Sifat fisik dan kimia minyak jarak yang hampir serupa dengan diesel minyak bumi, menyebabkan bahan bakar ini dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin otomotif (Hambali et al. 2006). Biji maupun minyak jarak pagar diketahui mengandung asam lemak tak jenuh cukup tinggi. Oleh karena itu sangat dimungkinkan terjadi peningkatan kandungan asam lemak bebas baik dalam biji maupun minyak itu sendiri. Peningkatan asam lemak bebas pada biji dan minyak jarak pagar akibat serangan cendawan dapat merusak mesin (Sudradjat et al. 2007). Selain itu nilai asam lemak bebas yang tinggi akan meningkatkan biaya netralisasi jika lemak (minyak) biji jarak akan diproses menjadi biodiesel (Warsiki et al. 2007). Asam lemak bebas ini akan memblokir reaksi pembentukan metil ester (biodiesel), yaitu metanol yang seharusnya bereaksi dengan trigliserida menjadi terhalang oleh reaksi pembentukan sabun. Hal ini akan menyebabkan konsumsi metanol menjadi tinggi sebesar 40% (lebih mahal) dan rendemen biodiesel menurun sebesar 30% (Sudradjat et al. 2007). Salah satu cara untuk memperkecil atau menghambat laju kenaikan asam lemak bebas pada biji dan minyak jarak pagar adalah mengemas dan menyimpannya pada kondisi yang sesuai. Menurut Harrington dan Douglas (1970) aktivitas air atau kelembaban relatif dan suhu ruangan tempat penyimpanan merupakan faktor fisik yang terpenting, karena keduanya menentukan kadar air bahan. Dengan menjaga kadar air, diharapkan proses

3 3 hidrolisis in situ pada biji dapat dikendalikan. Demikian juga dengan serangan cendawan pada biji jarak pagar dapat dikendalikan dengan cara mempertahankan kadar air biji. Untuk mendapatkan biji atau benih jarak yang bermutu harus memperhatikan tingkat kemasakan buah, kadar air biji yang aman disimpan, wadah dan kondisi tempat penyimpanan biji yang mendukung/layak, lama penyimpanan, serta daya berkecambah dan daya tumbuh biji yang baik. Dengan demikian dibutuhkan penanganan pascapanen biji yang baik. Sebaliknya jika penanganan pascapanen biji kurang baik maka akan menyebabkan biji dapat terserang cendawan sehingga mutu biji menurun. Tujuan penyimpanan biji-bijian antara lain untuk mempertahankan mutu biji-bijian tetap tinggi dalam waktu yang lama. Penyimpanan dipengaruhi oleh karakteristik hidratasi yang meliputi aktivitas air (a w ), kadar air, dan kelembaban relatif ruang tempat penyimpanan biji. Secara umum sifat-sifat hidratasi ini digambarkan dengan kurva sorpsi isotermik, yaitu kurva yang menunjukkan hubungan antara kadar air bahan dengan aktivitas air atau kelembaban relatif kesetimbangan ruang tempat penyimpanan bahan, pada suhu tertentu (Brooker et al. 1974). Sorpsi isotermik tersebut tidak hanya dapat menunjukkan pada tingkat kadar air berapa dapat dicapai tingkat aktivitas air yang dibutuhkan untuk penyimpanan, tetapi juga menunjukkan terjadinya perubahan-perubahan penting pada kandungan air dalam biji. Berkaitan dengan penanganan pascapanen, pengetahuan akan kurva ini sangat penting untuk penyimpanan produk pertanian, terutama pada penyimpanan jangka panjang yang menggunakan bangunan penyimpanan (gudang atau pun silo). Untuk mengetahui kondisi penyimpanan yang baik dan memprediksi potensi kerusakan biji jarak pagar selama penyimpanan, maka dibutuhkan pengetahuan tentang karakteristik hidratasi biji jarak pagar. Selama penanganan pascapanen hingga penyimpanan, biji jarak pagar dapat diserang oleh cendawan. Serangan cendawan pada biji-bijian dapat menyebabkan penurunan daya berkecambah dan perubahan warna biji, penurunan kandungan kimia yaitu menyebabkan penguraian lemak (minyak) sehingga meningkatkan keasaman minyak, terjadinya peningkatan suhu sehingga

4 4 mengakibatkan pemanasan biji-bijian pada waktu disimpan (hot spot), dan dapat dihasilkannya mikotoksin oleh cendawan yang berpengaruh terhadap kesehatan hewan dan manusia (Sauer et al. 1992). Informasi dasar mengenai pengaruh karakteristik hidratasi biji jarak pagar terhadap spesies dan tingkat serangan cendawan selama penyimpanan belum diketahui. Demikian halnya pengaruh hidratasi terhadap pelepasan asam lemak bebas, daya berkecambah serta daya tumbuh biji jarak pagar sebagai akibat perkembangan cendawan belum pernah dipublikasikan. Oleh karena itu penelitian ini penting untuk dilakukan. TUJUAN PENELITIAN Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengkaji hubungan antara konsep sorpsi air (hubungan kadar air dan aktivitas air) maupun lama penyimpanan (baik pada aktivitas air berbeda maupun pada kondisi gudang) terhadap perubahan mutu biji jarak pagar, baik untuk benih maupun untuk produksi minyak. Tujuan khusus penelitian ini yaitu untuk : 1. Menentukan karakteristik hidratasi dalam bentuk kurva sorpsi isotermik biji jarak pagar. 2. Mengidentifikasi spesies dan menentukan populasi cendawan yang menyerang biji jarak pagar pada berbagai tingkat hidratasi. 3. Mengkaji pengaruh aktivitas air dan lama penyimpanan terhadap serangan cendawan, kandungan lemak, asam lemak dan asam lemak bebas, serta daya berkecambah dan daya tumbuh biji jarak pagar. 4. Meneliti aktivitas enzim lipase yang dikandung dalam biji jarak pagar terhadap reaksi hidrolisis lemak 5. Mendeteksi aktivitas enzim lipase dari cendawan yang menyerang biji jarak pagar. 6. Mengamati struktur embrional biji jarak pagar yang terserang cendawan.

5 5 MANFAAT PENELITIAN Hasil penelitian ini dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan khususnya dalam hal penjelasan mengenai fenomena suksesi cendawan berdasarkan tingkat hidratasi pada penyimpanan biji jarak pagar. Dalam hal pengembangan teknologi proses, informasi yang diperoleh mengenai serangan cendawan dapat digunakan untuk memperbaiki tata cara penanganan pascapanen dan proses pengolahan biji jarak pagar. HIPOTESIS 1. Peningkatan hidratasi dalam penyimpanan biji jarak pagar menimbulkan kerusakan biologis yang dicirikan dengan adanya peningkatan serangan cendawan, aktivitas lipase (peningkatan asam lemak bebas) dan penurunan mutu biji (benih). 2. Karakteristik hidratasi dapat menjelaskan suksesi perkembangan serangan cendawan pada biji (benih) jarak pagar.

6 6 RUANG LINGKUP PENELITIAN Perkebunan jarak pagar Pemanenan buah berwarna kuning-kecoklatan Pengupasan kulit buah Pengeringan biji dengan cara dikeringanginkan di tempat teduh (kadar air ±8%) Pengemasan dalam kantung jala-jala Pengemasan dalam kantung plastik polietilena Penyimpanan biji pada a w 0.06, 0.32, 0.44, 0.64, 0.75, 0.84, 0.93 (suhu ruang) Penyimpanan biji pada a w 0.64, 0.75, 0.84, 0.93 (suhu ruang) Penyimpanan biji pada suhu dan kelembaban relatif ruang dengan lama penyimpanan 0, 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 bulan Pengamatan setiap hari sampai 30 hari (sampai berat konstan) Penyimpanan selama 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, dan 20 minggu * Penentuan mutu : Kadar air, serangan cendawan, kandungan lemak, asam lemak, asam lemak bebas, aktivitas lipase biji, daya berkecambah dan daya tumbuh biji * Penentuan : Kadar air keseimbangan, sorpsi isotermik, titik kritis pertumbuhan cendawan * Penentuan mutu * Deteksi aktivitas lipase cendawan * Pengamatan jaringan embrio biji Gambar 1 Diagram alir kegiatan penelitian.

7 7 Akan tetapi minyak yang akan digunakan untuk bahan baku biodiesel harus memiliki nilai kandungan asam lemak bebas (free fatty acid) yang rendah. Kandungan asam lemak bebas yang tinggi akan menyebabkan minyak jarak pagar harus mengalami proses netralisasi terlebih dahulu sebelum diproses menjadi biodiesel, yaitu melalui reaksi transesterifikasi. Oleh karena itu proses tersebut akan meningkatkan biaya pengolahan. Kandungan asam lemak bebas maksimum yang memungkinkan proses netralisasi dapat dihindari adalah kurang dari 2% (Heyne 1987; Indartono 2006).