Kinetika Oksidasi Termal Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi Minyak Sawit Merah

(1)

KINETIKA OKSIDASI TERMAL MINYAK GORENG SAWIT

CURAH DENGAN FORTIFIKASI MINYAK SAWIT MERAH

AYU CAHYANING WULAN

ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kinetika Oksidasi Termal Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi Minyak Sawit Merah 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.

(4)

ABSTRAK

AYU CAHYANING WULAN. Kinetika Oksidasi Termal Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi Minyak Sawit Merah. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI dan NURI ANDARWULAN.

Minyak sawit merah (MSM) yang mengandung 500 ppm β-karoten berpeluang mensubstitusi penggunaan vitamin A sebagai fortifikan minyak goreng sawit untuk memenuhi persyaratan pemerintah dalam SNI 7709-2012. Stabilitas β-karoten bergantung pada fakor-faktor pembatas termasuk oksidasi lipid karena panas dan oksigen. Pada penelitian ini, studi kinetika perubahan bilangan peroksida, kadar asam lemak bebas, dan degradasi β-karoten selama reaksi oksidasi termal pada suhu 60, 75, dan 90 °C di tempat gelap dilakukan terhadap minyak goreng curah dengan fortifikasi minyak sawit merah (MSM) yang memiliki bilangan peroksida awal berbeda (1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak). Bilangan peroksida dan kadar asam lemak bebas diamati dengan analisis titrimetri, sedangkan β-karoten dengan analisis spektrofotometri. Laju oksidasi lipid sangat berkorelasi dengan suhu dan bilangan peroksida awal. Perubahan bilangan peroksida dan asam lemak bebas mengikuti reaksi ordo nol, sementara degradasi β-karoten mengikuti reaksi ordo satu. Nilai konstanta laju reaksi (k) dan energi aktivasi (Ea) dihitung menggunakan persamaan Arrhenius. Nilai k semua parameter oksidasi meningkat seiring dengan peningkatan suhu oksidasi. Nilai Ea untuk ketiga jenis minyak berkisar 60-74 kJ/mol (bilangan peroksida), 61-77 kJ/mol (asam lemak bebas), dan 49-75 (degradasi β-karoten). Berdasarkan hasil yang diperoleh, minyak terfortifikasi dengan bilangan peroksida awal yang tinggi paling rentan mengalami degradasi oksidatif jika dibandingkan dengan dua jenis minyak lainnya.

Kata kunci: Minyak terfortifikasi, laju reaksi, energi aktivasi, analisis kinetika, umur simpan

ABSTRACT

AYU CAHYANING WULAN. Thermal Oxidation Kinetics of Unbranded Palm Frying Oil with Red Palm Oil Fortification. Supervised by PURWIYATNO HARIYADI and NURI ANDARWULAN.

(5)

value. PV and FFA alteration followod zero order reaction, whereas β-carotene followed first order reaction. Reaction rate constant (k) and activation energy (Ea) were calculated based on Arrhenius equation. The k for all parametre oxidation increased as the oxidation temperature increased. The Ea for three different oils ranged from 60-74 kJ/mol (PV), 61-77 kJ/mol (FFA), and 49-75 kJ/mol (degradation of β-carotene). Based on the results obtained, the fortified oil with high initial peroxide value was most susceptible to oxidative degradation compared with two other fortified oils.

(6)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

pada

Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

KINETIKA OKSIDASI TERMAL MINYAK GORENG SAWIT

CURAH DENGAN FORTIFIKASI MINYAK SAWIT MERAH

AYU CAHYANING WULAN

ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

(7)

(8)

Judul Skripsi: Kinetika Oksidasi Termal Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi Minyak Sawit Merah

Nama : Ayu Cahyaning Wulan NIM : F24090130

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MSc Pembimbing I

Prof Dr Ir Nuri Andarwulan, MSi Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Feri Kusnandar, MSc Ketua Departemen

(9)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulisan skripsi yang berjudul Kinetika Oksidasi Termal Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi Minyak Sawit Merah ini berhasil diselesaikan. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Tenologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Penyelesaian penulisan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Keluarga tercinta Bapak Agus Pamungkas dan Ibu Lisa Handayani, Dimitra, dan Arya atas doa, motivasi, dan kasih sayang yang diberikan hingga kini.

2. Bapak Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, Msc dan Ibu Prof Dr Ir Nuri Andarwulan selaku dosen pembimbing yang telah memberi bimbingan, perhatian, evaluasi, dan motivasi kepada penulis.

3. Bapak Dr Ir Drajat Martianto M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan bimbingan serta evaluasi kepada penulis.

4. Global Alliance for Improved Nutrition (GAIN), Koalisi Fortifikasi Indonesia (KFI), dan South East Asia Food And Agricultural Science (SEAFAST) Center IPB yang telah memberi dukungan material dalam pelaksanaan penelitian.

5. Teman-teman Kost Sinabung: Inez, Della, Astrid, Qunad, Shelly, Pubol. Keluarga ITP 46: Cora, Irene, Lina, Olga, Ajie, Dhini, Yonas, Adri, dan rekan-rekan lainnya atas kebersamaan dan kekeluargaannya.

6. Rekan-rekan seperjuangan: Dwi, Satrya, Gema, Yoga, Iyan, atas dukungan, bantuan, canda, dan tawa yang diberikan selama penelitian berlangsung.

7. Teknisi (Mbak Ria C, Mbak Ria N, Mas Agus, Mas Arief, Pak Sukarna, dan Teh Asih) yang telah banyak membantu selama penelitian berlangsung.

8. Pihak-pihak lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas doa dan semangat yang diberikan kepada penulis.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan, khususnya di bidang ilmu dan teknologi pangan.

(10)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

1. PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan Penelitian 2

2. METODE 2

2.1 Bahan dan Alat 2

2.2 Metode Penelitian 3

3. HASIL DAN PEMBAHASAN 6

3.1 Karakterisasi Bahan Baku Penelitian 6

3.2 Model Kinetika Perubahan Bilangan Peroksida Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi 8 3.3 Model Kinetika Pembentukan Asam Lemak Bebas Minyak Goreng

Sawit Curah dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi 15 3.4 Model Kinetika Degradasi β-Karoten Minyak Goreng Sawit Curah

dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi 22

4. SIMPULAN DAN SARAN 30

4.1 Simpulan 30

4.2 Saran 31

DAFTAR PUSTAKA 31

LAMPIRAN 34

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Karakteristik bahan baku penelitian 7

Tabel 2 Karakteristik minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM 7 Tabel 3 Perhitungan ordo reaksi perubahan bilangan peroksida minyak

goreng sawit curah (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

minyak) dengan fortifikasi MSM pada suhu 60, 75, dan 90 °C 10 Tabel 4 Energi aktivasi perubahan bilangan peroksida minyak goreng

sawit curah dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak 13

Tabel 5 Umur simpan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak pada suhu 30 °C kondisi penyimpanan gelap 14 Tabel 6 Perhitungan ordo reaksi pembentukan asam lemak bebas

minyak goreng curah (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak) dengan fortifikasi MSM pada suhu 60, 75,

dan 90 °C 17

Tabel 7 Energi aktivasi pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak 20

Tabel 8 Umur simpan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak pada suhu 30 °C kondisi penyimpanan gelap 21 Tabel 9 Perhitungan ordo reaksi degradasi β-Karoten minyak goreng

curah (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak)

dengan fortifikasi MSM pada suhu 60, 75, dan 90 °C 24 Tabel 10 Energi aktivasi degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah

dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00,

dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak 28

Tabel 11 Kadar β-karoten yang harus terkandung pada minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM di awal penyimpanan

suhu 30 °C kondisi gelap 29

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Diagram alir penelitian 3

Gambar 2 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq

O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60 °C 8

O2 aktif/kg minyak) pada suhu 75 °C 9

(12)

Gambar 5 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM PVi 1,99 meq O2 aktif/kg

minyak pada suhu 60, 75, dan 90 °C 11

Gambar 8 Perubahan konstanta laju reaksi perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60, 75, dan

Gambar 15 Perubahan konstanta laju reaksi pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60, 75, fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, 9,99 meq O2 aktif/kg minyak)

pada suhu 75 °C 23

Gambar 18 Model degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

minyak) pada suhu 90 °C 23

(13)

Gambar 20 Model degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM PVi 1,99 meq O2 aktif/kg minyak pada suhu

60,75, dan 90 °C 26

60, 75, dan 90 °C 26

60, 75, dan 90 °C 27

Gambar 23 Perubahan konstanta laju reaksi degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60,75, dan 90 °C 27

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Rekapitulasi hasil uji bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan 60 °C 34 Lampiran 2 Rekapitulasi hasil uji bilangan peroksida minyak goreng sawit

curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan 75 °C 35 Lampiran 3 Rekapitulasi hasil uji bilangan peroksida minyak goreng sawit

curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan 90 °C 36 Lampiran 4 Rekapitulasi hasil uji kadar asam lemak bebas minyak goreng

sawit curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan

60 °C 37

Lampiran 5 Rekapitulasi hasil uji kadar asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan

75 °C 38

Lampiran 6 Rekapitulasi hasil uji kadar asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan

90 °C 39

Lampiran 7 Rekapitulasi hasil uji kadar β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan 60 °C 40 Lampiran 8 Rekapitulasi hasil uji kadar β-karoten minyak goreng sawit

curah dengan fortifikasi MSM pada suhu penyimpanan 75 °C 41 Lampiran 9 Rekapitulasi hasil uji kadar β-karoten minyak goreng sawit

(14)

1

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemerintah Indonesia menetapkan dalam SNI 7709-2012 bahwa minyak goreng sawit perlu ditambahkan vitamin A agar mengandung vitamin A minimal 45 IU/gram minyak goreng sawit. Persyaratan tersebut diperlukan untuk memungkinkan minyak goreng sawit mampu berperan sebagai pembawa vitamin A ke masyarakat, khususnya untuk mengatasai masalah kekurangan vitamin A yang masih diderita oleh masyarakat miskin karena belum terjangkau oleh program suplementasi vitamin A. Namun, hingga saat ini Indonesia belum mampu untuk memproduksi vitamin A, sehingga harus mengimpor vitamin A sintetik dari luar negeri. Oleh karena itu, diperlukan upaya lain untuk meminimalisasi impor vitamin A sintetik ini, yaitu dengan mengembangkan produk tinggi vitamin A dan provitamin A yang berasal dari sumber alami.

Minyak sawit merah (MSM) yang merupakan hasil pemurnian dari minyak sawit mentah (Crude Palm Oil-CPO) tanpa proses pemucatan (bleaching) dengan kandungan vitamin A (dari β-karoten) 15-30 kali lebih tinggi dibandingkan wortel dan tomat (Sundram 2007) adalah salah satu sumber provitamin A alami yang dapat digunakan. Penelitian Rao (2001) menyatakan bahwa penyerapan β-karoten dari MSM pada tubuh manusia adalah sekitar 90% dan RE (Retinol Equivalent) sebesar 0,3-0,35 ug/1 ug β-karoten.

Fortifikasi MSM ke dalam minyak goreng yang telah diaplikasikan di India sejak tahun 1999 dilakukan dengan mencampur MSM secara langsung ke dalam minyak goreng sebanyak 10-15% (v/v). Minyak goreng yang ditambahkan

dengan MSM tersebut mengandung 50-75 µg β-karoten/g minyak goreng. Fortifikasi ini tidak mempengaruhi karakteristik sensori pada makanan yang digoreng (Nagendran et al. 2000). Berdasarkan hal tersebut, penambahan MSM ke dalam minyak goreng sawit kemungkinan besar juga dapat diaplikasikan di Indonesia. Hal ini juga didukung dengan ketersediaan produksi minyak kelapa mentah (CPO) yang melimpah di Indonesia, yaitu 24 juta ton pada tahun 2012 (Ditjenbun 2012).

(15)

2

et al. (2012) mengenai reduksi kadar vitamin A pada minyak nabati terfortifikasi vitamin A dengan karakter kimia yang berbeda menyatakan bahwa terdapat pengaruh signifikan antara kadar peroksida sebagai produk primer oksidasi lipid terhadap stabilitas vitamin A selama penyimpanan.

Pemahaman yang baik mengenai oksidasi lipid pada minyak nabati dapat meningkatkan kemampuan untuk memformulasi suatu produk pangan agar kualitasnya dalam sistem pangan dapat dipertahankan. Data kinetika sangat penting untuk memprediksi stabilitas minyak nabati pada berbagai pengolahan dengan panas, penyimpanan, dan kondisi distribusi. Pengaruh perbedaan kadar peroksida awal minyak goreng sawit curah yang difortifikasi dengan minyak sawit merah (MSM) serta peningkatan suhu penyimpanan terhadap stabilitas oksidatif yang meliputi profil kadar peroksida, asam lemak bebas, dan β-karoten minyak tersebut dilakukan pada penelitian ini. Pengaruh suhu terhadap sebagian besar reaksi yang terjadi dalam sistem pangan dapat ditinjau dengan lebih tepat dengan menggunakan model Arrhenius (Tan et al. 2001).

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan memperoleh model kinetika oksidasi termal dari minyak goreng sawit curah yang difortifikasi minyak sawit merah (MSM) dengan tiga jenis kadar peroksida awal yaitu 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

dalam bentuk persamaan Arrhenius dengan R2 di atas 0,7. Model kinetika yang diperoleh dapat digunakan untuk memprediksi stabilitas oksidatif dan masa simpan ketiga jenis minyak tersebut.

2. METODE

2.1 Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bahan baku serta bahan untuk keperluan analisis. Bahan baku penelitian antara lain minyak sawit mentah (Crude Palm Oil-CPO) yang diperoleh dari PT. Salim Ivomas Pratama, minyak goreng sawit dengan bilangan peroksida sebesar 0,00 meq O2

aktif/kg minyak berasal dari PT. Multimas Nabati Asahan yang selanjutnya disebut sebagai minyak goreng sawit dari produsen, dan minyak goreng sawit dengan bilangan peroksida sebesar 2,00 meq O2 aktif/kg minyak berasal dari

retailer di Pasar Cibeureum Bogor yang selanjutnya disebut sebagai minyak goreng sawit dari retailer. Bahan-bahan untuk keperluan analisis meliputi larutan NaOH (Merck KgaA) 0,01 N, Na2S2O3 (Merck KgaA) 0,05 N, HCl 37% (Merck

KgaA), etanol (Mallinckrodt Chemical) 95%, KI (Merck KgaA) jenuh, K2Cr2O7

(Merck KgaA), indikator larutan pati (Merck KgaA) dan phenolftalein (Merck KgaA), asam asetat glasial 60% (Merck KgaA), kloroform (Merck KgaA), air destilata, n-heksana (Merck KgaA), dan gas nitrogen.

(16)

3 fraksinasi dan membran filter press (SEAFAST Center IPB) yang digunakan dalam produksi MSM, agitator fortifikasi, botol amber, termometer, dan inkubator (K Lab Incubator No IN-601) yang digunakan untuk penyimpanan sampel, serta spektrofotometer (SHIMADZU Spectrophotometer UV-VIS 2450), neraca analitik, hot plate, dan alat-alat gelas yang digunakan untuk keperluan analisis.

2.2 Metode Penelitian

Penelitian ini secara umum dapat dibagi menjadi beberapa tahapan, yaitu persiapan dan karakterisasi sampel minyak goreng sawit, produksi dan karakterisasi minyak sawit merah (MSM) yang akan digunakan sebagai fortifikan, fortifikasi MSM ke dalam sampel minyak goreng sawit, perlakuan oksidasi termal pada sampel minyak goreng sawit yang difortifikasi MSM, dan analisis data karakterisasi sifat-sifat kimia untuk mendapatkan model kinetika. Penelitian dilakukan dengan 2 kali ulangan. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

2.2.1 Persiapan dan Karakterisasi Sampel Minyak Goreng Sawit

Terdapat dua sumber minyak goreng sawit curah pada penelitian ini, yaitu minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida 0,00 meq O2 aktif/kg

Gambar 1 Diagram alir penelitian

Persiapan dan Karakterisasi Sampel Minyak Goreng Sawit

Produksi dan Karakterisasi Minyak Sawit Merah (MSM)

Fortifikasi MSM ke dalam Sampel Minyak Goreng Sawit dan Karakterisasi

Perlakuan Oksidasi Termal terhadap Sampel Minyak Goreng Sawit yang difortifikasi MSM

(17)

4

minyak dari PT Multimas Nabati Asahan yang selanjutnya disebut sebagai minyak goreng sawit curah dari produsen dan minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida 2,00 meq O2 aktif/kg minyak dari retailer di Pasar Cibeureum

Bogor yang selanjutnya disebut sebagai minyak goreng sawit curah dari retailer. Minyak goreng sawit curah dari retailer dengan bilangan peroksida 2,00 meq O2

aktif/kg minyak diberi dua perlakuan oksidasi pendahuluan yang berbeda. Perlakuan oksidasi pendahuluan yang pertama adalah penyimpanan dalam wadah terbuka pada suhu 30-43 °C selama 60 jam sehingga diperoleh minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida sebesar 3,77 meq O2 aktif/kg minyak.

Minyak goreng sawit curah ini selanjutnya disebut sebagai minyak goreng sawit curah perlakuan oksidasi pendahuluan I. Perlakuan oksidasi pendahuluan yang kedua adalah penyimpanan dalam wadah terbuka pada suhu 30-43 °C selama 120 jam sehingga diperoleh minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida sebesar 7,99 meq O2 aktif/kg minyak. Minyak goreng sawit curah ini selanjutnya

disebut sebagai minyak goreng sawit curah perlakuan oksidasi pendahuluan II. Minyak goreng sawit curah yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari tiga jenis bilangan peroksida awal yang berbeda, yaitu sebesar 0,00, 3,77, dan 7,99 meq O2 aktif/kg minyak. Pemilihan tiga jenis bilangan peroksida ini didasarkan

pada penelitian yang dilakukan oleh Laillou et al. (2012) yang menyatakan bahwa terdapat pengaruh signifikan antara kadar peroksida minyak dengan stabilitas vitamin A selama penyimpanan. Ketiga jenis sampel minyak goreng sawit ini kemudian dikarakterisasi sifat-sifat kimianya melalui analisis uji bilangan peroksida dan kadar β-karoten.

2.2.2 Produksi dan Karakterisasi Minyak Sawit Merah (MSM)

Produksi minyak sawit merah (MSM) dilakukan melalui tahap degumming, netralisasi, deodorisasi, dan fraksinasi. Proses degumming dilakukan dengan memanaskan CPO hingga suhu 80 °C, kemudian ditambahkan larutan asam fosfat 85% sebanyak 0,15% dari berat CPO sambil diaduk dengan kecepatan 56 rpm selama 15 menit. Netralisasi kemudian dilakukan pada suhu 61 ± 2 °C selama 26 menit dengan penambahan NaOH konsentrasi 16 °Be (Widarta 2008). Dari tahap degumming dan netralisasi, akan diperoleh NRPO (Neutralized Red Palm Oil). NRPO dideodorisasi dengan mengaduknya dalam tangki deodorizer selama 10 menit pada suhu 46 ± 2 °C, dipanaskan dalam kondisi vakum hingga suhu 140 °C selama 1 jam dan laju alir N2 dijaga konstan pada 20L/jam, dan kemudian

didinginkan sampai suhu 60 °C pada kondisi vakum. Setelah deodorisasi, akan didapatkan NDRPO (Neutralized and Deodorized Red Palm Oil) (Riyadi 2009).

(18)

5

2.2.3 Fortifikasi MSM ke dalam Sampel Minyak Goreng Sawit

Fortifikasi MSM ke dalam tiga jenis sampel minyak goreng sawit dilakukan dengan menambahkankan MSM ke dalam sampel minyak goreng sawit secara langsung, kemudian diaduk menggunakan agitator dengan kecepatan 180-210 rpm selama 60 menit sehingga diperoleh minyak goreng sawit dengan kandungan β -karoten setara dengan vitamin A 45 IU/gram minyak goreng sawit. Uji homogenitas di 5 titik dilakukan pada minyak goreng sawit yang telah difortifikasi dengan MSM untuk memverifikasi bahwa seluruh bagian minyak telah mengandung β-karoten setara dengan vitamin A 45 IU/gram minyak goreng sawit. Jumlah MSM yang harus ditambahkan ke dalam minyak goreng sawit tergantung pada hasil pengukuran kadar β-karoten minyak goreng sawit sebelum difortifikasi dan MSM yang diproduksi. Minyak goreng sawit yang mengandung vitamin A sebanyak 45 IU/gram minyak setara dengan minyak goreng sawit yang mengandung β-karoten sebanyak 0,027 mg β-karoten/gram minyak. Minyak goreng sawit yang telah difortifikasi kemudian dikarakterisasi sifat-sifat kimianya melalui analisis kadar β-karoten, kadar asam lemak bebas, dan uji bilangan peroksida. Hasil karakterisasi ini digunakan sebagai titik awal (t0) penyimpanan.

2.2.4 Perlakuan Oksidasi Termal terhadap Sampel Minyak Goreng Sawit yang Difortifikasi MSM

Ketiga jenis sampel minyak goreng sawit yang difortifikasi dengan MSM dikemas sebanyak 80 ml ke dalam botol amber tidak bertutup yang memiliki volume 125 ml dan disimpan di tempat gelap dengan perlakuan pemanasan pada tiga suhu yang berbeda, yaitu 60, 75, dan 90 °C. Suhu oksidasi dipilih lebih tinggi karena kerusakan β-karoten mulai signifikan pada suhu lebih dari 60 °C (Muchtadi 1992 diacu di dalam Ayustaningwarno 2010). Selama penyimpanan, dilakukan pengambilan ketiga jenis sampel minyak goreng sawit yang difortifikasi dan kemudian dikarakterisasi melalui analisis kadar β-karoten, uji bilangan peroksida, dan uji bilangan asam. Pengambilan sampel dan analisis dilakukan sebanyak tujuh kali secara bertahap sehingga diperoleh kurva penurunan atau peningkatan setiap parameter dengan R2 di atas 0,7.

2.2.5 Parameter yang Diamati

Parameter yang diamati dalam penelitian antara lain:

2.2.5.1Analisis bilangan peroksida metode titrimetri asam asetat-kloroform (AOCS Ca 8b-90, 2012)

Sebanyak 5 gram sampel minyak ditimbang ke dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian ditambahkan 30 ml asam asetat-kloroform (3:2), digoyang hingga larut, kemudian ditambahkan 0,5 ml KI jenuh, dibiarkan dengan penggoyangan selama 2 menit tepat, kemudian segera ditambahkan 30 ml akuades dan sesaat sebelum titrasi dilakukan penambahan 2 ml indikator pati. Selanjutnya dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,05 N hingga warna biru hilang.

(19)

6

2.2.5.2Analisis bilangan asam dan asam lemak bebas (AOCS Ca 5a-40, 2012)

Sebanyak 10 gram sampel minyak ditimbang ke dalam erlemeyer 100 ml, kemudian ditambahkan 50 ml etanol 95 % netral, dan ditambahkan 2 ml indikator phenoftalein sesaat sebelum titrasi, digoyangkan agar tercampur homogen, kemudian dititrasi dengan larutan NaOH 0,01 N. Titrasi dilakukan sampai warna merah muda permanen selama 30 detik.

2.2.5.3Penentuan kadar β-karoten metode spektrofotometri (PORIM 1995)

Sebanyak 0,1 gram sampel minyak dilarutkan dengan heksana dalam labu ukur 25 ml sampai tanda tera, lalu dikocok hingga homogen. Selanjutnya serapan diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 446 nm.

2.2.6 Analisis Data Kinetika

Model perubahan parameter oksidasi seperti kadar β-karoten, asam lemak bebas, dan bilangan peroksida dianalisis menggunakan persamaan Arrhenius dengan software Microsoft Excel 2013. Data perubahan parameter oksidasi minyak goreng sawit terfortifikasi yang diperoleh terlebih dahulu diolah untuk mengetahui ordo reaksi yang paling sesuai yang ditunjukkan dengan nilai linieritas (R2₎_{tertinggi serta mendapatkan nilai konstanta kecepatan reaksi pada}

tiga suhu penyimpanan (60, 75, dan 90 °C) dari ordo reaksi terpilih. Ketiga nilai konstanta kecepatan reaksi dari ketiga suhu penyimpanan tersebut kemudian diolah untuk membentuk suatu persamaan Arrhenius. Menurut Keii (2004) diacu di dalam Ayustaningwarno (2010), untuk membuat persamaan Arrhenius dan mengetahui nilai Ea suatu reaksi, dibutuhkan minimal dua set nilai kontanta kecepatan reaksi (k) dan suhu (T).

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Karakterisasi Bahan Baku Penelitian

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini meliputi minyak sawit mentah (Crude Palm Oil-CPO) yang kemudian diolah menjadi minyak sawit merah (MSM) serta minyak goreng sawit curah yang diperoleh dari dua sumber berbeda, yaitu produsen dan retailer. Minyak goreng sawit curah yang diperoleh dari retailer kemudian diberi dua perlakuan oksidasi pendahuluan yang berbeda sehingga mencapai karakter kimiawi tertentu. Karakter kimiawi bahan baku penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.

(20)

7 dibandingkan dengan MSM yang dihasilkan oleh Riyadi (2009) sebelum melalui tahap fraksinasi, yaitu 0,12 meq O2 aktif/kg minyak, hal ini dapat disebabkan oleh

proses oksidasi yang terus terjadi selama penyimpanan sebelum digunakan sebagai fortifikan dalam penelitian ini.

Tabel 1 Karakteristik bahan baku penelitian

Parameter

PV: Bilangan peroksida; FFA: kadar asam lemak bebas; *_{Certificate of Analysis}_{dari produsen}

Minyak goreng sawit curah dari produsen yang memiliki bilangan peroksida sebesar 0,00 meq O2 aktif/kg minyak, minyak goreng sawit curah perlakuan

oksidasi pendahuluan I dengan bilangan peroksida sebesar 3,77 meq O2 aktif/kg

minyak, dan minyak goreng sawit curah perlakuan oksidasi pendahuluan II yang memiliki bilangan peroksida sebesar 7,99 meq O2 aktif/kg minyak kemudian

difortifikasi dengan MSM. Fortifikasi minyak sawit merah (MSM) menyebabkan perubahan karakter kimiawi ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida awal berbeda tersebut (Tabel 2).

Tabel 2 Karakteristik minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM

Parameter

PV: Bilangan peroksida; FFA: kadar asam lemak bebas

*_{: Penyimpanan dalam wadah terbuka pada suhu 30-43 °C selama 60 jam}

**_{: Penyimpanan dalam wadah terbuka pada suhu 30-43 ºC selama 120 jam}

(21)

8

ketiga jenis minyak goreng sawit curah yang difortifikasi dengan MSM. Minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berkualitas baik dapat diperoleh apabila MSM yang telah selesai diproduksi tidak disimpan terlebih dahulu, melainkan langsung digunakan untuk memfortifikasi.

3.2 Model Kinetika Perubahan Bilangan Peroksida Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi

Bilangan peroksida merupakan metode umum yang digunakan untuk mengukur pembentukan peroksida pada tahap awal oksidasi lipid. Ketiga jenis minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM terus mengalami peningkatan bilangan peroksida seiring dengan lamanya waktu penyimpanan (Lampiran 1, 2, dan 3). Perbedaan bilangan peroksida awal untuk ketiga jenis minyak ini berpengaruh terhadap laju kerusakan oksidatif yang dialaminya selama penyimpanan pada suhu oksidasi tertentu. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2, 3, dan 4. Laju reaksi suatu reaksi kimia dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi reaktan yang digunakan dalam reaksi serta nilai konstanta laju reaksi (k). Konstanta laju reaksi (k) adalah perbandingan antara laju reaksi dengan konsentrasi reaktan. Nilai k akan semakin besar apabila reaksi berlangsung cepat, walaupun dengan konsentrasi reaktan dalam jumlah kecil. Nilai konstanta laju reaksi (k) merupakan nilai absolut dari kemiringan kurva antara konsentrasi dan waktu dapat diketahui setelah mendapatkan ordo reaksi terpilih yang ditunjukkan dengan nilai R2 tertinggi.

Penyimpanan pada suhu 60, 75, dan 90 °C menunjukkan bahwa minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 1,99 meq O2/kg minyak memiliki

konstanta laju reaksi sebesar 0,04/jam, 0,11/jam, dan 0,25/jam, minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 4,00 meq O2/kg minyak memiliki konstanta laju

reaksi sebesar 0,05/jam, 0,21/jam, dan 0,41/jam, sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2/kg minyak memiliki konstanta laju

reaksi sebesar 0,05/jam, 0,28/jam, dan 0,48/jam.

Gambar 2 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

minyak) pada suhu 60 °C

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

B

(22)

9

Berdasarkan hukum laju reaksi yang menyatakan adanya korelasi antara laju reaksi terhadap konstanta laju reaksi, maka laju oksidasi yang menyebabkan peningkatan bilangan peroksida dari yang paling cepat hingga yang paling lambat secara berturut-turut adalah minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99, 4,00, dan 1,99 meq O2/kg minyak. Ordo reaksi diperlukan untuk memilih

kurva penentuan konstanta laju reaksi (k) yang diperoleh dengan cara menghitung linieritas (R2_{) yang paling tinggi pada kurva hubungan antara waktu dengan}

konsentrasi. Berdasarkan perhitungan ordo reaksi untuk ketiga jenis minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM pada tiap suhu penyimpanan, diketahui bahwa nilai liniearitas (R2) tertinggi dimiliki oleh ordo nol, sehingga perubahan bilangan peroksida selama oksidasi mengikuti reaksi ordo nol, dimana laju tidak Gambar 4 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah

dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

PVi 1.99 meq/kg PVi 4.00 meq/kg PVi 9.99 meq/kg

Gambar 3 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

(23)

10

bergantung pada konsentrasi reaktan. Perhitungan ordo reaksi perubahan bilangan peroksida tiga jenis minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida awal yang berbeda pada tiga suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3 Perhitungan ordo reaksi perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) dengan

fortifikasi MSM pada suhu 60, 75, dan 90 °C Bilangan

Kemiringan 0,0419 0,0025 -0,0004 Intersep 1,9897 0,6880 0,5026 4,00

R2 _0,9801 _0,8740 _0,4035

R2 0,9852 0,9772 0,8577

75

R2 0,9109 0,9236 0,5541

R2 0,9947 0,7317 -0,0382

R2 0,9775 0,9764 0,8517

90

R2 _0,9890 _0,5926 _-0,2057

R2 0,9895 0,7475 0,0476

R2 0,9977 0,8504 0,3859

(24)

11 (1999) menyatakan bahwa pada suhu yang lebih tinggi, pengaruh konsentrasi oksigen terhadap laju oksidasi akan mengalami peningkatan. Gambar 5, 6, dan 7 menunjukan pengaruh suhu penyimpanan terhadap laju oksidasi minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM dengan bilangan peroksida awal yang berbeda, yaitu 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak.

Gambar 5 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM PVi 1,99 meq O2 aktif/kg minyak pada

(25)

12

Gambar 7 Model perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM PVi 9,99 meq O2 aktif/kg minyak pada suhu

60, 75, dan 90 °C ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda, yaitu sebesar 0,04-0,05/jam. Kenaikan suhu penyimpanan menjadi 75 dan 90 °C menyebabkan peningkatan konstanta laju reaksi. Pada penyimpanan suhu 75 °C, minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengalami peningkatan konstanta laju reaksi sebesar tiga kali lipat, yaitu 0,11/jam, sedangkan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 4,00 dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengalami peningkatan konstanta laju reaksi sebesar lima dan enam kali lipat, yaitu 0,21/jam dan 0,28/jam. Peningkatan konstanta laju reaksi semakin ekstrim pada suhu penyimpanan 90 °C, dimana minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengalami peningkatan konstanta laju reaksi sebesar lima kali lipat menjadi 0,25/jam, sedangkan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 4,00 dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengalami peningkatan konstanta laju reaksi sebesar sembilan kali lipat menjadi 0,41/jam dan 0,48/jam.

Nilai k cenderung tinggi pada suhu yang lebih tinggi. Hal ini menandakan bahwa kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu (Takahashi et al. 2000). Suhu, paparan oksigen, serta lamanya waktu penyimpanan juga menyebabkan peningkatan bilangan peroksida pada campuran minyak kedelai dan minyak sawit hingga mencapai 70 meq O2 aktif/kg minyak

setelah disimpan selama 8 minggu (Siddique et al. 2010). Penelitian yang dilakukan oleh Crapiste et al. (1999) pada minyak biji bunga matahari yang disimpan pada suhu 30, 47, dan 67 °C juga mengalami peningkatan bilangan peroksida hingga mencapai 265 meq O2 aktif/kg minyak setelah disimpan selama

(26)

13 Ketergantungan sebagian besar reaksi kimia dalam sistem pangan terhadap suhu dapat ditinjau menggunakan persamaan Arrhenius. Persamaan Arrhenius juga dapat digunakan untuk mengetahui hubungan antara suhu (T), konstanta laju reaksi (k), dan energi aktivasi (Ea). Nilai konstanta laju reaksi (k) yang diperoleh setelah penentuan ordo reaksi (Tabel 3), diubah menjadi bilangan logaritma natural dan diplotkan dengan 1/suhu (dalam Kelvin), sehingga didapatkan kurva antara ln konstanta laju reaksi dengan 1/suhu (Gambar 8).

Energi aktivasi (Ea) merupakan jumlah energi minimum yang dibutuhkan agar suatu reaksi kimia dapat berlangsung. Nilai Ea dapat diketahui setelah nilai kemiringan kurva diperoleh. Tabel 4 menunjukkan nilai energi aktivasi perubahan bilangan peroksida ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM.

Tabel 4 Energi aktivasi perubahan bilangan peroksida minyak goreng sawit curah dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak memiliki

energi aktivasi sebesar 60,53, 67,88, dan 74,00 kJ/mol. Energi aktivasi yang lebih Gambar 8 Perubahan konstanta laju reaksi perubahan bilangan peroksida

minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99,

0,0027 0,0028 0,0028 0,0029 0,0029 0,0030 0,0030 0,0031

ln

(27)

14

tinggi merupakan indikasi bahwa hanya dibutuhkan perubahan suhu yang lebih kecil untuk menstimulasi perubahan tertentu dalam suatu reaksi kimia (Tan et al. 2001), sehingga minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2

aktif/kg minyak akan lebih sensitif mengalami peningkatan bilangan peroksida apabila terjadi peningkatan suhu penyimpanan dibandingkan dua jenis minyak lainnya.

Persamaan Arrhenius juga dapat digunakan untuk menentukan umur simpan suatu produk pangan. Oksidasi lipid yang menyebabkan peningkatan bilangan peroksida pada ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda mengikuti reaksi ordo nol, sehingga penentuan umur simpan dilakukan dengan persamaan penurunan mutu ordo nol sebagai berikut:

ts=Qo-Qs_k ts : lama penyimpanan (jam)

Qo : nilai mutu awal

Qs : nilai mutu akhir yang dapat diterima k : konstanta laju reaksi

(Kilcast et al. 2000).

Batas akhir bilangan peroksida yang digunakan adalah 10 meq O2 aktif/kg

minyak (SNI 7709-2012), sedangkan batas awal yang digunakan adalah nilai bilangan peroksida awal minyak goreng sawit curah yang telah difortifikasi dengan MSM. Tabel 5 menunjukkan umur simpan ketiga jenis minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM.

Tabel 5 Umur simpan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

pada suhu 30 °C kondisi penyimpanan gelap Qo (meq O2

/kg minyak) Intersep Kemiringan k

Umur Simpan

Berdasarkan Tabel 5, minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal

1,99 dan 4,00 meq O2 aktif/kg minyak memiliki umur simpan yang hampir

sama yaitu masing-masing sekitar 2,3 dan 1,6 bulan, sedangkan minyak

goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2 aktif/kg minyak hanya

memiliki umur simpan selama 2,2 jam. Hal ini disebabkan batas mutu awal yang digunakan nilainya hampir mendekati batas mutu akhir dimana produk

masih dapat diterima. Minyak goreng sawit dengan bilangan peroksida tertinggi,

yaitu 7,99 meq O2 aktif/kg minyak tidak ideal untuk difortifikasi dengan MSM

(28)

15 aktif/kg minyak masih dapat dijadikan batas yang cukup ideal bagi minyak untuk difortifikasi dengan MSM karena minyak goreng sawit yang telah difortifikasi masih memiliki umur simpan yang memenuhi jangka waktu umum distribusi minyak goreng sawit curah dari industri hingga ke rumah tangga, yaitu 1 bulan (Prianto 2010) jika disimpan dalam kondisi gelap pada suhu 30 °C walaupun dengan kualitas MSM yang tidak memenuhi persyaratan.

3.3 Model Kinetika Pembentukan Asam Lemak Bebas Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi

Asam lemak bebas merupakan hasil pemutusan ikatan ester antara asam lemak dan gliserol (Wrolstad et al. 2005 diacu di dalam Ayustaningwarno 2010). Menurut Dauqan et al. (2011), minyak sawit dan minyak sawit merah mengandung asam palmitat (16:0) (42,46% dan 36,77%) dan asam oleat (18:0) (44,62% dan 49,48%) sebagai asam lemak dominan. Asam-asam lemak tidak jenuh khususnya asam oleat teroksidasi melalui mekanisme reaksi berantai autokatalitik radikal bebas, yang terdiri dari tahap inisiasi, propagasi, dan terminasi (Ayustaningwarno 2010). Kandungan asam oleat yang tinggi di dalam minyak sawit dan minyak sawit merah menyebabkan kedua jenis minyak ini rentan terhadap oksidasi walaupun kecepatan oksidasinya lebih kecil jika dibandingkan dengan asam linoleat. Pengetahuan mengenai kinetika peningkatan kadar asam lemak bebas dapat digunakan untuk memprediksi karakter oksidasi, sehingga kondisi proses maupun penyimpanan yang tepat dapat ditentukan.

Ketiga jenis minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda, yaitu 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak,

terus mengalami peningkatan kadar asam lemak bebas seiring dengan lamanya waktu penyimpanan (Lampiran 4, 5, dan 6). Perbedaan bilangan peroksida awal terhadap model peningkatan kadar asam lemak bebas yang berbeda untuk setiap suhu penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 9, 10, dan 11.

Gambar 9 Model pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

(29)

16

45,10x10-5/jam, sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2/kg minyak memiliki konstanta laju reaksi sebesar 6,89x10-5/jam,

40,02x10-5/jam, dan 57,47x10-5/jam. Reaksi oksidasi yang menyebabkan Gambar 10 Model pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah

dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

PVi 1.99 meq/kg PVi 4.00 meg/kg PVi 9.99 meq/kg

Gambar 11 Model pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

(30)

17 peningkatan kadar asam lemak bebas minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2 aktif/kg minyak memiliki nilai k paling besar jika dibandingkan

dengan kedua jenis minyak lainnya baik pada suhu 60, 75, maupun 90 °C mengakibatkan minyak dengan bilangan peroksida awal tertinggi ini memiliki laju pembentukan asam lemak bebas yang paling besar jika dibandingkan dengan dua jenis minyak lainnya.

Ordo reaksi diperlukan untuk memilih kurva penentuan konstanta laju reaksi (k) yang diperoleh dengan cara menghitung linieritas (R2_{) yang paling tinggi pada}

kurva hubungan antara waktu dengan konsentrasi. Perhitungan ordo reaksi pembentukan asam lemak bebas dari tiga jenis minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida awal yang berbeda pada tiga suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6 Perhitungan ordo reaksi pembentukan asam lemak bebas minyak goreng curah (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) dengan

fortifikasi MSM pada suhu 60, 75, dan 90 °C Bilangan

Kemiringan 4,30x10-5 3,60x10-4 -3,10x10-3 Intersep 0,0918 -2,3881 10,8932 4,00

R2 0,9294 0,9068 0,8807

R2 _0,9363 _0,9197 _0,9008

75

R2 0,9457 0,9417 0,9368

Kemiringan 1,16x10-4 _1,10x10-3_-9,84x10-3

Intersep 0,0918 -2,3881 10,8932 4,00

R2 0,9792 0,9642 0,9442

R2 0,9890 0,9775 0,9611

90

R2 0,7276 0,5760 0,4042

R2 _0,9755 _0,9610 _0,9391

R2 0,9953 0,9864 0,9695

(31)

18

Berdasarkan perhitungan ordo reaksi untuk ketiga jenis minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM pada tiap suhu penyimpanan, diketahui bahwa nilai liniearitas (R2) tertinggi terdapat pada ordo nol, sehingga perubahan bilangan peroksida selama oksidasi mengikuti reaksi ordo nol, dimana laju tidak bergantung pada konsentrasi reaktan. Model kinetika pembentukan asam lemak bebas yang mengikuti ordo reaksi nol juga ditemukan pada NDRPO (Neutralized Deodorized Red Palm Oil) (Ayustaningwarno 2010).

Peningkatan suhu oksidasi selama penyimpanan menyebabkan peningkatan laju reaksi pembentukan asam lemak bebas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12, 13, dan 14.

Gambar 12 Model pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM PVi 1,99 meq O2 aktif/kg minyak pada suhu

60, 75, dan 90 °C dengan fortifikasi MSM PVi 4,00 meq O2 aktif/kg minyak pada suhu

(32)

19

Asam lemak bebas dibentuk melalui aktivitas hidrolitik dari enzim lipase serta oksidasi triasilgliserol dalam minyak, dengan keberadaan air dan oksigen selama waktu penyimpanan tertentu (Bensmira et al. 2007). Model pembentukan asam lemak bebas pada ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda yaitu 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak menunjukkan bahwa kadar asam lemak bebas meningkat semakin cepat apabila suhu oksidasi ditingkatkan. Terdapat penelitian lain juga menemukan hubungan antara peningkatan persentasi asam lemak bebas terhadap peningkatan suhu oksidasi selama waktu penyimpanan tertentu. Tadakittisarn et al. (2011) menemukan bahwa kadar asam lemak bebas pada minyak Jatropha curcas lebih tinggi pada suhu penyimpanan 50 °C jika dibandingkan dengan suhu penyimpanan 37 °C. Laju reaksi pembentukan asam lemak bebas pada minyak sawit merah juga mengalami peningkatan sebanyak tiga kali lipat dari suhu penyimpanan 60 °C ke suhu penyimpanan 90 °C (Ayustaningwarno 2010).

Nilai konstanta laju reaksi oksidasi lipid yang menyebabkan pembentukan asam lemak bebas terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu penyimpanan. Pada suhu 60 °C, ketiga jenis minyak memiliki konstanta laju reaksi sebesar 0,00004-0.00009/jam. Pada penyimpanan suhu 75 °C, minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengalami peningkatan konstanta laju reaksi sebesar tiga kali lipat, menjadi 0,00012/jam, sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal sebesar 4,00 dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak mengalami peningkatan konstanta laju

reaksi sebesar tiga dan empat setengah kali lipat, yaitu menjadi 0,00021/jam dan 0,00040/jam. Peningkatan konstanta laju reaksi semakin ekstrim pada suhu penyimpanan 90 °C, dimana minyak goreng sawit dengan bilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak mengalami peningkatan konstanta laju

reaksi sebesar sebelas kali lipat menjadi 0,00044/jam, sedangkan minyak goreng Gambar 14 Model pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah

(33)

20

sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 4,00 dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak mengalami peningkatan konstanta laju reaksi

sebesar enam kali lipat menjadi 0,00045/jam dan 0,00056/jam.

Konstanta laju reaksi pembentukan asam lemak bebas yang diperoleh setelah penentuan ordo reaksi (Tabel 5) kemudian diubah menjadi bilangan logaritma natural dan diplotkan dengan 1/suhu (dalam Kelvin), sehingga didapatkan kurva antara ln konstanta laju reaksi dengan 1/suhu (Gambar 15). Hal ini dilakukan untuk mendapatkan suatu persamaan Arrhenius sehingga hubungan antara suhu (T), konstanta laju reaksi (k), dan energi aktivasi (Ea) dapat diketahui.

Energi aktivasi (Ea) merupakan jumlah energi minimum yang dibutuhkan agar suatu reaksi kimia dapat berlangsung. Nilai Ea dapat diketahui setelah nilai kemiringan kurva diperoleh. Tabel 7 menunjukkan nilai energi aktivasi pembentukan asam lemak bebas ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM.

Tabel 7 Energi aktivasi pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

Gambar 15 Perubahan konstanta laju reaksi pembentukan asam lemak bebas minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99,

0,0027 0,0028 0,0028 0,0029 0,0029 0,0030 0,0030 0,0031

ln K

(34)

21 Berdasarkan Tabel 7, minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak memiliki

energi aktivasi pembentukan asam lemak bebas sebesar 77,46, 63,06, dan 61,41 kJ/mol. Nilai energi aktivasi yang tinggi pada minyak berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak menyebabkan sensitivitasnya terhadap

peningkatan suhu menjadi semakin besar sehingga akan lebih rentan mengalami degradasi oksidatif yang menyebabkan pembentukan asam lemak bebas apabila terjadi peningkatan suhu selama penyimpanan dibandingkan dua jenis minyak lainnya.

Persamaan Arrhenius yang diperoleh kemudian digunakan untuk menentukan umur simpan ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda tersebut. Oksidasi lipid yang menyebabkan peningkatan kadar asam lemak bebas pada ketiga jenis minyak ini mengikuti reaksi ordo nol, sehingga penentuan umur simpan dilakukan dengan persamaan penurunan mutu ordo nol sebagai berikut:

ts=Qo-Qs_k ts : lama penyimpanan (jam)

Batas akhir kadar asam lemak bebas yang digunakan adalah 0,3% (SNI 7709-2012), sedangkan batas awal yang digunakan adalah nilai kadar asam lemak bebas awal minyak goreng sawit curah yang telah difortifikasi dengan MSM. Tabel 8 menunjukkan umur simpan ketiga jenis minyak goreng sawit curah yang telah difortifikasi dengan MSM.

Tabel 8 Umur simpan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

pada suhu 30 °C kondisi penyimpanan gelap

Qo (%) Intersep Kemiringan k Umur Simpan berbilangan peroksida awal 1,99 meq O2 aktif/kg minyak memiliki umur simpan

yang paling lama yaitu 116 bulan, minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 4,00 meq O2 aktif/kg minyak memiliki umur simpan selama 11 bulan,

sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2 aktif/kg

minyak memiliki umur simpan selama 5,8 bulan. Minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99 meq O2 aktif/kg minyak

(35)

22

minyak lainnya. Hal ini disebabkan batas mutu awal yang digunakan nilainya masih sangat kecil dari batas mutu akhir dimana produk masih dapat diterima.

3.4 Model Kinetika Degradasi β-Karoten Minyak Goreng Sawit Curah dengan Fortifikasi MSM selama Oksidasi

Fortifikasi MSM ke dalam tiga jenis minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida awal yang berbeda pada penelitian ini bertujuan untuk mensubstitusi penggunaan vitamin A sintetik sebanyak 45 IU sebagai fortifikan minyak goreng sawit agar memenuhi persyaratan SNI 7702-2012. Senyawa β -karoten yang terkandung di dalam MSM dapat berperan sebagai sumber pro vitamin A alami. Menurut Solomons dan Orozco (2003), 0,6 µg dari semua trans β-karoten ekuivalen dengan 1 IU vitamin A. Seratus persen aktivitas provitamin A dimiliki oleh senyawa β-karoten dalam bentuk isomer trans. Keberadaan oksigen, panas, cahaya, enzim, serta kooksidasi dengan hidroperoksida lipid akan mempercepat kerusakan β-karoten. Oksidasi kimiawi dari β-karoten menghasilkan 5,6-epoksida yang kemudian berubah menjadi isomernya, yaitu 5,8-epoksida yang merupakan mutakrom. Pemecahan lebih lanjut dari produk-produk oksidasi tersebut tidak mempunyai aktivitas vitamin A lagi (Andarwulan dan Koswara 1992 diacu di dalam Aystaningwarno 2010). Pencegahan terhadap oksidasi selama pengolahan dan penyimpanan dalam jangka lama penting untuk dilakukan jika menggunakan β-karoten dalam sistem pangan. Kinetika oksidasi β-karoten dapat digunakan untuk memprediksi karakter oksidasi sehingga kondisi operasi yang sesuai dapat ditentukan (Takahashi et al. 2001).

Adanya perbedaan kadar peroksida awal pada tiga jenis minyak goreng curah dengan fortifikasi MSM yang digunakan dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh peroksida sebagai produk primer dari oksidasi lipid terhadap laju degradasi β-karoten seperti yang terdapat pada Gambar 16, 17, dan 18.

Gambar 16 Model degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

ln

(36)

23

Kadar β-karoten untuk ketiga jenis minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM terus mengalami penurunan seiring dengan lamanya waktu penyimpanan (Lampiran 7, 8, dan 9). Penyimpanan pada suhu 60, 75, dan 90 °C menunjukkan bahwa minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 1,99 meq O2 aktif/kg

minyak memiliki konstanta laju reaksi sebesar 3,90x10-4/jam, 1,78x10-3/jam, dan 3,62x10-3/jam, minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 4,00 meq O2

aktif/kg minyak memiliki konstanta laju reaksi sebesar 6,33x10-4_{/jam, 2,79x10} -3_{/jam, dan 6,00x10}-3_{/jam, sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida}

awal 9,99 meq O2 aktif/kg minyak memiliki konstanta laju reaksi sebesar 1,80x10 -3_{/jam, 6,20x10}-3_{/jam, dan 7,94x10}-3_/jam.

Gambar 18 Model degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, 9,99 meq O2 aktif/kg minyak)

(37)

24

Berdasarkan hukum laju reaksi yang menyatakan bahwa nilai konstanta laju reaksi (k) akan semakin besar apabila reaksi berlangsung cepat walaupun dengan konsentrasi reaktan dalam jumlah kecil, maka laju oksidasi yang menyebabkan degradasi β-karoten dari yang paling cepat hingga yang paling lambat secara berturut-turut adalah minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 9,99, 4,00, dan 1,99 meq O2 aktif/kg minyak. Bilangan peroksida

menunjukkan jumlah peroksida yaitu senyawa radikal yang terbentuk dari proses oksidasi lipid. Senyawa β-karoten yang memiliki banyak ikatan rangkap sangat mudah diserang oleh radikal lipid dan kemudian membentuk radikal karotenoid-peroksil. Radikal karotenoid-peroksil ini akan berperan terhadap degradasi dan pemecahan baik senyawa lipid maupun β-karoten (Sampaio et al. 2013). Hal inilah yang menyebabkan tingginya laju degradasi β-karoten pada minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang besar. Tabel 9 Perhitungan ordo reaksi degradasi β-Karoten minyak goreng curah (PVi

1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) dengan fortifikasi MSM

Kemiringan -2,99x10-4 _-3,90x10-4 _5,25x10-4

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

4,00

R2 0,9082 0,9281 0,9216

Kemiringan 5,17x10-4 -6,33x10-4 7,92x10-4

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

9,99

R2 _0,9768 _0,9789 _0,9493

Kemiringan -1,28x10-3 -1,80x10-3 2,78x10-3

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

1,99

75

R2 0,8901 0,9013 0,8815

Kemiringan -1,35x10-3 -1,78x10-3 2,44x10-3

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

4,00

R2 0,9464 0,9747 0,9579

Kemiringan -1,97x10-3 -2,79x10-3 4,17x10-3

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

9,99

R2 0,9130 0,9832 0,9740

Kemiringan -4,24x10-3 _-6,20x10-3 _9,68x10-3

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

1,99

90

R2 _0,9145 _0,9245 _0,8766

Kemiringan -2,81x10-3 -3,62x10-3 5,46x10-2

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

4,00

R2 _0,8269 _0,8718 _0,8624

Kemiringan -4,09x10-3 -6,00x10-3 9,45x10-3

Intersep 1,0000 0,0000 1,0000

9,99

R2 0,8414 0,9161 0,8587

Kemiringan -5,07 x10-3 -7,94x10-3 1,39x10-2

(38)

25 Laju degradasi β-karoten pada ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM dengan bilang peroksida awal yang berbeda mengikuti reaksi ordo 1 sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Takahashi et al. (2001) dalam menentukan model kooksidasi β-karoten dengan asam oleat, Ayustaningwarno (2010) dalam menentukan kinetika degradasi β-karoten pada minyak sawit merah, serta Anguelova dan Warthesen (2000) dalam menetukan degradasi β-karoten selama peroksidasi lipid. Ordo reaksi diperoleh dengan cara menghitung linieritas (R2_{) yang paling tinggi pada kurva hubungan antara waktu}

dengan konsentrasi. Perhitungan ordo reaksi degradasi β-karoten tiga jenis minyak goreng sawit curah dengan bilangan peroksida awal yang berbeda pada tiga suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 9.

Laju degradasi β-karoten cenderung lebih tinggi pada minyak dengan bilangan peroksida awal yang tinggi (Gambar 16, 17, dan 18). Pengaruh perbedaan bilangan peroksida awal terhadap laju degradasi β-karoten dapat dilihat pada Gambar 19. Konstanta laju degradasi β-karoten diubah menjadi bilangan logaritma dan dihubungkan dengan bilangan peroksida awal minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM, sehingga kurva hubungan antara log k dan bilangan peroksida awal ini dapat digunakan untuk mengetahui seberapa besar perubahan bilangan peroksida yang dibutuhkan untuk meningkatkan atau menurunkan laju degradasi β-karoten sebesar satu siklus logaritma.

Berdasarkan Gambar 19, diketahui bahwa dibutuhkan perubahan bilangan peroksida sebesar 12,24, 15,29, dan 26,67 meq O2 aktif/kg minyak masing-masing

pada suhu penyimpanan 60, 75, dan 90 °C untuk meningkatkan atau menurunkan laju degradasi β-karoten sebesar satu siklus logaritma. Suhu penyimpanan 60 °C menyebabkan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM akan lebih sensitif terhadap perubahan bilangan peroksida yang menyebabkan peningkatan Gambar 19 Perubahan konstanta laju reaksi degradasi β-karoten minyak

goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60, 75, dan 90 °C

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00

log

Bilangan Peroksida (meq O₂aktif/kg minyak)

(39)

26

atau penurunan laju degradasi β-karoten jikan dibandingkan dengan suhu penyimpanan 75 dan 90 °C.

Peningkatan suhu menyebabkan laju degradasi β-karoten semakin cepat (Gambar 20, 21, dan 22). Nilai konstanta laju degradasi β-karoten terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu penyimpanan. Penyimpanan pada suhu 60 °C menunjukkan bahwa minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak memiliki konstanta laju reaksi degradasi β-karoten masing-masing sebesar 3,90x10-4/jam, 6,33 x10-4/jam, dan 1,80x10-3/jam. Pada

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

(40)

27

Peningkatan konstanta laju reaksi semakin ekstrim pada suhu penyimpanan 90 °C, dimana minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 dan 4,00 meq O2 aktif/kg minyak mengalami

peningkatan konstanta laju reaksi menjadi 3,62x10-3/jam dan 6,00x10-3/jam, sedangkan minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal sebesar 9,99 meq O2

aktif/kg minyak mengalami peningkatan konstanta laju reaksi menjadi 7,94x10-3/jam. Konstanta laju degradasi β-karoten yang diperoleh setelah penentuan ordo reaksi (Tabel 9) kemudian diubah menjadi bilangan logaritma natural dan diplotkan dengan 1/suhu (dalam Kelvin), sehingga didapatkan kurva antara ln konstanta laju reaksi dengan 1/suhu (Gambar 23). Hal ini dilakukan untuk mendapatkan suatu persamaan Arrhenius sehingga hubungan antara suhu (T), konstanta laju reaksi (k), dan energi aktivasi (Ea) dapat diketahui.

Gambar 23 Perubahan konstanta laju reaksi degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM (PVi 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak) pada suhu 60, 75, dan 90 °C

0,0027 0,0028 0,0028 0,0029 0,0029 0,0030 0,0030 0,0031

ln

(41)

28

Berdasarkan Gambar 23, minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

memiliki nilai energi aktivasi masing-masing sebesar 75,05, 75,61, dan 49,52 kJ/mol. Nilai energi aktivasi degradasi β-karoten ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM dapat dilihat pada Tabel 10. Tingginya energi aktivasi minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 4,00 meq O2 aktif/kg minyak menyebabkan sensitivitasnya

terhadap peningkatan suhu menjadi semakin besar sehingga akan lebih rentan mengalami degradasi β-karoten apabila terjadi peningkatan suhu selama penyimpanan jika dibandingkan dengan kedua jenis minyak lainnya. Minyak sawit merah memiliki nilai Ea untuk degradasi β-karoten sebesar 55,60 kJ/mol (Ayustaningwarno 2010). Nilai Ea ini lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai Ea untuk degradasi β-karoten pada ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM, sehingga ketiga jenis minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM tersebut lebih sensitif terhadap peningkatan suhu selama penyimpanan. Berdasarkan hal tersebut, laju degradasi β-karoten dapat dipertahankan tetap rendah apabila minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM dikemas dan disimpan dalam kondisi gelap pada suhu penyimpanan yang rendah.

Tabel 10 Energi aktivasi degradasi β-karoten minyak goreng sawit curah dengan fotifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak terkandung dalam minyak goreng sawit adalah sebesar 45 IU atau setara dengan kadar β-karoten 27 ppm. Tiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda memiliki umur simpan yang lebih pendek apabila bilangan peroksida dijadikan sebagai parameter mutu, namun apabila menggunakan kadar asam lemak bebas sebagai parameter mutu, umur simpannya menjadi lebih panjang. Pada suhu penyimpanan 30 °C dengan bilangan peroksida sebagai parameter mutu, minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99 dan 4,00 meq O2 aktif/kg

minyak masing-masing memiliki umur simpan selama 2,3 dan 1,6 bulan (Tabel 5), sedangkan minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2 aktif/kg minyak hanya memiliki umur simpan selama

2,2 jam disebabkan batas mutu akhir bilangan peroksida yang dapat diterima sesuai dengan persyaratan SNI 7709-2012 adalah 10 meq O2 aktif/kg minyak.

(42)

29 peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak. Umur simpan yang

lebih panjang ini disebabkan batas mutu akhir kadar asam lemak bebas yang dapat diterima sesuai dengan persyaratan SNI 7709-2012 masih cukup tinggi, yaitu 0,3%, sementara asam lemak bebas yang terkandung dalam ketiga jenis minyak tidak mengalami peningkatan yang ekstrim seperti bilangan peroksida selama penyimpanan pada setiap suhu oksidasi.

Penggunaan bilangan peroksida sebagai parameter mutu akan lebih baik digunakan jika dibandingkan dengan kadar asam lemak bebas walaupun memberikan umur simpan yang relatif pendek karena selama masa simpan tersebut, kadar asam lemak pada minyak goreng sawit curah terfortifikasi MSM masih relatif rendah. Senyawa β-karoten yang harus terkandung dalam minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak pada awal penyimpanan sehingga dalam

kurun waktu penyimpanan yang menggunakan bilangan peroksida sebagai parameter mutu, yaitu 2,3 bulan, 1,6 bulan, dan 2,2 jam masih mengandung kadar β-karoten yang setara dengan vitamin A 45 IU atau 27 ppm β-karoten dapat dilihat pada Tabel 11. Oksidasi lipid yang menyebabkan degradasi β-karoten pada ketiga jenis minyak ini mengikuti reaksi ordo satu, sehingga penentuan umur simpan dilakukan dengan persamaan penurunan mutu ordo satu sebagai berikut:

ts=ln(Qo/Qs)_k ts : lama penyimpanan (jam)

Tabel 11 Kadar β-karoten yang harus terkandung pada minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM di awal penyimpanan suhu 30 °C kondisi gelap

PVi: bilangan peroksida awal (meq O2 aktif/kg minyak); k: konstanta laju reaksi; ts: lama

penyimpanan (jam); Qo: nilai mutu awal; Qs: nilai mutu akhir yang dapat diterima

Senyawa β-karoten yang harus terkandung pada ketiga jenis minyak di awal penyimpanan pada suhu 30 °C kondisi gelap relatif rendah, yaitu 28,38, 28,47, dan 27,02 ppm masing-masing untuk minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal sebesar 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

(43)

30

namun setelah beberapa waktu, laju degradasinya berkurang (Cavalieri dan Reyes De Corcuera 2000).

Fortifikasi MSM ke dalam minyak goreng sawit curah kemungkinan besar dapat diaplikasikan untuk mensubstitusi penggunaan vitamin A sintetik di Indonesia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak goreng sawit curah yang difortifikasi dengan MSM akan cukup stabil selama penyimpanan dan memiliki umur simpan yang lebih panjang dibandingkan dengan jangka waktu distribusi minyak goreng sawit curah dari industri pengolahan minyak sawit hingga ke rumah tangga apabila disimpan dalam kemasan gelap dan suhu yang relatif rendah selama proses distribusinya. Efektivitas program fortifikasi MSM ke dalam minyak goreng sawit curah dapat tercapai apabila: 1) kualitas minyak goreng sawit yang akan difortifikasi dengan MSM terutama profil kadar peroksida yang relatif rendah, yaitu kisaran 0-4 meq O2 aktif/kg minyak, 2) kualitas MSM sebagai

fortifikan yang memenuhi persyaratan, 3) pengemasan yang mampu melindungi minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM dari cahaya, serta 4) kondisi penyimpanan pada suhu yang relatif rendah.

4. SIMPULAN DAN SARAN

4.1 Simpulan

Model perubahan bilangan peroksida pada minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2

aktif/kg minyak mengikuti reaksi ordo nol dengan energi aktivasi masing-masing sebesar 60,53, 67,88, dan 74,00 kJ/mol. Energi aktivasi yang lebih tinggi merupakan indikasi bahwa hanya dibutuhkan perubahan suhu yang lebih kecil untuk menstimulasi perubahan tertentu dalam suatu reaksi kimia (Tan et al. 2001), sehingga minyak goreng sawit berbilangan peroksida awal 9,99 meq O2 aktif/kg

minyak akan lebih sensitif mengalami perubahan bilangan peroksida apabila terjadi peningkatan suhu penyimpanan dibandingkan dua jenis minyak lainnya. Kadar asam lemak minyak goreng sawit dengan fortifikasi MSM terus mengalami peningkatan selama penyimpanan pada semua suhu oksidasi. Model pembentukan asam lemak pada minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg minyak

mengikuti reaksi ordo nol dengan energi aktivasi masing-masing sebesar 77,46, 63,06, dan 61,41 kJ/mol. Nilai energi aktivasi yang tinggi pada minyak berbilangan peroksida awal sebesar 1,99 meq O2 aktif/kg minyak menyebabkan

sensitivitasnya terhadap peningkatan suhu menjadi semakin besar sehingga akan lebih rentan mengalami peningkatan asam lemak bebas apabila terjadi peningkatan suhu selama penyimpanan dibandingkan dua jenis minyak lainnya.

Laju degradasi β-karoten pada ketiga jenis minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal yang berbeda mengikuti reaksi ordo 1. Minyak goreng sawit curah dengan fortifikasi MSM berbilangan peroksida awal 1,99, 4,00, dan 9,99 meq O2 aktif/kg memiliki energi aktivasi