INTERESTERIFIKASI STEARIN SAWIT DENGAN MINYAK KEMIRI
MENJADI PENGGANTI LEMAK MARGARIN
Pina Barus
Staf Pengajar Departemen Kimia FMIPA - USU
Abstract
Fractination of RBDPO (Rafined Bleazed Deodorized Palm Oil) is produced RBDPOlein (Rafined Bleased Deodorized Palm Olein) in the liquid form and RBDPStearin (Rafined Bleazed deodorized Palm Stearin) in the solid form in proportion 60 : 40% w/w depend on used palm oil. RBDPOlein in liquid form, can be procees to edible oil, while RBDPStearin in the solid form can be used as raw material for oleochemical (non edible oil). In order to use RBDPStearin as edible oil, the melting ponit and its rangh RBDPStearin with the order nabati oil such as candlenut oil to be come margarine with is containce low calori fat and not to increase LDL (Low Density Lipoprotein) and also contain omega-3 and omega-6, essential fatty acid. In this research, it has been carried out the interesterification reaction between RBDPStearin with condenut oil with proportion respectiviely: (80 : 20); (70 : 30); (60 : 40); (50 : 50) in % w/w, using NaOCH3 as catalist. By observation on composition fatty acid, melting point and SFC (Solid Fat Content), therefore proportion RBDPStearin with candle nut oil to make margarin fat are 70 : 30% w/w and (80 : 20)% w/w.
Keywords: Stearin palm oil, candlenoot oil, interesterification, margarin fat
PENDAHULUAN
Rafined Bleazed Deoderized Palm Stearin (RBDPS) merupakan hasil fraksinasi kristalisasi dari minyak kelapa sawit (CPO) berbentuk padat, mengandung asam palmitat, stearat dan oleat. Dari setiap kg minyak kelapa sawit yang telah mengalami Rafinasi, Bleazing, Deodorizing (RBDPO) diperoleh sekitar 300–400 gr RBDPStearin (stearin sawit), bergantung kepada minyak kelapa sawit yang digunakan (Bailey, 1990). Pada tahun 2012 diperhitungkan Indonesia akan memproduksi sekitar 15 juta ton minyak kelapa sawit pertahun, atau setara dengan 4,5–6 juta ton Stearin sawit pertahun (PPKS, 2002). Stearin sawit ini digunakan sebagai bahan baku oleokimia yang pasarannya di Indonesia kurang jelas. Sampai pada saat ini juga disebutkan bahwa 60% minyak kelapa sawit Indonesia masih dieksport dalam bentuk crude palm oil (CPO) (Torreys, 1983). Untuk itu perlu diversifikasi produk kelapa sawit agar minyak kelapa sawit tidak dijual dalam bentuk CPO seperti sekarang ini. Agar stearin sawit yang berbentuk padat dapat digunakan sebagai edible oil maka perlu diturunkan titik leleh (TL) dan Solid Fat Content (SFC) nya. Dalam hal ini dapat dilakukan dengan mencampurkan stearin sawit tersebut dengan lemak nabati cair lainnya. Dalam rangka mengubah stearin sawit menjadi edible oil, telah dilakukan dengan reaksi interesterifikasi menggunakan katalis NaOCH3 dengan minyak
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Stearin sawit diperoleh dari PT. SOCI Medan, Minyak kemiri diperoleh secara macerasi dengan n-Hexan, Na2SO4 Anhydrous, Etanol,
Natrium Metoksida, KOH, Asam Sitrat 10%, KLT Silica Gel 60 g, Silica Gel untuk Kolom, semua berkualitas p.a. Merck, Gas Nitrogen UHP diperoleh dari PT. Aneka Gas.
Alat-Alat yang Digunakan
Beaker Glass, Erlenmeyer, Hot – Plate, Corong Pisah, Labu Leher Dua dari bahan pyrex glass, Termometer Fisher, Magnetic Stirrer, Neraca Analitik Sartorius, Pendingin Bola, Batang Pengaduk, Labu Takar dari Pyrex, Rotatory evaporator Heidolph, Botol Aquadest, Spatulla, Botol Aspirator, Pengaduk Magnet Fisher, Pipa Kapiler, Statip dan Klem, Glass Ukur, Pipet Tetes, Sampel Cup, Oven, Pulsa NMR Analyzer Bruker NMS. 120, Kromatografi Gas Shimadzu.
Peralatan yang digunakan untuk reaksi yang terbuat dari gelas dirancang untuk mentransfer pelarut dalam suasana gas nitrogen.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
- Memisahkan minyak kemiri dari daging kemiri, secara macerasi stearin sawit diperoleh dari PT. Soci Medan.
- Analisa komposisi asam lemak, titik leleh (TL), Solid Fat Content (SFC) dari masing-masing bahan seperti: minyak kemiri dan RBDPStearin sebelum dilakukan reaksi interesterifikasi. - Melakukan reaksi interesterifikasi antara
a. Stearin sawit dengan minyak kemiri dalam perbandingan massa (50 : 50); (60: 40); (70 : 30) dan (80 : 20)% b/b.
b. Tentukan komposisi asam lemak, titik leleh (TL); Solid Fat Content (SFC) dari masing-masing hasil reaksi interesterifikasi.
Hasil dari interesterifikasi ini dibandingkan dengan titik leleh (TL) dan kandungan lemak padat (SFC) sebagai pengganti lemak margarin yang telah diberlakukan.
Ekstraksi Minyak Kemiri
Daging buah kemiri dipisahkan dari cangkangnya, kemudian dikeringkan sampai kadar air kira-kira 15-20%. Daging selanjutnya ditumbuk halus dan dimacerasi dengan n-Hexana, tiap 500 g bubuk dimacerasi selama 24 jam dengan 3 x 1000 ml n-Hexana (Sewaktu-waktu dilakukan pengadukan).
Pisahkan ampas dengan pelarut dengan penyaringan, uapkan pelarut dengan rotatory evaporator.
Setelah pelarut habis diuapkan maka minyak dikeringkan dari air dengan menambahkan Na2SO4
anhydrous.
Penentuan Komposisi Asam Lemak dari Minyak Kemiri dan RBDPStearin
a. Minyak kemiri
Sebanyak 200 ml metanol dimasukkan ke dalam botol aspirator dan ditambahkan 1% KOH lalu diaduk dengan pengaduk mekanik hingga larut. Kemudian ditambahkan 63.8 ml minyak kemiri dan dilanjutkan pengadukan pada 3000 rpm selama 30 menit. Hasil pengadukan kemudian didiamkan dan diambil lapisan atasnya, selanjutnya dirotarievaporasi untuk menghilangkan kelebihan metanol. Residu yang diperoleh kemudian dilarutkan dalam n-heksan dan dicuci dengan aquadest sebanyak 3 kali. Lapisan atas kemudian dikeringkan dengan natrium sulfat anhidrous. Kemudian disaring dan filtratnya dirotarievaporasi sehingga diperoleh metil ester asam lemak minyak kemiri. Hasil kemudian analisa dengan kromatografi gas cair.
b. Dengan cara yang sama untuk stearin sawit.
Interesterifikasi antara Stearin Sawit dengan Minyak Kemiri
a. Stearin sawit dengan minyak kemiri dalam perbandingan massa: (50 : 50); (60 : 40); (70 : 30) dan (80 : 20)% b/b.
50 ml minyak kemiri dimasukkan dalam botol aspirator lalu ditambahkan dengan 50 ml RBDPStearin dan 0,3 gram katalis NaOCH3.
Campuran kemudian diaduk dengan pengaduk mekanik di 4000 rpm selama 2 jam pada suhu 60–70 0C. Hasil reaksi interesterifikasi kemudian dinetralkan dengan penambahan asam sitrat 10% lalu dimasukkan dalam corong pisah dan ditambahkan dietil eter yang selanjutnya dicuci dengan aquadest sebanyak 3 kali. Lapisan atas kemudian dikeringkan dengan penambahan natrium sulfat anhidrous. Disaring dan dirotarievaporasi sehingga diperoleh hasil reaksi interesterifikasi. Selanjutnya dianalisa titik lebur, kandungan lemat padatnya dan komposisi asam lemaknya.
Mekanisme Reaksi Interesterifikasi (Weiss, et.al., 1961)
O O
|| |
O – CO . CH2 RA O – C – CH – RA O – C = CH – RA
-
O – CO . CH2 RB + OCH3 O – CO . CH2 – RB + O – CO . CH2 – RB
O – CO . CH2 RC O – CO . CH2 – RC O – CO . CH2 – RC
O
|
O – C – CH – RA
O – CO . CH2 RB
O – CO . CH2 RC
Ion Enolat
O H
|| | O – CO . CH2 RD
O – C C – RA
+ O – CO . CH2 RE
O – C – CH2 – RB
O – CO . CH2 RF
O – CO . CH2 – RC
O O O .H || || ||
O – C – C – CH2 RB O – C – C – O
| |
RA RA O – CO . CH2 RE
O O – CO . CH2 RB O – CO . CH2 RF
O – CO . CH2 RC O – CO . CH2 RC
O O H || |
O – C – C – CH2 RB O – CO – CH2 RD O – CO CH2 - RA
|
RA O – CO . CH2 . RB + O – CO – CH2 RE
O – CO . CH2 RC O – CO . CH2 . RC O – CO – CH2 RF
O – CO – CH2 RB
O |
O – C – CH RA
O – CO – CH2 RC
-
-
-
-
-
-
-
-
Pertukaran Intermolekul ester-esterPenentuan Titik Leleh
Untuk menentukan titik leleh dari minyak kemiri, hasil macerasi dan hasil reaksi interesterifikasi dalam berbagai perbandingan dilakukan sebagai berikut: Bila dalam bentuk padat maka sebelumnya dipanaskan hingga mencair. Asam lemak cair tersebut dimasukkan kedalam pipa kapiler yang berdiameter 1 mm, kemudian dibekukan selama 24 jam dalam freezer. Ujung pipa kapiler diikatkan pada ujung termometer, lalu dimasukkan ke dalam beaker glass 500 ml yang berisi air sehingga termometer terendam sedalam 3 cm dan termometer tersebut dilengkapi dengan
pengaduk cairan dalam pipa kapiler jernih yang merupakan titik lebur lemak (Sudarmadji, 1996).
Penentuan Solid Fat Content (SFC)
Lemak/minyak terlebih dahulu dicairkan hingga homogen, kemudian ke dalam tabung pulsed NMR yang telah disediakan dimasukkan lemak/ minyak yang telah dicairkan tadi setinggi 4-5 cm dari dasar tabung. Tabung tersebut diletakkan pada suhu 70 0C selama sekitar 30 menit. Selanjutnya dipindahkan pada suhu 0 0C selama 90 menit untuk memperoleh padatan yang homogen dan stabil.
Tabel 1. Komposisi Asam Lemak Stearin Sawit dan Minyak Kelapa
Bahan Baku
No. Komposisi Asam Lemak (%)
Stearin Sawit Minyak Kemiri
1 Asam Lemak Jenuh
Jumlah Asam Lemak Jenuh 66,79 9,27
2 Asam Lemak Tidak Jenuh
Jumlah Asam Lemak Tidak Jenuh 2,01 0,10
3 Perbandingan asam lemak jenuh dengan tidak jenuh 1 1
Data Komposisi Asam Lemak Hasil Reaksi Interesterifikasi Antara RBDPStearin dengan Minyak Kemiri dalam Perbandingan Massa: (80 : 20); (70 : 30); (60 : 40) dan (50 : 50)% b/b.
Tabel 2. Komposisi Asam Lemak Hasil Reaksi Interesterifikasi
RBDPStearin + Minyak Kemiri
No. Komposisi Asam Lemak (%)
3 Perbandingan asam lemak jenuh dengan
tidak jenuh
Data Pengukuran Kandungan Lemak Padat (SFC)
Tabel 3. Komposisi Asam Lemak Padat dan Hasil Reaksi Interesterifikasi
Perbandingan RBDPStearin dengan Minyak Kelapa No. Suhu
Data Pengukuran Titik Leleh (TL)
Tabel 4. Titik Leleh dari Hasil Reaksi Interesterifikasi
No. Jenis Bahan Titik Lebur (0C)
Kemudian dipindahkan pada suhu yang diinginkan (20, 25, 30, 35, 40) 0C masing-masing selama 30 menit dan dibaca hasil yang diperoleh pada alat pulsed NMR Analyzer Bruker NMS 120. (Sinaga, S., 2003).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Komposisi asam lemak dari bahan baku: RBDPStearin dan minyak kemiri sebagai berikut:
Pembahasan
Minyak dan lemak yang berasal dari alam mempunyai keterbatasan dalam penggunaannya, hal ini disebabkan oleh karena komposisi asam-asam lemak pada minyak/lemak tersebut spesifik. Dalam rangka memperluas penggunaan minyak/lemak nabati ini perlu dimodifikasi untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan. Beberapa sifat yang perlu diamati antara lain: sifat pencairannya, stabilitas terhadap oksidasi, kandungan asam lemak terutama PUFA (Poly Unsaturated Falty Acid) sifat kristalisasi dan lemak rendah kalori dengan absorbsi spesifik (Silalahi J, 2000).
Dalam penelitian yang telah dilakukan yaitu mengubah stearin sawit yang non edible menjadi edible melalui reaksi interesterifikasi dengan minyak kemiri dalam perbandingan massa (80 : 20); (70 : 30); (60 : 40) dan (50 : 50)% b/b.
Dari data hasil penelitian diperoleh bahwa: Komposisi asam lemak hasil reaksi esterifikasi menunjukkan adanya pertukaran dari asam-asam lemak baik pada stearin sawit maupun minyak kelapa. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 1 dan Tabel 2 dimana palmitat, stearat dan oleat dari stearin sawit turun menjadi 52,03; 44,46; 37,51 dan 28,32% dan sebaliknya dari minyak kemiri. Demikian juga untuk asam oleat dan stearat. Hal yang sama sebanding dengan perbandingan asam lemak jenuh dan tak jenuh dari semua perbandingan yang digunakan.
Ditinjau dari asam lemak essensial yaitu asam linoleat 6) dan asam linolenat (omega-3) menurun dari perbandingan massa (50 : 50); (60 : 40); (70 : 30) dan (80 : 20) v/v b/b. Berdasarkan data komposisi asam-asam lemak ini ternyata reaksi interesterifikasi dapat merestrukturisasi komposisi asam-asam lemak pada trigliserida masing-masing minyak/lemak. Demikian juga untuk perubahan titik leleh (TL) (Tabel 4) dimana untuk stearin sawit TL awal 53,6 0C dan minyak kemiri - 20 0C. Setelah dilakukan reaksi interesterifikasi pada perbandingan massa yang dilakukan maka TL menjadi 40,50; 36,30; 33,5 dan 30,5 0C. Perubahan TL ini disebabkan oleh perubahan perbandingan jumlah lemak jenuh dan lemak tidak jenuh. Jadi sesuai dengan perubahan komposisi asam-asam lemak dari hasil reaksi interesterifikasi (Tabel 2).
Dengan demikian maka bila dibandingkan dengan komposisi asam lemak, titik leleh dan kandungan lemak padat dari: Margarin menurut SII – 1983 adalah sebagai berikut:
Tabel 5. SFC dan TL Berbagai Margarin
SFC
Dari data pengukuran TL dan SFC dari massa rasio yang digunakan maka untuk pembuatan lemak margarin Table (Premium) adalah di bawah (50 : 50)% b/b. Untuk lemak margarin Table (Reguler) (80 : 20)% b/b; Cake (60 : 40)% b/b; Paste Rool-In (60 : 40)% b/b dan Puff-paste (80 : 20)% b/b.
Data yang paling cocok untuk pembuatan pengganti lemak margarin ini belum ditemukan, tetapi yang diambil adalah yang paling mendekati.
Kesimpulan
1. Pembuatan pengganti lemak margarin dapat dilakukan melalui reaksi interesterifikasi antara stearin sawit dengan minyak kemiri menggunakan katalis NaOCH3.
2. Berdasarkan data hasil interesterifikasi stearin sawit dengan minyak kemiri ditinjau dari komposisi asam lemak, titik leleh (TL) dan kandungan lemak padat (SFC) untuk pembuatan pengganti lemak margarin table (Premium dan reguler yang paling mendekati adalah (50 : 50)% b/b dan (60 : 40)% b/b, demikian juga untuk paste (roll-in); sementara untuk pulf-paste adalah (80 : 20)% b/b pengganti lemak coklat yang paling mendekati adalah (50 : 50)% b/b. 3. Masing-masing produk mengandung asam
lemak essensial omega-3 dan omega-6.
Saran
Dalam perbandingan massa stearin sawit dengan minyak kemiri yang digunakan belum ada yang tepat untuk digunakan baik membuat pengganti lemak margarin maka disarankan agar peneliti berikutnya dicari perbandingan yang tepat antara massa stearin sawit dengan minyak kemiri agar diperoleh hasil sesuai dengan SII – 1983.
DAFTAR PUSTAKA
Alexanderson, K (1996), Margarine Processing Plant and Equipment. In (ed Hui, Y.H) Barley’s Industrial Oil and Fat Products Vol. 4 Fifth Edition, Jhon Wiley and Sons Inc, New York, P. 491-569.
Apriyantono, A., D. Fardiaz, N.L. Puspitasari, Sedarnawatidan S. Budiyanto, 1989. Petunjuk Laboratorium Analisis Pangan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi IPB, Bogor. Bailey, 1990, “Industrial Oil and Fats Product”,
Fourth Edition, Fels Research Institute and Temple University, New York.
Belitz, H.D., Grosch, W., 1987, “Food Chemistry”, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg.
Buckle, K.A, R.A, Edwards, 1985, “Food Science”, Australian Vice Chanceller’s Committee, Australia.
Chrysam., M.M. (1996)., Margarines and Spreads in (ed. Hui. Y.H), Barley’s Industrial Oil and Fat Product, Vol. 3 Fith Edition, Jhon Wiley and Sons Inc, New York, p. 65 – 114.
de Man, J.M. and de Man, L (1994), Functionality of Palm Oil Products and Palm Kernel Oil in Margarine and Shortening. PORIM Occusional Paper No. 32: 1-14.
de Man, J.M., Dobbs, JE and Sherman, P, (1979), Spreadability of Butter and Margarine, In (ed. Sherman P), Food Texture and Reology, Academic Press, New York, p. 43-54.
Hamilton, R.J. 1995, Developments of Oils and Fats. Blackie Academic and Professional, Glasgow. Hamilton, R.J. dan J.B. Rossell, 1986, Analysis of
Oils and Fats. Elsevier Applied Science Publishers Ltd, London.
Haumann, B.F. 1997, Nutritional Aspects on n-3 fatty acids. INFORM Vol. 8 no.5 (May 1997). H.R. Brahmana, Pemanfaatan Asam Lemak Bebas
Minyak Kelapa Sawit dan Inti Sawit Dalam Pembuatan Nilon 9,9 dan Ester Surbital Asam Lemak, RUT-III.
Hung Zhang, Xuebingxu; Jorgan Nilson; Huilinghu; Fens Alder-Niss and Carl-Erik Hoy, 2001, Production of Margarin Fat by Enzymatic Interesterification With Silica-Granulated Themomyces Lanuginosa Lipasa in Large-Scale Study, JAOCS: 78 (r), 57-63.
Lubis A, 1992, “Kelapa (Cocos Nucifera, L)”, Pusat Penelitian Perkebunan Bandar Kuala Marihat Ulu, Pematang Siantar, Sumatera Utara. Moussata, C.O. dan C. Akoh, 1998, Influence of
Lipase-Catalized Interesterification on the Oxidative Stability of Melon Seed Oil Triacyglycerols. J.Am. Oil Chem. Soc. 75, 9:1155-1159.
O’ Brien, R.D., 1998, Fats and Oils Formulating and Processing for Applications, Technomic Publishing Company Inc., USA.
Pushparajah, E. dan C.P. Soon, 1984, Cocoa and Coconut: Progress and Outlook. A report of the Proceeding of the International Conference on Cocoa and Coconuts, Kuala Lumpur, 15-17 Okctober 1984.
Silalahi, J. 1999, “Modification of Fats and Oils”, Media Farmasi Vol. 7 no. 1:1-16.
Sreenivasan, B. 1978, “Interesterification of Fats”. J. Am. Oil Chem. Soc. 55, 11: 796-805. Torrey, S, 1983, Edible Oils and Fats, Noyes Data
Lampiran 1
Data Kromatografi Gas Stearin Sawit
Lampiran 2
Lampiran 3
Data Kromatografi Gas Hasil Interesterifikasi antara Stearin Sawit dengan Minyak Kemiri (80 : 20)
Lampiran 4
Lampiran 5
Data Kromatografi Gas Hasil Interesterifikasi antara Stearin Sawit dengan Minyak Kemiri (60 : 40)
Lampiran 6
Lampiran 7
Data Kandungan Lemak Padat Hasil Reaksi Interesterifikasi antara Stearin Sawit dengan Minyak Kemiri
Suhu (0C)
Perbandingan RBDPS dengan Minyak Kemiri
20 25 30 35 40 TL
(80 : 20) 44,31 35,15 28,19 23,32 16,47 38,3 (70 : 30) 36,75 28,39 24,61 18,75 12,91 34,5 (60 : 40) 29,87 24,57 18,34 14,18 6,62 31,6 (50 : 50) 17,31 14,17 9,51 4,92 0,11 28,3
Grafik Kandungan Lemak Padat vs Temperatur
0 10 20 30 40 50
15 20 25 30 35 40 45
Temperatur (oC)
K
andungan
Lem
ak
P
ada
t (%
)
(80 : 20) (70 : 30) (60 : 40) (50 : 50)
Lampiran 8
TITIK LEBUR
No. Jenis Bahan Titik Lebur (0C)
1 M. Kemiri - 20
2 M. Kelapa 23,3
3 RBDPS 53,6
4 RBDPS + M. Kemiri (80 : 20) 40,5
5 RBDPS + M. Kemiri (70 : 30) 36,3
6 RBDPS + M. Kemiri (60 : 40) 33,5
