MODIFIKASI Ca-BENTONIT MENJADI ORGANO-BENTONIT DENGAN PENAMBAHAN ALBUMIN SEBAGAI ADSORBEN UNTUK MENGURANGI
KADAR ASAM LEMAK BEBAS PADA MINYAK GORENG BEKAS Ika Amalia Firdos*), Wisnu Sunarto dan Eko Budi Susatyo
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Semarang
Gedung D6 Kampus Sekaran Gunungpati Telp. (024) 8508112 Semarang 50229 *e-mail: ikafirdaus160591 @gmail.com
Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang penurunan angka asam dan angka peroksida menggunakan adsorben Ca-bentonit yang dimodifikasi menjadi organo-bentonit dengan penambahan albumin pada minyak goreng bekas. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakter adsorben dari Organo-bentonit hasil modifikasi Ca-bentonit dengan penambahan albumin dan massa adsorben yang diperlukan untuk menurunkan angka asam dan angka peroksida secara optimal pada minyak goreng bekas. Tahap awal dalam penelitian ini adalah preparasi material pori bentonit, material bentonit kemudian diinterkalasi menggunakan larutan CaCl2.2H2O dengan penambahan albumin dari putih telur ayam
kampung menjadi organo-bentonit. Metode yang digunakan untuk karakterisasi Ca-bentonit menjadi Organo-Ca-bentonit menggunakan metode XRF (X-Ray Fluorescence), sedangkan uji bilangan asam dan bilangan peroksida menggunakan metode titrasi. Massa minyak goreng+organo-bentonit yang digunakan sebanyak 100 gram dengan variasi massa minyak goreng berbanding massa organo-bentonit (97,5/2,5; 95/5; 92,5/7,5; dan 90/10 gram) dan waktu pengadukan (30 dan 40 menit), dilanjutkan dengan uji bilangan asam dan bilangan peroksida. Hasil penelitian untuk angka asam dan angka peroksida pada minyak goreng bekas mengalami penurunan pada saat penambahan 10 gram organo-bentonit dengan waktu pengadukan 40 menit. Organo-bentonit mampu menurunkan angka asam dari 10,6086 mg NaOH/g minyak menjadi 0,1807 mg NaOH/ g minyak dan menurunkan angka peroksida dari 43,799 meq/ g minyak menjadi 5,896 meq/ g minyak.
Kata kunci: bentonit, minyak goreng bekas, angka asam, adsorben
Abstract
The research was already done on the decreasing of acid number and peroxide number using adsorbents Ca-bentonite modified into organo-bentonite with addition of albumin on used cooking oil. The purpose of this study is to determine the character of the adsorbent of Organo-bentonite Ca-bentonite modified with the addition of albumin, the mass of adsorbent needed to reduce the acid number and peroxide number on cooking oil. The first step in this study was the preparation of bentonite pore material, then, the material intercalated using CaCl2.2H2O aqueous with the addition of albumin from the white part of
Pendahuluan
Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok yang berfungsi sebagai media pengolahan bahan pangan. Salah satu fungsi minyak goreng yaitu memperbaiki struktur fisik dari bahan pangan yang digoreng, minyak goreng dapat menambah gizi dan nilai kalori serta memberikan cita rasa yang khas dari bahan pangan. Penggunaan minyak goreng dapat menimbulkan masalah apabiladalam penggunaan minyak gorengdilakukan berulang–ulang, salah satunya dapat menyebabkan kerusakan struktur pada minyak tersebut.Beberapa penelitian yang telah dilakukan dalam pembuatan plastik biodegradable adalah plastik berbahan dasar pati singkong, pati ubi jalar, pati kentang dan ganggang. Sedangkan yang memanfaatkan dari limbah adalah kulit pisang, eceng gondok, tongkol jagung, biji nangka, kitosan dan kulit jeruk sebagai bahan aditif (Juari, 2006).
Penelitian pengolahan minyak goreng bekas telah banyak dilakukan. Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh Widayat (2007), yaitu studi pengurangan bilangan asam, bilangan peroksida, dan absorbansi dengan menggunakan zeolit alam. Proses pengurangan bilangan asam pada minyak goreng bekas dilakukan pada suhu 60 °C selama 15 menit dengan kecepatan pengadukan skala 4. Hasil penelitian menunjukan bilangan asam sebesar 1,7 dengan massa zeolit 19,07 gram. Penelitian lain juga dilakukan oleh Wulyoadi et al (2004) dengan menggunakan membran. Hasil yang diperoleh menunjukan minyak goreng mengalami penurunan bilangan asam dan peroksida, namun belum memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI). Pengolahan minyak goreng bekas dengan menggunakan membran juga mempunyai kelemahan dalam biaya yang dibutuhkan besar dan umur membrane tidak terlalu lama.
Metode Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: oven, pH meter, erlemeyer 250 ml pyrex, Gelas ukur 1500 ml pyrex , neraca analitik AL20U Mettler Toledo, pompa vacum, spatula, pipet tetes, penggerus, cawan porselin, X-Ray Fluoresence (XRF) PANalitycal Minipal 4, kertas saring W-41, buret 50 ml iwaki, statif, klem, thermometer, magnetic strirrer (IKAMAG), corong gooch, kertas lakmus pH, ayakan ukuran 100 mesh.
Proses preparasi embuatan organo-bentonit yaitu dengan menimbang massa Ca-bentonit sebanyak 200 gram. Kemudian Ca-bentonit diayak menggunakan ayakan 100 mesh. Bentonit yang sudah diayak diambil 100 gram ke dalam erlenmeyerditambahkan 500 mL aquades dan distirrer selama 24 jam untuk dijadikan suspensi bentonit. Suspensi bentonit yang dihasilkan kemudian disaring dan dipisahkan antara endapan dan filtrat.Endapan bentonit yang dihasilkan kemudian di oven pada suhu 110˚C sampai endapan kering. Setelah dihasilkan endapan kering, endapan dihaluskan dengan cawan porselen sampai halus semua, kemudian diayak menggunakan ayakan 100 mesh sehingga dihasilkan bentonit powder.
Interkalasi bentonit dengan menimbang 50 gram bentonit powder yang telah dihaluskan ditambahkan 500 mL larutan CaCl2.2H2O 1M dan buffer asetat sampai pH < 3.
Setelah itu, suspensi bentonit di refluks ± 12 jam pada temperature 70˚C. Suspensi yang telah direfluks dipisahkan antara filtrat dan endapan.Endapan bentonit dicuci menggunakan 1500 ml aquades. Sebelum ke tahap berikutnya, air cucian di uji menggunakan larutan AgNO3 1 M. Tanda endapan bebas Cl- ketika tidak terbentuk
endapan putih pada air cucian setelah diberi 1-2 tetesAgNO3 1 M. Endapan yang bebas Cl
-ditambahkan 50 gram albumin dari putih telur, kemudian dikalsinasi pada suhu 110˚C sehingga menghasilkan organo-bentonit. Modifikasi Ca-bentonit menjadi organo-bentonit dengan penambahan albumin kemudian di analisis menggunakan X-Ray Fluoresence (XRF) PANalitycal Minipal 4.
dipisahkan antara filtrat dan endapan.Filtrat diambil untuk dilakukan pengujian bilangan asam dan bilangan peroksida.
Uji angka asam dilakukan dengan menimbang 5 gram filtrat yang akan diuji, kemudian memasukkannya kedalam erlenmeyer 250 ml. Selanjutnya menambahkan 50 ml etanol 96% ke dalam erlenmeyer, campuran filtrat+etanol dipanaskan selama 10 menit. Setelah larutan filtrat+etanol dingin, ambil 5 ml larutan untuk dititrasi.Sebelum dilakukan titrasi, larutan diberi 2-3 tetes indikator ppkemudian dititrasi dengan larutan NaOH 0,1N sampai larutan terlihat berwarnamerah jambu.Lakukan 3 kali pengulangan.
Uji bilangan peroksida dengan menimbang 5 gram filtrat yang akan diuji, kemudian memasukkannya kedalam erlenmeyer 250 ml. Selanjutnya ditambahkan 18 mLasam asetat glacial dan 12 mL CHCl3 ke dalam erlenmeyer,kemudian ditambahkan 0,5
mL KI jenuh sambil dikocok, setelah 2 menit ditambahkan 30 mL aquades. Ambil 5 mL larutan ke dalam Erlenmeyer 50 mL ditambahkan amilum 1% sebanyak 0,5 mL sampai larutan berwarna biru, kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,1 N sampai warna biru
menghilang.Lakukan 3 kali pengulangan. Hasil dan Pembahasan
Preparasi Ca-bentonit dilakukan dengan cara mendeskripsikan material bentonit hasil pencucian ke dalam larutan CaCl2.2H2O 1 M dan direfluks pada suhu ±700C selama ±12 jam, kemudian ditambahkan buffer asetat sehingga pH bentonit ¿3. Menurut Akhmadi (2000) bahwa pertukaran kation akan berjalan optimum jika dilakukan pada suhu
±700C selama ±12 jam. Suspensi bentonit didekantasi selama 24 jam, kemudian disaring dan dilanjutkan dengan pencucian menggunakan aquades. Tujuan pencucian menggunakan aquades untuk menghilangkan kandungan Cl−¿¿
pada suspensi bentonit. Indikator bahwa endapan bebas Cl−¿¿
adalah saat air cucian aquades tidak terjadi endapan berwarna putih ketika ditetesi AgNO3.
Analisis unsur yang terkandung di dalam Ca-bentonit dan Ca-bentonit + albumin telur dilakukan di Laboratorium Sentral Universitas Malang. Analisis ini akan dilakukan untuk membandingkan jumlah unsur yang terkandung di dalam bentonit dengan Ca-bentonit yang telah dimodifikasi dengan penambahan albumin telur. Analisis data yang dihasilkan menggunakan XRF berupa spectra dan komponen unsur. Perbandingan spectra Ca-bentonit (Gambar 1.1) dan spectra Ca-bentonit + albumin (Gambar 1.2) tersaji pada gambar di bawah ini:
Gambar 1.2 Spectra Ca-bentonit + albumin
Komposisi kimia Ca-bentonit dan Ca-bentonit +albumin tersaji pada Tabel 1.1 dan Tabel 1.2 di bawah ini:
Tabel 1.2 Komponen unsur Ca-bentonit + albumin
Kandungan beberapa unsur pada Ca-bentonit yang dimodifikasi dengan penambahan albumin telur pada Tabel 1.2 lebih tinggi dibandingkan Ca-bentonit pada Tabel 1.1. Kandungan Ca2+ pada bentonit sebanyak 25,3% sedangkan pada
Ca-bentonit + albumin hanya 22,4%, ini menunjukkan bahwa terjadi pertukaran kation dengan penambahan albumin dari putih telur.
Angka asam dinyatakan sebagai jumlah milligram NaOH yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau lemak.Asam lemak bebas dapat terjadi karena kerusakan minyak akibat hidrolisis trigliserida (lemak). Prinsip penentuan angka asam adalah melarutkan minyak dalam pelarut organik, dalam penelitian ini digunakan etanol 95% dilanjutkan titrasi dengan penitran basa yaitu NaOH. Reaksi yang terjadi pada penentuan angka asam tersaji pada Gambar 1.3.
Gambar 1.3 Reaksi Asam Lemak dengan Basa
Tabel 1.3 Kondisi awal minyak No Minyak
Goreng NaOH(N) NaOH(mL) Minyak(gram) (mg NaOH/ gAngka Asam minyak) NaOH/g minyak, kemudian diadsorpsi menggunakan organo-bentonit yang divariasi massa dan waktu pengadukan disajikan pada Tabel 1.4.
Tabel 1.4 Uji bilangan asam No Organo-bentonit
(gram) Waktu Pengadukan(menit) (mg NaOH/ g minyak)Angka Asam
Hasil analisis angka asam minyak pada regenerasi minyak goreng bekas menggunakan organo-bentonit ukuran 100 mesh dengan massa 10 gram pada waktu pengadukan 40 menit dapat menurunkan angka asam sebesar 98,2969% yaitu dari 10,6086 mg NaOH/g minyak menjadi 0.180680428mg NaOH/g minyak. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan penurunan angka asam yang signifikan dan dapat memenuhi standart angka asam SNI yaitu maksimal 0,3 mg NaOH/g minyak. Hubungan pengaruh massa organo-bentonit dan waktu dengan bilangan asam tersaji pada Gambar 1.4.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Hubungan massa organo-bentonit dan waktu pengadukan dengan angka asam
30 menit
Gambar 1.4 Grafik Hubungan Waktu dan Massa Organo-Bentonit yang Ditambahkan Terhadap Bilangan Asam
Penentu tingkat kerusakan minyak selanjutnya adalah angka peroksida.Angka peroksida menunjukan tingkat kerusakan minyak karena oksidasi.Reaksi oksidasi terjadi apabila minyak terkena panas dan udara. Awalnya akan terbentuk hidroperoksida, kemudian rantai-rantai molekul putus menjadi radikal dengan rantai lebih pendek dan reaktif. Tingginya angka peroksida menunjukan telah terjadi kerusakan pada minyak tersebut dan minyak akan segera mengalami ketengikan.
Larutan KI ditambahkan ke dalam filtrate minyak setelah penambahan asam asetat dan kloroform. Maka akan terjadi reaksi antara KI dengan senyawa peroksida pada minyak. I2 akan dibebaskan pada reaksi tersebut, selanjutnya larutan dititrasi dengan
larutan standar Na2S2O3 dengan indicator amilum 1 % sebanyak 0,5 mL. Reaksi yang akan
terjadi adalah sebagai berikut :
Gambar 1.5 Reaksi peroksida
Perhitungan angka peroksida pada kondisi awal minyakgoreng bekas sebelum ditambahkan organo-bentonit disajikan pada Tabel 1.5.
minyak goreng bekas 43.79899178meq/ g minyak.Kedua nilai ini sangat jauh dari standart SNI (max 2 meq/ kg minyak). Penurunan bilangan peroksida dilakukan dengan penambahan organo-bentonit yang divariasi massa dan waktu pengadukannya tersaji pada Tabel 1.6.
Pada Tabel 1.6 menunjukan bahwa bilangan peroksida pada minyak goreng turun secara signifikan dengan adanya variasi massa dan waktu pengadukan. Trigliserida yang memiliki rantai tidak jenuh (rangkap) mengalami otooksidasi membentuk radikal-radikal bebas. Proses ini dapat dipercepat dengan adanya cahaya, panas, peroksida lemak atau hidroperoksida serta logam berat (seperti Cu, Fe, Co, dan Mn). Proses selanjutnya yang terjadi adalah terbentuk senyawa hidroperoksida yang kemudian dipecah membentuk senyawa-senyawa aldehid. Senyawa aldehid ini memberikan bau tengik dan bersifat toksik.Bilangan peroksida yang tinggi dan bau tengik yang terbentuk menandakan bahwa minyak tidak bisa digunakan lagi karena bersifat toksik yang dapat membahayakan kesehatan.
pengadukan divariasikan. Penurunan angka peroksida dapat dilihat pada Gambar 1.6 di
Hubungan massa oragno-bentonit dan waktu pengadukan dengan angka peroksida
30 menit
Gambar 1.6 Grafik Hubungan Waktu dan Massa Organo-Bentonit yang Ditambahkan Terhadap Bilangan Peroksida
Grafik pada Gambar 1.6 menunjukan bahwa penambahan organo-bentonit dan waktu pengadukan dapat membantu menurunkan bilangan peroksida pada minyak goreng bekas.Pada penambahan organo-bentonit sebanyak 10 gram dengan waktu pengadukan selama 40 menit menurunkan bilangan peroksida minyak goreng bekas hingga 5.89603011meq/ g minyak.Hal ini menunjukan bahwa organo-bentonit dapat menurukan bilangan peroksida hingga 86,538434 % dari kondisi awal angka peroksida minyak goreng bekas (43.79899178meq/ g minyak).
Simpulan
Daftar Pustaka
Aji, D. W. 2008. Optimasi Pencampuran Carbon Active Bentonit sebagai Adsorben dalam Penurunan Kadar FFA (Free Fatty Acid) Minyak Goreng Bekas melalui Proses Adsorbsi. Jurnal Rekayasa Kimia. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Akhadi, Yuli. 2000. Adsorpsi Kadmium oleh Bentonit Alam dan Na-bentonit sebagai Penukar Kation.Jurnal Sains dan Matematika No.2.
Alberty & Daniels. 1983. Kimia Fisika Jilid I. Diterjemahkan oleh Dr. N. M. Surdia. Jakarta : Erlangga.
Basset, J, dkk. 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. ECG, Jakarta. Benarsconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Jakarta : Pradnya Paramita, hal 34- 56.
Brown, J. R. ( 1977 ) in V. M. Rosenoer, M. Oratz, and M. A. Rothschild (Ed.). Albumin Structure, Function and Uses. Pergamon Press, Oxford, pp. 20- 52.
Castellan, G. W. 1964. Physical Chemistry. Third Edition. Massachussets: Addision Wesley Publishing Company.
Day, R.A., Jr. 1998. Analisa Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta : Erlangga.
Fatimah, Iis. 1997. Aktivasi Zeolit Alam Asal Cipatujuh Sebagai Adsorben dalam Pengolahan Limbah Cair Tapioka. Indonesian Journal of Chemistry . Universitas Gajah Mada.
Fox, B.A. & A.G. Cameron. 2005. Ilmu Pangan (Terjemahan oleh Wisnu Sunarto). Semarang : UNNES.
Hery & Rinaldi. 2002. Karakterisasi Bentonit Termodifikasi dengan Polikation Alumunium. Indonesia Journal of Chemistry, Vol. 2.
Jenkin, Ron. 1995. Quantitative X-Ray Spectrometry. Second Edition, Marcel Dekker, Inc.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan.Jakarta : UI Press. Lubis, Surya. 2007. Preparasi Bentonit Terpilar Alumina dari Bentonit Alam dan
Pemanfaatanya sebagai Katalis pada Reaksi Dehidrasi Etanol, 1- Propanol serta 2-Propanol.Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan Vol. 6 No.22 hal.77-81. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah Kuala.
Oscik, J. 1982. Adsorption. England: Ellis Horwood Limitted.
Oxtoby, David W. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid I. Jakarta : Erlangga.
Permanasari, Anna. 2005. Kajian Aspek Teoritik dan Aplikatif dari Adsorben Organo-Bentonit Terhadap Residu Pestisida dalam Air Minum dan Implikasinya dalam Perkuliahan Kimia Material. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia.
Rachmat,et al. 2008.Modifikasi Bentonit (Clay) menjadi Organoclay dengan Penambahan Surfaktan.Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi Vol. 2 No. 1, Februari 2009.Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.
Riyanto, A. 1992.Bahan Galian Industri Bentonit.PPTM. Bandung.
SNI. 1998. Cara Uji Minyak dan Lemak. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional, Indonesia.
Soedarmo. 1981. Petunjuk Praktek Bahan Galian Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan. Bagian Pengadaan Proyek Buku Pendidikan Teknologi. Jakarta : Depdikbud, hal 40.
Sudarmadji, et al. 1997. Analisis Bahan Makanan dan Pertanian. Jakarta : Liberty. Sukandarrumidi. 1999. Bahan Galian dan Industri. Yogyakarta : UGM Press, hal.
72-78.
Susinggih, et al. 2005. Mengolah Minyak Goreng Bekas. Surabaya : Trubus Agrisana. Widayat. 2007. Studi Pengurangan Bilangan Asam, Bilangan Peroksida dan Absorbansi
dalam Proses Pemurnian Minyak Goreng Bekas dengan Zeolit Alam Aktif. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan Vol. 6, No. 1, Hal 7-12. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Winarno, F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama. Wulyoadi, et al. 2004. Pemurnian Minyak Goreng Bekas dengan Menggunakan Filter
Membran. Prosiding Seminar Rekayasa Kimia dan Proses. Semarang: Teknik Kimia Universitas Diponegoro.
