Bilangan asam (mg KOH/g asam lemak) =mL NaOH x N x 56.10
Berat sampel (g)
Keterangan : N = normalitas larutan NaOH
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi Bahan Baku FHPKO
Karakteristik bahan baku FHPKO yang diamati pada penelitian ini meliputi kadar air, kadar asam lemak bebas, bilangan iod, bilangan peroksida, SMP, komposisi asam lemak dan profil TAG. Tahap ini bertujuan untuk menggambarkan mutu bahan baku FHPKO yang digunakan terhadap karakteristik produk MDAG yang akan dihasilkan. Kadar air bahan baku FHPKO yang digunakan memiliki nilai yang rendah yaitu sebesar 0.02% (b/b), kadar air yang tinggi dapat menginaktifkan katalis yang digunakan selama proses sintesis dan membantu pembentukan asam lemak bebas melalui proses hidrolisis.
Parameter penting lainnya adalah kadar asam lemak bebas, bahan baku FHPKO memiliki kadar asam lemak bebas sebesar 0.02% (b/b), kandungan asam lemak bebas yang rendah menunjukkan bahwa bahan baku yang digunakan tidak mudah mengalami kerusakan akibat oksidasi, hal ini disebabkan oleh kandungan asam lemak tidak jenuh yang rendah pada bahan baku FHPKO. Bilangan peroksida bahan baku FHPKO menunjukkan nilai sebesar 0.00 meq O2/Kg. Menurut Rousseau dan Marangoni (2002), kandungan asam lemak bebas dan peroksida lemak atau minyak yang akan digunakan untuk reaksi interesterifikasi masing masing harus di bawah 0.1% dan 1%, jika berlebih dapat menginaktivasi katalis tertentu. Bilangan iod bahan baku FHPKO menunjukkan nilai sebesar 0.12 mg/g minyak. Semakin tinggi nilai bilangan iod maka semakin banyak ikatan rangkap yang diadisi dan semakin tinggi derajat ketidakjenuhan lemak/minyak (Kusnandar 2011). Nilai SMP bahan baku FHPKO adalah sebesar 35-37 °C. Nilai SMP ini berhubungan dengan kandungan asam lemak dalam bahan baku, setiap asam lemak memiliki titik leleh spesifik. FHPKO merupakan campuran dari berbagai asam lemak yang tersusun menjadi TAG. Karakteristik fisik dan kimia bahan baku FHPKO dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10 Karakteristik fisik dan kimia bahan baku FHPKO
Parameter Hasil
Analisis
Kadar air (%) 0.02 ± 0.00
Asam Lemak Bebas (%) 0.02 ± 0.00
Bilangan Iod (mg/g) 0.12 ± 0.00
Bilangan Peroksida (meq O2/ Kg) 0.00 ± 0.00
Slip Melting Point (°C) 35-37
Sifat fisik, kimia dan fungsional minyak dan lemak ditentukan pula oleh komposisi fraksi asilgliserol, komposisi asam lemak dan profil TAG penyusunnya. Menurut Tan dan Man (2000), secara umum semua minyak dan lemak terdiri dari campuran 96-99% TAG, yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak. Hasil analisis komposisi fraksi asilgliserol pada FHPKO memperlihatkan bahwa bahan baku mengandung 100% TAG yang didominasi oleh asam lemak jenuh (saturated fatty acids, SFA) sebesar 94.83±2.36 g/100 g dengan komposisi utama SFA dalam bahan baku adalah asam laurat (C12:0) yaitu sebesar 45.69±1.19 g/100 g, sedangkan kandungan asam lemak tidak jenuh tunggal (monounsaturated fatty acids, MUFA) sebesar 0.16±0.01 g/100 g dan asam lemak tidak jenuh jamak (polyunsaturated fatty acids, PUFA) sebesar 0.03±0.01 g/100 g (Tabel 11). Komposisi asam lemak tidak jenuh yang rendah pada bahan baku FHPKO menyebabkan bahan baku lebih stabil sehingga sedikit peluang terjadinya oksidasi. Kromatogram komposisi asam lemak bahan baku FHPKO dapat dilihat pada Gambar 5. Data lengkap hasil analisis karakteristik fisik dan kimia bahan baku FHPKO dapat dilihat pada Lampiran 1.
Profil TAG hasil analisis pada Tabel 12 menunjukkan komposisi TAG utama pada bahan baku FHPKO adalah LaLaLa, LaLaM dan LaMM, masing-masing sebesar 22.09, 16.94 dan 16.94%. Nilai equivalent carbon number (ECN) adalah nilai dari jumlah ketiga atom karbon yang menyusun TAG dikurangi dua kali jumlah ikatan rangkap penyusun TAG tersebut (Lisa et al. 2007). Nilai ini digunakan untuk menentukan urutan jenis TAG yang melewati kolom dalam analisis HPLC, dimana jenis TAG dengan nilai ECN lebih kecil keluar melewati kolom terlebih dahulu. Identifikasi TAG pada sampel bahan baku FHPKO diperoleh berdasarkan waktu retensi standar TAG yaitu standar RBDPKO (Lampiran 2). Kromatrogram profil TAG bahan baku FHPKO dapat dilihat pada Gambar 6 dan data lengkap hasil analisis komposisi TAG dapat dilihat pada Lampiran 3. Analisis kandungan asam lemak dan identifikasi komposisi TAG bahan baku ini dilakukan berkaitan dengan karakteristik leleh dari produk MDAG yang dihasilkan serta penentuan jumlah rasio mol substrat yang akan digunakan pada sintesis produk MDAG.
Tabel 11 Komposisi asam lemak bahan baku FHPKO
Asam Lemak g/100 g minyak % asam lemak dari
total asam lemak
C8:0 4.94±0.00 5.18±0.13
C10:0 3.23±0.06 3.39±0.02
C12:0 45.69±1.19 47.92±0.08
C14:0 14.42±0.40 15.13±0.04 C15:0 - - C16:0 7.55±0.20 7.91±0.02 C17:0 C18:0 18.76±0.51 19.68±0.07 C20:0 0.21±0.01 0.22±0.00 C22:0 0.03±0.00 0.03±0.00 Total SFA 94.83±2.36 99.47±0.01 C14:1 - - C16:1 - - C18:1 trans - - C18:1 cis 0.16±0.01 0.17±0.01 C20:1 - - C22:1 - - Total MUFA 0.16±0.01 0.17±0.01 C18:2 0.02±0.00 0.02±0.00 C18:3 0.01±0.00 0.01±0.00 Total PUFA 0.03±0.01 0.03±0.01 Unknown FA 0.32±0.00 0.33±0.01 Total Area 95.34±2.36 100.00±0.00
Gambar 5 Kromatogram komposisi asam lemak bahan baku FHPKO Tabel 12 Profil TAG bahan baku FHPKO
Waktu retensi (menit)
Res pon dete ktor
Jenis TAG ECNa Komposisi trigliserida (%luas area) CpLaLa 32.0 6.45 CaLaLa 34.0 8.65 LaLaLa 36.0 22.09 LaLaM 38.0 16.94 LaMM/LaLaP 40.0 9.81 LMM/LaOM 41.3/41.4 9.02 LMO/LaOP 42.7/43.4 6.59 MOP 45.5 5.10 POO 46.8 5.93 PPP 48.0 2.60 PPS 50.0 2.58 PSS 52.0 2.95 TAG Lainnya 1.31
Sumber : aNoor Lida et al. 2002
Gambar 6 Kromatogram profil TAG bahan baku FHPKO
Sintesis MDAG dengan Metode Gliserolisis
Tahap awal proses sintesis mengacu pada penelitian terdahulu (Affandi 2011) yaitu mereaksikan FHPKO dan gliserol sebanyak 150 gram menggunakan katalis NaOH sebanyak 0.5%, rasio mol substrat 1:2.3, suhu reaksi 180˚C selama 180 menit, namun produk yang dihasilkan berbau gosong dan berwarna kehitaman, sehingga tidak dilakukan pengukuran komposisi fraksi asilgliserol, menurut Hui (1996) warna dan rasa yang tidak diinginkan pada produk monogliserida disebabkan oleh dekomposisi TAG pada suhu tinggi. Solusi yang dilakukan adalah menurunkan suhu reaksi menjadi 160˚C dan memperpanjang
waktu reaksi menjadi 240 menit. Kondisi reaksi sintesis MDAG tersebut digunakan pada rasio mol substrat 1:1.0, 1:1.5, 1:2.3, 1:5.0 dan 1:7.0.
Hasilnya menunjukkan bahwa semakin banyak gliserol yang direaksikan dengan FHPKO berpengaruh terhadap komposisi fraksi asilgliserol yang terbentuk pada produk MDAG. Kenaikan persentase MAG terjadi pada saat produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.0 dinaikkan menjadi 1:1.5, tetapi persentase MAG semakin menurun ketika sejumlah gliserol dinaikkan kembali. Hal ini sejalan dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Chepattananondh dan Tongurai (2008) dan Fischer (1998) yang menyatakan bahwa ketika gliserol dalam jumlah yang lebih besar direaksikan dengan lemak/minyak, produk yang dihasilkan akan mengandung monogliserida yang lebih tinggi, namun pada rasio yang terlalu tinggi akan kehilangan gliserol yang tidak bereaksi dalam jumlah yang besar. Persentase MAG yang paling banyak terbentuk adalah produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5 yaitu sebesar 44.02%, DAG sebesar 20,94% dan TAG 35.04% (Gambar 7). Fraksi asilgliserol produk MDAG pada rasio mol 1:7.0 menghasilkan persentase MAG yang sangat kecil, artinya reaksi antara TAG dalam FHPKO dengan gliserol pada suhu dan waktu reaksi tersebut tidak maksimal.
Gambar 7 Persentase fraksi asilgliserol MDAG berdasarkan perbedaan rasio mol substrat pada suhu 160˚C selama 240 menit dengan katalis 0.5 % Perubahan kondisi reaksi juga dilakukan terhadap jumlah katalis NaOH yang ditambahkan untuk mempercepat reaksi gliserolisis. Penambahan katalis memungkinkan reaksi gliserolisis dapat berlangsung pada suhu yang tidak terlalu tinggi dan waktu pemanasan yang tidak terlalu lama. Rasio mol substrat yang digunakan adalah 1 :1.5 dan 1:2.3 pada suhu reaksi 160˚C dan waktu 240 menit. Hasilnya menunjukkan bahwa peningkatan jumlah katalis NaOH dari 0.5% menjadi 1.0% merubah persentase fraksi asilgliserol produk MDAG. Produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5 mengalami peningkatan persentase MAG
34.73 44.02 23.93 2.21 1.90 25.60 20.94 14.98 2.68 1.14 39.67 35.04 61.09 95.11 96.96 0 20 40 60 80 100 1:1.0 1:1.5 1:2.3 1:5.0 1:7.0 F r ak si as il gl is e r o l (% )
Rasio mol substrat (FHPKO : gliserol)
sebesar 3.70% dari 44.02% menjadi 47.72% dan penurunan persentase TAG sebesar 6.14% dari 35.04% menjadi 28.90%, sedangkan produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3 mengalami peningkatan persentase MAG sebesar 23.09% dari 23.93% menjadi 47.02% dan penurunan persentase TAG sebesar 26.07% (Gambar 8). Jumlah katalis yang ditambahkan sebesar 1% berpengaruh terhadap fraksi asilgliserol produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3, hal ini ditandai dengan terjadinya peningkatan persentase MAG dan penurunan persentase TAG yang lebih besar dibandingkan pada produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5, sehingga untuk proses sintesis selanjutnya digunakan katalis NaOH sebesar 1%. Data lengkap hasil analisis fraksi asilgliserol produk MDAG dengan perbedaan rasio mol substrat dan konsentrasi katalis dapat dilihat pada Lampiran 4.
Gambar 8 Persentase fraksi asilgliserol MDAG berdasarkan perbedaan jumlah katalis yang ditambahkan dan rasio mol substrat pada suhu 160˚C selama 240 menit
Tahap sintesis MDAG skala laboratorium dilakukan dengan mereaksikan substrat (FHPKO:gliserol) sebanyak 150 gram pada perbandingan rasio mol substrat 1:1.5 dan 1:2.3 sebanyak dua kali ulangan, waktu reaksi yang digunakan adalah 180 dan 240 menit, suhu 160°C dan katalis NaOH 1%. Hasil analisis parameter mutu komposisi fraksi asligliserol menunjukkan bahwa proses sintesis dengan waktu reaksi 180 menit memberikan persentase fraksi MAG yang lebih kecil dibandingkan waktu reaksi 240 menit pada produk MDAG yang dihasilkan. Produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3 mengalami peningkatan persentase MAG dari 22.23% menjadi 46.73% lebih tinggi nilainya dibandingkan peningkatan persentase MAG pada rasio mol substrat 1:1.5 selama waktu reaksi dengan nilai peningkatan persentase sebesar 10%. Proses sintesis MDAG dengan waktu reaksi 240 menit pada rasio mol substrat 1:2.3 memiliki fraksi MAG lebih
44.02 23.93 47.72 47.02 20.94 14.97 23.38 17.95 35.04 61.10 28.90 35.03 0 20 40 60 80 100 1:1.5 1:2.3 1:1.5 1:2.3 0.5 1.0 F rak si as il gl is er o l (% ) Katalis NaOH (%)
MAG DAG TAG
Rasio mol substrat (FHPKO : gliserol)
tinggi dibandingkan fraksi MAG pada produk dengan rasio mol substrat 1:1.5 (Gambar 9). Data lengkap hasil analisis dapat dilihat pada Lampiran 5.
Proses gliserolisis juga memberikan pengaruh terhadap persentase DAG produk MDAG yang dihasilkan, peningkatan persentase fraksi DAG akan seiring dengan penurunan persentase fraksi TAG. Penambahan waktu reaksi dari 180 menit menjadi 240 menit meningkatkan persentase fraksi DAG pada kedua produk MDAG dengan rasio mol substrat berbeda. Proses gliserolisis dikatakan berhasil jika konsentrasi TAG dalam produk hasil reaksi rendah. Menurut Cheng et al. (2005), MDAG secara umum berisi campuran dari 40-48% MAG, 30-40% DAG, 5-10% TAG, 0.2-9% FA dan 4-8% gliserol. Persentase fraksi TAG pada penelitian ini memiliki nilai yang tinggi hal ini dapat disebabkan oleh komposisi TAG dan asam lemak pada bahan baku FHPKO yang beragam, sehingga dengan kondisi reaksi yang dilakukan tidak semua asam lemak dapat terlepas dan bereaksi dengan gliserol. Peningkatan waktu reaksi gliserolisis pada produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3 memberikan pengaruh terhadap penurunan persentase fraksi TAG yang dihasilkan sebesar 28.30% dibandingkan dengan produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5 yang mengalami penurunan sebesar 14.45%.
Gambar 9 Persentase fraksi asilgliserol MDAG berdasarkan perbedaan waktu reaksi dan rasio mol substrat pada suhu 160˚C dengan katalis 1% Keterangan : Sampel dengan nilai subset yang sama pada masing-masing atribut menunjukkan tidak berbeda
nyata pada taraf signifikansi p = 0.05
Hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa waktu reaksi memberi pengaruh yang nyata pada taraf signifikansi p=0.05 terhadap komposisi fraksi asilgliserol pada 4 produk MDAG yang diujikan, uji lanjut Duncan dilakukan untuk menunjukkan bahwa fraksi MAG yang dimiliki oleh MDAG dengan rasio substrat 1:1.5 selama 180 menit berbeda nyata dengan MDAG lainnya, sedangkan produk MDAG dengan rasio substrat 1:1.5 dan 1:2.3 pada waktu reaksi 240 menit memiliki komposisi fraksi MAG yang tidak berbeda nyata. Uji lanjut Duncan
36.02b 46.02a 22.23c 46.73a 18.93b 23.38a 13.94c 17.75b 45.05b 30.60d 63.82a 35.52c 0 20 40 60 80 100 180 240 180 240 1:1.5 1:2.3 F r ak si as il gl is e ro l (% )
Rasio mol substrat (FHPKO:gliserol)
MAG DAG
Waktu reaksi (menit)
untuk komposisi fraksi DAG pada MDAG dengan rasio 1:1.5 selama 180 menit dan MDAG dengan rasio 1:2.3 selama 240 menit menunjukkan tidak berbeda nyata. Perbedaan yang nyata terdapat pada komposisi fraksi DAG pada MDAG dengan rasio substrat 1:1.5 selama 240 menit terhadap MDAG dengan rasio substrat lainnya, sedangkan hasil uji lanjut Duncan untuk komposisi fraksi TAG ke empat produk MDAG menunjukkan hasil yang berbeda nyata (Lampiran 6).
Gambar 10 menunjukkan kromatogram komposisi fraksi asilgliserol pada salah satu produk MDAG yang dihasilkan dari proses sintesis dengan bahan baku FHPKO. Produk MDAG mengandung komponen fraksi asilgliserol yang dapat diketahui dengan melakukan perbandingan kromatogram produk, kromatogram bahan baku dan kromatogram acuan berdasarkan waktu retensi. Kromatogram hasil analisis menunjukkan bahwa peak fraksi MAG akan muncul pada kisaran waktu retensi antara menit ke- 10 hingga menit ke-17, sedangkan peak fraksi DAG muncul pada kisaran waktu retensi menit ke-17 hingga menit ke-19 dan peak fraksi TAG muncul pada menit ke-19 hingga menit ke-24. Hasil analisis GC mengenai perubahan komposisi fraksi asilgliserol selama proses gliserolisis dapat dilihat pada Lampiran 7.
Gambar 10 Kromatogram komposisi fraksi asilgliserol MDAG hasil reaksi gliserolisis dengan rasio mol substrat 1:2.3, suhu reaksi 160°C selama 240 menit.
Karakterisasi Produk MDAG
Karakteristik kimia yang diamati adalah kadar asam lemak bebas, terbentuknya asam lemak bebas pada proses gliserolisis tidak dapat dihindari, karena selama proses gliserolisis terjadi pelepasan gugus asil asam lemak pada minyak. Kadar asam lemak bebas pada produk MDAG yang dihasilkan dari reaksi gliserolisis ini cukup tinggi, produk dengan rasio mol substrat 1:2.3 dan waktu reaksi selama 180 menit memiliki kadar asam lemak bebas yang paling tinggi yaitu sebesar 2.69% (Gambar 11). Asam lemak bebas dengan kandungan yang cukup tinggi dapat disebabkan oleh keberadaan air yang terdapat dalam
5 10 15 20 25 pA 0 100 200 300 400
Waktu retensi (menit) 4.133 8.437 9.738 10.998 11.258 12.922 14.713 16.263 16.401 17.319 17.973 18.077 18.572 18.660 19.067 19.145 19.499 19.571 19.883 19.942 20.230 20.550 20.851 21.159 21.463 21.780 22.124 R e sp o n a re a MAG DAG TAG
larutan NaOH yang digunakan sebagai katalis sehingga memicu terjadinya hidrolisis, selain itu menurut Chetpattananondh dan Tongurai (2008) penurunan suhu bahan yang terlalu lama dapat menurunkan kadar MAG dan meningkatkan kadar asam lemak bebas, karena proses pendinginan yang terlalu lama dapat menyebabkan terjadinya reaksi balik pada proses gliserolisis. Peningkatan waktu reaksi gliserolisis menurunkan kadar asam lemak bebas pada kedua produk MDAG dengan rasio mol berbeda, hal ini dapat disebabkan pada waktu reaksi 180 menit gugus asil asam lemak yang terdapat dalam minyak belum sepenuhnya bereaksi dengan gliserol, sehingga ketika waktu reaksi diperpanjang memberi kesempatan pada sebagian asam lemak yang terlepas tersebut untuk bereaksi dengan gliserol.
Hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa waktu reaksi memberikan pengaruh yang nyata pada taraf signifikansi p=0.05 terhadap kadar asam lemak bebas MDAG, sehingga perlu dilakukan uji lanjut Duncan yang menunjukkan bahwa kadar asam lemak bebas pada keempat produk MDAG berbeda nyata. Data hasil analisis kadar asam lemak bebas dan uji ANOVA dapat dilihat pada Lampiran 8.
Gambar 11 Kadar asam lemak bebas produk MDAG
Keterangan : Sampel dengan nilai subset yang sama pada masing-masing atribut menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf signifikansi p = 0.05
Karakteristik fisik produk MDAG yang diamati adalah nilai SFC menggunakan NMR. Nilai SFC merupakan karakteristik sifat fisik penting yang menjelaskan jumlah fraksi padatan dalam minyak/lemak pada suhu masing-masing yang mempengaruhi sifat fisik seperti kemampuan oles, konsistensi, stabilitas, pengaruh sifat sensori, oleh karena itu SFC secara luas digunakan untuk menggambarkan dan memahami aplikasi dan sifat makanan serta perilaku dalam penyimpanan yang berbeda, pengolahan dan kondisi mengkonsumsi (Augusto et al. 2012), misalnya SFC dari lemak pada suhu 5˚C menentukan kemampuan penyebarannya pada suhu refrigerator. SFC pada suhu 25˚C terkait dengan stabilitas terhadap oil-off pada suhu ruang, dan suhu 35˚C menentukan kesan dalam mulut (Saberi et al. 2011). Pengukuran nilai SFC dilakukan juga
2.40c 2.14d 2.69a 2.44b 0 1 2 3 180 240 180 240 K ad ar A L B ( % )
Rasio mol substrat (FHPKO:gliserol) Waktu reaksi (menit)
terhadap sampel CB untuk melihat perbedaan profil leleh dengan produk MDAG yang dihasilkan.
Menurut Augusto et al. (2012) pengaruh suhu terhadap SFC lemak digambarkan melalui karakteristik berbentuk kurva S dengan dua nilai asimtot, pada suhu rendah SFC cenderung memiliki asimtot maksimum, sedangkan pada suhu tinggi nilai SFC cenderung mencapai asimtot minimal dengan nilai 0%, karena tidak ada padatan lemak yang teramati, seperti yang terlihat pada profil SFC dari produk MDAG, FHPKO dan CBpada Gambar 12.
Gambar 12 Profil solid fat content FHPKO, Cocoa Butter dan produk MDAG Nilai SFC dari bahan baku FHPKO sebesar 95.56% pada suhu 5 ˚C, 32.97% pada suhu 30 ˚C dan terjadi penurunan yang tajam hingga 9.82% ketika suhu dinaikkan menjadi 35 ˚C, hal ini menunjukkan bahwa TAG dalam FHPKO meleleh pada suhu antara 30-35 ˚C. Proses gliserolisis pada sintesis MDAG dengan bahan baku FHPKO berpengaruh terhadap penurunan nilai SFC dari MDAG yang dihasilkan. Grafik SFC MDAG terlihat mengalami penurunan nilai SFC yang lebih halus dibandingkan dengan CB dan FHPKO yang cenderung tajam. Nilai SFC CB mengalami penurunan yang tajam diantara suhu 15-30 ˚C yang menunjukkan kisaran suhu leleh pada CB dan meleleh sempurna pada suhu 30-40 ˚C.
Produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5 pada waktu reaksi 180 menit dan 240 menit memiliki nilai SFC 90.31% dan 89.41% pada suhu 5°C dan mulai mengalami penurunan tajam dari suhu 20 ˚C hingga suhu 30 ˚C yang menunjukkan bahwa TAG pada produk meleleh diantara suhu tersebut. Produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3 pada waktu reaksi 180 menit memiliki nilai SFC 73.57% dan 11.24% pada suhu 20 ˚C dan 30 ˚C yang menunjukkan kisaran suhu produk meleleh, sedangkan produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:2.3 pada waktu reaksi 240 menit memiliki nilai SFC yang lebih rendah pada suhu 5-15 ˚C dan nilai SFC yang lebih tinggi pada suhu 25-40 ˚C dibandingkan produk MDAG lainnya, pada suhu 20-35˚C produk MDAG ini
-20 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 S F C (% ) Suhu (˚C)
FHPKO Cocoa Butter MDAG 1:1.5,180 Menit
memiliki nilai SFC diatas nilai SFC MDAG lainnya dan CB, TAG yang terdapat pada produk MDAG ini meleleh pada kisaran suhu 25-30 ˚C (Gambar 12). Hasil analisis nilai SFC dapat dilihat pada Lampiran 9.
Sifat fisik minyak atau lemak lainnya adalah yang berkaitan dengan perubahan fase dari padatan menjadi cairan dan cairan menjadi padatan atau disebut sebagai sifat pelelehan dan kristalisasi. Kedua sifat ini dapat diukur menggunakan alat DSC. Reaksi gliserolisis merupakan salah satu cara memodifikasi komposisi campuran minyak yang dapat mengubah profil DSC minyak dan lemak yang dihasikan, sehingga pengukuran sifat termal pada produk MDAG menjadi penting untuk mengetahui perubahan yang terjadi selama proses gliserolisis.
Tabel 13 Suhu transisi bahan baku FHPKO, CB dan produk MDAG menggunakan differential scanning calorimetry
Kurva Suhu Transisi (˚C) ΔH (J/g)
Sampel 1 2 3 1 2 3 Kristalisasi FHPKO 23.25 15.08 3.96 64.86 Cocoa Butter 14.45 12.27 4.85 28.41 MDAG 1:1.5 180 menit 24.52 20.51 6.35 9.68 MDAG 1:1.5 240 menit 24.29 22.21 MDAG 1:2.3 180 menit 23.42 20.34 7.92 4.01 8.63 4.48 MDAG 1:2.3 240 menit 25.72 21.30 4.62 10.32 Pelelehan FHPKO 28.54 32.96 -91.72 Cocoa Butter 19.97 -65.97 MDAG 1:1.5 180 menit 28.63 33.17 -81.54 MDAG 1:1.5 240 menit 24.19 30.81 -73.68 MDAG 1:2.3 180 menit 24.35 29.96 -80.10 MDAG 1:2.3 240 menit 27.13 30.63 -70.55
Keterangan : nilai tersebut merupakan nilai rata-rata dari dua kali pengukuran
Hasil analisis sifat termal menunjukkan bahwa proses gliserolisis mempengaruhi sifat kristalisasi dan pelelehan pada produk MDAG. Proses kristalisasi dipengaruhi oleh laju pendinginan, posisi dan besarnya sampel melepaskan energi (eksotermik) juga tergantung dari laju pendinginan (Tan dan Man 2002). Hasil analisis termal terhadap sifat kristalisasi bahan baku FHPKO, CB dan MDAG menunjukkan terbentuknya 2 suhu transisi yang dapat disebabkan oleh kristalisasi komponen TAG pada masing-masing sampel. Suhu kristalisasi FHPKO terjadi pada 23.25 ˚C dan 15.08 ˚C dengan ΔH kristalisasi 3.96 J/g dan 64.86 J/g, peak eksotermik yang tumpang tindih pada kurva kristalisasi pada Gambar 13 disebabkan oleh kristalisasi dari TAG utama dalam bahan baku yaitu CaLaLa, LaLaLa, LaLaM, LaMM, LMM yang mendominasi hampir 62.47% dari TAG bahan baku (Tabel 12). Hasil tersebut sejalan dengan penelitian analisis DSC yang dilakukan oleh Tan dan Man (2002) terhadap sampel palm kernel oil (PKO) yang menyatakan bahwa peak eksotermik yang tumpang tindih dapat disebabkan kristalisasi dari lima komponen TAG utama dalam PKO. Suhu kristalisasi CB terjadi pada 14.45 ˚C dan 12.27 ˚C dengan ΔH kristalisasi 4.85 J/g dan 28.41 J/g. CB memiliki komposisi TAG sederhana yang terdiri dari
monounsaturated TAG dengan komposisi utama POS, SOS dan POP yang terdapat lebih dari 75% dari total jumlah TAG (Loisel et al. 1998; Lonchampt dan Hartel 2004; Quast et al. 2013), sehingga CB memiliki perilaku termal dan struktur yang sama dengan senyawa murni.
Produk MDAG hasil penelitian ini lebih cepat membentuk kristal pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan baku FHPKO dan CB, jika dikaitkan dengan profil SFC hal ini dapat diakibatkan oleh pembentukan kristal padatan produk MDAG yang terjadi lebih cepat dibandingkan bahan baku FHPKO dan CB, selain itu suhu kristalisasi yang lebih tinggi juga mengindikasikan banyaknya komponen yang mudah mencair pada produk MDAG dibandingkan dengan bahan baku FHPKO sehingga kristalisasi berjalan lebih cepat. Zhang et al. (2013) menyatakan bahwa semakin tinggi komponen yang mudah mencair dalam suatu bahan maka kristalisasi akan terjadi lebih cepat.
Produk MDAG dengan rasio mol 1 :1.5 pada waktu reaksi 180 dan 240 menit memiliki suhu transisi kristalisasi yang sama yaitu pada suhu 24 ˚C, namun produk dengan rasio mol 1:1.5 dengan waktu 240 menit memiliki satu peak eksotermik dan entalpi yang lebih besar untuk melepaskan energi, hal ini dapat disebabkan oleh laju pendinginan yang terlalu tinggi sehingga kurva kristalisasi yang dihasilkan lebih lebar dan menghasilkan satu peak eksotermik yang diakibatkan oleh ko-kristalisasi dari TAG dalam produk (Gambar 13). Penelitian yang dilakukan Tan dan Man (2002) mengenai perilaku minyak selama proses pendinginan menyatakan bahwa pada umumnya sampel mengkristal pada laju pendinginan yang lambat sehingga memberikan lebih banyak waktu untuk memungkinkan interaksi antar TAG yang mengindikasikan kristalisasi lengkap dari berbagai TAG dalam minyak untuk membentuk kristal pada rentang suhu yang sempit, sehingga dihasilkan satu peak eksotermik. Terbentuknya satu peak eksotermis mengindikasikan terjadinya ko-kristalisasi. Ko-kristalisasi terdiri dari TAG dengan struktur kimia identik yang terlibat, kemungkinan karena homogenitas komponen TAG dalam minyak.
Waktu reaksi gliserolisis berpengaruh pada pembentukan peak eksotermik pada produk MDAG yang dihasilkan. Semakin tinggi waktu reaksi terdapat kehilangan peak eksotermik pada suhu kristalisasi yang lebih rendah, seperti yang terlihat pada produk MDAG dengan rasio mol substrat 1:1.5 dengan waktu reaksi 180 menit terdapat dua suhu transisi ketika waktu reaksi ditambah menjadi 240 menit hanya terdapat satu peak eksotermik dengan suhu kristalisasi yang lebih