5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bekatul Bekatul adalah bagian terluar dari bagian bulir yang terbungkus oleh sekam. Bulir adalah buah sekaligus biji berbagai tumbuhan serealia sejati, seperti padi, gandum, dan jelai. Istilah bekatul terutama disematkan kepada padi, karena serealia inilah yang dikenal dalam budaya Nusantara. Namun, bekatul dapat diperoleh pula dari jagung, gandum, milet, serta jelai. Asal-usul bekatul secara anatomi adalah lapisan aleuron dan sebagian perikarp yang terikut. Aleuron adalah lapisan sel terluar yang kaya gizi dari endospermium, sementara perikarp adalah bagian terdalam dari sekam. Bekatul padi dapat dilihat pada beras yang diperoleh dari penumbukan. Proses pemisahan bekatul dari bagian beras lainnya dikenal sebagai penyosohan (polishing) untuk memperpanjang masa penyimpanan beras, sekaligus memutihkannya (Anon., 2007). Gambar 1. Bagian-bagian gabah ( Anon., 2015 b ) 5
6 Pengilingan padi di Indonesia yang menggunakan satu tahap, sekam merupakan hasil penyosohan pertama dan bekatul sebagai hasil penyosohan kedua atau akhir. Sekam lebih sesuai sebagai bahan baku pakan, sedangkan bekatul sangat baik untuk bahan pangan. Sekam terdiri atas lapisan sebelah luar dari butiran-butiran padi dengan sejumlah lembaga biji, sedangkan bekatul adalah lapisan bekatul sebelah dalam dari butiran padi termasuk sebagian kecil endosperma berpati (Anon., 2007) 2.1.1 Kandungan Gizi dan Komponen Bioaktif Bekatul ( rice bran) merupakan hasil samping dari pengolahan padi yang pemanfaatannya oleh masyarakat di Bali masih sangat terbatas dan hanya digunakan untuk makanan ternak, bahkan kadang-kadang menjadi limbah dan mencemari lingkungan terutama di sentra produksi padi saat panen musim penghujan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bekatul memiliki nutrisi yang baik seperti : kadar karbohidrat berkisar 48,3-50,7 %, kadar protein kasar 15,7-17,2%, kadar lemak kasar 23,3-24,9 %, kadar abu 9,2-11,3 %, dan kadar air 9,61-14,74 %, serta komponen bioaktif seperti senyawa fenolik (Huang et al., 2005). Sompong et al. (2011) juga melaporkan bahwa beras merah yang diperoleh di China, Thailand dan Sri Lanka mengandung senyawa polifenol dan antosianin yang dapat berperan sebagai antioksidan yang baik. Beras berpigmen dilaporkan sebagai antioksidan yang sangat potensial dan beras merah sangat populer digunakan sebagai bahan pangan fungsional karena mengandung senyawa fenolik (Devi dan Arumughan, 2007).
7 Bekatul adalah bagian luar beras yang terlepas menjadi serbuk halus pada proses penggilingan padi menjadi beras yang terdiri dari lapisan aleuron, endosperm dan embrio. Lapisan tersebut kaya komponen bioaktif pangan, beberapa di antaranya adalah tokoferol, γ-oryzanol dan β-karoten (Tabel 1). Tokoferol, γ-oryzanol dan β-karoten merupakan golongan antioksidan non polar yang berfungsi menghambat proses oksidasi lemak dan mencegah stres oksidatif (Mumpuni, 2013). Tabel 1. Kandungan tokoferol, γ-oryzanol, β-karoten dan aktivitas antioksidan minyak bekatul beras merah, putih dan hitam. Variabel Minyak Bekatul Kasar Putih Merah Hitam Tokoferol (ppm) 18,346 3,706 5,905 γ-oryzanol (ppm) 13,341 24,201 15,007 β-karoten (ppm) 1,53 2,26 3,71 Aktivitas Antioksidan (%) 51,71 68,66 47,99 Sumber: Mumpuni (2013) 2.2 Ekstraksi Minyak Minyak dan lemak termasuk salah satu anggota golongan lipid, yaitu lipid netral. Lipid sendiri dapat diklasifikasikan menjadi 4 kelas yaitu lipid netral, fosfatida, spingolipid, dan glikolipid. Semua jenis lipid ini banyak terdapat di alam. Minyak dan lemak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil komponen selain trigliserida yaitu lipid kompleks (lesithin, cephalin, fosfatida dan glikolipid), sterol berada dalam keadaan bebas atau terikat dengan asam lemak, asam lemak bebas, lilin, pigmen yang larut dalam lemak dan hidrokarbon. Komponen tersebut mempengaruhi warna dan flavor produk, serta berperan dalam proses ketengikan. Fosfolipid dalam minyak berasal dari biji-
8 bijian biasanya mengandung sejumlah fosfatida yaitu lesithin dan cephalin (Ketaren, 2012) Ektstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak. Adapun cara ekstraksi ini bermacam-macam yaitu rendering ( dry rendering dan wet rendering), mechanial expression dan solvent extraction (Ketaren, 2012). Menurut Anon., (2015 a ), metode ekstraksi sangat beragam. Ekstraksi dengan pelarut meliputi cara dingin dan cara panas. Cara lain antara lain: destilasi uap, ekstraksi berkesinambungan, superkritikal karbondioksida, esktraksi ultrasonik dan ektraksi energi listrik. Ultrasonik merupakan tekanan suara siklis dengan sebuah frekuensi yang lebih besar daripada batas atas pendengaran manusia. Aplikasi ultrasonik pada reaksi kimia disebut sonochemistry. Efek kimia ultrasonik di dalam cairan berasal dari beberapa fenomena akustik non linear, dimana kavitasi adalah yang paling penting. Kavitasi akustik adalah pembentukan, pertumbuhan dan pecahnya gelembung didalam sebuah cairan yang disinari dengan suara atau ultrasonik. Menurut Cintas and Cravotto (2005), kavitasi merupakan sebuah teknologi di masa yang akan datang karena mempunyai beberapa kelebihan seperti : mereduksi waktu reaksi/ proses ekstraksi, meningkatkan rendemen, menggunakan kondisi operasi (temperatur, tekanan) yang rendah dibandingkan cara konvensional. Intensitas gelombang ultrasonik yang merambat akan membawa energi pada suatu luas permukaan per satuan waktu. Jika energi gelombang ultrasonik tersebut melalui jaringan, maka akan melepaskan energi kalor sehingga terjadi pemanasan yang mengakibatkan suhu jaringan meningkat dan kemudian
9 menimbulkan efek kavitasi, yaitu pembentukan, pertumbuhan dan pecahnya gelembung didalam sebuah cairan. (Bendicho and Lavilla, 2000). Beberapa penelitian ekstraksi yang menggunakan ultrasonik dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Beberapa hasil penelitian ekstraksi minyak dengan bantuan ultrasonik Rasio Waktu Rendemen No Bahan Suhu Pelarut bahan: Referensi (menit) pelarut terbaik Mikroalga N- 1 Chlorella 50 o 1:8 30,1 g/ml C 60 Hexan Wati, et al.,2015 sp 2 Kakao 40 o N- Supardan et C 30-120 1:40 3 Rumput Laut 45 o C 30 Hexan N- Hexan 24,70% 4 Biji adlay 40 o C 350 96,36% 5 Kedelai 25 o C 180 N- Hexan 1:15 al., 2012 Cravotto et al., 2008 Hu, et al., 2006 34% Li et al., 2004 2.3 Minyak Bekatul Minyak bekatul atau lebih dikenal dengan rice bran oil merupakan minyak hasil ekstraksi dedak padi. Minyak bekatul mengandung beberapa jenis lemak yaitu 47 % lemak mono unsaturated, 33 % polyunsaturated dan 20 % saturated serta asam lemak yaitu asam oleat 38,4 %, linoleat 34,4 % linolenat 2,2 %, palmitat 21,5 % dan stearat 2,9 %. Minyak bekatul memiliki aroma dan tampilan yang baik serta nilai titik asapnya cukup tinggi (254 0 C). Minyak bekatul memiliki titik asap yang paling tinggi dibandingkan minyak nabati lainnya maka minyak bekatul merupakan minyak terbaik dibanding minyak kelapa, minyak sawit maupun minyak jagung (Hadipernata, 2012). Minyak bekatul yang baru diekstrak biasanya berwarna hijau kecoklatan dan berbau khas minyak dedak padi. Sifat fisiko-kimia minyak bekatul dapat dilihat pada Tabel 3.
10 Tabel 3. Sifat Fisiko-Kimia Minyak Bekatul No Parameter Nilai 1 Densitas (g/ml) 0,89 2 Bilangan penyabunan 179,17 3 Asam Lemak Bebas (%) 34,49 49,76 4 Titik nyala ( o C) Minimum 150 5 Titik pengasapan ( o C) 254 Sumber: Mardiah et al., (2006) Komposisi asam lemak yang terkandung dalam minyak dedak padi dapat dianalisa dengan menggunakan alat Gas Chromatograph (GC). Adapun contoh hasil analisa minyak bekatul dengan menggunakan alat Gas Chromatograph dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Komposisi Asam Lemak pada Minyak Bekatul No Komponen Asam Lemak Nilai (%) 1 Miristat 0,33366 2 Palmitat 17,2096 3 Stearat 1,7112 4 Oleat 33,4208 5 Linoleat 0,07 6 Linolenat 33,4208 7 Arakidonat 1,2063 Sumber : Rachmaniah et al., (2015) Ekstraksi minyak bekatul beras merah dapat dilakukan dengan berbagai macam metode. Hasil ekstrak berupa minyak kasar diharapkan memiliki karakteristik yang baik. Karakteristik tersebut antara lain: rendemen yang tinggi, kadar air yang rendah, kadar asam lemak bebas yang rendah dan kadar antioksidan yang tinggi. Minyak bekatul yang dihasilkan diharapkan memiliki
11 sifat seperti minyak goreng pada umumnya sehingga cocok digunakan sebagai sumber minyak makan. SNI minyak goreng ditampilkan pada Tabel 5. Tabel 5. SNI 01-3741-2002 tentang Standar Mutu Minyak Goreng No Kriteria Uji Syarat 1 Keadaan bau, warna, rasa Normal 2 Air Maks 0,30 % b/b 3 Asam lemak bebas Maks 0,30 % b/b 4 Bahan Tambahan Makanan Sesuai SNI. 022-M dan Permenkes No. 722/Menkes/Per/IX/88 5 Cemaran Logam - Besi (Fe) - Tembaga (Cu) - Raksa (HG) - Timbal (Pb) - Timah (Zn) - Seng (Zn) Maks 1,5 mg/kg Maks 0,1 mg/kg Maks 0,1 mg/kg Maks 40 mg/kg Maks 0,005 mg/kg Maks 40 mg/kg 6 Arsen (As) Maks 0,1 % b/b 7 Angka Peroksida Mg O 2 % Sumber: Anon., (2016) 2.4 Karotenoid Karotenoid adalah kelas lebih dari 600 macam pigmen alami yang disintesis oleh tanaman, algae dan bakteri fotosintetis. Molekul berwarna tersebut merupakan sumber warna kuning, oranye dan merah bermacam-macam tanaman (Muchtadi, 2012). Sayuran dan buah-buahan merupakan sumber utama karotenoid bagi manusia, α-karoten, β-karoten dan β-kriptosantin, lutein, likopen dan zeasantin merupakan karotenoid yang biasa dikonsumsi manusia. Karotenoid dapat dibagi menjadi 2 kelompok utama, yaitu karoten (α-karoten, β-karoten dan likopen) dan santofil (β-kriptosantin, lutein dan zeasantin) (Muchtadi, 2012). Karotenoid mempunyai fungsi antioksidan yang penting yaitu inaktivasi (quenching) oksigen singlet suatu oksidan yang terbentuk selama proses fotosintesis dalam tanaman (Halliwel dan Gutteridge, 1999). Aktivitas antioksidan dari β-karoten dapat diuji dengan metode carotene bleaching. Metode ini pertama
12 kali digunakan pada tahun 1932 oleh Monaghan dan Schmitt yang membuktikan bahwa beta karoten dapat mencegah oksidasi asam linoleat (Bruton, 1998). Hal ini dikarenakan beta karoten akan langsung bereaksi dengan radikal peroksida yang terbentuk akibat terjadinya oksidasi asam linoleat. Reaksi antara betakaroten dan radikal peroksida dapat secara langsung dibuktikan dengan melihat pemudaran warna jingga karoten. Hal ini dikarenakan radikal peroksida akan menyerang ikatan rangkap terkonjugasi dari beta karoten yang bertanggung jawab atas warna jingga karoten (Utami et al., 2009). Pengujian aktivitas antioksidan dengan metode carotene bleaching menggunakan bahan-bahan utama, seperti β-karoten sebagai indikator aktivitas antioksidan, minyak goreng sebagai sumber radikal bebas dan senyawa antioksidan sebagai penghambat reaksi oksidasi. Minyak goreng digunakan sebagai senyawa yang teroksidasi karena memiliki banyak ikatan tidak jenuh. Ikatan rangkap yang terputus dari minyak goreng akan menghasilkan radikal bebas yang dapat menyerang ikatan rangkap terkonjugasi dari senyawa karotenoid (Utami et al., 2009). Antioksidan dalam sistem minyak goreng-beta karoten berperan dalam menghambat peluruhan warna jingga karoten, dengan kata lain senyawa antioksidan akan menghambat proses oksidasi dari minyak goreng dan beta karoten selama terjadi pemanasan dalam sistem emulsi tersebut. Senyawa antioksidan akan berikatan dengan radikal bebas yang terbentuk pada tahap awal reaksi inisiator panas, untuk mencegah reaksi lebih lanjut antara radikal bebas dengan oksigen yang dapat menghasilkan radikal peroksida yang sangat reaktif.
13 Reaksi antara betakaroten dan radikal peroksida dapat secara langsung dibuktikan dengan melihat pemudaran warna jingga karoten.