## PENGARUH FERMENTASI ALAMI LIMBAH INDUSTRI KALAMANSI TERHADAP PENINGKATAN RENDEMEN DAN MUTU MINYAK ATSIRI

## EFFECT OF NATURAL FERMENTATION OF BY-PRODUCTS OF KALAMANSI INDUSTRY ON IMPROVEMENT OF YIELD AND QUALITY ESSENTIAL OIL
Tuti Tutuarima 1 , Dewi Handayani 2 , Lukman Hidayat 1 , Pera Atria 1 1 Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu 2 Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Bengkulu Jalan W.R Supratman, Kandang Limun, Bengkulu, Indonesia
Email : tutitutuarima@unib.ac.id

## ABSTRAK
Minyak  kulit  jeruk  tersimpan  dalam  kelenjar-kelenjar  minyak  yang  berada  di  kulit luar  Kulit  jeruk  mengandung  selulosa,  hemiselulosa,  pektin  dan  komponen  lainnya. Mikroorganisme  dapat  merusak  lapisan  kulit  dan  diharapkan  mampu  meningkatkan rendemen minyak. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh fermentasi spontan pada  limbah  kulit  jeruk  terhadap  rendemen  dan  mutu  minyak  atsiri  yang  dihasilkan. Penelitian ini menggunakan waktu fermentasi alami sebagai faktor perlakuan selama 2, 3, dan 4  hari.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  lama  fermentasi  alami  yang  terjadi  pada limbah kulit kalamansi mampu meningkatkan rendemen minyak. Fermentasi alami selama 4 hari menghasilkan rendemen tertinggi. Proses fermentasi alami ini juga tidak mempengaruhi karakteristik mutu minyak.
Kata Kunci : fermentasi alami; minyak kalamansi, rendemen.

## ABSTRACT
Orange  peel  oil  is  stored  in  the  oil  glands  located  on  the  outer  skin.  Orange  peel contains cellulose, hemicellulose, pectin and other components. Microorganisms can damage the skin layer and are expected to increase oil yield. This study aimed to evaluate the effect of natural fermentation on citrus peel waste on yield and quality of the essential oils produced. This  study  used  natural  fermentation  time  as  a  treatment  factor  for  2,  3,  and  4  days.  The results of this study indicated that the natural fermentation time that occurs in kalamansi peel waste can increase the oil yield. Natural fermentation for 4 days produces the highest yield. This natural fermentation process also does not affect the quality characteristics of the oil.
Keywords : natural fermentation; kalamansi oil; yield.

## PENDAHULUAN
Jeruk  Kalamansi  merupakan  salah satu jeruk unggulan yang dikembangkan di Provinsi Bengkulu sebagai model program OVOP  ( one  vilage  one  product ).  Rasa asam  yang  dimiliki  jeruk  kalamansi menyebabkan  jeruk  ini  tidak  dapat dikonsumsi  langsung  sebelum  dilakukan pengolahan.  Sirup  merupakan  salah  satu olahan yang dipilih dan menjadi salah satu oleh-oleh  khas  dari  Bengkulu.  Produksi sirup  kalamansi  ini  menyisakan  limbah padat  dan  limbah  cair.  Tutuarima  (2019) telah melaporkan bahwa limbah cair dapat diolah  menjadi  minyak  atsiri  yang memiliki 8  senyawa  utama,  senyawa  d - limonen  merupakan  senyawa  yang  paling banyak  luasan  area  75,92  %. Sementara limbah  padat  berupa  kulit  dan  biji belum dimanfaatkan  bahkan  cenderung  menjadi masalah karena menimbulkan aroma  yang tidak sedap.
Kulit  jeruk  mengandung  senyawa volatil yang  beragam  dan  sangat bermanfaat  (Cheong  et  al.,  2012;  Kademi
&  Garba,  2017;  Kamal  et  al.,  2011;  Lan-
Phi & Vy, 2015). Pengolahan limbah kulit kalamansi menjadi minyak atsiri diharapkan  mampu  meningkatkan  nilai tambah (Kademi & Garba, 2017). Minyak kulit  jeruk  mengandung  komponen  aktif yang  bermanfaat,  antara  lain  senyawa terpene,  flavonoid,  kumarin,  linalol,  dan lain-lain (Kamal et al., 2011). Minyak kulit
jeruk  juga  mengandung  antimikroba  dan antioksidan (Kademi & Garba, 2017; Lan- Phi  &  Vy,  2015)  serta  berfungsi  sebagai larvasida (Sanei-dehkordi, et.al.., 2016).
Minyak  kulit  jeruk  tersimpan dalam  kelenjar-kelenjar  minyak  yang berada  di  kulit  luar  (flavedo)  dan berkembang  seiring  tingkat  kematangan buah (Voo et al., 2012). Khaerunnisa et al. (2018)  menyebutkan  bahwa  kulit  jeruk mengandung  karbohidrat  komplek  seperti selulosa, hemiselulosa, pektin dan komponen  lainnya.  Pengeluaran  minyak dari  dalam  bahan  dapat  dilakukan  dengan cara  merusak  lapisan  luar  yang  menutupi kantung/kelenjar  minyak.  Degradasi  yang dilakukan agen biologis seperti bakteri dan fungi  diharapkan  mampu  meningkatkan rendemen minyak. Penelitian ini bertujuan untuk  mengevaluasi  pengaruh  fermentasi spontan  pada  limbah  kulit  jeruk  terhadap rendemen  dan  mutu  minyak  atsiri  yang dihasilkan.

## METODE PENELITIAN

## Waktu dan Tempat
Penelitian  dilakukan  pada  bulan Oktober  sampai  dengan  Desember  2019. Preparasi bahan dan penyulingan dilakukan  di  Laboratorium  Teknologi Pertanian  Fakultas  Pertanian  Universitas Bengkulu.

## Bahan dan Alat
Alat yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah 1 set alat destilasi uap langsung  ( steam  distillation ),  neraca analitik  terkalibrasi  dengan  ketelitian  0,01 g, hotplate, piknomete r, sterling  bidwell .
Bahan  yang  akan  digunakan  adalah  kulit jeruk  kalamansi,  air  bersih,  akuades, Na 2 SO 4 ,  alkohol  96%,  toluena, phenol- phtalein (pp),  larutan  KOH  0,5  N,  KOH 0,1 N dan HCl 0,5 N.

## Persiapan Bahan dan Fermentasi
Limbah  kulit  kalamansi  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  diambil dari  industri  pengolahan  sirup  kalamansi “Segar  Asri”  yang  berlokasi  di  Kelurahan Padang  Serai  Kecamatan  Kampung Melayu  Kota  Bengkulu.  Limbah  kulit tersebut dipisahkan dari bijinya. Kemudian dikeringanginkan  di  atas  rak  yang  ditutup menggunakan  paranet  dengan  suhu berkisar  antara  28  -  35 o C.  Kondisi  ini menyebabkan  terjadinya  pertumbuhan mikroorganisme secara alami pada limbah kulit kalamansi (fermentasi alami).
Limbah  kulit  kalamansi  ini  dibiarkan sesuai dengan perlakuan (lama fermentasi) yaitu  2  hari,  3  hari,  dan  4  hari.  Setiap sampel  menggunakan  7-8  kg  kulit  basah (kadar air ± 75%).
Penyulingan Minyak Kalamansi
Limbah kulit buah jeruk kalamansi yang  telah  mengalami  fermentasi  alami kemudian  dilanjutkan  dengan  proses penyulingan  (distilasi).  Metode  distilasi yang  digunakan  adalah  metode  distilasi uap (steam  distillation )  selama  2  jam dengan laju alir 65-70 ml/menit (Tutuarima  &  Antara,  2020).  Proses penyulingan      menggunakan  kulit kalamansi  sebanyak  3-4  kg  (kadar  air  ± 45%).

## Parameter Pengujian
Minyak  kalamansi  yang  diperoleh, selanjutnya dilakukan perhitungan rendemen  yang  mengacu  pada  SNI  8028- 1:2014  (BSN,  2014)  dan  pengujian  mutu yang  meliputi  berat  jenis  (BSN,  2018a), bilangan  asam  (BSN,  2018c),  bilangan ester  (BSN,  2018b)  dan  kelarutan  dalam alkohol (ISO, 1999), serta penilaian aroma dan warna menggunakan indera penciuman dan penglihatan (BSN, 2006).

## Analisis Data
Analisis data menggunakan ANOVA ( Analisis Of Varians ) dan DMRT ( Duncan  Multiple  Range  Test )  dengan tingkat  kepercayaan  95  %  menggunakan program SPSS 21.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  Lama  Fermentasi  Terhadap Rendemen Minyak Kalamansi
Rendemen
minyak atsiri merupakan  persentase  minyak  atsiri  yang dihasilkan  per  satuan  berat  bahan  baku yang  digunakan.  Rendemen  minyak  atsiri kulit  jeruk  kalamansi  yang  dihasilkan berkisar antara 0,24 % – 0,36 % (Gambar 1).  Fermentasi  alami  selama  4  hari memberikan  hasil  rendemen  yang  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  2  dan  3  hari.
Tutuarima
& Handayani (2019)
menemukan adanya 16 isolat bakteri dan 3 isolat  fungi  tumbuh  pada  kulit  kalamansi yang difermentasi secara alami.
Keberadaan mikroorganisme tersebut diduga  mampu  merusak  dinding  sel sehingga  membuka  kantong  minyak  pada kulit  kalamansi tersebut. Hal  ini berakibat pada  peningkatan  jumlah  minyak  yang keluar selama proses penyulingan.

## Gambar 1. Rendemen Minyak Kalamansi dengan Fermentasi Alami
Peningkatan rendemen akibat adanya  proses  fermentasi  ini  juga  sejalan dengan  hasil  penelitian  Mailidarni  et  al. (2018)  dimana  rendemen  minyak  daun Eucalyptus dengan fermentasi 6 hari lebih tinggi  dibandingkan  dengan  fermentasi  2 dan  4  hari.  Perlakuan  pendahuluan menggunakan  fermentasi  pada  bahan memudahkan proses pengeluaran minyak.

## Pengaruh  Lama  Fermentasi  terhadap
Karakteristik Mutu Minyak Kalamansi
Karakteristik  mutu  minyak  atsiri merupakan  parameter  yang  digunakan untuk mendeteksi pemalsuan, mengevaluasi  mutu  dan  kemurnian minyak.  Hasil Analysis  of  Varians (ANOVA)  menunjukkan  bahwa  lama fermentasi  alami  kulit  kalamansi  tidak memberikan  pengaruh  nyata  terhadap karakteristik  mutu  minyak.  Karakteristik tersebut  antara  lain  berat  jenis,  bilangan asam,  bilangan  ester,  kelarutan  dalam alkohol,  aroma,  dan  warna  (Tabel  1).
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 2 hari 3 hari 4 hari Re n d em en (% ) Lama Fermentasi 0,24a 0,36c 0,30b

## Tabel 1. Karakteristik Mutu Minyak Kulit Kalamansi
Lama Fermentasi Berat Jenis Bil. Asam Bil. Ester Kelarutan Aroma Warna 2 hari 0,82 1,40 25,95 1 ; 8 Wangi Kalamansi Bening (Tidak Berwarna) 3 hari 0,83 1,54 25,95 1 ; 8 Wangi Kalamansi Bening (Tidak Berwarna) 4 hari 0,83 1,54 25,25 1 ; 8 Wangi Kalamansi Bening (Tidak Berwarna) Berat Jenis Berat jenis merupakan
perbandingan bobot zat di udara pada suhu 25 0 C  terhadap  bobot  air  dengan  volume dan  suhu  yang  sama  (Guenther,  1990). Berat jenis minyak kalamansi berkisar 0,82 – 0,83. Lama fermentasi tidak berpengaruh terhadap  berat  jenis  minyak  atsiri  kulit jeruk  kalamansi.  Hasil  ini  tidak  jauh berbeda  dengan  penelitian  yang  telah dilakukan  Laurita  &  Herawati  (2016) dimana  lama  fermentasi  kulit  jeruk  manis tidak  mempengaruhi  berat  jenis  minyak.
Hal  ini  diduga  bahwa  proses  fermentasi tidak  mengubah  jenis  dan  karakterirtik senyawa  yang  terkandung  dalam  minyak. Setiap  komponen  mempunyai  berat  jenis yang  berbeda-beda.  Semakin  tinggi konsentrasi  komponen  minyak  maka semakin tinggi pula berat jenisnya.

## Bilangan Asam
Bilangan  asam  dari  suatu  minyak didefinisikan  sebagai  jumlah  miligram KOH  yang  dibutuhkan  untuk  menetralkan asam  bebas  dalam  1  atau  lebih  gram minyak  (BSN,  2018c).  Uji  ANOVA
menunjukkan bahwa lama fermentasi tidak berpengaruh  nyata  terhadap  bilangan asam.  Bilangan  asam  yang  dihasilkan berada pada rentang 1,40 – 1,54. Penelitian Dewi  et  al.  (2016)  menyebutkan  bahwa bilangan  asam  dari  minyak  atsiri  yang didestilasi  dari  limbah  padat  sirup kalamansi  yaitu  sebesar  1,4330.  Bilangan asam yang besar menunjukkan asam lemak bebas  yang  besar  yang  berasal  dari hidrolisa  minyak  ataupun  karena  proses pengolahan yang kurang baik.

## Bilangan Ester
Bilangan  ester  selalu  terdapat dalam  hampir  semua  minyak  atsiri  dalam konsentrasi  yang  berbeda.  Bilangan  ester pada  minyak  dapat  menandakan  bahwa minyak  tersebut  mempunyai  aroma  yang baik  (Zulnely,  2007).  Minyak  atsiri  kulit jeruk  kalamansi  ( Citrus  microcarpa ) memiliki  nilai  bilangan  ester  berada  pada kisaran angka 25,25 – 25,95. Uji ANOVA menunjukkan  bahwa  lama  fermentasi memberikan pengaruh tidak nyata terhadap bilangan  ester  minyak  kalamansi.  Seperti halnya  bobot  jenis  dan  bilangan  asam,
proses  fermentasi  alami  diduga  tidak mengubah struktur jenis dan senyawa pada kulit  kalamansi,  sehingga  lama  fermentasi tidak  mempengaruhi  jumlah  bilangan esternya.

## Kelarutan dalam alkohol
Guenther  (1990)  menyebutkan bahwa alkohol merupakan gugus hidroksil (OH) sehingga  dapat  larut  dengan minyak atsiri.  Setiap  minyak  atsiri  mempunyai nilai kelarutan dalam alkohol yang spesifik karena  kelarutan  dalam  alkohol  sangat dipengaruhi  oleh  jenis  dan  komponen- komponen  senyawa  dalam  minyak  atsiri tersebut.  Kelarutan  dalam  alkohol  minyak kalamansi  membentuk  larutan  jernih  pada perbandingan 1 : 8. Lama fermentasi alami bahan  baku  tidak  mengubah  nilai kelarutan.  Hasil  penelitian  ini  tidak berbeda  jauh  perbandingan  1  :  7.  Minyak atsiri jeruk kalamansi diduga mengandung senyawa  terpena  tak  teroksigenasi  kerena memiliki  daya  larut  dalam  alkohol  yang rendah.
Khasanah et al. (2014) menyatakan bahwa semakin tinggi kandungan terpena tak teroksigenasi maka makin  rendah  daya  larutnya  atau  makin sukar larut dalam alkohol (pelarut polar).

## Aroma dan Warna
Pengujian aroma juga bertujuan untuk menganalisa  sifat  fisik  yang  bersifat subjektif  dari  minyak  atsiri  tersebut. Aroma  tidak  dapat  menggambarkan  mutu minyak  atsiri  secara  tepat,  namun pengujian  ini  menjadi  dugaan  awal mengenai  karakteristik  fisik  minyak  atsiri yang  dihasilkan.  Minyak  atsiri  kulit  jeruk kalamansi  memiliki  aroma  khas  jeruk kalamansi.  Aroma  khas  yang  timbul  dari minyak atsiri kulit jeruk kalamansi diduga berasal  dari  senyawa  limonene.  Hal  ini sejalan  dengan  penelitian  Tutuarima (2019)  yang  menyebutkan  bahwa  minyak atsiri  dari  limbah  cair  industri  kalamansi mengandung D-limonene sebagai komponen yang paling banyak.
Intensitas  warna  ditentukan  oleh banyak atau sedikitnya kandungan pigmen warna  tertentu  di  dalam  minyak.  Warna minyak  atsiri  yang  baru  diekstraksi biasanya  tidak  berwarna  atau  kekuning- kuningan,  tetapi  ada  juga  yang  berwarna kemerah-merahan,  hijau,  dan  cokelat, tergantung  dari  jenis  tanaman  yang  di ekstrak.  Minyak  atsiri  kulit  jeruk kalamansi yang dihasilkan tidak menunjukkan  warna  yang  berarti.  Hampir tidak  berwarna  dengan  kondisi  bening. Warna  minyak  kalamansi  ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar 2. Warna Minyak Kulit Kalamansi

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  lama  fermentasi  alami  yang  terjadi pada  limbah  kulit  kalamansi  mampu meningkatkan  rendemen  minyak.  Proses fermentasi  alami  ini  tidak  mempengaruhi karakteristik mutu minyak. Oleh karena itu, penelitian  selanjutnya  adalah  melakukan proses  fermentasi  dengan  menggunakan mikroorganisme  yang  sesuai  dan  mampu mendegradasi  komponen  yang  melapisi kantung-kantung minyak.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada pihak  Universitas  Bengkulu  yang  telah membiayai  penelitian  ini  melalui  skim
Penelitian Pembinaan Dana PNBP
Universitas  Bengkulu  Tahun  2019  dan pihak-pihak  yang  telah  membantu  proses penelitian  sehingga  dapat  terlaksana dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
BSN.  (2006).  SNI  06-2388-1988  tentang
Minyak Pala. In Badan Standardisasi Nasional (pp. 1–8). BSN.  (2014). SNI  8028-1:2014  tentang Alat  Penyulingan  Minyak  Atsiri  – Bagian  1 :  Sistem  Kukus  –  Syarat Mutu  dan  Metode  Uji .  Badan Standardisasi Nasional.
BSN.  (2018a). SNI  8581:2018  ISO 279:1998  tentang  Minyak  atsiri  - Penentuan bobot jenis relatif pada 20 °C  -  Metode  acuan  (ISO  279:1998, IDT) . Badan Standardisasi Nasional. BSN.  (2018b). SNI  8584-2018  ISO  709- 2001  tentang  Minyak  atsiri  – Penentuan  bilangan  ester  (ISO 709:2001) . Badan Standardisasi
Nasional.
BSN.  (2018c). SNI  8586:2018  ISO
1242:1999  tentang  Minyak  atsiri  – Penentuan  bilangan  asam .  Badan Standardisasi Nasional.
Cheong, M. W., Chong,  Z. S.,  Liu,  S. Q., Zhou,  W.,  Curran,  P.,  &  Yu,  B. (2012). Characterisation of calamansi (Citrus microcarpa). Part I: Volatiles, aromatic  profiles  and  phenolic  acids in  the  peel. Food  Chemistry , 134 (2),
686–695.
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.20 12.02.162
Dewi,  K.  H.,  Mujiharjo,  S.,  &  Utama,  A. (2016).  Potensi  Pengolahan  Hasil Samping  Sirup  Kalamansi  Menuju “Zero  Waste.” Jurnal  Agroindustri ,
6 (1), 8–17.
Guenther,  E.  (1990). Minyak  Atsiri  Jilid  I (S. Ketaren (ed.)). UI Press. ISO.  (1999). ISO  875  Essential  oils  -
Evaluation  of  Miscibility  in  Ethanol
(Vol. 1999). International Organization for Standardization. Kademi, H. I., & Garba, U. (2017). Citrus peel  essential  oils :  a  review  on composition and antimicrobial activities. International  Journal  of
Food Safety, Nutrition, Public Health and Technology , 9 (5), 38–44. Kamal,  G.  M.,  Anwar,  F.,  Hussain,  A.  I., Sarri,  N.,  &  Ashraf,  M.  Y.  (2011). Yield  and  chemical  composition  of
Citrus  essential  oils  as  affected  by drying pretreatment of peels.
International Food Research Journal ,
18 (4), 1275–1282.
Khaerunnisa,  G.,  Sarto,  S.,  Sutijan,  S.,  & Syamsiah, S. (2018). Pengaruh Steam Pretreatment terhadap Degradasi
Selulosa  dan  Limonen  pada  Limbah Jeruk  dalam  Produksi  Biohidrogen. Jurnal  Rekayasa  Proses , 12 (1),  1. https://doi.org/10.22146/jrekpros.311 63
Khasanah, L. U., Utami, R., Ananditho, B. K.,  &  Nugraheni,  A.  E.  (2014). Pengaruh  Perlakuan  Pendahuluan (Segar, Fermentasi Padat dan Fermentasi Cair) Terhadap Rendemen dan Karakteristik Mutu Minyak Atsiri Daun  Kayu  Manis  (Cinnamon  leaf oil). Agritech , 34 (1), 36–42.
Lan-Phi,  &  Vy.  (2015).  Chemical composition , antioxidant and antibacterial  activities  of  peels  ’ essential  oils  of  different  pomelo varieties  in  the  south  of  Vietnam. International Food Research Journal ,
22 (6), 2426–2431.
Laurita,  L.,  &  Herawati,  M.  M.  (2016). Pengaruh  Waktu  Fermentasi  Padat Terhadap  Karakteristik  Mutu  Fisik dan  Hasil  Rendemen  Minyak  Atsiri Limbah  Kulit  Jeruk  Manis  (Citrus sinensis var. Baby Pacitan).  In T. M. Prihtanti  &  M.  M.  Herawati  (Eds.),
Prosiding  Konser  Karya  Ilmiah (pp. 43–50). Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana. Mailidarni,  N.,  Patria,  A.,  &  Aisyah,  Y.
(2018).  The  Effect  of  Pretreatment Fermentation and Distillation Process on  Yield  and  Quality  of  Eucalyptus Leaf  Oil. Proceeding  of  The  8  Th AIC: Health and Life Sciences, 12-14 September 2018 , 68–80.
Sanei-dehkordi,  A.,  Sedaghat,  M.  M.,  & Vatandoost,  H.  (2016).  Original Article Chemical Compositions of the Peel Essential Oil of Citrus aurantium and  Its  Natural  Larvicidal  Activity against the Malaria Vector Anopheles stephensi  (  Diptera :  Culicidae  )  in Comparison  with  Citrus  paradisi. J Arthropod-Borne  Dis , 10 (4),  577– 585.
Tutuarima, T. (2019). Identifikasi senyawa volatil  minyak  atsiri  dari  cairan  hasil samping  industri  sirup  kalamansi.
Prosiding Semirata BKS PTN Wilayah Barat Bidang MIPA. Bengkulu, 6-7 Juli 2019 , 356–362. Tutuarima,  T.,  &  Antara,  Y.  I.  (2020). Kinerja  Alat  Penyulingan  Minyak Atsiri Limbah Industri Sirup Kalamansi  Skala  Kecil  Dengan Metode Steam Distillation. AGRITEKNO: Jurnal Teknologi Pertanian , 9 (2), 42–47.
https://doi.org/10.30598/jagritekno.20 20.9.2.42
Tutuarima,  T.,  &  Handayani,  D.  (2019). Rekayasa Pre-Treatment Bahan Baku Menggunakan  Fermentasi  Selulotik Dan  Pektinolitik  Sebagai  Upaya Peningkatan  Rendemen  Minyak  Kulit Jeruk Kalamansi .
Voo, S. S., Grimes, H. D., & Lange, M. B.
(2012).  Assessing  the  biosynthetic capabilities  of  secretory  glands  in citrus peel. Plant Physiology , 159 (1), 81–94. https://doi.org/10.1104/pp.112.19423
3