BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposisi Kimia Yang Terkandung Dalam Biji Karet Biji karet dengan kualitas terbaik adalah biji yang tampak mengkilap luarnya, sedangkan biji yang keriput dinilai kurang baik. Penilaian kesegaran ditentukan atas dasar warna belahan biji. Kriteria baik buruknya biji karet dengan cara pembelahan adalah sebagai berikut : 1) Belahan biji yang putih murni dinilai sangat baik. 2) Belahan biji yang agak kekuningan dinilai baik. 3) Belahan biji yang kekuningan bercampur kehijauan dinilai baik. 4) Belahan biji yang agak kekuningan berminyak dinilai jelek. 5) Belahan biji yang agak kekuningan gelap dinilai jelek. 6) Belahan biji yang kecoklatan sampai hitam dinilai busuk ( Sinum, 2007 ) Tabel 2.3 Komposisi Biji Karet Komponen Kimia Konsentrasi Air 14,5 Protein Kasar 22,5 Serat Kasar 3,8 Lemak Kasar 49,5 Abu 3,5 Ca 0,48 P0 Densitas Alb 0,64 0,920 26,24 Sumber: ( sinum., 2007 ) 4
Biji karet yang sudah matang terdiri dari 70% kulit buah dan 30% biji karet. Biji karet terdiri dari ± 40% tempurung dan 60% tempurung daging biji, dimana variasi proporsi kulit dan daging buah tergantung pada kesegaran biji. Biji karet yang segar memiliki kadar minyak yang tinggi dan kandungan air yang rendah. Akan tetapi biji karet yang terlalu lama disimpan akan mengandung kadar air yang tinggi sehingga menghasilkan minyak dengan mutu yang kurang baik. Biji segar terdiri dari 34,2% kulit, 41,3% isi dan 24,5% air, sedangkan pada biji karet yang telah dijemur selama dua hari terdiri dari 41,6% kulit, 8% air, 15,3% minyak dan 35,1% bahan kering. Biji karet mengandung 40% - 50% minyak yang terdiri dari 17% - 22% asam lemak jenuh dan 77% - 82% asam lemak tak jenuh (Swern, 1964). Kandungan asam lemak tak jenuh menentukan kemampuan suatu minyak untuk menjadi minyak pengering. Jika kandungan asam linoleat suatu minyak mendekati 35%, maka minyak tersebut lebih bersifat sebagai minyak pengering. Minyak biji karet mempunyai kandungan asam linoleat sebesar 21% sampai dengan 24%. Study pendahuluan mengenai kemungkinan penggunaan minyak biji karet sebagai minyak goreng memberikan hasil bahwa minyak biji karet dapat digunakan sebagai minyak goreng asalkan proses pembuatan minyak biji karet dilkaukan dengan baik. Hal analisis kimianya menunjukkan bahwa sifat kimianya hampir sama dengan sifat minyak kelapa sawit, tetapi penililitian lebih lanjut menunjukkan bahwa minyak biji karet Indonesia apabila didasarkan standar AOCS untuk minyak biji karet, baik sebelum maupun sesudah pemurnian tidak dapat digunakan sebagai minyak pangan (Anonim, 2002) 2.2 Sifat Fisik dan Kimia Minyak Biji Karet Biji karet mengandung minyak nabati yang dapat dimanfaatkan menjadi input yang berharga pada berbagai industri. Minyak dari biji karet bersifat tidak ekonomis apabila diolah menjadi minyak makan dan sangat baik digunakan sebagai bahan industri seperti: alkil resin, linoleum, vernis, tinta cetak, cutting oils, minyak lumas dan gemuk. 5
Heny Oktaviani, 2014 mengatakan bahwa mutu minyak yang berasal dari bijibijian khususnya biji karet dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: 1) Kualitas dan kemurnian bahan baku. Adanya bahan asing atau biji yang berkualitas jelek yang tercampur dalam bahan baku pada proses, akan menyebabkan minyak cepat rusak dan berbau. 2) Usia biji. Biji karet yang usianya cukup tua akan menghasilkan minyak yang lebih baik kuantitas dan kualitasnya dibanding dengan biji karet yang lebih muda. 3) Kadar air yang terkandung dalam biji karet. Biji karet yang terlalu lama disimpan akan mengandung kadar air yang tinggi, sehingga dapat menghasilkan minyak dengan mutu yang kurang baik. 4) Perlakuan terhadap bahan baku pada saat proses dan pasca-proses (misalnya: halusnya hasil pencacahan yang dilakukan, pemilihan jenis pelarut, penyimpanan minyak hasil proses, dan sebagainya) Tabel 2.4 Karakteristik Minyak Biji Karet Mentah. Parameter Nilai Nilai safonifilasi 187,6-191,4 Bilangan Iod 133,8-146,6 Persentase bilangan tak tersabunkan 0,6-1,0 Indeks refraksi 1,4743-1,4749 spesific grafity (15 0 C) 0,925-0,929 Sumber: (susanto firdaus.,2001) 6
2.3 Proses degumming Degumming adalah proses pemisahan gum yaitu proses pemisahan getah atau lendir yang terdiri dari fosfolipid,protein,residu,karbohidrat,air dan resin. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk proses pemisahan gum antara lain adalah pemanasan,penambahan asam (H 3 PO 4,H 2 SO 4 dan HCI) atau basa (NaOH) pemisahan gum dengan cara hidrasi dan pemisahan gum dengan menggunakan garam seperti natrium klorida dan natrium fosfat. Senyawa fosfatida dalam minyak terdiri dari dua macam yaitu fosfatida hydratable dan fosfatida non hydratable. Fosfatida hydratable mudah dipisahkan dengan penambahan air pada suhu rendah sekitar 400C. Penambahan air ini mengakibatkan fosfolipid akan kehilangan sifat lipofiliknya dan berubah sifat menjadi lipofobik sehingga mudah dipisahkan dari minyak (Dijkstra dan Opstal, 2001). Fosfatida non hydratable harus dikonversi terlebih dahulu menjadi fosfatida hydratable dengan penambahan larutan asam dan dilanjutkan dengan proses netralisasi. Asam yang biasa digunakan pada proses degumming adalah asam fosfat dan asam sitrat (Thiagarajan dan Tang, 1991). Degumming biasanya dilakukan dengan cara dehidrasi gum agar bahan nontrigliserida tersebut lebih mudah terpisah dari minyak, kemudian disusul dengan prosses pemisahan yang dapat dilakukan dengan cara sentrifusi. Sedangkan fosfatida dipisahkan dengan cara menyalurkan uap panas ke kedalam minyak biji karet sehingga terpisah dari minyak, sedangkan fosfatida yang tidak larut air dapat dipisahkan dengan penambahan asam fosfat. Asam fosfat ini dapat meninisiasi terbentuknya gumpalan sehingga mempermudah pengendapan kotoran, selain itu penggunaannya dapat menurunkan bilangan peroksida minyak yang telah dipucatkan dan dapat meningkatkan kestabilan warna, akan tetapi semakin tinggi kadar asam fosfat yang digunakan maka bilangan peroksida dari minyak yang telah dipucatkan akan semakin meningkat. Asam fosfat dapat berfungsi sebagai pengikat getah dan juga berfungsi sebagai senyawa pengkelat (selfiawati.,2003) Degumming yang menggunakan uap panas disamping asam 7
fosfat disebut sebagai wet degumming, sedangkan bila dilakukan tanpa menggunakan air dinamakan dry degumming. Hasil uji karakteristik minyak biji karet RSO (rubber seed oil) terbaik diperoleh dari hasil degumming dengan asam fosfat sebanyak 0,5% b/b, yang menghasilkan kandungan gum / kadar P (phospat) sebesar 6,57 mg/l yang sebelum proses degumming CRSO (crude rubber seed oil) memiliki kandungan gum / kadar P (phospat) sebesar 17,01 mg/l. Hasil penelitian ini dari 50 kg biji karet didapatkan kernel 20 kg dan cangkang 30 kg, setelah dilakukan pengepresan didapatkan minyak biji karet sebanyak 2 kg dan ampas 18 kg atau randemen sebesar 10%, pada proses penyaringan diperoleh 1800 gr (2000ml) dan ampas 200 gr. Hasil uji krakteristik lainnya seperti: kadar FFA 14.751%, densitas 0,91737 g / cm 3, viskositas 10,367 cps, dan ph 5,5. Sedangkan untuk biji karet sebelum proses degumming memiliki nilai kadar FFA 20,802%, densitas 0, 92946 g/cm 3, viskositas 10,94 cps, dan ph 6,5 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses degumming : 1. Suhu 2. Kecepatan pengadukan 3. Konsentrasi asam (Ristianingsih dkk,2011) 2.4 Minyak dan Lemak minyak dan lemak termasuk termasuk salah satu anggota dari golongan lipid, yaitu merupakan lipid netral. Pada suhu kamar lemak berbentuk padat sedangkan minyak berbentuk cair. Lemak merupakan lipid yang tersusun oleh relative banyak asam lemak jenuh. Sedangkan minyak relatif banyak mengandung asam lemak tidak jenuh, baik tunggal maupun poli tidak jenuh (Hamamah.,2008). Lemak merupakan bahan padat pada suhu ruang dikarenakan tingginya kandungan asam lemak jenuh yang tidak memiliki ikatan rangkap sehingga mempunyai titik lebur yang tinggi. Minyak merupakan bahan cair pada suhu ruang disebabkan tingginya kandungan asam lemak yang tidak jenuh yang 8
memiliki satu atau lebih ikatan rangkap diantara atom-atom karbonnya sehingga mempunyai titik lebur yang rendah (winarno.,2002) berikut adalah beberapa sifat umum dari minyak dan lemak : a. Minyak dan lemak tidak terlarut dalam air b. Minyak dan lemak larut dalam pelarut organic seperti benzene, eter, dan kloroform c. Minyak dan lemak mengandung atom karbon, hydrogen, oksigen, dan terkadang mengandung nitrogen dan fosfor. d. Apabila dihirolisis lemak dan minyak akan menghasilkan asam lemak. Menurut ketaren (2005) minyak merupakan trigliserida yang tersusun atas tiga unit asam lemak berwujud cair pada suhu 25 0 C dan lebih banyak mengandung asam lemak tidak jenuh sehingga mudah mengalami oksidasi. Minyak yang berbentuk padat biasa disebut dengan lemak. Minyak dapat bersumber dari tanaman, misalnya minyak jagung, minyak bunga matahari, minyak kelapa dan minyak biji karet. 2.5 Komposisi Asam Lemak Asam lemak adalah suatu ester trigliserida dari gliserol den gan 3 asam lemak yang berikatan dengan trigliserida pada dasarnya merupakan rantai karbon (C) dengan gugus karboksil (COOH) pada salah satu ujungnya yang dapat bereaksi ( berikatan ) dengan molekul lain. Asam lemak mempunyai ikatan rangkap karbonkarbon yang dikenal dengan istilah tidak jenuh.asam lemak tanpa ikatan rangkap di kenal sebagai asam lemak jenuh.asam lemak tak jenuh dan jenuh tentu mempunyai perbedaan panjang ikatan. Asam lemak digolongkan berdasarkan panjang rantai karbon yaitu rantai pendek ( C2-C6), rantai sedang (C8-C12), rantai panjang (C14-C24). 9
2.5.1 Asam Lemak Jenuh Asam lemak jenuh yaitu asam lemak yang semua ikatan atom karbon pada rantai karbonnya berupa ikatan tunggal (jenuh). Jenis asam lemak bersifat jenuh yaitu asam palmitat, dan asam stearat sebagai berikut: a) Asam palmitat Asam palmitat atau asam heksadekanoat salah satu asam lemak yang mudah diperoleh dari tumbuh-tumbuhan, dengan rumus kimia CH3(CH2)14COOH. Rumus empiris : (CHO)n 1) Sifat kimia : C16H32O2 Asam palmitat tidak larut dalam air. Hal ini merupakan produk awal dalam proses biosintesis asam lemak. Dari asam palmitat, pemanjangan atau penggandaan ikatan berlangsung lebih lanjut. Dalam industri, asam palmitat banyak dimanfaatkan dalam bidang kosmetika dan pewarnaan. Dari segi gizi, asam palmitat merupakan sumber kalori penting namun memiliki anti oksidasi yang rendah. 1) Sifat fisika a Asam palmitat asam palmitat pada suhu ruang berwujud kristal padat. Dengan massa moral 256,42 g/mol. Memiliki densitas 0,853 g/cm 3 pada 62 0 C. titik lebur 62,9 0 C. Titik didih 352 0 C dan atau 215 0 C pada 15mmhg. a. Asam stearat Asam stearat atau oktadekanoat, asam lemak jenuh yang mudah diperoleh dari lemak hewani serta minyak masak dan dapat pula diperoleh dari hidrogenasi minyak nabati, dengan rumus kimia CH3(CH2)16COOH. 10
Rumus empiris : (CHO) n 1) Sifat kimia : C18H36O2 Dapat larut dalam air, bersifat hidrolisis, dan mudahterhidrogenasi. 2) Sifat fisika Massa molar 284,48 g/mol. Berbentuk padatan putih. Indeks bias 1,4299. Densitas 0,847 g/cm 3 pada suhu 70 0 C.titik leleh 69,9 0 C dan titik didih 292 0 C. 2.5.2 Asam Lemak Tak Jenuh Asam lemak tak jenuh, yaitu asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada rantai karbonnya. Asam lemak yang bersifat tak jenuh yaitu asam arkhidat, asam linoleat, asam linolenat,asam oleat sebagai berikut: a) Asam oleat Asam oleat atau asam oktadekenoat merupakan asam lemak tak jenuh yang banyak terkandung dalam minyak jaitun.selain minyak jaitun juga terdapat pada minyak biji karet. Rumus empiris : (CHO)n Rumus struktur 1) Sifat kimia : C18H34O2 : CH3(CH2)7CH=(CH2)7COOH Asam ini tidak larut dalam air, asam oleat memberikan minyak zaitun karakteristik yang unik dan dalam bidang kuliner minyak zaitun menempati posisi terhormat diantara minyak-minyak masak yang lain. Asam lemak oleat bersifat hidrolisis, dan tidak stabil pada suhu kamar. 2) Sifat fisika Berat molekul 280,45 kg/mol. Titik leleh 16,3 0 C. Titik didih 285 0 C, indeks bias 1,4565. 11
b) Asam linoleat Asam linoleat ini merupakan asam asam lemak tidak jenuh yang tidak bisa disintesis oleh tubuh kita, disebut asam lemak esensial, dan karenanya perlu diberikan dari luar melalui makanan. Dalam susu, biasanya ditambahkan asam linoleat yang sering disebut juga omega 6. Rumus empiris : (CHO)n 1) Sifat kimia : C18H32O2 : CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH Tidak stabil pada suhu kamar, larut dalam pelarut organik, dan bersifat hidrolisis. 2) Sifat fisika Berat molekul 2890,44598 g/mol. Titik leleh -5 0 C. Titik didih 229 0 C c) Asam linolenat Asam linolenat merupakan asam lemak tak jenuh majemuk (polyunsaturated fatty acid, PUFA) salah satu isomer asam linolenat, asam a-linolenat (ALA ), adalah asam lemak omega 3 yang dikenal memiliki khasiat lebih dari pada asam-asam lemak lain, khususnya untuk dalam rusaknya membran sel. Rumus empiris : (CHO)n 1) Sifat kimia : C18H30O2 : CH3CH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH Tidak stabil pada suhu kamar, larut dalam pelarut organic, bersifat hidrolisis. 2) Berat molekul 2890,44598 g/mol, titik leleh -5 0 C,titik didih 229 0 C. 12
2.5.3 Komposisi asam lemak yang terdapat pada minyak biji karet Minyak biji karet memiliki asam lemak jenuh terdiri dari asam palmitat, asam stearat asam arakhidat, sedangkan asam lemak tak jenuh terdiri dari asam oleat, asam linoleat, asam linolenat. Menurut Ikwuagwu et al, 2000 meyatakan bahwa minyak biji karet mengandung asam lemak jenuh 17-22% yang terdiri dari asam palmitat, asam stearat, dan asam arakhidat. Sekitar 77-82% berupa asam lemak tak jenuh yang terdiri dari asam lemak oleat, asam linoleat, asam linolenat. Tabel 2.5 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Karet Asam Lemak Gugus Alkil Komposisi (% Berat) Asam Palmitat 16:0 7-8 Asam Stearat 18:0 9-10 Asam oleat 18:1 28-30 Asam linoleat 18:2 33-35 Asam Linolenat 18:3 20-21 Asam Arakhidat 20:0 0,5 Sumber : (Mittelbach dan remschmidt, 2006) 2.6 Asam fosfat ( H 3 PO 4 ) Asam fosfat merupakan asam mineral yang memiliki rumus kimia H 3 PO 4. Asam fosfat bisa mendonorkan lebih dari satu protonnya dan disebut sebagai asam lemah poliprotik. Asam poliptotik juga didenifisikan dalam berbagai langkah dissosiasi asam yang selalu konstan. Berikut adalah contoh disosiasi asam fosfat dalam 3 langkah : H 3 PO 4 +H 2 O H 3 O H 2 PO 4 ka1= 7.11x10-3 H 2 PO 4 +H 2 O H 2 O H 3 O ka2= 6.32x10-3 HPO 4 +H 2 O H 2 O H 3 O+PO4 3- ka= 4.5x10-13 13
pengurangan tingkat Ka dari Ka 1 sampai Ka 3 menjelaskan kepada kita bahwa tiap penurunan reaksi proton yang ada bertambah susah untuk dilepaskan akibatnya H 3 PO 4 merupakan asam yang lebih kuat dibanding dengan H 2 PO 4 dan H 2 PO 4 lebih kuat bila dibandingkan dengan HPO 4 (Harvey,2002). Setiap molekul HNO 3 dan HCI hanya dapat menghasilkan 1 ion H+ disebut valensi asam. Asam semacam ini disebut juga asam monoprotik. Asam yang setiap molekulnya dapat menghasilkan dua ion H+ disebut asam diprotik sedangkan asam yang setiap molekulnya dapat menghasilkan tiga ion H+ disebut asam tripotik dan tripotik dikelompokkan kedalam asam poliprotik. 2.7 Reaksi asam fosfat sebagai sebagai bahan pelarut Reaksi Asam fosfat sebagai pelarut pada minyak biji karet mengindikasikan bahwa mekanisme perpindahan massanya diawali dengan transfer massa gum yang terikat pada fase minyak ke gum bebas pada fase asam fosfat. Setelah terjadinya transfer massa gum dari fase minyak ke fase larutan asam kemudian terjadi rekasi antara gum dengan asam fosfat dan selanjutnya mengendap. Perpindahan massa ini berlangsung jika terjadi kontak antara fase minyak dan fase asam dilakukan didalam tangki berpengaduk. Adanya asam fosfat ini dapat mengkonversi fosfatida hydratable menjadi fosfatida non hydratable sehingga gum dapat dipisahkan dari minyak. Dengan demikian dapat diasumsikan bahwa reaksi gum dengan asam fosfat terjadi di fase asam fosfat (ristianingsih dkk,2011) 14