Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan dari bulan Mei 2007 sampai Maret 2008, di
Laboratorium Southeast Asian Food & Agriculture Science and Technology
(SEAFAST) Center IPB dan Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi
Pangan Fakultas Teknologi Pertanian IPB.
Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan adalah minyak sawit kasar (CPO) merah,
minyak kelapa (coconut oil) merk BARCO dan Lipozyme TL IM (Lipase
Thermomyces lanuginosa imobil) yang merupakan produk Novo Nordisk Bioindustrial Ltd, Denmark. Bahan-bahan kimia yang digunakan adalah heksan p.a., aseton teknis, alkohol 90%, NaOH, asam asetat glasial, kloroform, petroleum eter, dietil eter, Rhodamine 6G, 2’, 7’-dichlorofluorescein, KI, CCl4, indikator
larutan pati, larutan Wijs, HCl, fenolftalein, akuades, standar internal (asam
margarat), metanol, NaCl 0,88%, NaOH metanolik 0,5 N, BF3-metanol, NaCl, dan
Na2SO4 anhidrat.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan, oilbath, hot
plate, pompa vakum, termometer, cawan, oven, gelas piala, pipa kapiler, tabung reaksi, pipet tetes, kertas saring, corong kaca, buret, labu takar, erlenmeyer, plat
Kromatografi Lapis Tipis, bejana pengembang, refrigerator, sentrifuge,
spektrofotometer, mikroskop polarisasi, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) dan
Gas Chromatography (GC).
Metode Penelitian
Karakteristik Kimia Bahan Baku (Minyak Sawit Merah dan Minyak Kelapa) untuk Interesterifikasi Enzimatik
Pertama dilakukan proses pemurnian CPO yang terdiri dari degumming,
netralisasi dan fraksinasi pada CPO. Proses netralisasi dan fraksinasi
menghasilkan tiga macam bahan baku interesterifikasi enzimatik yaitu neutralized
50:50 b/b (Rps/Rpo). Lalu dilakukan analisis kimia pada NRPO, Rpo, Rps/Rpo dan coconut oil (CNO). Analisis kimia yang dilakukan adalah kadar air, kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, bilangan iod, total karotenoid, komposisi mono dan diasilgliserol (M-DAG) dan komposisi asam lemak.
Proses Degumming
Degumming dilakukan dengan menambahkan 1,5 ml asam fosfat (H3PO4)
85% pada 1 liter CPO. Pemanasan dilakukan dengan hot plate hingga suhu 80 °C
sambil diaduk. Setelah mencapai suhu 80 °C, dipertahankan selama 15 menit,
selanjutnya minyak disaring untuk memisahkan gum yang terbentuk. Proses penyaringan dilakukan dengan pompa vakum dan kertas saring dalam keadaan
panas. Proses degumming dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Prosedur proses degumming minyak sawit (Mas’ud 2007)
Proses Netralisasi
Proses netralisasi dilakukan pada minyak sawit yang telah di-degumming
(degummed red palm oil/DRPO). Pemanasan dilakukan pada 1 liter DRPO sampai suhu 59 °C, lalu ditambahkan NaOH 16 °Bé yang jumlahnya telah ditentukan berdasarkan kadar asam lemak bebas CPO. Suhu tersebut tetap dipertahankan selama 25 menit sambil terus diaduk. Sabun yang terbentuk dipisahkan dengan
1 liter CPO Pemanasan (T = 80 ºC, 15’) Penyaringan DRPO 1,5 ml H3PO4 85%
sentrifugasi pada 2500 rpm selama 20 menit dan didapat neutralized red palm oil
(NRPO) sebagai bahan baku I. Tahapan netralisasi dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Prosedur proses netralisasi minyak sawit (Mas’ud 2007)
Proses Fraksinasi
Proses fraksinasi dalam penelitian ini menggunakan metode Aini et al.
(2001) yang dimodifikasi, dimana metode Aini et al. (2001) adalah minyak
dipanaskan pada suhu 70 °C untuk menghancurkan kristal-kristal yang ada. Minyak diagitasi dengan kecepatan 12 rpm untuk menjaga tetap homogen dan untuk mencegah pengendapan. Kristal terbentuk pada saat sampel didinginkan. Proses fraksinasi dihentikan ketika suhu mencapai 21 °C. Dua fraksi didapat yaitu stearin (padat) dan olein (cair). Kedua fraksi dipisahkan dengan penyaringan vakum.
Modifikasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah NRPO dipanaskan pada suhu 60 °C untuk meminimalisasi kerusakan karoten, lalu proses fraksinasi dihentikan pada suhu ruang lab (± 25°C). NRPO dipindahkan ke dalam tabung sentrifus 50 ml dan diendapkan/didiamkan semalam. Pemisahan fraksi padat merah (red palm stearin) dan fraksi cair merah (red palm olein) dilakukan dengan
sentrifugasi pada kecepatan 2500 rpm selama 25 menit. Red palm olein (Rpo)
1 liter DRPO Penambahan NaOH 16 ° Bé Sentrifugasi V= 2500 rpm , 25’ Sabun NRPO Pemanasan (T = 59 ºC, 25’)
merupakan bahan baku II dalam proses interesterifikasi enzimatik. Kemudian red palm stearin dan red palm olein yang sudah dipisah dicampur kembali dengan rasio 50:50 %b/b (Rps/Rpo) dan menjadi bahan baku III. Proses fraksinasi dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Prosedur proses fraksinasi (modifikasi Aini et al. 2005)
Penentuan Rasio Campuran Bahan Baku (Minyak Sawit Merah dan Minyak Kelapa) pada Interesterifikasi Enzimatik
Pada tahap ini dilakukan proses interesterifikasi enzimatik dari tiga macam bahan baku sawit (NRPO, Rpo dan Rps/Rpo) dengan CNO. Masing-masing bahan baku dicampur dengan dengan enam rasio. Rasio pencampuran antara tiga bahan baku dengan CNO dapat dilihat pada Tabel 11. Kemudian ditentukan rasio yang
mempunyai slip melting point (SMP) paling mendekati kisaran SMP spreads dan
margarin komersial. Pengukuran SMP merupakan karakter awal untuk menyeleksi rasio terbaik.
NRPO
Pemanasan (T= 60 °C, 30’)
Pemindahan ke tabung sentrifus 50 ml
Pemisahan fraksi padat dan cair Sentrifugasi
(V=2500 rpm, 25’) Penyimpanan di tempat gelap
semalam, T ruang
Fraksi cair merah (red palm olein) Fraksi padat merah (red palm stearin)
Tabel 11. Perlakuan rasio campuran bahan baku (minyak sawit merah dan minyak kelapa) pada interesterifikasi enzimatik
Ratio tiga jenis bahan baku sawit dengan CNO Kode
NRPO/CNO b/b 60:40 NC64 70:30 NC73 75:25 NC72 77,5:12,5 NC71 80:20 NC82 82,5:17,5 NC81 Rpo/CNO b/b 60:40 OC64 70:30 OC73 75:25 OC72 77,5:12,5 OC71 80:20 OC82 82,5:17,5 OC81 (Rps/Rpo)/CNO b/b 60:40 SOC64 70:30 SOC73 75:25 SOC72 77,5:12,5 SOC71 80:20 SOC82 82,5:17,5 SOC81 NRPO : Neutralized Red Palm Oil, Rpo: Red palm olein, Rps: Red palm stearin,
CNO: Coconut Oil
Prosedur interesterifikasi enzimatik dilakukan dengan modifikasi metode
Zhang et al. (2001), dimana Zhang et al. (2001) melakukan dengan reaktor dan
pengadukan dengan stirrer impeller. Kondisi yang digunakan adalah suhu 60 °C,
stirring 700 rpm, dosis enzim 10% b/b dan waktu reaksi 6 jam. Sedangkan dalam penelitian ini modifikasi yang dilakukan adalah alat yang digunakan adalah rotary shaker bath, kecepatan agitasi 200 rpm dan waktu reaksi yang digunakan 4 jam.
Prosedur lengkapnya yaitu NRPO, Rpo dan Rps/Rpo ditambahkan CNO masing-masing dengan rasio sesuai perlakuan sebanyak 10 g. Lalu sampel perlakuan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 25 ml. Kemudian sampel diagitasi
dengan rotary shaker bath pada kecepatan 200 rpm dan suhu 60 °C. Setelah
mencapai suhu 60 °C dan sampel minyak telah meleleh sempurna, dilakukan
interesterifikasi enzimatik, baru kemudian dimasukkan enzim Lipozyme TL IM
sebanyak 10% b/b dan di-shaker kembali selama 4 jam. Semua perlakuan dibuat
dua ulangan. Pada tahap ini juga dibuat kontrol (bahan yang sama dengan kondisi yang sama namun tanpa enzim). Hasil interesterifikasi tersebut diangkat dan Lipozyme TL IM disaring. Pada sampel minyak hasil interesterifikasi yang telah disaring, dilakukan pengambilan sampel pengukuran SMP campuran setelah interesterifikasi enzimatik. Kemudian sampel minyak disimpan ke dalam botol
kaca gelap, dihembus gas N2, di-seal dengan parafilm dan disimpan dalam
refrigerator. Tahapan kerja interesterifikasi enzimatik dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Prosedur interesterifikasi enzimatik (modifikasi Zhang et al. 2001) NRPO
Pemasukkan ke dalam erlenmeyer
Pengambilan sampel SMP bahan baku, ditambah enzim 10% b/b Penambahan CNO sesuai perlakuan
Hasil interesterifikasi enzimatik disimpan
Shaker sampai suhu mencapai 60 °C (V=200 rpm)
Rpo Rps/Rpo
Shaker selama 4 jam (V=200 rpm, T=60 °C)
Selanjutnya dilakukan pengukuran slip melting point (SMP) produk interesterifikasi enzimatik. Jika nilai SMP produk berada dalam kisaran SMP
spreads komersial, maka produk tersebut akan dianalisis lebih lanjut pada penelitian utama.
Karakterisasi Sifat Fisikokimia Produk Interesterifikasi Enzimatik dari Bahan Baku Terpilih
Karakter yang dianalisis adalah kadar air dan asam lemak bebas, komposisi
mono dan diasilgliserol (M-DAG), slip melting point (SMP), total karotenoid,
solid fat content (SFC), serta sifat kristalisasi lemak.
Rancangan Percobaan
Pada penelitian ini digunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial
dengan 1 faktor. Respon pengamatan yang diolah yaitu slip melting point (SMP)
bahan baku, produk dan kontrol, total karotenoid bahan baku dan produk, dan
solid fat content (SFC) pada bahan baku dan produk pada 6 suhu pengamatan. Setiap perlakuan mempunyai 4 ulangan. Model matematis dari rancangan acak lengkap faktorial adalah sebagai berikut :
Yij =
μ + τ
i+ ε
ijKeterangan: Yijk = Respon pengamatan
μ = Pengaruh rataan umum (nilai tengah umum)