Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap

1

EFISIENSI PROSES EKSTRAKSI OLEORESIN LADA HITAM

DENGAN METODE EKSTRAKSI MULTI TAHAP

SKRIPSI

Oleh : FUAD MUHIEDIN

0111030023-103

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

2008

i

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul : Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap. Nama : Fuad Muhiedin

Nim : 0111030023-103

Program Studi : S – 1 Reguler

Jurusan : Teknologi Industri Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Disetujui Oleh :

Pembimbing Pertama,

Ir. Sukardi, MS NIP. 131 574 864

Pembimbing Kedua,

Irnia Nurika, STP. MP

NIP. 132 232 476

Tanggal Persetujuan : ............... Tanggal Persetujuan : ...........

ii

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap.

Nama : Fuad Muhiedin

Nim : 0111030023-103

Program Studi : S – 1 Reguler

Jurusan : Teknologi Industri Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Dosen Penguji I,

Sucipto, STP. MP NIP. 132 231 564

Dosen Penguji II,

Dodyk Pranowo, STP. MSi NIP. 132 304 481

Dosen Penguji III,

Ir. Sukardi, MS NIP. 131 574 864

Dosen Penguji IV,

Irnia Nurika, STP. MP

NIP. 132 232 476

Ketua Jurusan,

Dr. Ir. Wignyanto, MS NIP. 130 935 074

Tanggal Lulus Skripsi : ....................................

iii

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama Mahasiswa

NIM

Jurusan

Fakultas

:

:

:

Fuad Muhiedin

0111030023 - 103

Teknologi Industri Pertanian

Teknologi Pertanian

Judul Skripsi

:

Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap.

Menyatakan bahwa,

Skripsi dengan judul di atas merupakan karya asli penulis tersebut di atas. Apabila

di kemudian hari terbukti ini tidak benar saya bersedia dituntut sesuai hukum yang

berlaku.

Malang, 1 Agustus 2008

Pembuat Pernyataan,

Fuad Muhiedin NIM. 0111030023 – 103

iv

iv

Fuad Muhiedin. 0111030023. Skripsi. Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap. Pembimbing : 1. Ir. Sukardi, MS. 2. Irnia Nurika, STP, MP.

RINGKASAN

Oleoresin dihasilkan dari proses ekstraksi menggunakan pelarut organik. Oleoresin lada hitam mengandung zat piperine, piperanine, dan chavicine yang memberikan rasa pedas dari bahan yang diekstraksi. Metode ekstraksi yang biasa digunakan dalam ekstraksi oleoresin lada hitam adalah dengan satu kali proses ekstraksi, namun metode ini mempunyai kelemahan yaitu memerlukan banyak pelarut dalam mengekstraksi oleoresin. Untuk mengatasi masalah tersebut maka ekstraksi yang digunakan adalah metode ekstraksi multi tahap atau dengan beberapa kali proses ekstraksi dengan jumlah pelarut yang lebih sedikit tetapi belum diketahui berapa jumlah pelarut dan jumlah proses ekstraksi yang tepat.

Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimental Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang disusun secara faktorial dengan 2 faktor. Faktor I jumlah pelarut (perbandingan bahan dan pelarut) terdiri dari 4 level yaitu 1:8; 1:9; 1:10; 1:11 dan faktor II jumlah proses ekstraksi terdiri dari 2 level yaitu 2 dan 3 kali proses ekstraksi masing-masing dengan 3 kali ulangan. Oleoresin yang diperoleh dilakukan pengujian fisik-kimia meliputi rendemen, kadar piperin, dan sisa etanol dalam oleoresin.

Perlakuan terbaik ekstraksi oleoresin lada hitam dipilih berdasarkan nilai biaya proses ekstraksi atau HPP bruto yang terendah maka dalam hal ini dipilih adalah alternatif perlakuan pertama yaitu jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) dengan 3 kali proses esktraksi dengan rendemen 5,34%, kadar piperin 47,49%, sisa etanol 2,02% nilai efisiensi proses ekstraksi 89,06% HPP bruto Rp sebesar Rp 214.031,94.

Kata kunci : lada hitam, oleoresin, ekstraksi multi tahap.

v

v

Fuad Muhiedin. 0111030023. Skripsi. Efficiency Process of Black Pepper Oleoresin Extract with Multiple Stage Extract Method. Pembimbing : 1. Ir. Sukardi, MS. 2. Irnia Nurika, STP, MP.

SUMMARY

Oleoresin is producted from extraction process using organic solvent. Black pepper oleoresin contains piperine, piperanine, and chavicine essence that give spicy flavour from extracted element. Extract method wich is ussualy used in black pepper oleoresin extraction is one time extraction process. This method has a weakness, it needs a lot of solvent to get oleoresin extract. To solve the problem, the extraction process that has tobe chossed is multiple rank extract method, but it hasn’t been know how much solvent is needed. The method used in this research is eksperimental used a completely randomized design (RAK) factorially with 2 factors. Factor I solvent amount ( materials and solvent comparison) consist of 4 level that is 1:8; 1:9; 1:10; 1:11 and factor II extraction process total amount consist of 2 level, that is 2 and 3 times process each by 3 repetitions. The physic and chemical test are rendemen, piperin proportion, etanol remains in oleoresin.

The best black pepper oleoresin extract treatment is chossed based on extraction process cost or the best lowest bruto. In the case, the chossen one is first treatment 1:10(b/v) with 3 times extraction process with rendemen 5,34%, piperin proportion 47,49%, etanol remains in oleoresin 2,02%, extraction process eficiency 89,06% and bruto HPP Rp 214.031,94%. Keyword : black pepper, oleoresin, multi stage extraction.

vi

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur dan keagungan bagi Allah SWT yang Maha Pengasih

dan Penyayang, karena atas rahmat-Nya penelitian ini dapat diselesaikan.

Shalawat dan salam semoga dicurahkan Allah kepada Rasulullah SAW.

Skripsi ini berjudul “Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

dengan Metode Ekatraksi Multi Tahap”. Penyusunan skripsi ini merupakan salah

satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian. Penelitian ini lebih

lanjut merupakan usaha untuk memberikan informasi mengenai kondisi proses

ekstraksi terbaik dan meminimalkan input berupa pelarut etanol yang digunakan

untuk ekstraksi oleoresin lada hitam dengan metode ekstraksi multi tahap.

Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penyusun

sampaikan kepada:

1. Ir. Sukardi, MS dan Irnia Nurika, STP. MP, selaku Dosen Pembimbing

yang telah meluangkan waktu memberikan bimbingan, bantuan dan

kesabarannya dalam penyelesaian penyusunan skripsi.

2. Sucipto, STP. MP dan Dodyk Pranowo, STP. MSi selaku Dosen Penguji

terimakasih atas saran-saran dan bantuannya.

3. Ir. Maimunah Hindun Pulungan, MP terima kasih atas bimbingannya yang

amat berarti.

4. Bapak Ibu dosen di TIP terimakasih banyak ilmu dan pengetahuannya.

5. Bapak Ibuku, dan seluruh keluarga besarku di Kertosono terimakasih atas

doa, dukungan dan juga bantuannya selama ini.

6. Bude dan keluarga besar di Lamongan terimakasih atas doa dan juga

bantuannya.

7. Adeq Ima terima kasih atas semangat dan kesabarannya menemani.

8. Imam, Marco, Rozikin, Shalahudin, Andhang, Hilmi, Jhoss dan Temen-

temen TIP yang belum bisa saya sebutkan thanks atas kebersamaannya.

9. Heru n` family yang bersedia menampung, rosyd, kukuh, indra dan huda

terima kasih atas dukungannya.

10. Ibu kasih dan mas eko yang uda nganggep anak sendiri.

vii

vii

Disadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena

itu dengan segala kerendahan diharapkan adanya saran, kritik dan masukan yang

konstruktif demi perbaikan dan penyempurnaan di masa mendatang. Akhirnya,

semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penyusun pada khususnya dan semua

pihak yang membutuhkan pada umumnya.

Malang, 1 Agustus 2008 Penyusun,

viii

viii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Surabaya pada tanggal 30 Juni 1982 dengan nama

Fuad Muhiedin, nama Ayah Abdul Maaf dan nama Ibu Djumiati. Penulis

menyelesaikan pendidikan di SDN Kepuh II, kemudian melanjutkan di SMPN 2

Kertosono. Setelah lulus SMP penulis melanjutkan pendidikan di SMUN

Patianrowo. Pada tahun 2001 penulis melanjutkan ke pendidikan tinggi di

Universitas Brawijaya Malang pada Fakultas Teknologi Pertanian Jurusan

Teknologi Industri Pertanian melalui jalur UMPTN.

Selama masa pendidikan di Fakultas Teknologi Pertanian penulis aktif di

organisasi Forum Kajian Islam FTP (FORKITA) sebagai staf bidang usaha dan

dana, staf Humas MPM FTP, dan ikut menjadi panitia pelaksana pada berbagai

kegiatan di lingkungan FTP. Penulis menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar

Sarjana Teknologi Pertanian pada tahun 2008.

ix

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................ iii

RINGKASAN .................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi

RIWAYAT HIDUP ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii

PENDAHULUAN .......................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................. 3 1.4. Manfaat Penelitian ............................................................................... 3 1.5. Hipotesis.................................................................. ............................. 4

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 5

2.1. Lada Hitam .......................................................................................... 5 2.1.1. Susunan Kimia Lada Hitam ..................................................... 7

2.2. Oleoresin ............................................................................................. 8 2.2.1. Oleoresin Lada Hitam ............................................................... 10

2.3. Ekstraksi dengan Pelarut ..................................................................... 11 2.3.1. Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Hasil Ekstraksi ............. 12

2.3.1.1. Ukuran Bahan .................................................................... 13 2.3.1.2. Suhu Ektraksi ..................................................................... 13 2.3.1.3. Pelarut ............................................................................... 13

2.3.1.3.1. Etanol ..................................................................... 15 2.4. Proses Ekstraksi Lada hitam ............................................................... 15

2.4.1. Penimbangan ............................................................................ 16 2.4.2. Pengecilan Ukuran ................................................................... 16 2.4.3. Pengayakan .............................................................................. 16 2.4.4. Ekstraksi Oleoresin secara Multi Tahap ................................... 17 2.4.5. Penyaringan .............................................................................. 17 2.4.6. Evaporasi .................................................................................. 17

2.5. Efisiensi .............................................................................................. 18

x

x

METODE PENELITIAN .............................................................. 20 3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian ............................................................. 20 3.2. Alat Dan Bahan .................................................................................... 20 3.2.1 Alat ............................................................................................. 20 3.2.2 Bahan ........................................................................................ 20 3.3 Batasan Masalah .................................................................................. 21 3.4 Prosedur Penelitian............................................................................... 21 3.4.1. Identifikasi Masalah ................................................................. 22

3.4.2. Studi Literatur .......................................................................... 22 3.4.3. Rancangan Penelitian, Pelaksanaan dan Pengumpulan Data ... 22 3.4.4. Analisis Data ............................................................................ 26 3.4.6. Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam .................... 26 3.4.7. Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam .... 26 HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 28

4.1. Rendemen ............................................................................................ 28 4.2. Kadar Piperin ...................................................................................... 31 4.3. Sisa Etanol pada Oleoresin ................................................................. 33 4.4. Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam ................................ 34 4.5. Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam ................ 36

PENUTUP ...................................................................................... 39 5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 39 5.2. Saran ..................................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 40 LAMPIRAN .................................................................................... 43

xi

xi

DAFTAR TABEL

Nomer Teks Halaman

1. Standar Mutu Oleoresin Lada Hitam.............................. 10

2.

Rerata Rendemen Oleoresin Pada Berbagai Jumlah Total Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi ...................................

28

3. Rerata Kadar Piperine Oloresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Total Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi...............................................................................

32

4. Rerata Sisa Etanol pada Oloresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Proses Ekstraksi........................................

34

5. Rerata Efisiensi Penggunaan Pelarut pada Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Pelarut dan Jumlah Tahap Ekstraksi................................................

35

xii

xii

DAFTAR GAMBAR

Nomor

1.

Teks Diagram Alir Penelitian..................................................

Halaman

21

2.

Diagram Alir Pembuatan Oleoresin Lada Hitam............

27

3.

Grafik Hubungan Jumlah Rerata Rendemen Oleoresin, Jumlah Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi..................

29

xiii

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Teks Halaman

1. Analisa Rendemen, Kadar Piperine dan Sisa Etanol pada Oleoresin ..........................................................................

43

2. Data Percobaan dan Analisa Ragam Rendemen...............

45

3. Data Percobaan dan Analisa Ragam Kadar Piperin........... 47

4. Data Percobaan dan Analisa Ragam Sisa Etanol ..............

49

5. Perhitungan Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam…..............................................................................

51

6. Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Alternatif Perlakuan Terbaik Pertama……………

53

7. Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Alternatif Perlakuan Terbaik Kedua ……………..

55

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Lada merupakan salah satu jenis rempah yang dimanfaatkan sebagai

bumbu dalam berbagai masakan. Buah lada berbentuk bulat saat muda berwarna

hijau dan setelah matang berwarna merah. Hasil pengolahan lada ada 3 jenis yaitu

lada hitam, putih dan hijau, dari 3 jenis olahan yang dikenal hanya lada hitam dan

putih.

Daerah penghasil lada terbesar di Propinsi Lampung, Kepulauan Bangka

Belitung, Kalimantan Timur dan Kalimantan Barat. Luas areal dan produksi lada

selama tahun 2000-2005 cenderung meningkat, yaitu dari 150.531 ha pada tahun

2000 menjadi 211.729 ha pada tahun 2005, dan produksi dari 69.087 ton pada

tahun 2000 menjadi 99.139 ton pada tahun 2005. Total ekspor lada dari negara-

negara produsen pada tahun 2005 mencapai 230.625 ton. Dari total ekspor

tersebut, Indonesia mengekspor 45.760 ton atau sekitar 19,80% (Yuhono, 2006).

Pengolahan lebih lanjut terhadap biji lada perlu dikembangkan karena

dalam keadaan utuh biji lada mempunyai kelemahan yaitu aroma akan hilang dan

juga mudah rusak karena jamur selama penyimpanan. Hasil olahan lada antara

lain adalah oleoresin dan lada bubuk. Oleoresin merupakan ekstrak atau sari

tumbuhan yang telah mengalami penguapan pelarut. Oleoresin lada mempunyai

keunggulan dibandingkan dengan produk olahan yang lain dari lada yaitu

mempunyai keseragaman aroma dan tidak mengandung mikroba sehingga lebih

awet. Oleoresin lada biasanya diproduksi dari lada hitam karena mempunyai

2

rendemen yang lebih besar dibanding dengan bahan baku lada putih dan juga

harga bahan baku yang lebih murah dengan kandungan sari tumbuhan yang

hampir sama dari oleoresin lada hitam maupun oleoresin lada putih.

Permasalahan pada ekstraksi oleoresin lada hitam adalah diperlukan

pelarut yang banyak untuk dapat mengekstraksi oleoresin dari bahan baku.

Banyaknya pelarut akan mempengaruhi tingginya biaya pengadaan pelarut

sehingga diperlukan efisiensi penggunan pelarut untuk menekan biaya produksi.

Ekstraksi oleoresin lada hitam menggunakan pelarut organik dibagi

menjadi dua cara yaitu ekstraksi satu tahap ekstraksi dan multi tahap ekstraksi.

Ekstraksi satu tahap ekstraksi adalah ekstraksi dengan jumlah pelarut yang sesuai

dengan bahan baku sehingga oleoresin yang terkandung dalam bahan baku

tersebut larut. Kelemahan dari satu tahap proses ekstraksi adalah dibutuhkan

banyak pelarut untuk melarutkan oleoresin yang diinginkan dalam bahan.

Metode ekstraksi multi tahap adalah metode ekstraksi lebih lanjut yang

dapat menyempurnakan kelemahan dari metode ekstraksi satu tahap proses

ekstraksi. Ekstraksi multi tahap adalah ekstraksi dengan adanya penambahan

pelarut yang selalu baru pada residu dari ekstraksi sebelumnya sehingga

diharapkan oleoresin dapat terekstrak secara sempurna.

Efisiensi proses ekstraksi pada ekstraksi oleoresin lada hitam adalah

dengan meminimalkan input dari proses ekstraksi yaitu pemakaian jumlah total

pelarut untuk menghasilkan oleoresin terbanyak. Penggunaan pelarut minimal

dapat diterapkan pada ekstraksi oleoresin lada hitam yaitu menggunakan metode

ekstraksi multi tahap. Menurut Bernasconi, et al. (1995) ekstraksi beberapa kali

3

dengan pelarut yang lebih sedikit akan lebih efektif dibanding ekstraksi satu kali

dengan semua pelarut sekaligus.

Permasalahan yang timbul adalah belum diketahui jumlah pelarut dan

berapa tahap ekstraksi yang tepat untuk menghasilkan oleoresin lada hitam

sehingga penggunaan pelarut dapat lebih efisien.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan Umum

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi proses ekstraksi

daan meminimalkan input berupa pelarut etanol pada ekstraksi oleoresin lada

hitam dengan metode ekstraksi multi tahap.

Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari penelitian ini adalah memperoleh perlakuan terbaik

dari jumlah total pelarut dan jumlah proses ekstraksi untuk mendapatkan oleoresin

pada ekstraksi oleoresin lada hitam dengan metode ekstraksi muti tahap.

1.3. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan informasi tentang

kondisi ekstraksi terbaik pada ekstraksi multi tahap dalam menghasilkan

rendemen dan mutu oleoresin lada hitam. Selain itu penelitian ini diharapkan

dapat meningkatkan nilai tambah dari lada.

4

1.4. Hipotesis

Diduga jumlah total pelarut etanol yang digunakan serta jumlah proses

ekstraksi akan meningkatkan rendemen dan mempengaruhi sifat fisika kimia lada

hitam.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Lada Hitam

Lada hitam biasanya digunakan sebagai bumbu dan obat tradisional

Tanaman lada yang ada di Indonesia berasal dari daerah Malabar India, dan

dibawa oleh koloni hindu yang pindah ke Asia tenggara sejak 2000 tahun silam

(Anonymousc, 2005). Ciri-ciri morfologi tanaman lada hitam antara lain

merupakan tanaman semak belukar, herba, berbatang kecil menjalar dan bunganya

majemuk berbentuk bulir dan menggantung. Tanaman ini mempunyai karakter

kimia mengandung asam amida atau disebut juga piperin yang pada umumnya

dimiliki oleh beberapa spesies dalam famili Piperaceae, dan mengandung minyak

atsiri (Heinrich, 2003).

Lada hitam (Piper nigrum) merupakan tanaman tropis yang membutuhkan

curah hujan dan kelembaban yang cukup. Lada hitam tumbuh baik pada daerah

antara 200 LU dan 200 LS, dan pada ketinggian sampai 1500 m diatas permukaan

laut. Suhu yang dikehendaki antara 100 C dan 400 C, dengan curah hujan rata-rata

125-200 cm/tahun. Lada hitam dapat tumbuh subur pada tanah yang memiliki pH

4,5 sampai 6,5 (Rajeev dan Devasahayam,2005).

Menurut Anonymousb (2005), lada hitam dibedakan menjadi beberapa

jenis dan mempunyai ciri berbeda yang dipengaruhi daerah asal budidayanya

antara lain :

a. Malabar

Jenis lada hitam terbaik didunia sebagian berasal dari India sebelah barat daya

6

dan dikenal sebagai daerah pantai Malabar. Lada malabar mempunyai aroma

khas yang sangat kuat.

b. Lampung

Indonesia termasuk salah satu produsen utama lada hitam, dengan penanaman

memusat di Lampung daerah bagian tenggara Sumatera. Lada lampung dapat

dibandingkan dengan lada malabar dari segi rasa maupun kepedasan.

c. Brazil

Brazil adalah salah satu produsen lada hitam utama yang baru. Biji lada hitam

brazil mempunyai permukaan yang lembut dengan kulit luar berwarna hitam

dan pusat biji berwarna putih.

d. Serawak

Negara Malaysia termasuk penghasil lada hitam utama yang lain.

Pembudidayaan lada sepanjang pantai barat laut kalimantan. Kebanyakan lada

hitam serawak dijual kepada Jepang dan negara lainnya di Asia.

e. Sri lanka

Lada hitam sri lanka mempunyai kandungan minyak atsiri dan oleoresin yang

tinggi sehingga dimanfaatkan sebagai bahan baku pada industri ekstraksi.

f. Vietnam

Vietnam adalah negara produsen lada hitam yang baru, kebanyakan lada

tumbuh didaerah vietnam selatan. Pangsa pasar lada hitam vietnam adalah

Singapura dan wilayah Eropa

7

g. Negara lain

Beberapa negara yang juga tumbuh tanaman lada namun dengan tingkat

produksi yang sedikit dan dalam jumlah terbatas untuk eksport. Negara

tersebut meliputi: madagaskar, Thailand, Nigeria dan China.

2.1.1 Susunan Kimia Lada Hitam

Lada hitam memiliki rasa pedas dan aroma yang khas. Rasa pedas tersebut

karena adanya zat piperine, piperanin, dan chavicine. Sedangkan aroma dari biji

lada akibat adanya minyak atsiri, yang terdiri dari beberapa jenis minyak terpene

Menurut Williamson (2002), susunan kimia lada hitam terdiri dari :

a. Minyak atsiri (Essential oil)

Lada hitam kering mengandung 1,2 – 2,6% minyak atsiri yang terdiri dari

sabinine (15-25%), caryophyllene, α-pinene, β-pinene, β-ocimene,δ-

guaiene, farnesol, δ-cadinol, guaiacol, 1-phellandrene, 1,8 cineole, p-

cymene, carvone, citronellol, α-thujene, α-terpinene, bisabolene, dl-

limonene, dihydrocarveol, camphene dan piperonal.

b. Alkoloids dan amides

Amides merupakan senyawa yang memberikan aroma tajam terdiri dari

piperine, piperylin, piperolein A dan B, cumaperine, piperanine,

piperamides, pipericide, guineensine dan sarmentine. Alkoloids terdiri dari

chavicine, piperidine dan piperretine, methyl caffeic acid, piperidide dan

β-methyl pyrroline.

8

c. Aminoacids.

Lada hitam kering kaya akan kandungan β-alanine, arginine, serine,

threonine, histidine, lysine, cystine, asparagines dan glutamic acid.

d. Vitamin dan mineral.

Lada hitam kering mempunyai kandungan ascorbic acid, carotenes,

thiamine, riboflavin, nicotinic acid, potassium, sodium, calsium,

magnesium, besi, phosporus, tembaga dan seng.

2.2. Oleoresin

Oleoresin adalah campuran kompleks yang diperoleh dengan ekstraksi,

konsentrasi (pemekatan) dan standarisasi minyak atsiri dan komponen non volatil

dari rempah-rempah, biasanya dalam bentuk cair kental, pasta dan padat

(Koswara, 1995). Lebih lanjut Manheimer (1996) dalam Samuel (2004)

menyatakan oleoresin diperoleh dari ekstraksi bahan rempah atau flavoring

dengan menggunakan pelarut organik untuk mendapatkan komponen yang

diinginkan. Oleoresin mengandung minyak atsiri dan senyawa non volatil lain

dengan karakteristik flavour, warna dan aspek lain yang menyerupai bahan baku.

Oleoresin rempah banyak digunakan dalam skala industri, secara umum

digunakan untuk flavour pada indusri pengolahan makanan seperti pengalengan

daging, saos, pembuatan minuman ringan, bahan baku obat farmasi, industri

kosmetik dan parfum, industri kembang gula dan roti (Anonymousa, 2006).

Pengertian oleoresin sering dikacaukan dengan minyak atsiri, yang

sebenarnya keduanya sangat berbeda. Minyak atsiri dapat dihasilkan dengan cara

9

penyulingan dan hanya mengandung senyawa-senyawa yang mudah menguap

yang tersuling dari bahan olah yang mempunyai aroma yang kuat, sedangkan

oleoresin diperoleh dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut organik, sehingga

selain mengandung minyak atsiri juga mengandung resin yang tidak menguap dan

menentukan rasa khas rempah (Anonymousb , 2005).

Koswara (1995), menjelaskan keuntungan produk oleoresin sebagai

berikut :

1. Seragam, terstandarisasi, flavornya lengkap atau sama dengan rempah-

rempah asalnya.

2. Bersih, bebas dari mikroba, serangga dan kontaminan lain.

3. Bebas enzim dan masih mengandung anti oksidan alami.

4. Kadar air sangat rendah, hampir tidak ada.

5. Mempunyai masa simpan yang lama dalam kondisi penyimpanan yang

normal atau agak keras.

6. Kehilangan minyak esensial dapat dikurangi karena adanya resin.

7. Memerlukan gudang tempat penyimpanan yang jauh lebih kecil dibanding

dengan menyimpan rempah-rempah segar.

Kelemahan produk oleoresin dinyatakan sebagai berikut :

1. Sangat pekat dan kadang-kadang lengket sehingga sulit ditimbang dengan

tepat.

2. Karena sifatnya yang pekat dan lengket. Sejumlah oleoresin masih

menempel pada wadahnya ketika dituang.

10

3. Flavor dipengaruhi oleh asal dan kualitas bahan mentah yang mungkin

asalnya tidak sama.

4. Kemungkinan masih terdapat pelarut dalam jumlah yang melebihi batas

yang ditentukan jika tidak dilakukan kontrol yang baik dalam proses

ekstraksinya.

2.2.1 Oleoresin Lada Hitam

Ekstraksi lada hitam pada prinsipnya untuk mendapatkan piperine dan

minyak volatil (minyak atsiri). Untuk mendapatkan piperine yang terdapat pada

oleoresin, lada hitam dilarutkan pada bahan pelarut kemudian bahan pelarut

dipisahkan dari hasil ekstraksi dengan cara evaporasi (Anonymous, 2002).

Piperine (C7H19O3N) adalah unsur utama yang terdapat pada lada hitam

(Piper nigrum L). Piperine bermanfaat dalam menyembuhkan beberapa penyakit

seperti sakit tenggorokan, sakit kepala, dan penyakit kulit. Konsentrasi piperine

sekitar 6%-9% di dalam Piper nigrum L, 4% di dalam Piper longum dan 4.5% di

dalam Piper retrofractum (Anonymous, 2002). Menurut Kar (2003), piperine

mempunyai titik didih 130oC dan memberikan rasa yang pedas.

Tabel 1. Standar Mutu Oleoresin Lada Hitam No Uraian Hasil 1 Residu pelarut Kurang dari 25 ppm 2 Kandungan piperine Minimal 45 % 3 Mikrobiologi Bebas dari kontaminan mikroba 4 Kenampakan Coklat kehitaman 5 Aroma Khas lada hitam Sumber (Anonymousb, 2006)

11

2.3. Ekstraksi dengan Pelarut

Ekstraksi adalah pemisahan satu atau beberapa bahan suatu padatan atau

cairan. Proses ekstraksi mula-mula terjadi penggumpalan ekstrak dalam pelarut.

Terjadi kontak antar muka bahan dan pelarut sehingga pada bidang muka terjadi

pengendapan massa dengan cara difusi. Bahan ekstraksi yang telah bercampur

dengan pelarut maka pelarut menembus kapiler dalam suatu bahan padat dan

melarutkan ekstrak larutan dengan konsentrasi lebih tinggi terbentuk dibagian

dalam bahan ekstraksi. Serta dengan cara difusi akan terjadi keseimbangan

konsentrasi larutan dengan larutan diluar bahan (Bernasconi et al, 1995).

Ekstraksi dengan pelarut adalah pemisahan antar bagian dari suatu bahan

berdasarkan pada perbedaan sifat melarut dari masing-masing bagian bahan

terhadap pelarut yang digunakan (McCabe et al, 1999). Oleoresin didapatkan dari

rempah-rempah dengan cara diekstraksi menggunakan pelarut organik. Hasil

ekstraksi mengandung minyak dan senyawa terlarut pada pelarut. Pelarut organik

yang biasa digunakan adalah senyawa hidrokarbon pelarut lemak dan minyak,

seperti alkohol dan aseton. (Anonymousa , 2006).

Berdasarkan wujud bahannya, ekstraksi dapat dibedakan menjadi dua cara

yaitu:

1. Ekstraksi padat cair, digunakan untuk melarutkan zat yang dapat larut dari

campurannya dengan zat padat yang tidak dapat larut.

2. Ekstraksi cair-cair, digunakan untuk memisahkan dua zat cair yang saling

bercampur, dengan menggunakan pelarut dapat melarutkan salah satu zat

(McCabe et al, 1999).

12

Ekstraksi oleoresin lada hitam menggunakan ekstraksi padat cair. McCabe,

et al (1999) menjelaskan ekstraksi padat cair salah satunya untuk memperoleh

bahan-bahan aktif dari tumbuhan dan minyak dari tumbuhan.

Bernasconi, et al (1995) menyatakan bahwa metode ekstraksi dibagi

menjadi dua yaitu ekstraksi tunggal dan ekstraksi multi tahap. Ekstraksi tunggal

adalah dengan mencampurkan bahan yang akan diekstrak dihubungkan satu kali

dengan pelarut. Disini sebagian dari zat yang akan diolah akan larut dalam bahan

pelarut sampai tercapai suatu keseimbangan. Metode ekstraksi tunggal

mempunyai kekurangan yaitu rendemennya rendah. Sedangkan ekstraksi multi

tahap, bahan yang akan diekstrak dihubungkan beberapa kali dengan bahan

pelarut yang baru dalam jumlah yang sama besar. Setelah melalui beberapa kali

pencampuran dan pemisahan maka didapatkan berbagai ekstrak dengan rendemen

yang lebih tinggi daripada ekstraksi tunggal.

Susanto (1999) menjelaskan bahwa jumlah pelarut berpengaruh terhadap

efisiensi ekstraksi, tetapi jumlah berlebihan tidak akan mengekstrak lebih banyak,

dalam jumlah tertentu pelarut dapat bekerja optimal. McCabe, et al (1999)

menambahkan jumlah pelarut berpengaruh terhadap banyaknya oleoresin yang

diekstrak sampai titik keseimbangan, namun pada ekstraksi multi tahap kepekatan

dari zat yang akan diperoleh pada tingkat ekstraksi berikutnya selalu menjadi

lebih rendah, karena itu bahan pelarut tidak terpakai secara optimum.

2.3.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hasil Ekstraksi

Menurut Komara (1991) dalam Samuel (2004), hasil ekstraksi oleoresin

dipengaruhi oleh jenis bahan, jenis pelarut dan kondisi ekstraksi, kondisi ekstraksi

13

meliputi metode, waktu, jenis pelarut, perbandingan bahan dengan pelarut, suhu

dan derajat kehalusan bahan.

2.3.1.1. Ukuran Bahan

Pengecilan ukuran bertujuan untuk memperluas permukaan bahan

sehingga mempercepat penetrasi pelarut ke dalam bahan yang akan diekstrak dan

mempercepat waktu ekstraksi. Penghancuran lada hitam dapat dilakukan dengan

alat penghancur biji. Hancuran biji lada ini kemudian dilewatkan pada saringan 40

mesh untuk menyeragamkan ukuran bahan. Sebenarnya semakin kecil ukuran

bahan semakin luas pula permukaan bahan sehingga semakin banyak oleoresin

yang dapat diekstrak. Tetapi ukuran bahan yang terlalu kecil juga menyebabkan

banyak minyak volatile yang menguap selama penghancuran (Anonymousb,

2006).

2.3.1.2. Suhu Ekstraksi

Ekstraksi akan lebih cepat dilakukan pada suhu tinggi, tetapi pada

ekstraksi oleoresin hal ini dapat meningkatkan beberapa komponen yang terdapat

dalam rempah akan mengalami kerusakan (Sujarwadi, 1996). Susanto (1999)

menyebutkan bahwa ekstraksi baik dilakukan pada kisaran suhu 30-500C.

Penelitian Yuswantoro (2001) menyebutkan bahwa minyak atsiri oleoresin kayu

manis yang diekstrak pada suhu 400C menghasilkan kadar 18% dibandingkan

dengan suhu ekstraksi 300C, sedangkan pada suhu 500C tidak terjadi kenaikan

kadar minyak atsiri.

2.3.1.3. Pelarut

Jenis pelarut yang digunakan merupakan faktor penting dalam ekstraksi

oleoresin. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah : daya melarutkan oleoresin,

14

titik didih, toksisitas (daya atau sifat racun), mudah tidaknya terbakar dan sifat

korosif (Koswara, 1995).

Bernasconi, et al (1995) menyatakan pemilihan pelarut pada umumnya

dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini :

a. Selektifitas

Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan

komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi.

b. Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang

besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit).

c. Kemampuan untuk tidak saling bercampur

Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh atau hanya secara terbatas larut

dalam bahan ekstraksi.

d. Kerapatan

Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan

kerapatan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi.

e. Reaktifitas

Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia

pada komponen-komponen bahan ekstraksi.

f. Titik didih

Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara

penguapan, destilasi atau rektifikasi, maka titik didih kedua bahan itu tidak

boleh terlalu dekat.

15

g. Kriteria yang lain

Pelarut sedapat mungkin harus murah, tersedia dalam jumlah besar, tidak

beracun, tidak terbakar, tidak eksplosif bila bercampur dengan udara, tidak

korosif, tidak menyebabkan terbentuknya emulsi, memiliki viskositas yang

rendah dan stabil secara termis karena hampir tidak ada pelarut yang

memenuhi semua syarat diatas maka hanya untuk setiap proses ekstraksi harus

dicari pelarut yang paling sesuai.

Jumlah pelarut yang digunakan berpengaruh pada efisiensi, ekstraksi,

tetapi jumlah berlebihan tidak akan mengekstrak lebih banyak, dalam jumlah

tertentu pelarut dapat bekerja optimal (Susanto, 1999).

2.3.1.3.1. Etanol

Etanol atau etil alkohol dengan rumus kimia C2H5OH mempunyai titik

didih 78,3 o C, dapat larut dalam air dengan tidak terbatas (Fessenden, 1991).

Menurut Anonymousa (2005) etanol digunakan sebagai bahan untuk pabrikasi cat

dan pernis, di dalam kedokteran sebagai pembunuh kuman pada area kulit yang

akan disuntik, digunakan untuk pembuatan termometer suhu rendah, sebagai

bahan baku pembuatan minuman beralkohol dan sebagai pelarut organik.

Komara (1991) dalam Samuel (2004), menyatakan etanol merupakan

pelarut yang menghasilkan rendemen oleoresin yang paling tinggi dibandingkan

pelarut organik lainnya. Etanol mempunyai tingkat polar yang tinggi sehingga

dapat mengekstraksi sebagian besar komponen oleoresin yang bersifat polar.

16

2.4. Proses Ekstraksi Lada Hitam

Oleoresin rempah-rempah pada umumnya diperoleh dengan cara

mengekstraksi rempah-rempah tersebut dengan menggunakan pelarut organik

tertentu. Bahan rempah-rempah berbentuk bubuk halus dicampur dengan pelarut

dan diekstraksi. Larutan dipisahkan dengan penyaringan dan pelarutnya disuling.

Oleoresin yang dihasilkan mengandung aroma dan flavor (Tzia, 2003).

2.4.1. Penimbangan

Penimbangan bahan baku dilakukan pada tahap awal ekstraksi.

Penimbangan bertujuan untuk mempersiapkan bahan baku yang akan diekstraksi

dan menentukan jumlah bahan baku yang sesuai dengan kapasitas alat maupun

kebutuhan etanol. Penimbangan bahan baku dapat menggunakan timbangan biasa

ataupun digital (Samuel, 2004).

2.4.2. Pengecilan Ukuran

Pengecilan ukuran dimaksudkan untuk memperluas permukaan bahan

sehingga kontak antara bahan dan pelarut bisa berlangsung optimum. Perbesaran

luasan permukaan dimaksudkan untuk mempercepat pelarutan, mempercepat

reaksi kimia, dan mempertinggi kemampuan penyerapan (Bernasconi, et al,

1995). Penghancuran lada hitam dapat dilakukan dengan alat penghancur biji.

2.4.3. Pengayakan

Hasil penghancuran biji lada kemudian dilewatkan pada saringan 40 mesh

untuk menyeragamkan ukuran bahan. Sebenarnya semakin kecil ukuran bahan

17

semakin luas pula permukaan bahan sehingga semakin banyak minyak yang dapat

diekstrak. Tetapi ukuran bahan yang terlalu kecil juga menyebabkan banyak

minyak yang menguap selama penghancuran (Anonymousb, 2006).

2.4.4. Ekstraksi Oleoresin secara Multi Tahap

Ekstraksi oleoresin merupakan ekstraksi padatan-cairan yang melalui

tahapan-tahapan sebagai berikut : Ekstraksi diawali dengan pindahnya pelarut

kebagian permukaan solid, pelarut akan melarutkan solut dan membentuk

senyawa atau larutan campuran. Larutan campuran tersebut akan bergerak menuju

permukaan bahan dan kemudian keluar (Komara, 1991 dalam Samuel 2004).

Ekstraksi multi tahap adalah menghubungkan bahan yang akan diekstrak

dengan bahan pelarut baru beberapa kali dengan jumlah besar. Campuran bahan

yang akan diekstrak dengan pelarut dilakukan pengadukan secara intensif dalam

suatu instalasi aduk (Bernasconi, et al 1995), dengan adanya pengadukan kontak

antara pelarut dengan bahan utama lebih lama sehingga daya larutnya lebih besar.

2.4.5. Penyaringan

Hasil ekstraksi umumnya masih mengandung bahan ikutan lain yang

terdapat dalam residu. Penyaringan dimaksudkan untuk memisahkan antara filtrat

dan residu karena dalam filtrat tersebut komponen oleoresin yang diinginkan.

Penyaringan dilakukan dengan menggunakan penyaring vakum untuk

mempercepat proses penyaringan dan juga supaya pelarut tidak menguap (Hui,

1992).

18

2.4.6. Evaporasi

Pelarut yang masih terdapat dalam filtrat harus diuapkan dengan metode

evaporasi untuk mendapat oleoresin. Penguapan pelarut oleoresin lada hitam

dilakukan dalam keadaan vakum menggunakan rotary vacuum evaporator.

Pemekatan dilakukan sampai tidak ada pelarut yang menguap, masing-masing

perlakuan mempunyai waktu penguapan yang berbeda, tergantung jumlah pelarut

yang digunakan (Anonymousb, 2006).

Campuran antara oleoresin dan pelarut dipisahkan dengan cara

penyulingan pada titik uap pelarut. Jika dipergunakan heksan maka penyulingan

dilakukan pada suhu + 40ºC dan + 65ºC jika digunakan etanol 96% (Anonymousb,

2006).

2.5. Efisiensi

Pengertian efisiensi menurut Anthony (1999), yaitu menggambarkan

beberapa masukan (input) yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit keluaran

(output). Unit organisasi yang paling efisien adalah unit yang memproduksi

sejumlah keluaran dengan penggunaan masukan yang minimal atau menghasilkan

keluaran terbanyak dari masukan yang tersedia (faktor-faktor) produksi.

Menurut Syamsi (2004), efisiensi dapat ditinjau dari dua segi, yaitu :

1. Segi hasil atau keluaran, yaitu hasil minimum yang dikehendaki ditetapkan

terlebih dahulu. Kemudian pengorbanan maksimalnya (tenaga, pikiran,

uang, atau lainnya) juga ditetapkan.

19

2. segi pengorbanan atau masukan, yaitu dengan pengorbanan (tenaga, pikiran,

uang, atau lainnya) yang ada atau ditetapkan, kemudian ditetapkan hasil

minimum yang harus dicapai.

Menurut Upspy (1990), agar terjadi efisiensi mengharuskan dihindarkan

nya pemborosan sumber daya ekonomi dimana sumber daya tersebut tidak

mungkin lagi digunakan untuk memperbaiki keadaan rumah tangga yang lain

menjadi buruk. Syarat untuk tercapainya efisiensi produsif :

• Perusahaan harus berada pada kurva biaya relevan syarat ini terpenuhi jika

perusahaan memaksimalkan laba dengan cara meminimumkan biaya.

• Semua perusahaan didalam industri harus mempunyai tingkat biaya

marginal untuk memproduksi unit output terakhir oleh setiap perusahaan

didalam industri yang bersangkutan adalah sama untuk perusahaan lain.

• Alokasi sumber produktif dikatakan efisiensi apabila harga dari setiap

komoditi sama dengan biaya marginalnya.

Menurut Soekartawi (1991) prinsip penggunaan faktor produksi pada

dasarnya adalah bagaimana menggunakan faktor produksi tersebut seefisien

mungkin, dalam terminologi ilmu ekonomi, maka pengertian efisiensi dapat

digolongkan menjadi tiga macam :

1. Efisiensi teknis, suatu penggunaan faktor produksi dikatakan efisiensi

secara teknis kalau faktor produksi yang dipakai menghasilkan produksi

yang maksimum.

20

2. efisiensi yang alokatif (efisiensi harga), dikatakan efisiensi alokatif atau

harga kalau nilai dari produk marginal sama dengan harga faktor produksi

yang bersangkutan.

3. efisiensi ekonomi, dikatakan efisiensi ekonomi kalau usaha itu mencapai

efisiensi teknis sekaligus efisiensi alokatif.

21

III. METODE PENELITIAN

3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Proses dan Sistem

Produksi, Jurusan Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya

Malang. Penelitian mulai dilakukan pada bulan Oktober 2006 dan selesai pada

bulan juni 2008.

3.2. Alat Dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan untuk mengekstrak oleoresin adalah grinder, toples,

pengayak 40 mesh, timbangan digital, penangas panas, saringan, rotary vacuum

evaporator, compressor erlenmeyer, gelas ukur, pipet tetes, pengaduk magnetik,

timer. alat untuk analisa adalah timbangan digital, rotary vacuum evaporator,

refraktometer, colour reader. Sedangkan alat yang digunakan untuk analisa adalah

timbangan digital, spektrofotometer, labu volumetric 100ml, cawan Conway, labu

takar 10ml.

3.2.2. Bahan

Bahan baku yang digunakan dalam ekstraksi oleoresin lada hitam adalah

lada hitam kering subgrade dan bahan pembantu adalah etanol 96% digunakan

sebagai pelarut. Sedangkan bahan untuk analisa adalah C2H4Cl2, larutan K-

bikromat – asam sulfat, larutan K-karbonat.

22

3.3. Batasan Masalah

Permasalahan yang dikaji dalam penelitian ini dibatasi pada :

1. Bahan utama yang digunakan adalah lada hitam (Piper nigrum) subgrade.

2. Metode ekstraksi yang digunakan adalah ekstraksi multi tahap dengan

pelarut organik dalam hal ini adalah etanol.

3. Perhitungan biaya produksi yang digunakan adalah yang berpengaruh

terhadap peningkatan kapasitas produksi dalam hal ini adalah perhitungan

biaya variabel.

3.4. Prosedur Penelitian

Secara umum, tahap – tahap yang dilalui pada penelitian ini ditunjukkan

dalam gambar berikut :

Gambar 1. Diagam Alir Penelitian

Penelitian pendahuluan dan hipotesa

Rancangan penelitian, pelaksanaan, dan pengumpulan data

Identifikasi masalah

Studi literatur

Analisis data

Perhitungan biaya proses ekstraksi

Kesimpulan

Penentuan Efisiensi

23

3.4.1. Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah ditentukan berdasarkan adanya kelemahan yang

terjadi pada pembuatan oleoresin lada hitam yaitu pada proses ekstraksi secara

langsung menggunakan pelarut organik dengan satu proses ekstraksi. Untuk

mendapatkan semua oleoresin pada lada hitam diperlukan etanol dalam jumlah

besar, agar proses ekstraksi dapat efisien dan tidak boros dalam penggunaan

etanol diperlukan perbaikan proses. Perbaikan proses yang dapat dilakukan

diantaranya adalah proses ekstraksi multi tahap dengan jumlah pelarut yang

sesuai. Namun berapa kali proses ekstraksi yang optimal serta penggunaan pelarut

yang tetap efektif untuk menghasilkan rendemen dan mutu yang tinggi , hal inilah

yang menjadi permasalahan pada penelitian ini.

3.4.2. Studi literatur

Studi literatur dilakukan dengan mempelajari literatur berupa buku,

majalah, kajian dari internet, dan laporan dari instansi pemerintah sebagai data

pelengkap. Literatur yang dipelajari meliputi segala sesuatu tentang lada hitam,

oleoresin, ekstraksi, efisiensi dan biaya proses ekstraksi.

3.4.3. Rancangan Penelitian, pelaksanaan dan pengumpulan data

• Rancangan Penelitian

Penelitian ini disusun secara faktorial yang dirancang dengan rancangan

acak kelompok (RAK) dengan dua faktor. Faktor I adalah jumlah total pelarut

berdasarkan rasio bahan (gr) dengan pelarut (ml) terdiri atas 4 level dan faktor II

24

adalah jumlah proses ekstraksi terdiri atas 2 level sehingga diperoleh 8 kombinasi

perlakuan dengan 3 ulangan.

Faktor I : Jumlah total pelarut berdasarkan rasio bahan (gr) dengan pelarut (ml)

Terdiri dari 4 level : rasio bahan dengan pelarut 1: 8 (K1)

rasio bahan dengan pelarut 1: 9 (K2)

rasio bahan dengan pelarut 1 : 10 (K3)

rasio bahan dengan pelarut 1 : 11 (K4)

Faktor II : Jumlah proses ekstraksi. Jumlah proses ekstraksi akan membagi total

pelarut yang digunakan sehingga jumlahnya akan sama untuk tiap proses

ekstraksinya

Terdiri dari 2 level : 2 kali proses ekstraksi (T1)

3 kali proses ekstraksi (T2)

Kombinasi perlakuan tersebut adalah sebagai berikut :

K1T1 : Jumlah pelarut tiap ekstraksi (rasio bahan dengan pelarut) 1:4 (b/v)

dengan 2 kali proses ekstraksi sehingga jumlah total pelarut yang

digunakan 1:8 (b/v)

K1T2 : Jumlah pelarut tiap ekstraksi (rasio bahan dengan pelarut) 1:2,67 (b/v)

dengan 3 kali proses ekstraksi sehingga jumlah total pelarut yang

digunakan 1:8 (b/v)


dengan 2 kali proses ekstraksi sehingga jumlah pelarut total yang

digunakan 1:9 (b/v)

25



digunakan 1:9 (b/v)



digunakan 1:10 (b/v)










• Pelaksanaan Penelitian

Pembuatan oleoresin lada hitam dilakukan dengan tahapan sebagai

berikut:

1. Lada hitam ditimbang sebanyak 50 g untuk dihancurkan.

2. Lada hitam dikecilkan ukurannya dengan digrinder kemudian diayak

dengan ukuran 40 mesh.

26

3. Etanol sesuai perlakuan [K1T1 (etanol 200 ml); K1T2 (etanol 133,3 ml);

K2T1 (etanol 225 ml); K2T2 (etanol 150 ml); K3T1(etanol 250 ml); K3T2

(etanol 166,6 ml); K4T1(etanol 275 ml); K4T2 (etanol 183,3 ml) ]

4. Lada hitam dimasukkan ke erlemeyer kemudian etanol dimasukkan sesuai

perlakuan dan dilakukan pengadukan dengan pengaduk magnetik dengan

waktu 1 jam suhu 30 ± 1oC.

5. Dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring whatmann 42

sehingga diperoleh filtrat dan residu.

6. Dilakukan proses ekstraksi lanjutan pada residu yang diperoleh sesuai

perlakuan.

7. Dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring whatmann 42

sehingga diperoleh filtrat dan residu.

8. Filtrat dari ekstraksi pertama dan lanjutan dicampur kemudian diuapkan

dengan rotary vacuum evaporator pada suhu 65oC dengan tekanan 200

mmHg sampai pelarut menguap.

9. Oleoresin lada hitam yang terbentuk dianalisa.

Untuk lebih jelasnya dapat diketahui pada Gambar 2.

• Pengumpulan Data

Parameter yang diamati pada oleoresin lada hitam meliputi rendemen

(Eswanto, 2002), kadar piperin, dan sisa pelarut (Sujarwadi, 1996). Prosedur

pengujian secara fisik dan kimia dicantumkan pada Lampiran 1.

27

3.4.4. Analisis Data

Data hasil pengamatan fisik-kimia dianalisis dengan analisis ragam

(ANOVA). Analisis ini untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan antar perlakuan

dan interaksi antar kedua faktor. Jika ada perbedaan yang nyata dilanjutkan

dengan uji BNT 5% dan jika ada interaksi maka dilakukan uji DMRT 5%.

4.5. Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

Efisiensi proses ekstraksi oleoresin lada hitam termasuk efisiensi masukan

yaitu dengan meminimalkan pemakaian pelarut dan lada hitam untuk

menghasilkan oleoresin yang maksimal. Efisiensi proses ekstraksi oeloresin lada

hitam pada ekstraksi oleoresin lada hitam menyatakan besarnya oleoresin yang

bisa diekstrak dari bahan baku. Nilai efisiensi diperoleh dengan membandingkan

oleoresin hasil ekstraksi dengan oleoresin yang terdapat pada bahan baku.

3.4.6. Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

Ekstraksi oleoresin lada hitam dengan metode ekstraksi multi tahap

mempunyai 2 alternatif perlakuan terbaik Untuk mendukung efisiensi proses

ekstraksi maka diperlukan perhitungan biaya proses ekstraksi oleoresin lada hitam

alternatif perlakuan terbaik. Biaya proses ekstraksi menggambarkan berapa

banyak kebutuhan biaya yang digunakan untuk menghasilkan sejumlah produk.

Biaya proses ekstraksi bisa juga dikategorikan sebagai biaya tidak tetap (variabel)

yaitu biaya yang berubah secara proporsional sesuai dengan perubahan volume

produk yang dihasilkan. Biaya tidak tetap terdiri dari bahan baku, bahan

pembantu, bahan pengemas, utilitas, dan tenaga kerja langsung.

28

Lada hitam

Proses Ekstraksi I,II,III (30oC ± 1oC, 1 jam)

Penyaringan

Etanol 96% 200ml;133,3ml; 225ml;150ml; 250ml;166,6ml; 275ml;183,3ml

Lada hitam bubuk

Filtrat

Gambar 2. Diagam Alir Pembuatan Oleoresin Lada Hitam Skala Laboratorium

Analisa : 1. rendemen 2. kadar piperin 3. sisa etanol didalam oleoresin

Penguapan Etanol (65oC, 200 mmBar : 40 rpm) Etanol

Oleoresin lada hitam

Ampas

Penimbangan (50 gram)

Pengecilan ukuran digrinder ± 10 menit

Pengayakan ukuran partikel 40 mesh

Etanol 96% 200ml;133,3ml; 225ml;150ml; 250ml;166,6ml; 275ml;183,3ml

29

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Rendemen

Rendemen oleoresin lada hitam hasil penelitian dengan perlakuan jumlah

pelarut dan jumlah proses ekstraksi diperoleh nilai terendah 3,550% pada

perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:8 (b/v) dengan

3 kali proses ekstraksi dan nilai tertinggi 5,348% pada perlakuan jumlah total

pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v) dengan 3 kali proses

ekstraksi. Berdasarkan analisa ragam (Lampiran 2) diketahui bahwa perlakuan

jumlah total pelarut, jumlah proses ekstraksi dan interaksi keduanya berbeda

sangat nyata pada α = 0,01.

Tabel 2. Rerata Rendemen Oleoresin Pada Berbagai Jumlah Total Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi.

Perlakuan Rerata Kadar Piperine (%)

DMRT 5% Jumlah total pelarut (b/v) Jumlah proses ekstraksi

1:8 3 kali 3,550 a 1:8 2 kali 4,291 b 0,7411:9 2 kali 4,424 c 0,1331:9 3 kali 4,561 d 0,1371:10 2 kali 5,185 e 0,6241:11 2 kali 5,194 e 0,0091:10 3 kali 5,344 f 0,1501:11 3 kali 5,348 f 0,004Keterangan : Rerata yang didampingi oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (α = 0,05) Dari Tabel 2 tersebut diketahui bahwa perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan

dengan pelarut total) 1:11 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi mempunyai nilai

rerata rendemen tertinggi (5,348%). Hal ini dikarenakan jumlah pelarut etanol

yang lebih banyak pada saat mencapai kesetimbangan reaksi mampu melarutkan

oleoresin yang lebih banyak juga dan dengan jumlah proses ekstraksi yang lebih

30

banyak dapat mengekstraksi kembali oleoresin yang masih tertinggal pada ampas

sisa ekstraksi sebelumnya. Jumlah proses ekstraksi juga mempengaruhi rendemen

yang didapat semakin banyak proses ekstraksi maka semakin banyak rendemen

yang diperoleh disebabkan karena oleoresin yang tertingggal dalam ampas sisa

ekstraksi sebelumnya dapat diekstrak pada proses ekstraksi selanjutnya.

Kombinasi jumlah pelarut dan jumlah tahap ekstraksi menyebabkan perbedaan

kemampuan etanol dalam melarutkan oleoresin pada lada hitam.

0.001.002.003.004.005.006.00

400 450 500 550

Jumlah pelarut (ml)

Rera

ta r

ende

men

ol

eore

sin

(%)

2 kali prosesekstraksi

3 kali prosesekstraksi

Gambar 3. Grafik Hubungan Jumlah Rerata Rendemen Oleoresin, Jumlah total Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi

Dari Gambar 3 dapat diketahui bahwa semakin banyak jumlah pelarut

yang digunakan maka semakin banyak rendemen yang diperoleh. Hal ini

menunjukkan bahwa rendemen akan meningkat dengan adanya penambahan

jumlah pelarut, peningkatan tertinggi pada jumlah total pelarut (rasio bahan

dengan pelarut total) 1:10 (b/v) sebesar 5,185% dengan 2 kali proses eskstraksi

dan pada jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) sebesar

5,344% dengan 3 kali proses ekstraksi. Peningkatan rendemen cenderung tetap

31

pada jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v) yaitu

sebesar 5,194% dengan 2 kali proses ekstraksi dan pada jumlah total pelarut (rasio

bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v) sebesar 5,348% dengan 3 kali proses

ekstraksi. Diduga pada saat larutan mencapai kondisi kesetimbangan reaksi,

kemampuan pelarut etanol dalam melarutkan oleoresin lada hitam meningkat

sebanding dengan peningkatan jumlah pelarut dalam setiap proses ekstraksi

sehingga menghasilkan rendemen oleoresin yang lebih banyak. Sedangkan pada

jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v) cenderung tetap

karena pada jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v)

dengan 2 sampai 3 kali ekstraksi kebutuhan jumlah etanol sudah maksimal dalam

mengekstrak oleoresin dan oleoresin dalam bahan terekstrak habis sehingga

kurang berpengaruh terhadap penambahan pelarut.

Ditinjau dari segi rendemen, perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan

dengan pelarut total) 1:10 (b/v) dan 3 kali proses ekstraksi lebih baik daripada

perlakuan dengan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v)

dan 3 kali proses ekstraksi hal ini dikarenakan pemakaian jumlah etanol yang

lebih sedikit namun mampu menghasilkan rendemen yang sama dengan perlakuan

dengan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:11 (b/v) dan 3 kali

proses ekstraksi.

Dari penelitian sebelumnya (Yudha, 2006) ekstraksi oleoresin lada hitam

menggunakan metode ekstraksi satu tahap ekstraksi dengan jumlah pelarut etanol

(rasio bahan dengan pelarut) 1:15 (b/v) menghasilkan rendemen 5,13%. Pada

32

ekstraksi oleoresin lada hitam menggunakan metode ekstraksi multi tahap dengan

perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) dan 3

kali proses ekstraksi menghasilkan rendemen yang lebih tinggi yaitu sebesar

5,344%. Ekstraksi oleoresin dengan metode ekstraksi multi tahap memperoleh

rendemen yang lebih tinggi daripada metode satu tahap ekstraksi dan mampu

mengurangi jumlah total pelarut yang diperlukan untuk proses ekstraksi hal ini

sesuai dengan pernyataan Bernasconi, et al (1995) bahwa dengan satu tahap

ekstraksi tunggal yaitu mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut satu kali,

umumnya tidak mungkin seluruh ekstrak terlarutkan hal ini disebabkan adanya

kesetimbangan antara ekstrak yang terlarutkan dan ekstrak yang masih tertinggal

dalam bahan. Pelarutan lebih lanjut hanya mungkin dengan cara memisahkan

larutan ekstrak dari bahan ekstraksi dan mencampurkan bahan ekstraksi tersebut

dengan pelarut baru. Ekstraksi akan lebih menguntungkan jika dilakukan dalam

jumlah tahap banyak dan setiap tahap menggunakan pelarut yang sedikit.

Rendemen tertinggi diperoleh pada jumlah total pelarut (rasio bahan dengan

pelarut total) 1:11 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi dan rendemen terendah

diperoleh pada jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:8 (b/v)

dengan 3 kali proses ekstraksi.

4.2 Kadar Piperine

Hasil analisa kadar piperine yang diperoleh berkisar antara 45,080% pada


3 kali proses ekstraksi sampai 47,706% pada perlakuan jumlah total pelarut (rasio

bahan dengan pelarut total) 1:9 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi. Berdasarkan

33

analisa ragam diperoleh bahwa jumlah proses ekstraksi berbeda nyata pada α =

0,05 sedangkan jumlah total pelarut dan interaksi antara jumlah total pelarut

dengan jumlah proses ekstraksi berbeda sangat nyata pada α = 0,01. Perhitungan

analisis ragam kadar piperine oleoresin lada hitam yang dihasilkan dengan

perlakuan jumlah total pelarut dan jumlah proses ekstraksi yang berbeda

ditunjukkan pada Lampiran 3.

Tabel 3. Rerata Kadar Piperine Oloresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Total Pelarut dan Jumlah Proses Ekstraksi.

Perlakuan Rerata Kadar Piperine (%)

DMRT 5% Jumlah total pelarut (b/v) Jumlah proses ekstraksi

1:8 3 kali 45,080 a 1:9 2 kali 47,022 b 1,9421:8 2 kali 47,316 b 0,2941:11 2 kali 47,471 b 0,1551:10 3 kali 47,488 b 0,0171:11 3 kali 47,610 b 0,1211:10 2 kali 47,682 b 0,0731:9 3 kali 47,706 b 0,024Keterangan : Rerata yang didampingi oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (α = 0,05) Berdasarkan Tabel 3 tersebut diketahui bahwa perlakuan jumlah total

pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:9 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi

mempunyai nilai rerata kadar piperine tertinggi (47,706%), sedangkan kombinasi


3 kali proses ekstraksi mempunyai rerata kadar piperine terendah (45,08%).

Melalui uji duncan kadar piperine oleoresin lada hitam yang didapat dengan

berbagai kombinasi perlakuan, perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan

pelarut total) 1:8 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi berbeda nyata dengan

perlakuan yang lainnya pada taraf kepercayaan α = 0,05. hal ini diduga karena

34

jumlah total pelarut yang kurang pada setiap proses mengakibatkan

kesetimbangan terjadi hanya dapat mengekstraksi oleoresin yang sedikit. Etanol

akan dapat mengekstrak oleoresin yang sekaligus mengandung piperine secara

maksimal bila jumlah etanol yang digunakan cukup untuk mengekstraksi

oleoresin yang ada pada bahan.

Dari penelitian sebelumnya (Yudha, 2006) ekstraksi oleoresin lada hitam

menggunakan metode ekstraksi satu tahap ekstraksi dengan jumlah pelarut etanol

(rasio bahan dengan pelarut) 1:15 (b/v) diperoleh kadar piperin sebesar 47,55%

dan nilai ini tidak berbeda jauh dari kadar piperin yang diperoleh dengan ekstraksi

metode multi tahap yang mempunyai nilai kadar piperin yang hampir sama tiap

perlakuannya yaitu dengan rentang 47,02% – 47,71% terkecuali pada perlakuan

jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:8 (b/v) dengan 3 kali

proses ekstraksi dengan kadar piperin sebesar 45,08%. Hal ini dapat diartikan

bahwa metode ekstraksi multi tahap tidak mempengaruhi kadar piperin dan dapat

memenuhi standart SNI dengan kadar piperin minimal sebesar 45%.

4.3 Sisa Etanol pada Oleoresin

Hasil analisa sisa etanol pada oleoresin lada hitam yang diperoleh berkisar

antara 1,95% pada perlakuan dengan 2 kali proses ekstraksi sampai 2,01% pada

perlakuan dengan 3 kali proses ekstraksi. Berdasarkan analisis ragam diperoleh

bahwa jumlah proses ekstraksi memberikan pengaruh yang berbeda nyata (α =

0,05) terhadap sisa etanol yang dihasilkan, sedangkan jumlah total pelarut tidak

mempengaruhi sisa etanol serta interaksi kedua faktor yaitu jumlah total pelarut

35

dan jumlah proses ekstraksi tidak ada interaksi. Perhitungan analisis ragam sisa

etanol oleoresin lada hitam yang dihasilkan ditunjukkan pada Lampiran 4.

Tabel 4. Rerata Sisa Etanol pada Oloresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Proses Ekstraksi.

Jumlah Proses Ekstraksi Rerata Sisa Etanol pada Oleoresin (%) BNT 5%

2 kali proses 1,95a 0,04863 3 kali proses 2,01b

Tabel 4 diatas menunjukkan bahwa ekstraksi dengan 3 proses ekstraksi

lebih besar kadar sisa etanolnya daripada ekstraksi dengan 2 proses ekstraksi.

Kadar sisa etanol terendah didapatkan pada jumlah proses ekstraksi 2 kali

(1,95%) dan tertinggi pada jumlah proses ekstraksi 3 kali (2,01%).

Standart SNI kadar sisa etanol untuk oleoresin lada hitam ditetapkan

sebesar maksimal 25 ppm, namun dari tiap perlakuan percobaan dihasilkan nilai

sisa kadar etanol yang masih tinggi dan belum memenuhi standart SNI. Kadar sisa

etanol yang masih tinggi disebabkan pada proses evaporasi menggunakan alat

rotary vakum evaporator untuk memisahkan etanol dari oleoresin suhu yang

dibutuhkan pada kondisi vakum sebesar 65oC dengan tekanan 200mmHg, pada

kenyataannya pada proses evaporasi etanol diuapkan pada suhu 65oC namun

kondisi vakum tidak terjadi sehingga titik didih etanol tidak mengalami penurunan

yaitu tetap sebesar 78,3oC menyebabkan etanol tidak menguap secara sempurna

dan berdampak pada tingginya nilai sisa etanol yang masih tertinggal dalam

oleoresin.

4.4 Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

Menurut Siregar (2004), proses peningkatan efisiensi merupakan

serangkaian upaya yang dilakukan untuk meningkatkan hasil (output) atau

36

menurunkan nilai input sebelumnya. Efisiensi pada proses ekstraksi oleoresin

adalah seberapa banyak oleoresin yang didapat dari proses dalam mengesktraksi

oleoresin yang ada pada bahan baku. Kinerja efisiensi ditunjukkan oleh

perbandingan oleoresin pada bahan baku dan oleoresin yang didapat setelah

proses. Secara matematik dapat dirumuskan sebagai berikut:

baku bahan pada oleoresin

diperoleh yang oleoresinefisiensi =

Efisiensi proses ekstraksi oleoresin lada hitam denagn metode multi tahap

didapat dengan membandingkan jumlah oleoresin yang diperoleh dengan

kandungan oleoresin pada bahan baku lada hitam. Menurut Hanum (1991),

kandungan oleoresin pada lada hitam subgrade adalah sekitar 6% sedangkan

kandungan oleoresin pada biji lada hitam kering adalah sekitar 17%. Perhitungan

efisiensi pelarut pada proses ekstraksi oleoresin lada hitam dapat dilihat pada

Lampiran 5.

Tabel 5. Rerata Efisiensi Penggunaan Pelarut pada Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam dengan Berbagai Jumlah Pelarut dan Jumlah Tahap Ekstraksi.

Perlakuan Rerata efisiensi penggunaan pelarut (%) Jumlah total pelarut (b/v) Jumlah proses ekstraksi

1:8 3 59,171:8 2 71,511:9 2 73,741:9 3 76,021:10 2 86,411:11 2 86,571:10 3 89,061:11 3 89,14

Dari Tabel 5 tersebut diketahui bahwa perlakuan jumlah total pelarut

(rasio bahan dengan pelarut total) 1:8 (b/v) dengan 3 kali proses ekstraksi

mempunyai nilai efisiensi pelarut yang terendah (59,17%), sedangkan pada

37


3 kali proses ekstraksi mempunyai nilai efisiensi tertinggi yaitu 89,14%. Jumlah

proses ektraksi mempengaruhi efisiensi yang diperoleh. Perlakuan dengan 3 kali

proses ekstraksi menghasilkan rendemen yang lebih tinggi dari pada perlakuan

dengan 2 kali proses ekstraksi pada pemakaian pelarut yang sama sehingga

mempunyai nilai efisiensi ekstraksi oleoresin yang lebih besar, terkecuali pada

perlakuan perlakuan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:8

(b/v). Hal ini menunjukkan bahwa jumlah tahap ekstraksi 3 kali lebih efisien

untuk mengekstraksi oleoresin lada hitam dari pada jumlah proses ekstraksi 2 kali.

Efisiensi penggunaan pelarut pada proses ekstraksi oleoresin lada hitam

dipengaruhi oleh banyaknya oleoresin yang didapat serta banyaknya pelarut yang

digunakan dengan tahapan ekstraksi untuk mengekstraksi oleoresin tersebut.

Diduga semakin banyak pelarut yang digunakan maka oleoresin yang didapat juga

semakin banyak sehingga meningkatkan nilai efisiensinya sampai nilai maksimal.

4.5 Perhitungan Biaya Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

Ekstraksi oleoresin lada hitam dengan metode ekstraksi multi tahap

mempunyai 2 alternatif perlakuan terbaik yaitu perlakuan terbaik pertama dengan

jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) menghasilkan

rendemen 5,344% namun dengan 3 kali proses ekstraksi memerlukan 3 jam untuk

dapat melakukan semua proses ekstraksi. Perlakuan terbaik kedua yaitu perlakuan

dengan jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v)

menghasilkan rendemen yang lebih sedikit yaitu 5,185% dengan 2 kali proses

ekstraksi membutuhkan 2 jam untuk dapat melakukan proses ekstraksi. Untuk

38

menentukan perlakuan yang terbaik maka dari alternatif perlakuan diatas dihitung

biaya proses ekstraksi per alternatif perlakuan dan membandingkannya.

Biaya proses ekstraksi menggambarkan berapa banyak kebutuhan biaya

yang digunakan untuk menghasilkan sejumlah produk. Biaya proses ekstraksi bisa

juga dikategorikan sebagai biaya tidak tetap (variabel) yaitu biaya yang berubah

secara proporsional sesuai dengan perubahan volume produk yang dihasilkan.

Biaya tidak tetap terdiri dari bahan baku, bahan pembantu, bahan pengemas,

utilitas, dan tenaga kerja langsung. Rincian biaya proses ekstraksi alternatif

pertama dapat dilihat pada Lampiran 6 sedangkan rincian biaya proses ekstraksi

alternatif perlakuan kedua dapat dilihat pada Lampiran 7.

Diasumsikan untuk satu kali proses ekstraksi dibutuhkan 50 kg bahan baku

lada hitam subgrade. Alternatif perlakuan pertama yaitu jumlah total pelarut (rasio

bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) dengan 3 kali proses esktraksi dalam sehari

mampu melakukan 6 kali proses ekstraksi sehingga membutuhkan bahan baku

sebanyak 300 kg lada hitam subgrade. Pada alternatif perlakuan kedua yaitu

jumlah total pelarut (rasio bahan dengan pelarut total) 1:10 (b/v) dengan 2 kali

proses esktraksi dalam sehari mampu melakukan 9 kali proses ekstraksi sehingga

membutuhkan bahan baku sebanyak 450 kg lada hitam subgrade.

Penggunaan etanol sebagai pelarut dalam jumlah banyak dan harga yang

mahal menjadi pertimbangan dalam perencanaan biaya proses ekstraksi oleoresin

lada hitam. Untuk menekan biaya penggunaan etanol maka hasil recovery etanol

dapat dipergunakan lagi dalam proses selanjutnya, hal ini didukung dengan

penelitian sebelumnya Yudha (2006), penggunaan pelarut etanol secara berulang

39

tidak ada pengaruh nyata terhadap rendemen dan kadar piperine yang dihasilkan.

Pemilihan alat juga mempengaruhi etanol yang hilang selama proses, pemakaian

alat vaccum filter dan vaccum evaporator yang ideal adalah dengan tingkat

kehilangan pelarut pada saat proses penyaringan sekitar 5% dan proses evaporasi

sekitar 5%. Sehingga pada proses pembuatan oleoresin lada hitam kebutuhan

pelarut etanol dapat memanfaatkan hasil recovery etanol yang digunakan secara

berulang untuk proses ekstraksi selanjutnya dilakukan penambahan pelarut pada

alternatif perlakuan pertama etanol yang dibutuhkan sebanyak 50 liter per

prosesnya dan 300 liter per hari sedangkan alternatif perlakuan kedua

penambahan pelarut 50 liter per prosesnya dan membutuhkan etanol sebanyak 450

liter per harinya.

Biaya proses ekstraksi oleoresin lada hitam pada alternatif pertama sebesar

Rp 85.784.000,00 per bulan dengan total produksi selama 1 bulan sebesar 400,8kg

sehingga diperoleh HPP bruto sebesar Rp 214.031,94 rincian perhitungan HPP

Bruto dapat diihat pada Lampiran 6. Sedangkan biaya proses esktraksi pada

alternatif perlakuan kedua sebesar Rp 127.864.000,00 per bulan dengan total

produksi selama 1 bulan sebesar 585,3kg sehingga diperoleh HPP bruto sebesar

Rp 218.458,91 rincian perhitungan HPP Bruto dapat diihat pada Lampiran 7. Dari

perhitungan biaya proses esktraksi maka yang layak menjadi perlakuan terbaik

adalah alternatif perlakuan pertama yaitu jumlah total pelarut (rasio bahan dengan

pelarut total) 1:10 (b/v) dengan 3 kali proses esktraksi.

40

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2002. Process for extraction of piperine from piper species.

http://www.patentstorm.org/process_for_extraction_of_piperine_from_ piper_species.htm. Tanggal akses 15 Maret 2006

__________a. 2005. Lada Hitam. http://www.Melur.com-MyHerba.htm. Tanggal akses 15 Maret 2006

__________b. 2005. Tanaman Obat Indonesia : lada. http://www.iptek.net.id-Portal. Htm. Tanggal akses 15 Maret 2006

__________c. 2005. Teknologi Baru Memajukan Jamu. http://www.Indomedia.com/intisari 2005./jan/ekstrak jamu.htm. Tanggal akses 15 Maret 2006

__________a. 2006. Spice Oil and Oleoresins. http://www.nrdcindia.com. Tanggal akses 15 Maret 2006

__________b.2006. Teknologi Pengolahan Lada. http://agribisnis.deptan.go.id/kebun/tekno/lada.htm. Tanggal akses 15 Maret 2006

Bernasconi, G. Gerster, H. Hauser, H. Stauble, H. Schneifer, E. 1995. Teknologi Kimia. Bagian 2. penerjemah : Handojo L. Pradnya Paramita. Jakarta. Hal 177-185.

Eswanto, A.H. 2002. Pendekatan Metode Permukaan Respon untuk Optimalisasi Rendemen Oleorein dari Ekstraksi Jahe Emprit (Zingiber officinale var. rubium). Skripsi. FTP Unibraw. Malang.

Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S. 1991. Kimia Organik Jilid 1. Penerjemah : Pudjaatmaka, A.H. Erlangga. Jakarta.

Hanum, T.1991. Rendemen dan Mutu Oleoresin dari Beberapa Jenis Mutu Lada Hitam Lampung. Buletin Ilmiah Pertanian dan Transmigrasi. V. 2(8), 1991: p .15 – 22.

41

Heinrich, M., J. Barnes, dan S. Gibbons. 2003. Fundamentals of

Pharmacognosy and Phitotherapy. Churchill Livingstone. USA.

Hui, Y. H. 1992. Encyclopedia of Food Science and Technology. John Willey and Sons. New York.

Kar. 2003. Pharmacognosy and Pharmacobiotechnology. New Age International Publishers. New Delhi.

Komara, A. 1991. Mempelajari ekstraksi Oleoresin Dan Karakteristik

Mutu Oleoresin dari Bagian Cabe Rawit. Dalam : Samuel, W. Pengaruh

Jenis Pelarut dan Suhu terhadap Rendemen Oleoresin Temu Hitam.

Skripsi. FTP. Universitas Brawijaya. Malang.

Koswara. 1995. Jahe dan Hasil Pengolahannya. Pustaka Sinar Harapan. Jakarta.

Manheimer, J. 1996. Oleoresin. Dalam : Samuel, W. Pengaruh Jenis Pelarut dan Suhu terhadap Rendemen Oleoresin Temu Hitam. Skripsi. FTP. Universitas Brawijaya. Malang.

McCabe, W.L. Smith, J.C. Hariot, Peter. 1999. Operasi Teknik Kimia Jilid 2. Penerjemah : Jasjfi, E. Erlangga. Jakarta.

Mulyadi. 1997. Akuntansi Manajemen, Konsep Manfaat dan Kelayakan. STIE YKPN. Yogyakarta.

Rajeev, P. dan S. Devasahayam. 2005. Black Pepper (Extension Pamphlet). Indian Institute of Spices Research. Kochi, Indian.

Samuel, W. Pengaruh Jenis Pelarut dan Suhu terhadap Rendemen Oleoresin Temu Hitam. Skripsi. FTP. Universitas Brawijaya. Malang.

42

Susanto, W. H. 1999. Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Teknologi Hasil

Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Brawijaya. Malang.

Sujarwadi, E.T. 1996. Kajian Jumlah Pelarut dan Lama Ekstraksi Rimpang

Kencur terhadap Rendemen dan Mutu Oleoresin Kencur. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Syamsi, I. 2004. Efisiensi, Sistem, dan Prosedur Kerja. Bumi Aksara. Jakarta.

Tzia, C., G. Liadakis, T. Tzia. 2003. Extraction Optimization in Food Engineering. Marcel Dekker, Inc. USA.

Williamson. 2002. Mayor Herbs of Ayurveda. Churchill Livingstone. United Kingdom.

Yuswantoro, A. 2001. Pengaruh Suhu dan Frekuensi Oleoresin Kayu Manis terhadap Rendemen dan Karakteristik Mutu. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Malang.

43

Lampiran 1. Analisa Rendemen, Kadar Piperine dan Sisa Etanol pada

Oleoresin

• Analisa Rendemen (Eswanto, 2002)

Perhitungan rendemen dilakukan dengan cara membandingkan antara massa

oleoresin yang dihasilkan dengan massa bahan lada hitam awal.

Cara perhitungan adalah sebagai berikut :

Rendemen = %100Pr xAwalBerat

JadiodukBerat

• Analisa Kadar Piperin

Perhitungan kadar piperin menggunakan metode spektrofotometer. Piperin

diberikan kedalam C2H4Cl2 dan penyerapan UV diukur maks 342-345 nm.

Berat 0,1 gr piperin dimasukkan kedalam 100ml labu volumetric ditambahkan

kira-kira 70ml C2H4Cl2, dikocok untuk melarutkan dan mencairkan ke volumetri.

Titik nol spektro photometer dengan C2H4Cl2, dan baca A setiap akhir larutan pada

max 342-345nm. Menggunakan sumber cahaya UV dan C2H4Cl2 di cell petunjuk.


% piperin = [(As x F x V) / (Ws x 103)] x 100

dimana As = absorbsi dari sampel

F = faktor berasal dari piperin (0,9)

V = larutan volumetric ml (100ml)

Ws = Berat sampel gr

44

• Analisa Sisa Etanol pada Oleoresin (Kartika, 1992)

Perhitungan sisa etanol pada oleoresin menggunakan metode spektrofotometer.

Masukkan 1ml larutan K-bikromat – asam sulfat, 0,5ml oleoresin dan 1ml larutan

K-karbonat kedalam cawan Conway. Goyangkan cawan sehingga tercampur

dengan baik. Masukkan larutan dalam labu takar 10ml dan encerkan sampai tanda.

Amati optical density menggunakan spektofotometer dengan panjang gelombang

480nm.


Etanol = X x fp

dimana x = (0.372-Abs)/0.313

Abs = absorbsi dari sampel

fp = 2/ml sampel

45

Lampiran 2 Data Percobaan dan Analisa Ragam Rendemen

Tabel Data Kadar Rendemen (%)

Perlakuan Ulangan Total Rerata I II III

K1T1 4.266 4.319 4.287 12.872 4.291 K1T2 3.412 3.560 3.678 10.650 3.550 K2T1 4.446 4.394 4.433 13.272 4.424 K2T2 4.611 4.518 4.554 13.683 4.561 K3T1 5.122 5.227 5.205 15.554 5.185 K3T2 5.269 5.388 5.374 16.031 5.344 K4T1 5.182 5.166 5.234 15.582 5.194 K4T2 5.330 5.367 5.348 16.045 5.348

TOTAL 37.639 37.938 38.113 113.690 37.897

Tabel Dua Arah Perlakuan T1 T2 Total

K1 12.87 10.65 23.52 K2 13.27 13.68 26.96 K3 15.55 16.03 31.58 K4 15.58 16.04 31.63

Total 57.28 56.41 113.69

Analisa Keragaman Rendemen

SK DB JK KT F-HIT NOTASI F-TABEL

5% 1% Kelompok 2 0.01436 0.00718 2.18185 tn 3.74 6.51 Perlakuan 7 8.66281 1.23754 375.943 ** 2.76 4.28

K 3 7.7382 2.5794 783.573 ** 3.34 5.56 T 1 0.03173 0.03173 9.63784 ** 4.8 8.86

KT 3 0.89289 0.29763 90.414 ** 3.34 5.56 Galat 14 0.04609 0.00329 Total 23 8.72326

46

Uji BNT Faktor T 4.7007 4.7735 KTG BNT 0,05

4.7007 0 *

0.00329 0.05024 4.7735 0 Notasi a b

Perlakuan T2 T1

Uji BNT Faktor K

3.9204 4.4926 5.2641 5.2712 KTG BNT 0,05

3.9204 0 * * *

0.00329 0.07105

4.4926 0 * * 5.2641 0 tn 5.2712 0 Notasi a b c c

Perlakuan K1 K2 K3 K4

47

Lampiran 3. Data Percobaan dan Analisa Ragam Kadar Piperin

Tabel Data Kadar Piperin (%)



TOTAL 378.353 376.515 377.259 1132.127 377.376


K1 141.95 135.24 277.19 K2 141.07 143.12 284.18 K3 143.05 142.47 285.51 K4 142.41 142.83 285.24

Total 568.47 563.65 1132.13

48

Analisa Keragaman Piperin

SK DB JK KT F-HIT NOTASI F-TABEL

5% 1% Kelompok 2 0.21381 0.1069 0.807265 tn 3.74 6.51 Perlakuan 7 16.0426 2.2918 17.30605 ** 2.76 4.28

K 3 7.75272 2.58424 19.51434 ** 3.34 5.56 T 1 0.96846 0.96846 7.313109 * 4.8 8.86

KT 3 7.32143 2.44048 18.42874 ** 3.34 5.56 Galat 14 1.85399 0.13243 Total 23 18.1104

Uji BNT Faktor T 46.9711 47.3728 KTG BNT 0,05

46.9711 0 *

0.13243 0.31867 47.3728 0 Notasi a b

Perlakuan T2 T1

Uji BNT Faktor K

46.1980 47.3640 47.5404 47.5854 KTG BNT 0,05

46.1980 0 * * *

0.13243 0.45067

47.3640 0 tn tn 47.5404 0 tn 47.5854 0 Notasi a b b b


49

Lampiran 4. Data Percobaan dan Analisa Ragam Kadar Sisa Etanol

Tabel Data Kadar Etanol (%)



TOTAL 15.741 16.002 15.761 47.504 15.835


K1 6.00 5.91 11.91 K2 5.77 5.90 11.67 K3 5.93 6.06 11.98 K4 5.73 6.21 11.94

Total 23.43 24.08 47.50

Analisa Keragaman Etanol SK DB JK KT F-HIT NOTASI F-TABEL

5% 1% Kelompok 2 0.00528 0.00264 0.81601 tn 3.74 6.51 Perlakuan 7 0.05499 0.00786 2.43044 tn 2.76 4.28

K 3 0.00983 0.00328 1.0135 tn 3.34 5.56 T 1 0.01739 0.01739 5.37958 * 4.8 8.86

KT 3 0.02777 0.00926 2.86434 tn 3.34 5.56 Galat 14 0.04525 0.00323 Total 23 0.10552

50

Uji BNT Faktor T

1.9524 2.0063 KTG BNT 0,05

1.9524 0 *

0.00323 0.04979 2.0063 0 Notasi a b

Perlakuan T1 T2

Uji BNT Faktor K

1.9450 1.9852 1.9905 1.9967 KTG BNT 0,05

1.9450 0 tn tn tn

0.00323 0.07041

1.9852 0 tn tn 1.9905 0 tn 1.9967 0 Notasi a a a a


51

Lampiran 5. Perhitungan Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam

Multi Tahap

Efisiensi penggunaan pelarut pada proses ekstraksi oleoresin lada hitam

multi tahap didapat dengan membandingkan jumlah oleoresin yang diperoleh

dengan kandungan oleoresin pada bahan baku lada hitam.

Secara matematis dapat dituliskan sebagai sebagai berikut :

Efisiensi= bakubahan padaOleoresin

diperoleh yangOleoresin x 100%

Contoh perhitungan :

Bahan masuk :

• Lada hitam = 50gr

• Kandungan oleoresin pada bahan = 6% = 1006 x 50 gr = 3gr

• Pelarut etanol = 400 ml

Ekstrak akhir :

• Kondensat = 140 ml

• Oleoresin = 2,133 gr

Efisiensi = bakubahan padaOleoresin

diperoleh yangOleoresin x 100%

= 3133,2 x 100% = 71,1%

52

Perhitungan Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Multi Tahap sebelum filtrasi sesudah filtrasi sesudah evaporasi

efisiensi(%)

lada hitam (gr)

pelarut (ml)

oleoresin dibahan(gr)

ampas (gr) filtrat(ml) kondensat(ml) oleoresin(gr)

50 400 3 79.6 310 140 2.13 71.1050 400 3 78.9 310 138 2.16 71.9850 400 3 83.5 305 138 2.14 71.45

80.67 308.33 138.67 2.15 71.51

50 400 3 83.2 295 132 1.71 56.8750 400 3 80.8 295 135 1.78 59.3350 400 3 79.3 305 128 1.84 61.30

81.10 298.33 131.67 1.78 59.17

50 450 3 78.9 365 164 2.22 74.1050 450 3 80.7 360 170 2.20 73.2350 450 3 81.2 360 165 2.22 73.88

80.27 361.67 166.33 2.21 73.74

50 450 3 78.8 355 150 2.31 76.8550 450 3 80.6 350 158 2.26 75.3050 450 3 81.9 350 152 2.28 75.90

80.43 351.67 153.33 2.28 76.02

50 500 3 80.9 410 190 2.56 85.3750 500 3 77.8 415 188 2.61 87.1250 500 3 82.2 410 185 2.60 86.75

80.30 411.67 187.67 2.59 86.41

50 500 3 83.8 395 174 2.63 87.8250 500 3 80.4 405 178 2.69 89.8050 500 3 80.7 405 175 2.69 89.57

81.63 401.67 175.67 2.67 89.06

50 550 3 82.3 458 210 2.59 86.3750 550 3 79.8 455 205 2.58 86.1050 550 3 79.2 460 214 2.62 87.23

80.43 457.67 209.67 2.60 86.57

50 550 3 84.2 445 198 2.67 88.8350 550 3 79.3 450 198 2.68 89.4550 550 3 78.6 450 200 2.67 89.13

80.70 448.33 198.67 2.67 89.14

53

Lampiran 6. Rincian biaya proses ekstraksi alternatif perlakuan terbaik pertama A. Kebutuhan Bahan Baku

No Jenis Jml/hari Jml/blnHarga/sat

(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Lada Hitam (subgrade) (kg) 300 7500 1000 7500000

T o t a l 7500000 B. Kebutuhan Bahan Pembantu


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Ethanol 96% (L) 300 7500 10000 75000000

T o t a l 75000000 C. Kebutuhan Bahan Pengemas


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Botol HDPE 16 400 1000 400000

T o t a l 400000 D. Kebutuhan Air


(Rp) Biaya/bln(Rp)

1 Kondensor (m3) 1 25 2440 61000

T o t a l 61000 E. Kebutuhan Energi


(Rp) Biaya/bln(Rp) 1 Listrik (kWh) 84 2100 630 1323000

T o t a l 1323000 F. Kebutuhan Tenaga Kerja


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Tenaga Kerja Langsung 3 75 20000 1500000

T o t a l 1500000

54

Rincian Biaya Tak Tetap selama 1 bulan (alternatif perlakuan terbaik pertama)

No Jenis Biaya (Rp)

1 Bahan Baku Lada Hitam subgrade 7500000 2 Bahan Pembantu Ethanol 96 % 75000000 3 Bahan Pengemas Botol HDPE 400000 4 Utilitas Air *) 61000 Listrik **) 1323000 5 Tenaga Kerja Langsung 1500000

T o t a l 85784000 *) Tarif air minum untuk industri kecil pemakaian air min 10 m3 adalah tarif 1 Rp 1.750,00 tarif 2 Rp 2.550,00 dan tarif 3 Rp 3.600,00 (PDAM, bulan Januari 2008) **) Tarif tenaga listrik untuk industri kecil (450 - 14000 VA) adalah Rp 630/kwh, PLN bulan Januari 2008) Total Biaya proses ekstraksi/bln (Rp) 85784000 Total produksi/bln (kemasan @ 1 kg) 400.8 HPP Bruto/kemasan (Rp) 214031.94

55

Lampiran 7. Rincian biaya proses ekstraksi alternatif perlakuan terbaik kedua A. Kebutuhan Bahan Baku


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Lada Hitam (subgrade) (kg) 450 11250 1000 11250000

T o t a l 11250000 B. Kebutuhan Bahan Pembantu


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Ethanol 96% (L) 450 11250 10000 112500000

T o t a l 112500000 C. Kebutuhan Bahan Pengemas


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Botol HDPE 24 600 1000 600000

T o t a l 600000 D. Kebutuhan Air


(Rp) Biaya/bln(Rp)

1 Kondensor (m3) 1 25 2440 61000

T o t a l 61000 E. Kebutuhan Energi


(Rp) Biaya/bln(Rp) 1 Listrik (kWh) 124 3100 630 1953000

T o t a l 1953000 F. Kebutuhan Tenaga Kerja


(Rp) Biaya/bln

(Rp) 1 Tenaga Kerja Langsung 3 75 20000 1500000

T o t a l 1500000

56

Rincian Biaya Tak Tetap selama 1 bulan (alternatif perlakuan terbaik kedua)

No Jenis Biaya (Rp)

1 Bahan Baku Lada Hitam subgrade 11250000 2 Bahan Pembantu Ethanol 96 % 112500000 3 Bahan Pengemas Botol HDPE 600000 4 Utilitas Air *) 61000 Listrik **) 1953000 5 Tenaga Kerja Langsung 1500000

T o t a l 127864000 *) Tarif air minum untuk industri kecil pemakaian air min 10 m3 adalah tarif 1 Rp 1.750,00 tarif 2 Rp 2.550,00 dan tarif 3 Rp 3.600,00 (PDAM, bulan Januari 2008) **) Tarif tenaga listrik untuk industri kecil (450 - 14000 VA) adalah Rp 630/kwh, PLN bulan Januari 2008) Total Biaya proses ekstraksi/bln (Rp) 127864000

Total produksi/bulan (kemasan @ 1 kg) 585.3

HPP Bruto/kemasan (Rp) 218458.91

Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap

Documents

Transcript of Efisiensi Proses Ekstraksi Oleoresin Lada Hitam Dengan Metode Ekstraksi Multi Tahap