Karakteristik Awal Minyak Ikan
Minyak ikan kasar pada penelitian ini diperoleh dari industri penepungan ikan di Provinsi Bali. Bahan baku tepung ikan pada umumnya berasal dari ikan afkir dengan mutu rendah ataupun isi perut dan kepala ikan yang sudah tidak segar (Estiasih 2009). Minyak ikan ini merupakan hasil samping dari proses penepungan yang didapat dari hasil perebusan dan pengepresan pada proses pembuatan tepung ikan (Murtidjo 2001). Minyak ikan kasar ini ditentukan sifat-sifatnya terlebih dahulu sebelum dinetralisasi dengan alkali yang meliputi analisis kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, kadar protein, warna, dan profil asam lemak. Karakteristik awal minyak ikan kasar ikan lemuru dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5 untuk analisis profil asam lemak.
Tabel 4 Karakteristik awal minyak ikan kasar
Karakteristik Nilai
Asam lemak bebas (%) 4,58±0,09
Bilangan peroksida (meq/kg) 15,66±0,49
Protein (g/100g) 0,33±0,0033 Warna CIE L* CIE a* CIE b* 33,68±0,04 9,96±0,02 14,08±0,03 Keterangan : CIE = Commission Internationale de l’Eclairage
L* = Kecerahan
a* = Kemerahan atau kehijauan b* = Kekuningan atau kebiruan
Minyak ikan kasar ini memiliki warna coklat tua kemerahan dan berbau amis dengan kadar protein sebesar 0,33 g/100g. Hal ini sesuai dengan penelitian Estiasih dan Ahmadi (2012) yang menyatakan bahwa minyak ikan hasil samping penepungan memiliki warna coklat tua, berbau amis dan busuk. Minyak ikan ini memiliki kadar asam lemak bebas sebesar 4,58±0,09% dan bilangan peroksida sebesar 15,66±0,49 meq/kg. Kadar asam lemak bebas dan bilangan peroksida minyak ikan ini sesuai dengan standar minyak ikan kasar (crude fish oil) dari
International Association of Fish Meal Manufacturers yaitu kadar asam lemak bebas 1-7% dan bilangan peroksida 3-20 meq/kg (Bimbo 1998). Namun belum memenuhi standar untuk pangan IFOS (2011) yaitu kadar asam lemak bebas 1,13% dan bilangan peroksida 3,75 meq/kg.
Karakteristik warna dari minyak ikan kasar ini memiliki kecerahan (L*) 33,68, kemerahan (a*) 9,96, dan kekuningan (b*) 14,08. Minyak kasar ini memiliki kecerahan (L*) yang rendah yang akan menurunkan tingkat penerimaan konsumen. Minyak ikan yang diekstrak dari ikan sardine pada penelitian Okada dan Morrissey (2007) memiliki kecerahan (L*) yang tinggi yaitu 95,89. Minyak kasar ini kemudian dianalisis dengan kromatografi gas untuk menentukan profil asam lemaknya. Kromatogram metil ester asam lemak minyak ikan kasar lemuru dapat dilihat pada Lampiran 3. Profil asam lemak minyak ikan kasar ini disajikan pada Tabel 5.
11 Tabel 5 Profil asam lemak minyak ikan kasar lemuru (Sardinella sp.)
Asam Lemak Hasil (%b/b)
Asam Laurat, C12:0 0,10 Asam Miristat, C14:0 11,30 Asam Pentadekanoat, C15:0 0,57 Asam Palmitat, C16:0 15,91 Asam Heptadekanoat, C17:0 0,53 Asam Stearat, C18:0 2,87 Asam Arakhidat, C20:0 0,29 Asam Heneikosanoat, C21:0 0,06 Asam Behenat, C22:0 0,16 Asam Trikosanoat, C23:0 0,03 ∑SFA 31,82 Asam Miristoleat, C14:1 0,04 Asam Palmitoleat, C16:1 9,05 Asam Elaidat, C18:1�9t 0,08 Asam Oleat, C18:1�9c 5,67 Asam Cis-11-Eikosanoat, C20:1 0,82 Asam Erusat, C22:1�9 0,17 Asam Nervonat, C24:1 0,32 ∑MUFA 16,15 Asam Linolelaidat, C18:2�9t 0,05 Asam Linoleat, C18:2�6c 1,22 Asam -Linolenat, C18:3�6 0,33 Asam Linolenat, C18:3�3 0,67 Asam Cis-11,14-Eikosedienoat, C20:2 0,15 Asam Cis-8,11,14-Eikosetrienoat, C20:3�6 0,26 Asam Arakhidonat, C20:4�6 2,69
Asam Cis-5,8,11,14,17-Eikosapentaenoat Acid, C20:5�3 15,15 Asam Cis-4,7,10,13,16,19-Dokosaheksaenoat, C22:6�3 12,19 ∑PUFA 32,71 ∑�6 4,5 ∑�3 28,01 �6/�3 0,16 Teridentifikasi 80,68 Tidak teridentifikasi 19,32
Profil asam lemak pada minyak ikan kasar lemuru ini antara lain terdiri dari 31,82 %b/b asam lemak jenuh/saturated fatty acid (SFA), 16,15 %b/b asam lemak tak jenuh tunggal/monounsaturated fatty acid (MUFA), dan 32,71 %b/b asam lemak tak jenuh majemuk/polyunsaturated fatty acid (PUFA). Kadar asam lemak tertinggi pada minyak tersebut adalah asam palmitat sebesar 15,91%, kandungan EPA 15,15% dan DHA 12,19%. Hasil ini menunjukkan bahwa kandungan asam lemak didominasi oleh asam lemak tak jenuh majemuk. Tingginya asam lemak tak jenuh mengindikasikan bahwa minyak ikan mudah teroksidasi (Yarnpakdee et al. 2011). Rasio kandungan �6 dan �3 pada minyak kasar ini adalah 0,16. UK Department of Health (HMSO 1994) merekomendasikan rasio �6/�3 yang ideal adalah kurang dari atau sama dengan 4,0. Simopoulos (2002) menyatakan bahwa rasio �6/�3 yang tinggi akan memicu berbagai penyakit yaitu kardiovaskular, kanker, inflamasi, dan penyakit autoimun.
88,93a 91,27a 90,47a 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 16 18 20 Rendem en (%) Konsentrasi NaOH (oBe)
Minyak ikan adalah sumber utama �3. Polyunsaturated fatty acid (PUFA) terutama asam lemak rantai panjang eicosapentaenoic (EPA) dan
docosahexaenoic (DHA) memberikan pengaruh positif yang kuat terhadap kesehatan manusia. Kedua asam lemak ini diketahui berperan penting untuk kesehatan otot jantung dan masalah saraf (Ackman 2005). Selain �3, �6 juga merupakan asam lemak yang esensial. Kedua asam lemak esensial ini sangat penting untuk perkembangan dan pertumbuhan, memainkan peran penting dalam pencegahan penyakit koroner, hipertensi, diabetes, arthritis, kanker dan kondisi inflamasi serta autoimun (Shannon et al. 2007). Kandungan asam lemak non esensial �9 pada minyak ini terbilang cukup tinggi yaitu 5,97%. Asam lemak �9 berperan dalam menurunkan kolesterol jahat (LDL) dan meningkatkan kolesterol baik (HDL) dalam darah (Felix dan Velazquez 2002). Minyak hasil samping penepungan ikan ini memiliki kualitas yang rendah berdasarkan karakteristiknya pada Tabel 4, tetapi masih memiliki kandungan PUFA yang tinggi sehingga memerlukan proses pemurnian.
Netralisasi
Netralisasi adalah proses yang didesain untuk menghilangkan asam lemak bebas dan impuritas dari minyak kasar dengan menggunakan soda kaustik dan menghasilkan minyak ikan semi-refined (Huang dan Sathivel 2010). Minyak ikan kasar hasil samping penepungan ikan ini dinetralisasi dengan kaustik soda NaOH sebesar 16, 18, dan 20 °Be. Analisis yang dilakukan antara lain penentuan rendemen, kadar asam lemak bebas, dan bilangan peroksida. Hasil netralisasi dengan perlakuan konsentrasi NaOH berdasarkan tiga parameter tersebut dapat dilihat pada Gambar 2-4.
Gambar 2 Rendemen minyak ikan perlakuan konsentrasi NaOH (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip sama menunjukkan tidak berbeda nyata [p>0,05])
13
Gambar 3 Kadar asam lemak bebas minyak ikan perlakuan konsentrasi NaOH (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip berbeda menunjukkan berbeda nyata [p<0,05])
Gambar 4 Bilangan peroksida minyak ikan perlakuan konsentrasi NaOH (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip berbeda menunjukkan berbeda nyata [p<0,05])
Data parameter rendemen, kadar asam lemak bebas, dan bilangan peroksida pada perlakuan konsentrasi NaOH adalah data yang menyebar normal (p>0,05) berdasarkan analisis Kolmogorov-Smirnov (Lampiran 4). Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa konsentrasi NaOH yang berbeda tidak memberikan pengaruh (p>0,05) terhadap parameter rendemen dan berpengaruh (p<0,05) terhadap parameter kadar asam lemak bebas dan bilangan peroksida (Lampiran 5). Hasil uji lanjut Tukey menyatakan bahwa perbedaan konsentrasi NaOH memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada semua perlakuan parameter kadar asam lemak bebas namun memberikan pengaruh yang nyata terhadap minyak ikan kasar (kontrol). Perbedaan konsentrasi NaOH memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada parameter bilangan peroksida pada konsentrasi 18 dan 20 °Be dengan kontrol dan konsentrasi 16 °Be, dan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada konsentrasi 18 dan 20 °Be serta pada minyak ikan kasar (kontrol) dan konsentrasi 16 °Be.
4,68b 0,42a 0,44a 0,46a 0 1 2 3 4 5 tanpa netralisasi 16 18 20 Asa m lem a k beba s (%)
Konsentrasi NaOH (oBe)
15,66b 15,61b 9,54a 10,15a 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 tanpa netralisasi 16 18 20 B ila ng a n pero k sida (m eq/k g )
84,57a 91,27b 85,31ab 82,87a 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 40 60 80 100 Rendem en (%) Suhu (oC)
Larutan kaustik soda (sodium hidroksida) yang dicampur dengan minyak pada pemurnian alkali akan membentuk sabun (saponifikasi). Sabun ini terdispersi di dalam fase cair bersamaan dengan fosfolipid, pigmen, dan komponen lain sehingga menurunkan rendemen minyak ikan pada saat pemisahan minyak semi-refined dengan sabun (Kirk and Othmer 2005). Proses alkali refining berhasil menurunkan kadar asam lemak bebas karena asam lemak bebas tersabunkan oleh NaOH (Estiasih dan Ahmadi 2012). Penurunan angka peroksida pada netralisasi disebabkan di dalam asam lemak bebas terdapat sebagian kecil peroksida yang terikat, sehingga ketika asam lemak bebas terendapkan melalui proses penyabunan, ada sebagian peroksida yang ikut mengendap (Aisyah et al. 2010). Konsentrasi NaOH 18 °Be adalah konsentrasi terbaik berdasarkan parameter bilangan peroksida. Bilangan peroksida pada konsentrasi NaOH 18 °Be memiliki nilai yang paling rendah, hal ini diduga pada konsentrasi 18 °Be pengendapan impuritas berlangsung optimal. Konsentrasi NaOH terbaik ini kemudian digunakan untuk menentukan suhu netralisasi terbaik.
Hasil netralisasi dengan perlakuan suhu dapat dilihat pada Gambar 5-7. Data parameter rendemen, kadar asam lemak bebas, dan bilangan peroksida pada perlakuan suhu netralisasi ini adalah data yang menyebar normal (p>0,05) berdasarkan analisis Kolmogorov-Smirnov (Lampiran 6). Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa suhu netralisasi yang berbeda memberikan pengaruh (p<0,05) terhadap parameter rendemen, kadar asam lemak bebas, dan bilangan peroksida (Lampiran 7). Hasil uji lanjut Tukey menunjukkan bahwa perbedaan suhu netralisasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada parameter rendemen pada suhu 40 dan 100 ℃ dengan suhu 60 ℃ dan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada suhu 60 dan 80 ℃ serta pada suhu 40, 80, dan 100 ℃. Perbedaan suhu netralisasi memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada setiap perlakuan parameter kadar asam lemak bebas namun memberikan pengaruh yang nyata terhadap minyak ikan kasar (kontrol). Perbedaan suhu netralisasi memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada parameter bilangan peroksida pada suhu 40, 60, dan 100 ℃ dengan minyak ikan kasar (kontrol) dan suhu 80 ℃, dan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada suhu 40, 60, dan 100 ℃.
Gambar 5 Rendemen minyak ikan perlakuan suhu netralisasi (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip berbeda menunjukkan berbeda nyata [p<0,05])
15 18,76c 8,82a 9,54a 12,21b 9,22a 6 8 10 12 14 16 18 20 22 tanpa netralisasi 40 60 80 100 B il angan peroksi oda (m eq/ kg) Suhu (oC)
Gambar 6 Kadar asam lemak bebas minyak ikan perlakuan suhu netralisasi (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip berbeda menunjukkan berbeda nyata [p<0,05])
Gambar 7 Bilangan peroksida minyak ikan perlakuan suhu netralisasi (keterangan: angka-angka yang diikuti huruf superskrip berbeda menunjukkan berbeda nyata [p<0,05])
Suhu reaksi sangat berpengaruh terhadap laju reaksi. Suhu reaksi yang semakin tinggi menyebabkan energi kinetik yang dimiliki oleh molekul pereaksi juga semakin besar. Hal ini akan berdampak pada semakin banyaknya tumbukan antar molekul reaktan sehingga konversi reaksi semakin besar (Aziz et al. 2013). Jadi pada kisaran suhu tertentu, kenaikan suhu akan mempercepat reaksi. Artinya dapat menaikan hasil dalam waktu yang lebih cepat. Jika kenaikan suhu telah melebihi suhu optimalnya maka akan menyebabkan pengurangan hasil karena harga konstanta keseimbangan akan turun yang berarti reaksi bergeser ke arah pereaksi atau dengan kata lain hasilnya akan menurun (Levenspiel 1972). Suhu 60 °C adalah suhu netralisasi terbaik berdasarkan efisiensi energi dengan nilai parameter yang optimal. Konsentrasi NaOH dan suhu netralisasi terbaik yang diperoleh kemudian digunakan sebagai titik-titik pusat variabel faktor (Tabel 2 dan 3) pada bahasan optimasi proses netralisasi minyak ikan lemuru.
4,25b 0,31a 0,44a 0,41a 0,35a 0 1 2 3 4 5 tanpa netralisasi 40 60 80 100 Asa m lem a k beba s (%) Suhu (oC)
Optimasi Konsentrasi NaOH dan Suhu Netralisasi
Penelitian ini mengoptimasikan dua faktor kondisi proses yaitu konsentrasi NaOH dan suhu netralisasi. Faktor-faktor perlakuan tersebut digunakan untuk menentukan titik optimal rendemen, kadar asam lemak bebas, dan bilangan peroksida. Metode permukaan respon yang diolah dengan Design Expert 7.0.0 digunakan untuk menghasilkan persamaan matematis dan model polinomial yang sesuai dengan hasil penelitian. Puspitojati dan Santoso (2012) menyatakan bahwa terdapat empat tipe model polinomial yaitu mean (pangkat 0),
linear (pangkat 1), quadratic (pangkat 2) dan cubic (pangkat 3). Masing-masing variabel respon akan menghasilkan satu tipe model yang disarankan oleh program. Kelayakan dari model polinomial ditunjukkan oleh koefisien determinasi R2 dan signifikasi dari nilai F-hitung masing-masing variabel faktor (Aktas etal. 2006). Awalnya, penentuan tipe model polinomial dilakukan dengan mengacu dari kriteria yang disarankan oleh bagian Sequential Model of Squares (SMSS), lack of fit, nilai R2 dan adjusted-R2. Analisis dilanjutkan terhadap keragaman (ANOVA), model yang baik memiliki nilai yang signifikan terhadap respon dan nilai yang tidak signifikan terhadap lack of fit, serta nilai R2 dan adjusted-R2 yang mendukung. Analisis keragaman menunjukkan pengaruh kombinasi terhadap faktor yaitu dengan melihat nilai F-hitung. Nilai F-hitung yang semakin besar menunjukkan pengaruh yang semakin nyata. Pengaruh variabel faktor yang signifikan terhadap respon ditandai dengan p-value “Prob>F”
yang lebih kecil dari 0,05. Solusi titik optimal variabel faktor diperoleh dengan melihat persamaan regresi dan analisis respon permukaan dari grafik konturnya (Chowdhury dan Saha 2011).
Analisis Kombinasi Faktor Terhadap Respon Rendemen
Hasil pengujian pada rendemen minyak diperoleh nilai sebesar 59,6%−89,03% dengan nilai rata-rata rendemen yang diperoleh sebesar 81,89%. Hasil analisis Sequential Model Sum of Squares (SMSS), lack of fit, R2, dan
adjusted-R2 (Tabel 6) menunjukkan bahwa model yang sesuai untuk mengoptimasi kondisi proses dengan respon rendemen adalah model polinomial kuadratik.
Tabel 6 Nilai parameter optimasi untuk respon rendemen
Parameter SMSS Prob>F Lack of fit Prob>F R 2 Adjusted R2 Keterangan Linear 0,5129 0,0008 0,1250 −0,0500 2FI 0,4706 0,0006 0,1769 −0,0975 Kuadratik 0,0076 0,0044 0,7959 0,6501 Disarankan
Tabel 6 menunjukkan bahwa model kuadratik memiliki nilai SMSS yang signifikan dengan “Prob>F” lebih kecil dari 0,05 (0,0076). Nilai lack of fit diperoleh “Prob>F” yang kurang dari dari 0,05 (0,0044) berarti terdapat lack of fit
(signifikan). Nilai lack of fit yang signifikan menunjukkan bahwa tidak adanya kesesuaian data respon rendemen dengan model. Nilai R2 pada model kuadratik sebesar 0,7959. Nilai R2 ini mempunyai arti bahwa pengaruh variabel X1 dan X2 terhadap perubahan variabel respon adalah 79,59% sedangkan sisanya sebesar 20,41% dipengaruhi oleh variabel-variabel lain yang tidak diketahui.
17 Analisis keragaman (ANOVA) (Lampiran 8) menunjukkan pengaruh masing-masing faktor terhadap respon rendemen. Faktor suhu merupakan faktor yang paling berpengaruh signifikan terhadap rendemen berdasarkan pengaruh kedua faktor yang digunakan. Faktor tersebut berpengaruh signifikan terhadap respon rendemen dengan p-value “Prob>F” yang lebih kecil dari 0,05 (0,0025). Berikut ini persamaan model polinomial respon rendemen dalam bentuk yang sebenarnya:
Respon rendemen (Y) = 50,33 – 0,83 X1 + 1,25 X2 + 0,08 X1X2 – 0,12 X12 – 0,02 X22
Keterangan : X1 = Konsentrasi NaOH (°Be) X2 = Suhu (℃)
Persamaan model di atas menunjukkan bahwa rendemen akan meningkat seiring dengan penurunan konsentrasi NaOH, peningkatan suhu dan interaksi konsentrasi NaOH dan suhu, penurunan interaksi kuadrat dari konsentrasi NaOH dan interaksi kuadrat dari suhu. Rendemen akan menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi NaOH, penurunan suhu dan interaksi konsentrasi NaOH dan suhu, peningkatan interaksi kuadrat dari konsentrasi NaOH dan interaksi kuadrat dari suhu. Grafik kontur dan 3 dimensi pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap rendemen minyak dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9.
Gambar 8 Grafik kontur pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon rendemen minyak
Gambar 9 Grafik 3 dimensi Pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon rendemen minyak
Gambar 8 menunjukkan garis-garis kontur melingkar dengan titik merah berada di lingkaran terdalam. Garis kontur melingkar yang terdalam itu menunjukkan daerah nilai respon yang terbaik. Lima titik merah pada kontur merupakan titik pusat dari rancangan yang dibuat. Nilai yang dicari pada respon rendemen ini adalah minyak dengan rendemen maksimum. Daerah berwarna merah menunjukkan nilai rendemen maksimum. Lima titik pusat pada kontur berada tepat pada titik pusat lingkaran. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa nilai respon terbaik akan diperoleh dengan mengkondisikan faktor-faktor pada titik pusat. Gambar 9 merupakan 3 dimensi respon permukaan rendemen minyak yang menunjukkan rendemen yang optimal pada titik pusat rancangan. Solusi optimasi yang direkomendasikan program Design Expert 7.0.0 untuk respon tunggal nilai rendemen yaitu X1 = 20 °Be dan X2 = 68,01 °C.
Analisis Kombinasi Faktor Terhadap Respon Asam Lemak Bebas
Hasil pengujian asam lemak bebas diperoleh kadar asam lemak bebas sebesar 0,28%−0,55% dengan nilai rata-rata sebesar 0,47%. Hasil analisis SMSS,
lack of fit, R2,dan adjusted-R2 (Tabel 7) menunjukkan bahwa model yang sesuai untuk mengoptimasi kondisi proses dengan respon asam lemak bebas adalah model linear. Hal ini menunjukkan tidak ada hubungan antara faktor-faktor yang digunakan terhadap respon yang diinginkan yaitu asam lemak bebas.
Tabel 7 Nilai parameter optimasi untuk respon asam lemak bebas
Parameter SMSS Prob>F Lack of fit Prob>F R 2 Adjusted R2 Keterangan Linear 0,0395 0,0738 0,4761 0,3714 Disarankan 2FI 0,5560 0,0606 0,4970 0,3294 Kuadratik 0,3008 0,0551 0,6431 0,3882
19 Tabel 7 menunjukkan bahwa model linear memiliki nilai SMSS yang signifikan dengan “Prob>F” lebih kecil dari 0,05 (0,0395). Nilai lack of fit diperoleh “Prob>F” yang lebih dari 0,05 (0,0738) berarti tidak terdapat lack of fit
(tidak signifikan). Nilai lack of fit yang tidak signifikan menunjukkan bahwa terdapat kesesuaian data respon asam lemak bebas dengan model. Nilai R2 pada model linear sebesar 0,4761. Nilai R2 ini mempunyai arti bahwa pengaruh variabel X1 dan X2 terhadap perubahan variabel respon adalah 47,61% sedangkan sisanya sebesar 52,39% dipengaruhi oleh variabel-variabel lain yang tidak diketahui.
Analisis keragaman (ANOVA) (Lampiran 9) menunjukkan pengaruh masing-masing faktor terhadap respon asam lemak bebas. Faktor suhu merupakan faktor yang paling berpengaruh signifikan terhadap asam lemak bebas berdasarkan pengaruh kedua faktor yang digunakan. Faktor tersebut berpengaruh signifikan terhadap respon asam lemak bebas dengan p-value “Prob>F” yang
lebih kecil dari 0,05 (0,0134). Berikut ini merupakan persamaan model linear respon asam lemak bebas dalam bentuk yang sebenarnya:
Respon asam lemak bebas (Y) = 0,23 + 0,003 X1+ 0,003 X2 Keterangan : X1 = Konsentrasi NaOH (°Be)
X2 = Suhu (℃)
Persamaan model di atas menunjukkan bahwa asam lemak bebas akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi NaOH dan peningkatan suhu. Asam lemak bebas akan menurun seiring dengan penurunan konsentrasi NaOH dan penurunan suhu. Grafik kontur dan 3 dimensi pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon kadar asam lemak bebas dapat dilihat pada Gambar 10 dan 11.
Gambar 10 Grafik kontur pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon asam lemak bebas
Gambar 11 Grafik 3 dimensi Pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon asam lemak bebas
Gambar 10 menunjukkan garis-garis kontur horizontal dengan titik merah berada di garis ketiga dari bawah. Garis kontur horizontal bagian bawah menunjukkan nilai respon terbaik dimana kadar asam lemak bebas minyak ikan semakin kecil. Lima titik merah pada kontur merupakan titik pusat dari rancangan yang dibuat. Nilai yang dicari pada respon asam lemak bebas adalah minyak dengan asam lemak bebas minimum. Daerah berwarna hijau menunjukkan kadar asam lemak bebas minimum. Lima titik pusat pada kontur tidak berada tepat pada titik pusat lingkaran. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa nilai respon terbaik akan diperoleh dengan mengkondisikan faktor-faktor tidak pada titik pusat, tetapi bergeser ke bawah menuju daerah berwarna hijau. Respon asam lemak bebas akan optimal pada suhu netralisasi yang menurun. Gambar 11 merupakan 3 dimensi respon permukaan asam lemak bebas yang menunjukkan suhu netralisasi berpengaruh signifikan terhadap kadar asam lemak bebas minyak ikan. Solusi optimasi yang direkomendasikan program Design Expert 7.0.0 untuk respon tunggal kadar asam lemak bebas yaitu X1 = 16 °Be dan X2 = 40 °C.
Analisis Kombinasi Faktor Terhadap Respon Bilangan Peroksida
Hasil pengujian bilangan peroksida diperoleh bilangan peroksida sebesar 19,36−26,93 meq/kg dengan nilai rata-rata sebesar 23,62 meq/kg. Hasil analisis
SMSS, lack of fit, R2,dan adjusted-R2 (Tabel 8) menunjukkan bahwa model yang sesuai untuk mengoptimasi kondisi proses dengan respon bilangan peroksida adalah model polinomial kuadratik.
21 Tabel 8 Nilai parameter optimasi untuk respon bilangan peroksida
Parameter SMSS Prob>F Lack of fit Prob>F R 2 Adjusted R2 Keterangan Linear 0,5233 0,0450 0,1215 −0,0542 2FI 0,5327 0,0369 0,1607 −0,1190 Kuadratik 0,0548 0,0847 0,6339 0,3724 Disarankan
Tabel 8 menunjukkan bahwa model kuadratik memiliki nilai SMSS yang signifikan dengan “Prob>F” sama dengan 0,05 (0,0548). Nilai lack of fit diperoleh
“Prob>F” yang lebih dari dari 0,05 (0,0847) berarti tidak terdapat lack of fit (tidak signifikan). Nilai lack of fit yang tidak signifikan menunjukkan bahwa terdapat kesesuaian data respon asam lemak bebas dengan model. Nilai R2 pada model linear sebesar 0,6339. Nilai R2 ini mempunyai arti bahwa pengaruh variabel X1 dan X2 terhadap perubahan variabel respon adalah 63,39% sedangkan sisanya sebesar 36,61% dipengaruhi oleh variabel-variabel lain yang tidak diketahui.
Analisis keragaman (ANOVA) (Lampiran 10) menunjukkan pengaruh masing-masing faktor terhadap respon bilangan peroksida. Faktor suhu merupakan faktor yang paling berpengaruh signifikan terhadap bilangan peroksida berdasarkan pengaruh kedua faktor yang digunakan. Faktor tersebut berpengaruh signifikan terhadap respon bilangan peroksida dengan p-value “Prob>F” yang
sama dengan 0,05 (0,0509). Berikut ini merupakan persamaan model polinomial respon bilangan peroksida dalam bentuk yang sebenarnya:
Respon bilangan peroksida (Y) = 84,12 – 8,93 X1 + 0,82 X2 – 0,02 X1X2 + 0,27 X12– 0,004 X22
Keterangan : X1 = Konsentrasi NaOH (°Be) X2 = Suhu (℃)
Persamaan model di atas menunjukkan bahwa bilangan peroksida akan meningkat seiring dengan penurunan konsentrasi NaOH, peningkatan suhu, penurunan interaksi konsentrasi NaOH dan suhu, peningkatan interaksi kuadrat dari konsentrasi NaOH, dan penurunan interaksi kuadrat dari suhu. Bilangan peroksida akan menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi NaOH, penurunan suhu, peningkatan interaksi konsentrasi NaOH dan suhu, penurunan interaksi kuadrat dari konsentrasi NaOH, dan peningkatan interaksi kuadrat dari suhu. Grafik kontur dan 3 dimensi pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon bilangan peroksida dapat dilihat pada Gambar 12 dan 13.
Gambar 12 menunjukkan garis-garis kontur melingkar dengan titik merah berada di luar lingkaran ketiga dari atas. Garis kontur melingkar terluar bagian atas menunjukkan nilai respon terbaik dimana bilangan peroksida yang dihasilkan semakin kecil. Lima titik merah pada kontur merupakan titik pusat dari rancangan yang dibuat. Nilai yang dicari pada respon ini adalah minyak dengan bilangan peroksida minimum. Daerah berwarna biru menunjukkan bilangan peroksida minimum. Lima titik pusat pada kontur tidak berada tepat pada titik pusat lingkaran. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa nilai respon terbaik akan diperoleh dengan mengkondisikan faktor-faktor tidak pada titik pusat, tetapi bergeser ke arah kanan atas menuju daerah berwarna biru. Respon bilangan
peroksida akan optimal pada konsentrasi NaOH dan suhu netralisasi yang meningkat. Gambar 13 merupakan 3 dimensi respon permukaan bilangan peroksida yang menunjukkan suhu netralisasi berpengaruh signifikan terhadap bilangan peroksida minyak ikan. Solusi optimasi yang direkomendasikan program
Design Expert 7.0.0 untuk respon tunggal bilangan peroksida yaitu X1 = 19,43 °Be dan X2 = 80 °C.
Gambar 12 Grafik kontur pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon bilangan peroksida
Gambar 13 Grafik 3 dimensi Pengaruh konsentrasi NaOH dan suhu pada netralisasi minyak ikan terhadap respon bilangan peroksida
23 Optimasi dan Validasi Kondisi Optimal
Kombinasi model yang terbaik berdasarkan analisis dari kedua variabel faktor dan tiga variabel respon menghasilkan kondisi netralisasi sesuai dengan