Studi Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan Lemuru (Sardinella sp.)

(1)

STUDI KINETIKA ADSORPSI ASAM LEMAK BEBAS

PADA PEMURNIAN MINYAK IKAN LEMURU (

Sardinella

sp.)

AYU FITRI IZAKI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(2)

(3)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan

pada

Departemen Teknologi Hasil Perairan

STUDI KINETIKA ADSORPSI ASAM LEMAK BEBAS

PADA PEMURNIAN MINYAK IKAN LEMURU (

Sardinella

sp.)

AYU FITRI IZAKI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(4)

(5)

ABSTRAK

AYU FITRI IZAKI. Studi Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan Lemuru (Sardinella sp.). Dibimbing oleh SUGENG HERI SUSENO dan PIPIH SUPTIJAH.

Minyak ikan dapat diproduksi dari hasil samping industri, namun minyak ikan ini memiliki warna yang tidak menarik dan asam lemak bebas yang tinggi sehingga diperlukan pemurnian. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari profil asam lemak minyak ikan, mempelajari kinetika adsorpsi asam lemak bebas dan

kejernihan minyak ikan. Hasil laju adsorpsi orde dua (k2) adalah 0,0344

g mg-1min-1 untuk atapulgit, 0,0222 g mg-1min-1 untuk bentonit, dan 0,0460 g mg-1min-1 untuk kitosan. Kapasitas adsorpsi kesetimbangan (qs) adalah sebesar

56,53 mg/gram untuk atapulgit, untuk bentonit sebesar 42,40 mg/gram dan kitosan sebesar 47,11 mg/gram. Nilai koefisien transfer massa lapisan luar (KsA)

atapulgit sebesar 0,0018 mL/s, kitosan sebesar 0,0015 mL/s, dan bentonit sebesar 0,0013 mL/s. Nilai koefisien difusi intrapartikel (Kw) untuk atapulgit sebesar

0,1542 mg mL-1 min-0.5, kitosan 0,1285 mg mL-1 min-0.5 dan bentonit 0,1156 mg mL-1 min-0.5. Nilai kejernihan pada semua adsorben semakin meningkat, dengan meningkatnya waktu adsorpsi hingga menit ke-60. Hasil penelitian menunjukkan bahwa atapulgit merupakan adsorben terbaik daripada kitosan dan bentonit untuk mengurangi FFA dari minyak ikan lemuru.

Kata kunci: minyak ikan lemuru, pemurnian, kinetika adsorpsi, asam lemak bebas

ABSTRACT

AYU FITRI IZAKI. Adsorption Kinetics Study of Free Fatty Acid at Purification Sardine Fish Oil (Sardinella sp.). Supervised by SUGENG HERI SUSENO and PIPIH SUPTIJAH.

Fish oil can be produced from by-product industry, but the fish oil have uninteresting color and high free fatty acids so it needs to be purified. The purpose of this research is to study fatty acid profile of fish oil, study of adsorption kinetics free fatty acid, and fish oil clarity. Result of second-order rate (k2) was

0.0344 g mg-1min-1 for attapulgite, 0.0222 g mg-1min-1 for bentonite, and 0.0460 g mg-1min-1 for chitosan. The adsorption capacity saturation (qs) was 56.53 mg/gram

for attapulgite, 42.40 mg/gram for bentonite, and 47.11 mg/gram for chitosan. The external film mass-transfer coefficient (KsA) was 0.0018 mL/s for attapulgite,

0.0015 mL/s for chitosan, and 0.0013 mL/s for bentonite. The intraparticular diffusion coefficients (Kw) for attapulgite were 0.1542 mg mL-1 min-0.5, chitosan

0.1285 mg mL-1 min-0.5, and bentonite 0.1156 mg mL-1 min-0.5. Clarity for all adsorbents increase with increasing adsorption time until the 60th minute. Results indicated that attapulgite was the best adsorbent than chitosan and bentonite for FFA removal from sardine fish oil.

(6)

(7)

(8)

Judul Skripsi : Studi Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan Lemuru (Sardinella sp.)

Nama : Ayu Fitri Izaki NIM : C34090005

Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

Dr. Sugeng Heri Suseno, S.Pi., M.Si. Pembimbing I

Dr. Dra. Pipih Suptijah, MBA Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr. Ir. Ruddy Suwandi, MS., MPhil. Ketua Departemen

(9)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Studi Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan Lemuru (Sardinella sp.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, September 2013

Ayu Fitri Izaki

(10)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2013 ini ialah pemurnian minyak ikan, dengan judul Studi Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan Lemuru (Sardinella sp.).

Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Sugeng Heri Suseno, S.Pi., M.Si. dan Dr. Dra. Pipih Suptijah, MBA selaku komisi pembimbing atas segala arahan dan bimbingannya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini, Dr. Ir. Agoes M. Jacoeb, Dipl.-Biol selaku dosen penguji tamu atas masukan dan arahannya dalam penyempurnaan karya ilmiah ini, serta staf dosen dan administrasi Departemen Teknologi Hasil Perairan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah (pae), ibu (mae), kak Ima, Ida serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Di samping itu ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada teman seperjuangan Tim Minyak Ikan, teman-teman THP 46 (Alto) serta penghuni Wisma Mardiyah atas segala bantuan dan motivasinya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.

Bogor, September 2013

(11)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

METODE 2

Bahan 2

Alat 3

Prosedur Penelitian 3

Analisis Asam Lemak 4

Analisis Kadar Asam Lemak Bebas 5

Kejernihan 5

Rancangan Percobaan 5

Analisis Studi Kinetika 6

HASIL DAN PEMBAHASAN 7

Profil Asam Lemak Minyak Ikan Hasil Samping Penepungan Lemuru 7

Asam Lemak Bebas 8

Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan 9

Kejernihan Minyak Ikan 12

KESIMPULAN DAN SARAN 15

Kesimpulan 15

Saran 16

DAFTAR PUSTAKA 16

LAMPIRAN 18

(12)

DAFTAR TABEL

1 Profil asam lemak minyak ikan hasil samping penepungan lemuru 7 2 Komparasi parameter kinetika pada setiap adsorben 11

DAFTAR GAMBAR

1 Diagram alir prosedur penelitian pemurnian minyak ikan 4 2 Nilai asam lemak bebas minyak ikan dengan penambahan berbagai

adsorben pada konsentrasi berbeda 9

3 Pengaruh waktu adsorpsi terhadap persen reduksi FFA 10

4 Model kinetika pseudo order dua Ho 11

5 Persen transmisi kejernihan minyak ikan setelah penambahan adsorben pada waktu tertentu dengan panjang gelombang 450 nm 12 6 Persen transmisi kejernihan minyak ikan setelah penambahan adsorben

pada waktu tertentu dengan panjang gelombang 550 nm 13 7 Persen transmisi kejernihan minyak ikan setelah penambahan adsorben

pada waktu tertentu dengan panjang gelombang 700 nm 14

DAFTAR LAMPIRAN

1 Kromatogram Standar Fatty Acid Methyl Ester (FAME) 37 18 2 Kromatogram Fatty Acid Methyl Ester (FAME) dari sampel minyak

ikan hasil samping penepungan lemuru 18

3 Tabel hasil analisis ANOVA 19

(13)

(14)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak ikan merupakan sumber penting asam lemak tidak jenuh majemuk (PUFA), terutama asam eikosapentanoat (EPA, 20:5 ω=3) dan asam dokosaheksanoat (DHA, 22:6 ω=3) karena bermanfaat bagi aktivitas fisiologis. Kandungan EPA dalam minyak ikan bervariasi 5-26% dan DHA 6-26% dari total asam lemak (Alkio et al. 2000). Asam lemak EPA bermanfaat bagi penyakit jantung dan kardiovaskular, sedangkan asam lemak DHA bermanfaat untuk

kehamilan, perkembangan bayi baru lahir, perkembangan saraf dan otak (Hjaltason et al. 2006).

Minyak ikan yang ada di Indonesia umumnya berasal dari hasil samping industri penepungan maupun pengalengan. Pemanfaatan minyak ikan hasil samping penepungan sangat terbatas, karena adanya kendala, misal warna minyak yang tidak menarik dan kadar asam lemak bebas yang cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh bahan baku minyak ikan hasil penepungan yang berasal dari ikan afkir (ikan dengan mutu rendah) ataupun bagian kepala, ekor, dan isi perut yang dibuang dari industri pengalengan. Ikan bermutu rendah telah mengalami kerusakan lemak sehingga asam lemak bebas meningkat (Estiasih 2009). Oleh karena itu, agar dapat optimal termanfaatkan, perlu dilakukan pemurnian minyak ikan.

Minyak ikan umumnya hanya mengandung triasilgliserol, namun minyak ikan yang belum dimurnikan mengandung komponen non-triasilgliserol diantaranya asam lemak bebas, air, dan komponen oksidasi yang dapat menurunkan kualitas minyak ikan (Hjaltason et al. 2006). Pemurnian minyak ikan dapat menghilangkan komponen pengotor dan komponen non-triasilgliserol

sehingga dapat meningkatkan daya terima dan daya simpan minyak ikan (Sathivel dan Prinyawiwatkul 2004). Salah satu teknik pemurnian minyak ikan

yaitu proses adsorpsi dengan adsorben.

Adsorben dapat mengadsorpsi komponen pengotor, pigmen, dan asam lemak bebas pada minyak ikan. Adsorben yang dapat digunakan diantaranya atapulgit, bentonit dan kitosan. Karakteristik kemampuan penyerapan komponen asam lemak bebas pada adsorben dapat dipelajari dengan studi kinetika adsorpsi. Data mengenai studi kinetika penggunaan adsorben atapulgit, bentonit, dan kitosan pada pemurnian minyak ikan belum ada. Sathivel et al. (2012) menjelaskan bahwa studi pemurnian minyak ikan yang pernah ada hanya terfokus pada penghilangan zat pengotor minyak ikan yang dimurnikan, sehingga diperlukan informasi kinetik proses adsorpsi zat pengotor oleh adsorben agar dihasilkan proses yang paling efektif baik dari segi kualitas maupun ekonomi.

Perumusan Masalah

(15)

2

satu teknik pemurnian yaitu dengan proses adsorpsi menggunakan adsorben. Data mengenai studi kinetika penggunaan adsorben atapulgit, bentonit, dan kitosan pada pemurnian minyak ikan masih terbatas, sehingga perlu untuk diteliti.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mempelajari profil asam lemak minyak ikan, mempelajari kinetika proses adsorpsi dalam penurunan kadar asam lemak bebas, dan kejernihan minyak ikan setelah pemurnian minyak ikan.

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah memurnikan minyak ikan sehingga dapat meningkatkan kualitasnya dan memberikan informasi mengenai kinetika adsorpsi asam lemak bebas oleh adsorben atapulgit, bentonit, dan kitosan pada pemurnian minyak ikan.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini adalah pengambilan contoh, analisis profil asam lemak, pemurnian minyak ikan dengan adsorpsi menggunakan adsorben, analisis asam lemak bebas (free fatty acid), analisis kejernihan minyak, serta penulisan laporan.

METODE

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai Juni 2013. Pemurnian minyak ikan dan analisis asam lemak bebas dilakukan di Laboratorium Biokimia Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Analisis profil asam lemak di Laboratorium Terpadu, Institut Pertanian Bogor. Analisis kejernihan dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Hasil Perairan II, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

Bahan

(16)

3 (fenolftalein) 1%, KOH 0,1 N, n-heksan dan bahan-bahan analisis kromatografi gas (GC).

Alat

Alat yang digunakan untuk proses pemurnian adsorpsi minyak ikan diantaranya adalah erlenmeyer, pipet tetes, timbangan digital, alumunium foil,

magnetic stirrer, magnetic stirring bar, stop watch, dan high speed refrigerated centrifugemerk HITACHI HIMAC CR 21G. Alat yang digunakan dalam analisis adalah buret, kompor listrik, kromatografi Gas (GC) merk SHIMADZU GC2010, dan spectro UV-VIS RS spectrophotometer UV-2500 merk LaboMed.

Prosedur Penelitian

Metode penelitian dilakukan dengan tahapan yaitu karakteristik awal minyak ikan hasil samping penepungan lemuru, penelitian pendahuluan dan penelitian utama.

Karakteristik awal minyak ikan dilakukan dengan melakukan analisis minyak ikan sebelum dilakukan pemurnian minyak ikan menggunakan adsorben, meliputi: analisis profil asam lemak dengan GC dan asam lemak bebas (FFA).

Penelitian pendahuluan dilakukan dengan melakukan pemurnian minyak ikan menggunakan adsorben untuk mengetahui konsentrasi adsorben terbaik. Konsentrasi terbaik adsorben yang didapat digunakan pada penelitian utama. Pelaksanaan penelitian pendahuluan yaitu sebanyak 10 gram minyak ikan hasil samping penepungan lemuru dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan adsorben (kitosan, atapulgit, dan bentonit) dengan konsentrasi sebesar 1%, 3%, dan 5% dari berat minyak ikan ditambahkan ke dalamnya secara terpisah tiap adsoreben. Reaksi adsorpsi dilakukan dengan pengadukan konstan menggunakan magnetic stirrer pada suhu ruang selama 20 menit, kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 10000 rpm pada suhu 10 ºC selama 10 menit untuk memisahkan adsorben dari minyak dan dilakukan analisis FFA. Penelitian pendahuluan ini dilakukan sebanyak 3 kali ulangan.

(17)

4

Gambar 1 Diagram alir prosedur penelitian pemurnian minyak ikan

Analisis Profil Asam Lemak menggunakan Gas Chromatography

(AOAC 2005, No. Metode 969.33)

Sebanyak 20-40 mg contoh lemak atau minyak dalam tabung bertutup teflon ditambah dengan 1 mL NaOH dalam metanol, kemudian dipanaskan dalam penangas air selama 20 menit. Selanjutnya sebanyak 2 mL BF3 20% dan

5 mg/mL standar internal ditambahkan ke dalam campuran, lalu campuran dipanaskan lagi selama 20 menit. Campuran didinginkan, kemudian ditambah 2 mL NaCl jenuh dan 1 mL isooktan, lalu campuran dikocok dengan baik. Lapisan isooktan yang terbentuk dipindahkan dengan bantuan pipet tetes ke dalam tabung berisi sekitar 0,1 gram Na2SO4 anhidrat, lalu dibiarkan 15 menit. Fasa cair

yang terbentuk dipisahkan, sedangkan fasa minyak yang terbentuk diinjeksikan ke

instrumen GC sebanyak 1 L, setelah sebelumnya dilakukan penginjeksian 1 L

campuran standar FAME (Supelco 37 component FAME mix). Waktu retensi dan puncak masing-masing komponen diukur lalu dibandingkan dengan waktu retensi standar untuk mendapatkan informasi mengenai jenis dan komponen-komponen

Minyak ikan

Penambahan adsorben (atapulgit, bentonit, dan kitosan) dengan konsentrasi terbaik

pada penelitian utama

Adsorpsi dengan pengadukan konstan menggunakan magnetic stirrer pada suhu ruang selama 0, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100

menit.

Sentrifugasi pada pada kecepatan 10.000 rpm selama 10 menit dengan suhu 10 °C

Analisis kadar asam lemak bebas dan tingkat kejernihan minyak ikan

Pengolahan data Minyak ikan

(18)

5 dalam contoh. Adapun cara perhitungan kandungan komponen dalam contoh adalah sebagai berikut

Cstandar : Konsentrasi standar

Vcontoh : Volume contoh

Analisis Kadar Asam Lemak Bebas (% FFA) (AOCS 1998,

No. Metode Ca 5a-40)

Sebanyak 2-5 gram minyak ditambah 25 mL alkohol 96% netral (erlenmeyer 200 mL), dipanaskan di dalam penangas air selama 10 menit, kemudian campuran tersebut ditetesi indikator PP sebanyak 2 tetes. Setelah itu campuran tersebut dikocok dan dititrasi dengan KOH 0,1 N hingga timbul warna pink yang tidak hilang dalam 10 detik.

Kejernihan (AOAC 1995, No. Metode 955.23)

Panjang gelombang pada spektrofotometer untuk mengukur kejernihan minyak dipilih terlebih dahulu. Dalam penelitian ini, digunakan panjang gelombang 450, 550, 620, 665, dan 700 nm. Kuvet dibersihkan dan diisi dengan standar yang akan digunakan. Standar diukur hingga jarum skala menunjukkan skala 100%. Selanjutnya kuvet yang berisi standar diganti dengan kuvet berisi minyak dan diukur kejernihan minyak dalam bentuk persen transmisi. Pengukuran dilakukan dengan pengenceran sebanyak 10 kali yaitu dengan cara mencampurkan 1 bagian minyak (1 mL) dengan 9 bagian pelarut (9 mL). Pada penelitian ini digunakan n-heksan sebagai pelarut.

Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan digunakan pada penelitian pendahuluan yang digunakan untuk menguji pengaruh perbedaan jenis bahan adsorben dan konsentrasi adsorben pada pemurnian minyak ikan terhadap kadar asam lemak bebas (%FFA). Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan dua faktor. Data dianalisis dengan ANOVA (Analysis Of Variant) menggunakan uji F. Penelitian ini dilakukan dengan 3 kali ulangan. Model rancangan penelitian ini adalah sebagai berikut:

(19)

6

Bj = pengaruh faktor konsentrasi adsorben (faktor B) taraf ke-j

(ABij) = pengaruh interaksi kondisi sampel taraf ke-i dan jenis pelarut taraf ke-j

έijk = sisaan akibat kondisi sampel taraf ke-I dan jenis pelarut taraf ke-j pada

ulangan ke-k

Hipotesa terhadap kadar asam lemak bebas dengan jenis bahan adsorben dan konsentrasi adsorben yang berbeda adalah sebagai berikut:

H0 = Perbedaan jenis bahan adsorben dan waktu adsorben pada pemurnian minyak ikan tidak memberikan pengaruh terhadap kadar asam lemak bebas (%FFA).

H1 = Perbedaan jenis bahan adsorben dan waktu adsorben pada pemurnian minyak ikan memberikan pengaruh terhadap kadar asam lemak bebas (%FFA).

Analisis Studi Kinetika

Kajian kinetika adsorpsi pada penelitian ini dengan mengacu pada order dua dari Ho. Model kinetika Ho didasarkan pada konsentrasi adsorbat pada adsorben dan dikenal sebagai pseudo order dua Ho (Bulut et al. 2008).

Model kinetika order kedua Ho diekspresikan pada persamaan berikut.

t

e

(1)

adalah banyaknya asam lemak bebas yang teradsorpsi pada saat kesetimbangan (mg/gram), qt adalah banyaknya asam lemak bebas yang teradsorpsi pada saat t

(mg/gram), dan t adalah waktu adsorpsi (menit), serta h adalah laju adsorpsi awal. Persamaan (1) dibuat kurva hubungan antara terhadap t dimana akan diperoleh persamaan garis y = mx + b. Nilai konstanta laju adsorpsi pseudo order dua (k2)

dapat ditentukan dari nilai b = 1/(k2qe2) dan qe dapat ditentukan dari nilai m= 1/qe.

Koefisien transfer massa lapisan luar, KsA (mL s–1) diperoleh dari persamaan

(Kadirvelu et al. 2000): oleat/gram minyak ikan) pada waktu t, Co adalah konsentrasi-awal FFA (mg asam oleat/g ram minyak ikan), dan V adalah volume minyak ikan (55 mL).

Koefisien difusi intrapartikel, Kw (mg mL–1 min–0.5), dapat dihitung dari persamaan Kadirvelu et al. (2000)

= Kw t0.5 (4)

Dimana t adalah waktu (menit), m adalah berat adsorben (1,5 g), dan V

(20)

7 oleat /gram minyak ikan ke mg asam oleat /mL minyak ikan.

Kapasitas adsorpsi kesetimbangan dihitung sebagai qs = (Co-Cs) V/W,

dimana Co adalah awal FFA Konsentrasi (mg asam oleat/mL minyak ikan), Cs

adalah konsentrasi FFA (mg asam oleat/mL minyak ikan) kesetimbangan, V

adalah volume minyak ikan (55 mL), dan W adalah berat adsorben (1,5 gram).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Profil Asam Lemak Minyak Ikan Hasil Samping Penepungan Lemuru

Minyak ikan mengandung jenis asam lemak yang lebih beragam dengan asam lemak dominan yang bersifat tak jenuh dengan jumlah atom karbon 20 (C20) dan 22 (C22). Asam lemak dominan tersebut termasuk ke dalam kelompok asam lemak omega 3. Hasil analisis profil asam lemak minyak ikan hasil samping penepungan lemuru disajikan pada Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1 Profil asam lemak minyak ikan hasil samping penepungan lemuru

(21)

8

Tabel 1 Lanjutan

Asam Lemak Hasil (%b/b)

Asam Linolelaidat (C18:2n9t) 0,06

Asam Linoleat (C18:3n3) 1,01

Asam γ-Linoleat (C18:3n6) 0,33

Asam Eikosedienoat (C20:2) 0,09

Berdasarkan Tabel 1 di atas minyak ikan lemuru mengandung 11 jenis asam lemak jenuh (SFA) dengan total sebesar 26,37%, 6 jenis asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA) dengan total sebesar 17%, dan 10 jenis asam lemak majemuk (PUFA) dengan total sebesar 31,94%. Tabel 1 juga menunjukkan kandungan asam lemak terbesar yaitu asam eikosapentaenoat (EPA) yaitu sebesar 15,83%, disusul asam palmitat sebesar 14,13%, asam dokosaheksaenoat (DHA) sebesar 11,36%, dan asam palmitoleat sebesar 9,87%. Asam lemak omega 3 dibutuhkan dalam perkembangan otak, mata, pertumbuhan janin selama kehamilan dan untuk pemeliharaan kesehatan hidup. Asam lemak omega 6 memainkan peran penting dalam fungsi otak dan kesehatan jantung (Lisa dan Paula 2010), sedangkan asam lemak omega 9 bermanfaat mendukung kesehatan jantung, menyeimbangkan kadar kolesterol, dan meningkatkan fungsi kekebalan tubuh (Edward 2013).

Menurut Ackman (2006), minyak ikan sardine yang berasal dari Portugal memiliki asam palmitat sebesar 17,8%, asam palmitoleat sebesar 6,0%, EPA sebesar 11,0%, dan DHA sebesar 13%, sedangkan minyak ikan sardine yang berasal dari Jepang asam palmitat sebesar 19,42%, EPA sebesar 17,01%, dan DHA sebesar 10,9%. Faktor yang mempengaruhi perbedaan kadar asam lemak omega 3 dalam ikan yaitu jenis ikan dan jenis makanan. Ikan dari perairan tropis mempunyai kadar asam lemak omega 3 yang cenderung lebih rendah dibandingkan perairan subtropis atau dingin. Faktor lain yang berpengaruh adalah tahap perkembangan dan pertumbuhan ikan, terutama selama masa pemijahan (Estiasih 2009).

Asam Lemak Bebas (FFA)

(22)

9 Mushollaeni 2007). Salah satu cara untuk menurunkan kandungan asam lemak bebas ialah pemurnian minyak ikan menggunakan adsorben. Hasil analisis asam lemak bebas dengan penambahan adsorben pada konsentrasi berbeda dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.

Keterangan : = penambahan 0% adsorben (kontrol), = penambahan 1% adsorben, = penambahan 3% adsorben, dan = penambahan 5% adsorben

Superscript a, b, c = beda nyata terhadap konsentrasi adsorben (p<0,05)

Gambar 2 Nilai asam lemak bebas minyak ikan dengan penambahan berbagai adsorben pada konsentrasi berbeda

Berdasarkan hasil analisis di atas, setelah penambahan adsorben dengan konsentrasi berbeda asam lemak bebas mengalami penurunan, dengan persentase penurunan asam lemak bebas yaitu 10,64–20% untuk atapulgit, 7,94–30,78% untuk bentonit, dan 20–30,78% untuk kitosan. Hasil analisis ANOVA menunjukkan bahwa penambahan adsorben dengan konsentrasi berbeda memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai asam lemak bebas. Hasil uji lanjut Tukey menyatakan bahwa konsentrasi 0% adsorben berbeda nyata dengan konsentrasi 1, 3 dan 5%, sedangkan konsentrasi 3% tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 5%. Oleh karena itu, perlakuan terbaik pada penelitian pendahuluan adalah dengan penambahan adsorben konsentrasi 3%.

Kinetika Adsorpsi Asam Lemak Bebas pada Pemurnian Minyak Ikan

Penelitian utama penentuan kinetika adsorpsi asam lemak bebas pada pemurnian minyak ikan dilakukan dengan perbedaan waktu adsorpsi, yaitu 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 menit. Penentuan perbedaan waktu tersebut digunakan untuk mengetahui seberapa cepat proses adsorpsi berlangsung. Proses adsorpsi ini dilakukan pada konsentrasi adsorben 3% dengan suhu ruang (±25 ºC).

Hasil pengamatan berdasarkan kurva dengan membuat hubungan antara persen reduksi FFA terhadap waktu ditunjukkan pada Gambar 3.

(23)

10

Keterangan : = atapulgit, = bentonit, = kitosan

Gambar 3 Pengaruh waktu adsorpsi terhadap persen reduksi FFA Gambar 3 menunjukkan bahwa semakin lama waktu adsorpsi, semakin banyak asam lemak bebas yang teradsorpsi sampai tercapai keadaan setimbang, dimana tidak adanya peningkatan persen reduksi asam lemak bebas setelah waktu adsorpsi 60 menit. Oleh karena itu, diperkirakan pada waktu tersebut telah mencapai kesetimbangan adsorpsi, baik pada penambahan adsorben atapulgit, bentonit, maupun kitosan. Pada waktu 60 menit, persen reduksi asam lemak bebas atapulgit sebesar 17,65%, bentonit sebesar 13,24%, dan kitosan sebesar 14,71%.

Perubahan pola adsorpsi terhadap waktu memerlukan pendekatan model kinetika. Dari data yang diperoleh pada Gambar 3, dilakukan kajian kinetika adsorpsi dengan mengacu pada model kinetika pseudo order dua dari Ho. Hasil perhitungan kinetika menggunakan model kinetika pseudo order dua dari Ho ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4 Model kinetika pseudo order dua Ho

Berdasarkan Gambar 4 dapat dilihat bahwa diperoleh persamaan garis y = mx+b. Dari persamaan garis tersebut dapat diketahui nilai slope dan niai intercept. Nilai konstanta laju adsorpsi pseudo order dua (k2) dapat ditentukan dari nilai b =

(24)

11 dapat ditentukan dari nilai m= 1/qe. Hasil perhitungan parameter kinetika tersebut

dapat dilihat pada Tabel 2 berikut.

Tabel 2 Komparasi parameter kinetika pada setiap adsorben

Adsorben

Keterangan : k2 = konstanta laju adsorpsi pseudo order dua

h = laju adsorpsi awal

qe2 = banyaknya asam lemak bebas yang teradsorpsi pada saat kesetimbangan pseudo

order dua

qe.exp = banyaknya asam lemak bebas yang teradsorpsi pada saat kesetimbangan hasil

penelitian

KsA = koefisien transfer massa lapisan luar

Kw = koefisien difusi intrapartikel

qs = kapasitas adsorpsi pada kesetimbangan

Tabel 2 menunjukkan beberapa perbedaan parameter kinetika dari atapulgit, bentonit dan kitosan. Model kinetika pseudo order dua memiliki nilai korelasi yang sangat kuat (mendekati 1) dengan nilai R2 di atas 0,95 pada ketiga adsorben. Oleh karena itu, model kinetika pseudo order dua dapat menerangkan adsorpsi asam lemak bebas pada minyak ikan oleh ketiga adsorben. Model kinetika Ho didasarkan pada konsentrasi adsorbat pada adsorben (Bulut et al. 2008). Tabel 2 menunjukkan adsorpsi asam lemak bebas dengan adsorben atapulgit pada minyak ikan memiliki konstanta laju adsorpsi orde dua (k2) sebesar 0,0344 g mg-1min-1,

adsorpsi oleh bentonit memiliki k2 sebesar 0,0222 g mg-1min-1, dan adsorpsi oleh

kitosan memiliki k2 sebesar 0,0460 g mg-1min-1. Laju adsorpsi awal (h) untuk

atapulgit, bentonit, dan kitosan adalah berturut-turut sebesar 0,1365 g mg-1min-1, 0,0622 g mg-1min-1, dan 0,1216 g mg-1min-1. Atapulgit memiliki nilai qe2 tertinggi

dibandingkan bentonit dan kitosan yakni sebesar 1,992 mg/gram, sedangkan bentonit sebesar 1,675 mg/gram dan kitosan 1,626 mg/gram. Nilai qe2 ini tidak

berbeda dengan nilai qe.exp hasil penelitian. Hal ini menunjukkan bahwa atapulgit

memiliki kapasitas adsorpsi terbesar.

Berdasarkan Tabel 2, atapulgit memiliki memiliki kapasitas adsorpsi kesetimbangan (qs) tertinggi dibandingkan bentonit dan kitosan, dengan nilai

(25)

12

adsorpsi (Gerstl dan Yaron 1981). Banyak faktor yang mempengaruhi kapasitas adsorpsi antara lain konsentrasi awal adsorbat, temperatur, nilai pH larutan, ukuran partikel, dosis, dan sifat zat terlarut (Ho 2006). Faktor-faktor ini juga dapat mempengaruhi konstanta laju adsorpsi dari proses adsorpsi. Perbedaan kapasitas adsorpsi juga dapat terjadi oleh adanya perbedaan jenis adsorben yang digunakan. Jenis adsorben yang berbeda memiliki polaritas, sisi aktif permukaan, luas area permukaan, porositas, ukuran partikel, pH, dan kandungan air yang berbeda (Zhu et al. 1994).

Nilai KsA (koefisien transfer massa lapisan luar) tergantung pada

konsentrasi gradien adsorbat antara fase cairan dan permukaan adsorben (Sathivel dan Prinyawiwatkul 2004). Tabel 2 menunjukkan nilai KsA tertinggi

ditunjukkan pada adsorben atapulgit sebesar 0,0018 mL/s, disusul kitosan sebesar 0,0015 mL/s, dan bentonit sebesar 0,0013 mL/s. Pada penelitian Sathivel dan Prinyawiwatkul (2004), didapatkan nilai KsA untuk kitosan sebesar 0,001 mL/s,

arang aktif 0,001 mL/s, tanah lempung aktif sebesar 0,001 mL/s. Menurut Toro dan Mendez (1995) dalam Sathivel dan Prinyawiwatkul (2004), transfer massa lapisan luar dipengaruhi oleh beberapa faktor yakni besarnya kekuatan pendorong untuk FFA, interaksi permukaan adsorben dengan lipid lainnya, serta interaksi dari FFA dengan komponen minyak lainnya dalam fase cair dan pada permukaan adsorben. Nilai koefisien difusi intrapartikel (Kw) tertinggi paada Tabel 2

ditunjukkan oleh atapulgit dibanding kitosan dan bentonit. Nilai Kw untuk

atapulgit sebesar 0,1542 mg mL-1 min-0.5, kitosan 0,1285 mg mL-1 min-0.5 dan bentonit 0,1156 mg mL-1 min-0.5. Hal ini menunjukkan bahwa atapulgit lebih cepat terjadi difusi intrapartikel akibat jaringan porositas yang besar. Interaksi adsorben-adsorbat sangat tergantung pada ukuran pori dan geometri dari adsorben (Yang 2003). Atapulgit berbentuk powder sehingga memiliki bentuk pori halus yang memberikan area permukaan besar untuk menyerap asam lemak bebas.

Kejernihan Minyak Ikan

Pengukuran kejernihan minyak ikan pada penelitian ini dilakukan pada panjang gelombang 450, 550, 620, 665 dan 700 nm. Hasil kejernihan minyak ikan yang dinyatakan dengan % transmisi dapat dilihat pada Gambar 5-9 berikut.

(26)

13 Gambar 5 menunjukkan semakin lama waktu adsorpsi, maka semakin besar persen transmisinya. Pada adsorpsi oleh atapulgit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 42,60±4,84% dari kontrol (menit ke-0) 26,53±3,27%. Pada adsorpsi oleh bentonit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 34,76±4,84% dari kontrol 26,53±3,27%. Pada adsorpsi oleh kitosan, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 34,76±1,13% dari kontrol 36,73±7,44%.

Gambar 6 Persen transmisi kejernihan minyak ikan setelah penambahan adsorben pada waktu tertentu dengan panjang gelombang 550 nm

Gambar 6 menunjukkan semakin lama waktu adsorpsi, maka semakin besar persen transmisinya. Pada adsorpsi oleh atapulgit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 89,55±1,75% dari kontrol (menit ke-0) 73,72±5,28%. Pada adsorpsi oleh bentonit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 84,24±0,69% dari kontrol 73,72±5,28%. Pada adsorpsi oleh kitosan, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 82,13±1,20% dari kontrol 73,72±5,28%.

(27)

14

Gambar 8 Persen transmisi kejernihan minyak ikan setelah penambahan adsorben pada waktu tertentu dengan panjang gelombang 665 nm

(28)

15 Gambar 9 menunjukkan semakin lama waktu adsorpsi, maka semakin besar persen transmisinya. Pada adsorpsi oleh atapulgit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 99,31±0,32% dari kontrol (menit ke-0) 95,52±3,11%. Pada adsorpsi oleh bentonit, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 97,16±0,47% dari kontrol 95,52±3,11%. Pada adsorpsi oleh kitosan, persen trasmisi tertinggi ditunjukkan pada menit ke-60 dengan nilai persen transmisi sebesar 98,41±1,28% dari kontrol 95,52±3,11%.

Berdasarkan Gambar 5-9 dapat disimpulkan nilai kejernihan (persen transmisi) pada semua gelombang semakin meningkat, dengan meningkatnya waktu adsorpsi hingga maksimum pada menit ke-60. Hal ini terjadi pada semua adsorben baik atapulgit, bentonit, maupun kitosan. Oleh karena itu, diduga menit ke-60 merupakan kondisi setimbang dan batas kemampuan adsorben dalam menyerap pengotor-pengotor yang mempengaruhi warna atau kejernihan minyak ikan. Gambar 5-9 juga menunjukkan korelasi tingkat kejernihan minyak terhadap persen reduksi FFA, yakni dengan meningkatnya waktu adsorpsi akan meningkatkan persen reduksi FFA, meningkatkan pula tingkat kejernihan. Adsorben dapat digunakan untuk mengurangi pigmen selama pemurnian minyak dan berpotensial mengadsorpsi FFA (Suseno et al. 2011). Warna minyak ikan dapat disebabkan oleh asam lemak bebas bereaksi membentuk senyawa berwarna (Estiasih 2009).

Gambar 5-9 juga menunjukkan dari ketiga jenis adsorben, atapulgit merupakan adsorben yang paling efektif dalam menjernihkan minyak ikan dilihat dari nilai persen transmisi yang paling besar dibandingkan dengan bentonit dan kitosan. Atapulgit memiliki sifat koloidal yang sangat bagus, yakni mudah terdispersi, tahan terhadap suhu tinggi, tahan terhadap garam dan basa serta memiliki daya adsorpsi tinggi dan mampu menghilangkan warna. Kemampuan atapulgit untuk melakukan bleaching terutama diakibatkan oleh luas permukaannya yang besar serta rendahnya kapasitas perpindahan kation (Huang et al. 2007).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Minyak ikan lemuru mengandung asam lemak jenuh (SFA) sebesar 26,37%, asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA) sebesar 17%, asam lemak tak jenuh majemuk (PUFA) sebesar 31,94%. Asam lemak tak jenuh majemuk yang dominan adalah eikosapentaenoat (EPA) dan dokosaheksaenoat (DHA), dengan nilai EPA sebesar 15,83% dan DHA sebesar 11,36%.

Semakin lama waktu adsorpsi, semakin banyak asam lemak bebas yang teradsorpsi sampai mencapai kesetimbangan pada waktu 60 menit. Adsorpsi asam lemak bebas pada minyak ikan berdasarkan parameter kinetika menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi terbaik adalah oleh adsorben atapulgit dibandingkan kitosan dan bentonit dengan nilai 56,53 mg/gram.

(29)

16

ikan yang diadsorpsi oleh atapulgit lebih baik kejernihannya dibandingkan kitosan maupun bentonit.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjut mengenai kinetika adsorpsi asam lemak bebas dengan menggunakan konsentrasi adsorben berbeda. Perlu dilakukan penelitian mengenai kinetika adsorpsi terhadap kejernihan minyak ikan dan parameter kualitas minyak ikan lain seperti bilangan peroksida. Perhitungan rendemen minyak ikan setelah pemurnian dapat dilakukan untuk mengetahui komponen pengotor yang terbuang agar dapat dilakukan proses yang lebih efisien pada skala industri.

DAFTAR PUSTAKA

Ackman RG. 2005. Fish oil. Di dalam : Bailey’s Industrial Oil and Fat Products

Sixth Edition. Fereidoon Shahidi, editor. New York (US) : John Wiley & Sons, Inc.

Ahmadi K, Mushollaeni W. 2007. Aktivasi kimiawi zeolit alam untuk pemurnian minyak ikan dari minyak hasil samping penepungan ikan lemuru (Sardinella longiceps). Jurnal Teknologi Pertanian 8 (2): 71 – 79.

Alkio M, Gonzales C, Jantti M, Aaltonen O. 2000. Purification of polyunsaturated fatty acid esters from tuna oil with supercritical fluid chromatography. JAOCS

77 (3): 315-321.

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 1995. Official Methods of Analysis of The Association of Official Analytical Chemist. Washington (US): AOAC Int.

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2005. Official Method of Analysis of the Association of Official Analytical of Chemist. Virginia (US): Published by The Association of Analytical Chemist, inc.

[AOCS] American Oil Chemists' Society. 1998. Free Fatty Acids In: Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society. Vol 5a. 5th ed. Champaign (US): AOCS Press.

Bulut E, Ozacar M, Sengil AI. 2008. Adsorption of malachite gree onto bentonite : equilibrium and kinetics studies and process design microsporous and mesoporous. Elsevier 115: 234-256.

Edward F. 2013. The Health Benefits of Omega 3, 6, 9 Fatty Acids and EPA & DHA. [internet]. [diacu 8 September 2013]. Tersedia pada http://globalhealingcenter.com/natural-health/.

Estiasih T. 2009. Minyak Ikan : Teknologi dan Penerapannya untuk Pangan dan Kesehatan. Yogyakarta (ID) : Graha Ilmu.

(30)

17 Hjaltson B, Epax AS, Iceland, Haraldsson GG. 2006. Fish oil and lipids from marine sources. Di dalam: Modifying Lipids for Use in Food. Frank D. Gunstone, editor. Cambridge (UK) : Woodhead Publishing Limited.

Ho YS. 2006. Review of second-order models for adsorption systems. Journal of Hazard Material 136: 681–689.

Huang J, Liu Y, Liu Y, Wang X. 2007. Effects of attapulgite pore size distribution on soybean oil bleaching. Journal of American Oil Chemist Society 84: 687-692.

Kadirvelu K, Faur-Brasquet C, Le Cloirec P. 2000. Removal of Cu(II), Pb(II), and Ni(II) by adsorption onto activated carbon cloths. Langmuir 16: 8404–8409. Lisa DFC, Paula RG. 2010. Omega-3 and Omega-6 Fatty Acids. [internet].

[diunduh 28 Juni 2013]. Tersedia pada http://extension.unl.edu/publications. Sathivel S, Prinyawiwatkul W. 2004. Adsorption of FFA in crude catfish oil onto

chitosan, activated carbon, and activated earth: a kinetics study. JAOCS 81 (4): 493-496.

Sathivel S, Yin H, Bechtel PJ. 2012. Purification of marine fish oils using pilot scale adsorption column. Paper of International Conference of Agricultural Engineering 2012. [internet]. [diunduh 1 Juli 2013]. Tersedia pada http://cigr.ageng2012.org.

Suseno SH, Tajul AY, Wan Nadiah WA. 2011. Improving the quality of lemuru (Sardinella lemuru) oil using magnesol XL filter aid. International Food Research Journal 18: 255-264.

Yang RT. 2003. Adsorbents: Fundamentals and Applications. New Jersey (US) : John Wiley & Sons Inc.

Zhu ZY, Yates RA, Caldwell JD. 1994. The determination of active filter aid adsorption sites by temperature-programmed desorption. J. Am. Oil Chem. Soc.

(31)

18

LAMPIRAN

Lampiran 1 Kromatogram Standar Fatty Acid Methyl Ester (FAME) 37

(32)

19 Lampiran 3 Tabel hasil analisis ANOVA

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable:FFA

Source

Type III Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 21.178a 11 1.925 10.501 .000

Intercept 1286.011 1 1286.011 7.014E3 .000

Konsentrasi 18.368 3 6.123 33.394 .000

Adsorben 1.489 2 .744 4.060 .030

Konsentrasi * Adsorben 1.321 6 .220 1.201 .340

Error _4.400 ₂₄ _.183

Total _1311.589 ₃₆

Corrected Total _25.578 ₃₅

a. R Squared = .828 (Adjusted R Squared = .749)

Lampiran 4 Tabel hasil uji lanjut Tukey Tukey HSD

Konsent

rasi N

Subset

1 2 3

5% _{9 5.138667E0}

3% _{9 5.577333E0}

1% 9 6.141333E0

0% 9 7.050000E0

Sig. _.159 _1.000 _1.000

Tukey HSD

Adsorben N

Subset

1 2

Kitosan ₁₂ _5.710500E0

Bentonit 12 6.016000E0 6.016000E0

Atapulgit ₁₂ _6.204000E0

(33)

20

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Ayu Fitri Izaki dilahirkan di Pekalongan pada tanggal 26 April 1992. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Muhammad Fakih dan Ibu Barizah.

Penulis memulai jenjang pendidikan formal di TK Al Hilal Ambon (tahun 1996-1997). Selanjutnya, penulis melanjutkan pendidikan di SD Al Hilal Ambon (tahun 1997-1998), SD Negeri 2 Baruga Kendari (tahun 1999-2002), dan SD Negeri 1 Rowosari Ulujami Pemalang (tahun 1998-1999 dan tahun 2002-2003). Kemudian penulis melanjutkan pendidikannya di SMP Muhammadiyah 5 Ulujami Pemalang (tahun 2003-2006). Pendidikan menengah atas ditempuh penulis di SMA Muhammadiyah 1 Pekalongan (tahun 2006-2009).