EKSTRAKSI FLAVOR VANILLA

Vanilli (Vanilla planifolia) merupakan salah satu komoditas tanaman tropis khususnya Indonesia yang bernilai ekonomis tinggi karena kandungan senyawa flavor yang dapat dihasilkannya. Vanilli.merupakan rempah termahal kedua yang diperdagangkan di pasar internasional dan Indonesia merupakan negara terbesar yang memproduksi dan mengekspor vanilli, dimana memenuhi kebutuhan pasar dunia sebesar 682 ton atau setara dengan 40 % kebutuhan dunia (De Guzman dan Siemonsma, 1999). Negara-negara tujuan ekspor Indonesia terbesar untuk antara lain Cina, Amerika Serikat, Jerman, Korea, dan Singapura.
Bentuk komoditas vanilli yang diekspor dan diimpor dapat dikelompokkan dalam 2 bentuk, yaitu whole bean (bentuk vanilli utuh kering) dan other vanilli (bentuk olahan vanilli lainnya berupa ekstrak vanilli, oleoresin, bubuk, dll). Ekstrak vanili merupakan salah satu bentuk vanili olahan yang lebih mudah dan luas penggunaannya. Ekstrak vanili digunakan sebagai flavouring agent dessert, like baked goods, es krim, minuman dan custard. Selain itu ekstrak vanilli digunakan juga oleh industri selain pangan seperti parfum, obat-obatan dan kosmetik (de Guzman dan Siemonsma 1999).
Komponen cita rasa yang khas dari biji vanilli adalah vanillin (4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde) yang merupakan Kristal fenolik aldehid, dengan persentase sebesar 85 % dari senyawa volatile yang terdapat pada buah vanilli. Besarnya kadar vanillin merupakan parameter terpenting untuk menilai kualitas vanilli. Komponen lainnya adalah p-hidroksi benzaldehid (sampai 9 %) dan p-hidroksi benzyl metal eter (1 %). Disamping itu, khusus untuk vanilli Tahiti memiliki flavor berbeda akibat adanya komponen tambahan yakni piperonal (heliotropin, 3,4-dioksimetilen benzaldehid) dan diasetil (butandion) (http://www.portal.remarkable food.com 2005).

Selain prekusor dan enzim pembentuk flavor, buah vanilli mengandung komponen zat gizi lengkap yang meliputi protein, lemak, karbohidrat, vitamin, dan mineral. Menurut de Guzman dan Siemonsma (1999), per 100 g berat buah vanilli kering vanilla planifolia Andrews, mengandung 20 g air, 3 – 5 g protein, 11 g lemak, 7 – 9 g gula, 15 – 10 g abu, 1,5 – 3 g vanillin, 2 g soft resin dan asam vanilat yang tidak berflavor.
Pada umumnya, ekstrak vanilli dibuat dari vanilli kering dengan metode konvensional (maserasi atau perkolasi ) selama 1 bulan. vanilli kering diperoleh dari vanilli segar yang telah melewati proses kuring, yaitu proses fermentasi dan pengeringan polong vanilli segar, karena biji vanilli (vanilla beans) segar tidak memiliki aroma (Deptan, 2004). Proses fermentasi berperan dalam pembentukan aroma dan flavor vanilli yaitu mengubah glukosida menjadi glukosa, vanilin dan kompleks flavor lain. Glukosida dengan jumlah tertinggi yaitu glukovanilin menghasilkan vanillin (komponen flavor utama vanilli) oleh aktivitas enzim β-glukosidase.
Disamping vanilli yang diperoleh secara alami, terdapat pula vanilli sintetik yang dapat dibuat dari eugenol (komponen flavor minyak cengkeh), lignin (limbah industi kertas), dan guaiacol (petrokimia). Vanilli sintetik lebih murah namun flavor yang dihasilkan tidak dapat menandingi flavor vanilli alami. Pada vanilli sintetik muncul flavor yang tidak diinginkan yaitu heavy, grassy odor dan bitter aftertaste.
Proses pengolahan secara tradisional dari vanilla adalah (scalding) atau membunuh (killing ( sunning atau sweating), pengeringan (drying), dan (conditioning) (Ranadive 1994; Dignum et al. 2001). Pada tahap awal proses kuring, dilakukan proses Scalding or killing dilakukan dengan cara memasukkann air panas suhu 65°C selama 3 min, hal ini berguna agar fase vegetative berhenti. Proses berikutnya adalah sweating (pemeraman), yaitu proses inkubasi pada 37–40°C selama 4-7 hari, hal ini berguna untuk interaksi enzim dan precursor cita rasa.. Pada tahap ini terjadi reaksi enzimatik dan kimiawi untuk pembentukan aroma, dimana β-glukosidase merubah glukovanilin menjadi vanilin dan glukosa. Pada tahap ini vanilli mengalami beberapa perubaan warna, aroma dan flavor. Warna buah berubah menjadi coklat karena oksidasi senyawa fenolik, gula, dan asam-asam organik dimetabolisme serta ester eter dan resin terbentuk (Ranadive, 1994). Selama drying, kelembaban diturunkan hingga 25–30%, dan conditioning adalah pengeringan pada suhu kamar selama beberapa bula untuk mendapatkan cita rasa vanilla secara keseluruhan. Selama conditioning, terjadi reaksi-reaksi seperti esterifikasi, eterifikasi, degradasi oksidatif dan reaksi lain menghasilkan senyawa volatil (Purseglove et al, 1981). Setelah serangkaian proses kuring, kadar vanilin dalam buah mencapai 1-2,5% tergantung mutu buah vanilli segar, selain itu perbedaan sifat kimia, fisik, dan organoleptik dari buah vanilli tergantung dari spesiesnya, bentuk fisik, dan gradenya, serta dipengaruhi juga oleh kondisi geografis (Purseglove et al, 1981).
Kualitas flavor vanilli yang sebenarnya tergantung dari pembentukan aroma yang lembut dan kompleks selama proses kuring. Flavor vanilli yang kaya dan lengkap mengandung lebih dari 250 senyawa volatil dan kebanyakan dari senyawa tersebut berperan dalam sifat organoleptik secara keseluruhan. Tetapi, hanya 26 senyawa yang ditemukan pada konsentrasi lebih dari 1 ppm.
Flavor vanilli dapat diekstrak dengan menggunakan metode ekstraksi dan distilasi. Ekstraksi adalah metode efisien yang digunakan untuk memisahkan dan mengkonsentrasikan suatu bahan. Ekstraksi secara kimiawi dengan menggunakan pelarut dapat memisahkan campuran berdasarkan perbedaan kelarutan dari komponen-komponen yang terkandung di dalamnya. Ekstraksi konvensional vanilli dapat dilakukan melaui pencampuran vanilli dengan pelarut polar seperti etanol dan air. Like dissolves like adalah acuan untuk memilih jenis pelarut yang digunakan.
Air merupakan molekul polar yang memiliki ujung muatan negatif dan positif sehingga molekul air dapat berinteraksi satu dengan yang lainnya. Molekul air juga dapat berinteraksi dengan molekul polar lainnya. Jenis pelarut lainnya yang biasa digunakan dalam ekstraksi vanilli adalah etanol. Etanol (CH3C2OH) merupakan suatu alkohol yang mengandung gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon. Titik didih etanol adalah 78,5oC dan memiliki berat jenis 0,789 g/ml pada 20oC. Etanol bersifat polar yang dapat dicampur dengan air dan pelarut organik lainnya. Pelarut etanol cair yang digunakan dalam pembuatan eksrak vanilli mampu mengekstrak senyawa aromatik yang terdapat dalam buah vanilli.
Ekstraksi dapat dilakukan dengan metode maserasi, yaitu merendam buah vanilli dalam larutan alkohol dan air. Campuran disimpan beberapa bulan untuk menghasilkan cairan coklat jernih dengan flavor vanilli yang kuat. Pemanasan campuran dapat mempercepat proses, tetapi dapat menyebabkan hilangnya komponen flavor volatil. Beberapa industri merekomendasikan proses ekstraksi dingin yang lebih lambat menggunakan resirkulasi pelarut (perkolasi) di atas buah untuk meminimalkan kehilangan komponen volatil.
Cowley (1973) menyatakan bahwa perkolasi vanilli dapat dilakukan dengan cara pemotongan polong vanilli kering, pencampuran gula untuk meningkatkan viskositas, membantu memperkuat dan menahan senyawa aromatik, meningkatkan warna serta memperpanjang umur simpan. Perkolasi (sirkulasi) dilakukan menggunakan campuran etanol dan air selama 3 sampai 4 minggu. Kemudian dilakukan aging, sentrifugasi dan filtrasi hingga diperoleh ekstrak vanilli.
Karena permintaan terhadap produk-produk alami terus meningkat setiap tahunnya, maka saat ini sudah dikembangkan metode ekstraksi vanilli melalui proses biologis menggunakan mikroorganisme atau isolat enzim. Penggunaan enzim komersial dalam ekstraksi vanilli mampu meningkatkan rendemen serta mempercepat reaksi pembetukan vanillin. Enzim komersial yang digunakan dalam ekstraksi buah vanili segar pada umumnya merupakan enzim-enzim hidrolase. Hal ini berdasarkan kenyataan bahwa pada tahap awal kuring, diperkirakan mulai terjadi reaksi enzimatik yang berhubungan dengan degradasi dinding sel buah (terutama terdiri dari polisakarida, protein serta lignin) dan kemudian terjadi transformasi prekursor vanilin menjadi vanilin oleh enzim hidrolitik. Biopolimer tersebut bergabung bersama-sama dengan sejumlah kecil komponen lainnya seperti kelompok asetil dan senyawa fenolik. Adapun polisakarida utama penyusun dinding sel buah antara lain selulosa, hemiselulosa dan pektin (Aman dan Westerlund 1996).
Enzim β-glukosidase merupakan enzim hidrolitik yang dapat memecah glukovanilin menjadi vanillin. Enzim ini adalah enzim selulase yang memiliki aktivitas menghidrolisis dimer glukosa dan dalam beberapa kasus mengubah selooligosakarida menjadi glukosa. Enzim ini dapat menghidrolisis selobiosa dan selodekstrin (Howard, et al, 2003). Penambahan aktivitas enzim b-glukosidase ke dalam homogenat vanilli diduga dapat mempercepat terjadinya hidrolisis senyawa glikosida. Hal ini disebabkan karena terbatasnya kemampuan vanilli endogenous, yaitu bersifat kurang tahan panas, ph optimum yang tinggi dan terhambat oleh adanya glukosa.
Cara lain yang dapat digunakan untuk mengekstrak flavor vanilli adalah dengan menggunakan metode distilasi, yaitu penyulingan berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Distilasi adalah suatu cara pemisahan larutan dengan menggunakan panas sebagai pemisah atau “separating agent”. Jika larutan yang terdiri dari dua buah komponen yang cukup mudah menguap, misalnya larutan benzene-toluena, larutan n-Heptan dan n-Heksan dan larutan lain yang sejenis dididihkan, maka fase uap yang terbentuk akan mengandung komponen yang lebih menguap dalam jumlah yang relatif lebih banyak dibadingkan dengan fase cair. Jadi ada perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap, dan hal ini merupakan syarat utama supaya pemisahan dengan distilasi dapat dilakukan. Kalau komposisi fase uap sama dengan komposisi fase cair, maka pemisahan dengan jalan distilasi tidak dapat dilakukan. (Wiwit Amrinola, STP., M.Si)


sumber