BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Oktober 2011 sampai Januari 2012 di Laboratorium Pasca Panen dan Teknologi Proses, Jurusan Teknik dan Manajemen Industri Pertanian, Laboratorium Pilot Plant, Laboratorium Kimia Pangan, dan Laboratorium Uji, Jurusan Teknik Industri Pangan, Fakultas Teknologi Industri PertanianUniversitas Padjadjaran. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1 Alat Penelitian No Nama Alat Kegunaan/fungsi alat 1 Beaker glass 2000 ml Tempat mencampurkan pomade dengan alkohol 2 Botol kaca 500 ml Tempat menyimpan ekstrait hasil saring 3 Botol kaca 10 ml 4 Buret Tempat menyimpan absolut minyak bunga kamboja Mentitrasi minyak bunga untuk keperluan penetapan bilangan asam dan bilangan ester 5 Chassis (60 cm x 60 cm) Tempat mengoleskan lemak sebagai media enfleurasi 6 Chromameter Mengukur warna dari minyak bunga kamboja 7 8 Cold Storage (T= 9oC) Corong Mendinginkan ekstrait(tahap 1) Pemindahan larutan(ekstrait) dan membantu proses penyaringan supaya lebih mudah 9 Erlenmeyer 250 ml Penetapan bilangan asam dan bilangan ester o 10 Freezer(T= -10 C) Mendinginkan ekstrait(tahap 2) dan penyaringan ekstrait 11 Gelas Ukur 250 ml Mengukur volume alkohol dan ekstrait 12 Kertas saring Menyaring ekstrait 13 Piknometer Mengukur bobot jenis 14 Refraktometer ABBE Mengukur indeks bias 15 Thermo-Hygrometer Mengukur suhu dan kelembaban relatif ruang enfleurasi 16 17 Rotating Evaporator Timbangan analitik (ketelitian 0,0001 g dan 1 g) Untuk memisahkan minyak bunga dari pelarut (Alkohol) Menimbang minyak bunga kamboja yangdihasilkan (absolut), bunga kamboja, dan lemak 18 Viskometer Digital Mengukur viskositas absolut minyak kamboja 28 FTIP001651/041
29 3.2.2 Bahan Penelitian Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah bunga kamboja (Plumeria obtusa) segar dengan tingkat kemekaran bunga 50%-100% dan dipanen pada pagi hari, yaitu pukul 06.00-08.00, yang berasal dari pemakaman umum Desa Bojong, Kecamatan Majalaya Kabupaten Bandung. Total bunga kamboja yang dibutuhkan adalah sebanyak 18 kg. Selain itu, bahan lainnya adalah adsorben sebagai pengikat minyak atsiri berupa metegaputih (shorteningsnow white)sebanyak 9kg. Bahan kimia yang digunakan untuk keperluan analisis mutu minyak bunga kamboja yaitu alkohol 95%, aquades, Kalium Hidroksida (KOH) 0,1 dan 0,5 N,Fenolftalein (pp), dan Asam Khlorida (HCl) 0,5 N. 3.3 Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen laboratorium dengan analisis deskriptif yaitu metode yang dimaksudkan untuk mengamati dan mengukur secara cermat perubahan yang terjadi pada tiap waktu yang telah ditentukan saat melakukan penelitian.penelitian terdiri dari6 taraf perlakuan jumlah imbangan bunga kamboja dan 3 kali pengulangan. Satu ulangan percobaan dilakukan dalam waktu 7 hari (periode enfleurasi) sehingga pomade yang dihasilkan adalah pomade 7. Berikut merupakan jumlah imbangan bunga kamboja untuk setiap perlakuan. p1 = 75 g bunga kamboja/hari atau 525 g bunga kamboja/7 hari p2 = 100 g bunga kamboja/hari atau 700 g bunga kamboja/7 hari p3 = 125 g bunga kamboja/hari atau 875 g bunga kamboja/7 hari p4 = 150 g bunga kamboja/hari atau 1050 g bunga kamboja/7 hari p5 = 175 g bunga kamboja/hari atau 1225 g bunga kamboja/7 hari p6 = 200 g bunga kamboja/hari atau 1400 g bunga kamboja/7 hari FTIP001651/042
30 Variabel-variabel yang akan diamati pada saat melakukan ekstraksi yaitu suhu ruang, RH ruang, susut bobot bunga kamboja, susut bobot adsorben (lemak), dan susut bobot ekstrait (alkohol). Parameter yang dihitung dari hasil ekstraksi yaitu rendemen dan mutu minyak yang dihasilkan. Parameter mutu minyak yang dianalisis yaitu warna, viskositas, bobot jenis, indeks bias, kelarutan dalam alkohol, bilangan asam dan bilangan ester. 3.4 Prosedur Penelitian Penelitian terbagi menjadi 3 tahapan yaitu persiapan bahan baku, ekstraksi minyak, dan analisis hasil ekstraksi (perhitungan rendemen dan mutu minyak). Diagram proses tahapan penelitian disajikan pada Gambar 2. Mulai Persiapan bahan baku (panen, sortasi, pembersihan, penimbangan) Bunga kamboja segar (tingkat kemekaran 50-100%), adsorben Ekstraksi Minyak Minyak bunga kamboja Analisis hasil ekstraksi (perhitungan rendemen dan mutu minyak bunga kamboja) Selesai Gambar 2. Diagram Proses Tahapan Penelitian FTIP001651/043
31 3.4.1 Persiapan Bahan Baku Bahan baku yang digunakan pada penelitian adalah bunga kamboja segardengan tingkat kemekaran 50-100% (deskripsi tingkat kemekaran bunga kamboja dapat dilihat pada Lampiran 2) yang dipanen pada pagi hari (06.0008.00). Bunga yang baru dipanen tersebut terlebih dahulu disortasi untuk memisahkan bunga dengan tingkat kemekaran di bawah 50% dan dilakukan pembersihan dari kotoran yang melekat pada bunga serta dari tangkai bunga, kemudian diambil bagian petal (mahkota) bunganya saja untuk proses enfleurasi. Setelah proses sortasi dan pembersihan selesai, bunga kamboja kemudian ditimbang menggunakan timbangan analitik. Penimbangan dilakukan terhadap 6 perlakuan percobaan imbangan bunga per hari (24 jam) yaitu 75 g, 100 g, 125 g, 150 g, 175 g, dan 200 g. Diagram proses persiapan bahan baku disajikan pada Gambar 3. mulai Panen bunga kamboja (06.00 08.00) Bunga kamboja segar Sortasi, pembersihan Kotoran, tangkai bunga kamboja Bunga kamboja segar yang sudah dibersihkan Penimbangan bunga Bunga Kamboja segar tingkat kemekaran 50 100% (75 g, 100 g, 125 g, 150 g, 175 g, 200 g) Gambar 3. Diagram Proses Persiapan Bahan Baku FTIP001651/044
32 3.4.2 Ekstraksi Minyak Bunga Kamboja Proses ekstraksi minyak atsiri dilakukan dengan metode enfleurasi atau lemak dingin, dengan bahan baku bunga kamboja. Diagram proses ekstraksi minyak bunga kamboja dengan metode enfleurasi disajikan pada Gambar 4. Tahapan ekstraksi minyak bunga kamboja adalah sebagai berikut: 1) Adsorben (mentega putih snow white) dioleskan pada chassis yang telah disediakan dengan massa 500 g/chassis. Ukuran chassis yang digunakan adalah 60 cm x 60 cm x 0,5 cm dengan luas olesan adsorben sebesar 50 cm x 50 cm. 2) Bagian permukaan adsorben ditoreh dengan menggunakan garpu untuk memperluas tangkapan minyak bunga. 3) Bunga kamboja segar (tingkat kemekaran 50-100%) dengan massa bunga yang berbeda yang telah ditimbang (75 g, 100 g, 125 g, 150 g, 175g, 200 g) diletakkan secara terbalik diatas adsorben yang telah dioleskan padachassis sebelumnya. 4) Penyimpanan chassis yang telah diisi bunga kamboja pada suhu ruang selama 24 jam. Setelah 24 jam, bunga kamboja yang telah layu dipisahkan dari lemak (defleurasi) dan diletakkan bunga kamboja baru yang masih segar dengan massa yang sama. Proses pergantian dan pemisahan bunga dilakukan sebanyak 7 kali atau disebut pomade7.pomade merupakan adsorben yang telah menangkap wangi bunga kamboja sehingga di dalam adsorben mengandung sejumlah minyak bunga kamboja. 5) Pembuatan ekstrait dimana pomade dilarutkan dalam alkohol 96% denganperbandingan 1:2 (b/b) pada suhu ruang dan diaduksampai larutan ekstrait homogen. Pengadukan berlangsung sekitar 5 menit dengan kecepatan adukan yang konstan. 6) Pendinginan ekstrait 1 dengan menggunakan lemari pendingin (cold storage) pada pengaturansuhu 9oC sampai ekstrait membentuk 2 fasa berbeda.fasa padat berada dibawah yakni adsorben yang mengendap dan fasa cair berada diatas yakni ekstrait alkohol. FTIP001651/045
33 adsorben (mentega putih) Pengolesan pada permukaan kaca (chassis) (500 g) Adsorben (lemak) ditoreh dengan garpu Peletakan bunga kamboja (Enfleurasi) secara terbalik Chassis disimpan pada suhu ruang Pergantian bunga (Defleurasi)setiap 24 jam selama 7 kali (pomade7) Bunga layu Pomade 7 Alkohol 96% : pomade 2:1(b/b) Pembuatan ekstrait Pendinginanekstrait1, T = 9 C, t = 24 jam Penyaringan ekstrait 1 T = 9 C Lemak Pendinginanekstrait 2, T =<-10 C Penyaringan ekstrait 2 T = -23 C Lemak Ekstrait Evaporasi vakum, T = 35 C, p = 550 mmhg Absolut minyak bunga kamboja Selesai Gambar 4. Diagram Proses Ekstraksi Minyak Bunga Kamboja dengan Metode Enfleurasi FTIP001651/046
34 7) Penyaringan ekstrait1 dilakukan dengan menggunakan kain saring mitela pada suhu 9oC untuk memisahkan adsorben dari ekstrait. 8) Hasil dari penyaringan ekstrait 1 dimasukkan kembali dalam freezer dengan pengaturan suhu kurang dari -10oC untuk pendinginan lebih lanjut (pendinginan ekstrait 2). 9) Penyaringanekstrait 2 dilakukan pada suhu kurang dari -10oC (proses penyaringan berlangsung didalam refrigerator) guna memisahkan partikel adsorben yang yang lebih kecil dalam larutan ekstrait dengan menggunakan kertas saring whatman nomor 93. Penyaringan tahap dua dilakukan secara berulang sampai ekstrait benar-benar jernih dari adsorben. 10) Evaporasi vakum ekstrait dengan menggunakan rotating evaporator untuk memisahkan alkohol dengan minyak bunga.selama proses evaporasi suhu dijaga pada 35oC dan kecepatan putar ekstraktor 60 rpm.proses berlangsung sampai tidak ada lagi alkohol yang menguap sehingga dihasilkanminyak bunga saja (absolut). 11) Penyimpanan minyak bunga pada botol kaca. 3.4.3 Analisis Hasil Ekstraksi Rendemen Minyak Bunga Kamboja Rendemen minyak dihitung berdasarkan perbandingan bobot minyak (absolut) yang dihasilkan dari ekstraksi dengan bobot bahan yang diekstraksi. Rendemen dinyatakan dalam satuan persen. Rendemen dapat dihitung dengan rumus: Rendemen (%)= A 100 %.....(1) B Dimana: A = bobot minyak kamboja yang dihasilkan (g) B = bobot bunga kamboja awal (g) FTIP001651/047
35 Mutu Minyak Bunga Kamboja Analisis mutu minyak bunga kamboja terdiri dari analisis fisiko-kimia yang terdiri dari penetapan warna, viskositas, bobot jenis, indeks bias, kelarutan dalam alkohol, bilangan asam, dan bilangan ester.berikut merupakan prosedur penetapan mutu minyak bunga kamboja. 1. Warna Penetuan warna minyak bunga kamboja dilakukan dengan menggunakan kromameter CR-200.Cara penentuannya adalah sebagai berikut (SOP Kromameter): 1) Alat diletakkan pada tempat yang aman. 2) Device1 (head) dan device 2 (processor) dikoneksikan dengan menggunakan kabel yang tersedia. 3) Device2 (processor) disambungkan dengan arus listrik dengan menggunakan adaptor yang tersedia. 4) Kedua device diaktifkan dengan menggeser saklar utama ke posisi ON dan ditunggu sampai proses pendekatan selesai (muncul nilai L, a, b atau X, Y, Z). 5) Alat dikalibrasikan sesuai dengan data kalibrasi yang tertera pada calibration plate (Y=93,2; x=0,3132; y=0,3194). 6) Tombol calibrate ditekan pada device 2 dan dipilih use calibration dengan menggeser kursor menggunakan tombol >, <,,. 7) Ch01 dipilih dan tombol measure enterditekan, Yxy dipilih dan ditekan tombol measure enter. 8) Setelah nilai Y, x, y sesuai dengan nilai yang tertera pada calibration plate, contoh minyak dimasukkan ke dalam white plate 9) Pilih menu target value dengan menggeser kursor dan tempelkan measure headpada device 1 kromameter pada white plate yang telah diisi sampel minyak bunga, kemudian tekan measure enter. FTIP001651/048
36 10) Cetak hasil pengukuran dengan memilih menu print pada device 2 kromameter. 2. Viskositas Penentuan viskositas bunga kamboja dilakukan dengan menggunakan viskometer digital.cara penentuannya adalah sebagai berikut: 1) Viscometer digital dihidupkan dengan menekan tombol ON yang terdapat pada bagian belakang alat. 2) Spindels dipasang disesuaikan dengan sample yang akan diuji, semakin kental sample nomor spindels semakin besar. 3) Small Sample Adapter di rangkai dan diisi dengan 3 ml minyak bunga kamboja kemudian dimasukkan ke dalam spindel dan dikunci. 4) Parameter pada display diatur: a. Mengubah nomer spindel yang digunakan dilakukan dengan membiarkan indikator spindelberpendar, tombol up atau down ditekan kemudian enter. b. Mengubah kecepatan yang digunakan dilakukan dengan membiarkan indikator kecepatan pada layar berpendar, kecepatan dirubah dengan menekan tombol up atau down kemudian enter. 5) Tombol start ditekan untuk memulai pengujian. 6) Ditunggu sampai data pengukuran stabil (pengukuran optimal pada pembacaan skala 15%-90%), apabila ada bunyi peringatan dan ditandai dengan pengukuran tidak berada di daerah optimal, dilakukan pengubahan spindel atau kecepatan kemudian tombol enter ditekan kembali. 7) Setelah analisis kekentalan minyak bunga kamboja selesai, alat dimatikan dengan menekan tombol OFF. FTIP001651/049
37 3. Bobot jenis 1) Piknometer dicuci dan dibersihkan lalu basuh dengan alkohol.bagian dalam piknometer dikeringkan dengan aliran udara kering kemudian sisipkan tutupnya. 2) Piknometer kosong dimasukkan ke dalam timbangan analitik, diamkan dahulu di dalam timbangan selama beberapamenit. Kemudian timbang piknometer kosong tersebut. 3) Piknometer kosong diisi dengan aquades, selama pengisian dengan aquades hindari terjadinya gelembung udara.kemudian piknometer yang berisi aquades disimpan dalam penangas air pada suhu 25ºCselama 30 menit. 4) Piknometer berisi aquades (m1) ditempatkan di dalam timbangan analitik, didiamkan selama beberapa menit kemudian piknometer berisi aquades tersebut ditimbang. 5) Piknometer kosong diisi dengan minyak bunga kamboja, selama pengisian, hindari terjadinya gelembung udara. Kemudian piknometer yang telah berisi minyak bunga kamboja disimpan dalam penangas air pada suhu 25ºC selama 30 menit. 6) Piknometer berisi minyak bunga kamboja (m2) ditempatkan di dalam timbangan analitik, didiamkan selama beberapa menit kemudian piknometer berisi minyak bunga kamboja tersebut ditimbang. Perhitungan bobot jenis sebagai berikut : Bobot jenis = m2 m... (2) m1 m Dimana: m = bobot piknometer kosong (g). m1 = bobot piknometer + aquades (g). m2 = bobot piknometer + minyak bunga (g). FTIP001651/050
38 4. Indeks Bias Penentuan indeks bias minyak bunga kamboja dilakukan dengan menggunakan alat Refraktometer ABBE.Cara penentuannya adalah sebagai berikut: 1) Prisma refraktometer dibersihkan dengan menggunakan alkohol, kemudian minyak bunga kamboja diteteskan diatas prisma refraktometer. 2) Refraktometer ditempatkan sedemikian rupa sehingga intensitas sinar matahari atau sinar buatan dapat ditangkap.prisma dirapatkan dan dibiarkan selama beberapa menit sebelum dilakukan pembacaan supaya suhu alat dan minyak menjadi sama. 3) Knop prisma diputar sehingga warna cahaya pada layar dalam alat refraktometer menjadi dua warna dengan batas yang jelas. 4) Tanda batas digeser dengan cara knop pengatur prisma diputar sampai memotong titik perpotongan dua garis diagonal yang saling berpotongan pada layar (teleskop). 5) Skala indeks bias yang ditunjukkan oleh jarum pada layar skala diamati dan dibaca. Saat pengamatan skala indeks bias, diamati pula suhu yang ditunjukkan oleh termometer yang terdapat pada refraktometer. 6) Indeks bias minyak atsiri dikonversi pada suhu 25oC dengan rumus sebagai berikut: D25 = R + k (T 25 ).. (3) Dimana: D25 = pembacaan skala pada suhu 25oC; R = skala indeks bias yang dibaca; T = suhu yang dibaca (oc); k = faktor koreksi, data untuk minyak kamboja belum tersedia Maka digunakan faktor koreksi 0,00045 (Guenther dkk., 1987). FTIP001651/051
39 5. Kelarutan dalam Alkohol 1) Sebanyak 1 ml minyak bunga kamboja dimasukkan ke dalam gelas ukur 10 ml sementara alkohol 95% dimasukkan ke dalam buret. 2) Sedikit demi sedikit alkohol ditambahkan ke dalam gelas ukur dan dikocok hingga rata.alkohol ditambahkan hingga larutan menjadi jenuh. 3) Setelah larutan jenuh, dibaca volume alkohol 95% yang digunakan dan diamati sifat kelarutannya apakah larut jernih atau keruh. 4) Hasil umumnya akan membentuk larutan jernih apabila ditambahkan alkohol sebanyak maksimum sepuluh kali volume contoh. 6. Bilangan Asam 1) Sebanyak 2 g contoh minyak bunga kamboja dilarutkan dalam 5 ml alkohol 95% pada labu erlenmeyer. 2) Larutan fenolftalein (pp) ditambahkan sebanyak 5 tetes ke dalam larutan alkohol+minyak bunga kamboja. 3) Larutan dalam erlenmeyer dititrasi dengan Kalium Hidroksida (KOH) 0,1 N sampai warna merah muda.penambahan tetes KOH kira-kira 30 tetes per menit.titrasi dilakukan sampai larutan berwarna merah muda pertama kali dan tidak hilang dalam 10 detik. Bilangan asam dapat dihitung dengan rumus : Bilangan asam= 5,61 V N... (4) K Dimana : 5,61 = bobot molekul NaOH V = volume KOH yang dititrasikan (ml) N = normalitas larutan KOH K = bobot minyak bunga kamboja (g) FTIP001651/052
40 7. Bilangan Ester Prosedur pengujian blanko sebagai berikut : 1) Labu erlenmeyer diisi dengan beberapa potong batu didih lalu ditambahkan 5 ml alkohol dan 25 ml larutan KOH 0,5 N. 2) Larutan direfluks dengan hati-hati di atas penangas air mendidih selama 1 jam setelah larutan mendidih.kemudian larutan didiamkan hingga menjadi dingin. 3) Kondensor refluks dilepaskan lalu ditambahkan 5 tetes fenolftalein ke dalam larutan, kemudian titrasi denganhcl 0,5 N sampai diperoleh perubahan warna. Prosedur pengujian sampel sebagai berikut : 1) Sebanyak 2 g contoh minyak bunga kamboja dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer. 2) Minyak bunga kamboja dalam labu erlenmeyer dididihkan dengan hati-hati, kemudian ditambahkan KOH 0,5 N sebanyak 25 ml dan beberapa potong batu didih.kemudian larutan didinginkan hingga menjadi dingin. 3) Kondensor refluks dilepaskan lalu ditambahkan 5 tetes fenolftalein ke dalam larutan, kemudian titrasi denganhcl 0,5 N sampai diperoleh perubahan warna. Penentuan bilangan ester dapat dihiutng dengan rumus : (V V1 ) N 56,1 Bilangan ester 0 K. (5) Dimana: V0 = volume HCl yang digunakan dalam penentuan blanko (ml); V1 = volume HCl yang digunakan untuk contoh (ml); N = normalitas HCl 56,1 = bobot setara KOH K = bobot contoh minyak bunga kamboja (g). FTIP001651/053