Minyak Kulit Beras (Rice Bran Oil)

Minyak kulit beras (MKB) sangat digemari oleh penduduk Jepang karena rasa dan aroma khasnya.  MKB diperkenalkan di Amerika setelah Perang Dunia II sebagai sumber penghasilan tambahan pada industri penggilingan beras. Dewasa ini, MKB diidentifikasi sebagai minyak yang mampu mereduksi kolesterol. Pengembangan produksi MKB tidak terlalu diminati negara-negara berkembang karena biaya ekstraksi yang membutukan modal besar. MKB merupakan konstituen minor dari padi dibandingkan kadar karbohidrat dan proteinnya. Lipida beras terdapat pada endosperma (70% padi) dan kulit beras (10% padi). Lipida internal berkontribusi sebagai pembentuk kualitas nutrisional, fungsional, dan sensori beras.

Struktur Biji Padi

Lipida padi berbentuk sperosom (droplet) berdiameter maksimal 1,5 mm dalam aleuron dan maksimal 0,7 mm dalam embrio biji beras. Sebagian besar lipida terikat dengan molekul lain dan membentuk lipida pati maupun non-pati. Lipida pati umumnya terdapat di endosperma dan didominasi oleh lisofosfolipid (lisofosfatidiletanolamin dan lisofosfatidilkolin); triasilgliserol; asam lemak bebas (palmitat, linoleat, dan oleat); monoasilgliserol; diasilgliserol; sterol; glikolipid. Lipida non-pati lebih mudah ditemukan pada aleuron, subaleuron, dan lapisan germ.

Komposisi Kimia Minyak Kulit Beras

MKB mengandung 20,1% total lipida, 89,2%  lipida netral, 6,8% glikolipid, dan 4,0% fosfolipida. Sebuah senyawa penyusun MKB yang fungsional adalah γ-orizanol (1,5% - 2,9%). Dalam stuktur alami, senyawa ini tercampur dalam asam ferulat (Gambar 2).  Kandungan orizanol tergantung pada variasi biji beras dengan biji besar pada 6,42 mg/g dan biji kecil pada 5,17 mg/g.

Orizanol

Tokoferol dan tokotrienol juga terdapat dalam MKB. Dalam 100 gram MKB kasar, terdapat 19 – 46 mg α-tokoferol, 1 – 3 mg β-tokoferol, 1 – 10 γ-tokoferol, 0,4 – 0,9 mg δ-tokoferol, 14 – 33 mg α-tokotrienol, dan 9 – 69 mg γ-tokotrienol. Rata-rata kadar tokol adalah 93 mg/100 gram minyak kasar dan 50 mg/100 gram minyak murni. Varietas dan proses penggilingan beras dapat memvariasi jumlah tokol. Penyimpanan, stabilisasi, dan ekstraksi MKB mempengaruhi kadar tokol. γ- tokotrienol merupakan tokol yang paling stabil selama penyimpanan.

Wax juga terdapat dalam MKB dalam bentuk ester asam lemak rantai panjang dengan gugus alkohol, methanol, dan etanol. Berdasarkan hasil analisis profil asam lemak, MKB didominasi oleh asam beralkil ester panjang [behenat (C:22), lignoceric (C:24), dan palmitat (C:16)] ; beralkil pendek [oleat dan palmitat]; dan alkohol beralkil ester panjang [tetratriakontanol (C34:0); triakontanol (C30:0); dotriakontanol (C:32:0); oktakosanol (C28:0); tetrakosanol (C24:0)]. Alkana rantai lurus, alkena, dan alkena bercabang (squalena) terdapat dalam fraksi hidrokarbon. Kadar squalena adalah 120 mg/100 gram. Hard wax dan soft wax dapat diekstrak dari MKB pada titik leleh berturut-turut  79,5°C dan 74°C.

Stabilitas Minyak Kulit Beras

Kulit beras mengandung enzim endogen aktif. Germ dan lapisan terluar kariopsis memiliki aktivitas enzim yang lebih tinggi. Beberapa enzim tersebut adalah α-amilase, β-amilase, askorbat oksidase, katalase, sitokrom oksidase, dehidrogenase, deoksiribonuklease, esterase, flavin oksidase, α dan β-glikosidase, invertase, lesitinase, lipase, lipoksigenase, pektinase, peroksidase, fosfatase, fitase, proteinase, dan suksinat dehidrogenase. Di antara enzim-enzim tersebut, lipase, lipoksigenase, dan peroksidase merupakan enzim yang berpengaruh pada masa simpan MKB.

Lipase terdapat pada lapisan testa dan menghidrolisis MKB menjadi gliserol dan asam lemak bebas. Selama penggilingan, enzim dan substrat dapat bertemu. Kecepatan pembentukan asam lemak bebas sangat tergantung pada kondisi lingkungan. Lipoksigenase berasosiasi dengan oksidasi asam lemak tak jenuh (PUFA) yang memiliki struktur cis, cis-pentadiena. Karbonil terbentuk dari degradasi heksanal yang menyebabkan bau apek pada beras. Aktivitas lipoksigenase tertinggi terdapat pada fraksi germ. Peroksidase juga dapat meningkatkan bilangan peroksida dan bilangan tiobarbiturat MKB.

Tujuan utama stabilisasi MKB adalah inaktifasi enzim-enzim diatas. Namun, proses stabilisasi memberikan efek lain seperti meningkatkan efisiensi ekstraksi minyak, mereduksi pengotor minyak kasar, mensterilisasi kulit beras, dan mereduksi pembentukan warna. Suhu inaktifasi pada kadar air 4% enzim lipoksigenase pada 40°C, lipase pada 55°C, dan peroksidase pada 70°C. Beberapa metode stabilisasi MKB yaitu pemanasan kering, pemanasan basah, dan ekstrusi. Metode terpraktis yang digunakan dalam industri adalah metode ekstrusi atau ekspansi.

Ekstraksi Minyak Kulit Beras

MKB dengan kandungan asam lemak bebas rendah dapat diekstraksi dengan heksana dari kulit beras yang telah distabilisasi dengan ekstrusi. Pengolahan pendahuluan pada kulit beras menggunakan ekstruder menyebabkan perubahan bentuk menjadi flake atau pellet. Hal ini dapat meningkatkan aliran pelarut dalam ekstraktor. Flake dengan 7-12% lolos ayakan 25 mesh dapat diperkolasi dalam ekstraktor 60 cm dengan kecepatan 563-620 L/m²/menit. Kecepatan ekstraksi dapat tinggi dengan 96% minyak tereskstrak dalam 5 menit dan meninggalkan 0,7% residu setelah 1 jam ekstraksi.

Metode konvensional penduduk Jepang untuk mengekstrak MKB adalah hydraulic pressing. Bahan baku dibersihkan dengan pengayakan. Pemisahan sekam ter hadap biji utuh maupun pecah dan mendapatkan germ menggunakan peniupan udara. Kulit beras dimasak dengan uap jenuh, dikeringkan, ditekan secara manual, dan ditekan dengan expeller. Ekstraksi MKB menggunakan metode supercritical fluid menghasilkan residu yang sangat kecil. Rendemen minyak yang didapat dari metode supercritical CO2, CO2-etanol, dan heksana berturut-turut  adalah 17,98%, 18,23%,  dan 20,21%.


Sumber:

Orthoefer, F. T. (2005). Rice Bran Oil. In F. Shahidi, BAILEY’S INDUSTRIAL OIL AND FAT PRODUCTS (6^th ed., Vol. II, pp. 465-489). Canada: John Wiley & Sons, Inc.