ISOLASI DAN KARAKTERISTIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) DAN MINYAK GORENG DENGAN METODE
FERMENTASI ALAMI TRADISIONAL ACEH
TESIS
ZUBAIDAH 137006001/KIM
PASCASARJANA ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
ISOLASI DAN KARAKTERISTIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) DAN MINYAK GORENG DENGAN METODE
FERMENTASI ALAMI TRADISIONAL ACEH
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dari Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
ZUBAIDAH 137006001
PASCASARJANA ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Judul Tesis : ISOLASI DAN KARAKTERISTIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) DAN MINYAK
GORENG DENGAN METODE
FERMENTASI ALAMI TRADISIONAL ACEH
Nama Mahasiswa : Zubaidah Nomor Pokok : 137006001 Program Studi : Ilmu Kimia
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc) (Dr. Juliati Tarigan, M.Si) Ketua Anggota
Ketua Program Studi Dekan
(
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D) (Dr. Sutarman, M.Sc)Tanggal Lulus : 21 Januari 2016
PERNYATAAN ORISINILITAS
ISOLASI DAN KARAKTERISTIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) DENGAN METODE FERMENTASI ALAMI TRADISIONAL ACEH
Tesis
Dengan ini menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya benar.
Medan, Januari 2016
Zubaidah
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama : Zubaidah
Tempat dan Tanggal Lahir : Beureunun, 04 Januari 1980
Alamat : Jln. Jend. Sudirman Lr. Karya N0. 97 Matang Seulimeng,Langsa
Prov. Aceh Telepon/Hp : 085276898201
Email : zubaidah.bedah80@gmail.com Nama Ayah : Muhammad Amin
Nama Ibu : Nursinah
DATA PENDIDIKAN
SD
: SD N11 Langsa Tamat : 1992 SMP : SMP N 1 Langsa Tamat : 1995 SMA : SMA N 2 Modal Bangsa Tamat : 1998 Kuta Baro, Aceh Besar
Strata – 1 : Kimia S -1 FMIPA UNIMED Tamat : 2005
Telah diuji pada
Tanggal :21 Januari 2016
Panitia penguji Tesis
Ketua : Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc Anggota : 1. Dr. Juliati Tarigan, M.Si 2. Prof. Dr. Tonel Barus 3. Dr. Mimpin Ginting, MS 4. Dr. Rumondang Bulan, MS
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas segala berkah dan rahmat-Nya sehingga penelitian dengan judul “Isolasi dan Karakteristik Minyak Kelapa Murni (VCO) dan Minyak Goreng Dengan Metode Fermentasi Alami Tradisional Aceh ” dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada :
1. Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum., dan Prof. Dr .dr. Syahril Pasaribu, DTMH,M.Sc (CTM), SP.A(K), selaku Rektor dan Mantan Rektor Universitas Sumatera Utara dan Prof. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan penelitian ini.
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Ketua Program Pascasarjana Ilmu Kimia Universitas Sumatera Utara.
3. Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc. dan Dr. Juliati Tarigan, S.Si., M.Si. selaku anggota komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan motivasi sehingga dapat diselesaikan penulisan penelitian ini.
4. Para dosen Magister Ilmu Kimia Pascasarjana Universitas Sumatera Utara beserta rekan-rekan yang telah memberikan dorongan, saran dan perbaikan pada penelitian ini.
5. Ayahanda, Ibunda, dan Ananda saya, serta seluruh keluarga atas segala do’a, kasih sayang, dan dukungannya selama ini.
Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian penelitian ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik isi maupun tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya penelitian ini. Akhirnya penulis berharap penelitian ini dapat dijadikan bahan untuk pengembangan penelitian baik secara laboratorium, skala industri dan bermanfaat dalam memperkaya khasanah ilmu pendidikan.
Medan, Januari 2016
Penulis,
ISOLASI DAN KARAKTERISTIK MINYAK KELAPA MURNI (VCO) DAN MINYAK GORENG DENGAN METODE FERMENTASI ALAMI
TRADISIONAL ACEH
ABSTRAK
Penelitian Isolasi dan Karakteristik Minyak Kelapa Murni (VCO) dan Minyak Goreng dengan Cara Fermentasi Alami Tradisional Aceh telah dilakukan. Proses fermentasi dilakukan selama 7 hari tanpa membuang batok kelapa. Pada penelitian Isolasi VCO dan Minyak Goreng dengan cara Fermentasi Alami Tradisional Aceh diperoleh rendemen VCO dan Minyak goreng diperoleh sebesar 6,5732% dan 52,068% dengan warna bening dan kekuningan; berat jenis sebesar 0,9212 gram/cm3 (VCO) dan 0,9226 gram/cm3 (Minyak goreng); bilangan asam sebesar 9,9992 (VCO) dan 5,8429 (Minyak goreng); bilangan penyabunan sebesar 259,4897 (VCO) dan 264,3077 (Minyak goreng); bilangan iodium sebesar 6,3044 (VCO) dan 5,8939 (Minyak goreng); dan bilangan peroksida sebesar 0,4067 meq/kg (VCO) dan 22,829 meq/kg (Minyak goreng); Komposisi asam lemak ditentukan menggunakan GC dimana kadar komposisi asam lemak yang paling maksimun adalah asam laurat 50,7202 % (VCO) dan 51, 1818 % (Minyak goreng); dan kadar vitamin E ditentukan dengan HPLC yang mana untuk VCO 0,005 dan untuk minyak goreng 0,0018. VCO dan minyak goreng belum memenuhi standart SNI yakni pada bilangan asam pada VCO dan bilangan peroksida pada minyak goreng.
Kata Kunci : Fermentasi Alami, Minyak Kelapa Murni, Bilangan Peroksida
ISOLATION AND CHARACTERISTICS OF VIRGIN COCONUT OIL (VCO) AND EDIBLE OIL WITH THE TRADITIONAL METHOD OF NATURAL
FERMENTATION ACEH
ABSTRACT
Research Isolation and Characteristics of Virgin Coconut Oil (VCO) and Edible Oil with Natural Fermentation Method Traditional Aceh has been done. The fermentation process is done for 7 days without throwing coconut shells. Isolation on research and Edible Oil VCO by way of Aceh Traditional Natural fermentation yield obtained VCO and cooking oil obtained by 6.5732% and 52.068% with a clear and yellowish color; density of 0.9212 g / cm3 (VCO) and 0.9226 g / cm3 (cooking oil);
acid number of 9.9992 (VCO) and 5.8429 (cooking oil); saponification of 259.4897 (VCO) and 264.3077 (cooking oil); iodine number of 6.3044 (VCO) and 5.8939 (cooking oil); and peroxide value of 0.4067 meq / kg (VCO) and 22.829 meq / kg (cooking oil); The fatty acid composition was determined using GC where the levels of the fatty acid composition of the most maximum is 50.7202% lauric acid (VCO) and 51, 1818% (cooking oil); and the levels of vitamin E were determined by HPLC which for VCO 0.005 and 0.0018 for cooking oil. VCO and cooking oil has not met the standard ISO on the acid number VCO and peroxide on cooking oil.
Keywords : Natural Fermentation, Virgin Coconut Oil, Peroxide Numbers
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI i
DAFTAR TABEL iv
DAFTAR GAMBAR v
LAMPIRAN vi KATA PENGANTAR vii ABSTRAK ix
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1. 1. Latar Belakang 1
1 2. Perumusan Masalah 3
1. 3 Tujuan 4
1. 4 Manfaat Penelitian 4
1. 5 Lokasi Penelitian 4
1. 6 Metodologi Penelitian 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6
2. 1. Kelapa 6
2. 2. Buah Kelapa 8
2. 3. Daging Buah Kelapa 8
2. 4. Minyak Kelapa 9
2. 5. Minyak Kelapa Murni 10
2. 6. Prinsip Pembuatan Minyak Kelapa Murni 13
2.6.1. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Enzimatis 13 2.6.2. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Pengasaman 14 2.6.3. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Sentrifugasi 16 2.6.4. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Fermentasi 17
2. 7. Minyak dan Lemak 17
2.7.1. Pengujian Minyak atau Lemak 21 2.7.2. Kerusakan Minyak dan Lemak 23
2. 8. Minyak dan Lemak 24
2. 8.1 Sifat Minyak Goreng 24
2.8.2. Mutu Minyak Goreng 27
2. 9. Kandungan Asam Lemak pada VCO 28
2.10. Sifat Fisis dan Kimia VCO yang dihasilkan 30 2.11. Vitamin E 30 2.12. Kromatografi Gas (GC) 31 2.13. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (HPLC) 33
BAB 3 METODE PENELITIAN 36
3.1. Alat dan Bahan Penelitian 36
3.1.1. Alat yang Digunakan 36
3.1.2. Bahan yang Digunakan 37
3.2. Prosedur Penelitian 37
3.2.1. Pembuatan VCO dan Minyak Goreng melalui Fermentasi Alami 37
3.2.2. Bagan Penelitian 39
3.2.3. Karaktrisasi Fisikokimia VCO dan Minyak Goreng 40
3.2.3.1. Uji Organoleptik 40
3.2.3.2. Penentuan Asam lemak dengan Metode Titrasi Alkalimetri 40 3.2.3.3. Penentuan Bilangan Peroksida dengan Metode Titrasi Iodometri 41 3.2.3.4. Penentuan Bilangan Penyabunan dengan Metode Titrasi Asidimetri 41 3.2.3.5. Penentuan Bilangan Iodium dengan Metode Iodin Hanus 42 3.2.3.6. Penentuan Berat Jenis dengan Metode Piknometer 43 3.2.3.7.Analisis Kadar Air dengan Metode Thermogravimetri 43
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 45
4.1. Hasil Penelitian 45
4.1.1. Hasil Randemen VCO dan Minyak Goreng melalui Fermentasi Alami 45 4.1.2. Komposisi Asan Lemak pada VCO dan Minyak Goreng 45 4.1.3. Hasil Analisis Sifat Fisis dan Kimia VCO dan Minyak Goreng 47 4.1.4. Hasil Analisis Komposisi Vitamin E pada VCO dan Minyak Goreng 48
4. 2. Pembahasan 50
4.2.1. Hasil Randemen VCO dan Minyak Goreng melalui Fermentasi Alami 50 4.2.2. Hasil Kandungan Asan Lemak pada VCO dan Minyak Goreng 50 4.2.3. Hasil Analisis Sifat Fisis dan Kimia VCO dan Minyak Goreng 52
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 54
5.1. Kesimpulan 54
5.2. Saran 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel 2.1. Komposisi Kimia Daging Buah Kelapa pada berbagai
Tingkat Kematangan 9
Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa 10
Tabel 2.3. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Murni 12
Tabel 2.4. Asam Lemak yang Terdapat dalam Minyak dan lemak 19
Tabel 2.5. Komposisi Asam Lemak VCO dan Minyak Kelapa Biasa Sesuai SNI 29
Tabel 2.6. Karakteristik VCO dan Minyak Kelapa Biasa 30
Tabel 4.1. Hasil Randemen VCO dan Minyak goreng Melalui Proses Fermentasi Alami 45
Tabel 4.2. Hasil Analisis Komposisi Asam Lemak VCO dan Minyak Goreng 46
Tabel 4.3. Perbandingan VCO dan Minyak Goreng Hasil Penelitian dengan VCO secara Umum dan Minyak Kelapa 47
Tabel 4.4. Karakteristik warna VCO dan Minyak Goreng 47
Tabel 4.5. Hasil Analisis Komposisi Vitamin E pada VCO dan Minyak Goreng 48
Tabel 4.6. Komposisi TAG VCO dan Minyak Goreng 49
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar 2. 1. Bagian-bagian Kelapa 7
Gambar 2. 2. Reaksi Penguraian Protein 17
Gambar 2. 3. Reaksi Pembentukan Trigliserida 18
Gambar 2. 4. Reaksi Pembentukan Garam Asam Lemak(Sabun) 21
Gambar 2. 5. Reaksi Adisi 22
Gambar 2. 6. Reaksi Oksidasi Asam Lemak 23
Gambar 2. 7. Reaksi Hidrolisa Trigliserida 24
Gambar 2. 8 Reaksi Hidrogenasi trigliserida 26
Gambar 2. 9. Reaksi Esterifikasi Asam Lemak dan Alkohol dengan Katalis Asam 27 Gambar 2.10. Struktur Kimia α - Tokoferol 31
Gambar 2.11. Skema Kromatogram 33
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Fisikokimia 58
Lampiran 2. Gambar Proses Fermentasi Alami Buah Kelapa Tradisional Aceh 62
Lampiran 3. Hasil HPLC dan GC 66
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia merupakan Negara tropis yang memiliki banyak pulau dan merupakan negara produsen kelapa utama di dunia. Kelapa (Cocos mucifera L.) merupakan salah satu jenis komoditi binaan perkebunan berupa pohon batang dari famili Palmae yang tergolong 15 komoditas strategis yang menjadi unggulan nasional. Selain sebagai salah satu komoditas strategis, tanaman kelapa memiliki banyak manfaat mulai dari akar, batang, daun, buah hingga pelepahnya. Pada tahun 1996 luas areal perkebunan tanaman kelapa di dunia mencapai 11 juta ha dan 93% berada di wilayah Asia Pasifik. Indonesia merupakan Negara yang memiliki luas areal perkebunan kelapa terbesar di dunia yaitu mencapai 3,7 juta ha(APCC. 1996).
Minyak kelapa kasar (Crude Coconut Oil) adalah salah satu produk yang dihasilkan dari buah kelapa, tetapi nilai tambah dan manfaatnya untuk kesehatan masih sangat kecil. Seiring dengan berkembangnya teknologi memunculkan produk baru yang memiliki nilai tambah yang tinggi dan sebagai minyak goreng berkualitas tinggi serta memiliki manfaat besar bagi kesehatan. Produk tersebut adalah minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO), merupakan minyak yang diperoleh dari daging buah kelapa tua segar yang diperas dengan atau tanpa penambahan air, tanpa pemanasan dan aman dikonsumsi (BSN, 2008).
VCO merupakan minyak kelapa murni yang terbuat dari daging kelapa segar yang diolah dalam suhu rendah atau tanpa pemanasan. Keunggulan VCO dibandingkan minyak kelapa adalah kadar air dan kadar asam lemak bebas yang rendah, warna yang lebih jernih, berbau harum, minyak dapat tahan selama dua tahun
tanpa menjadi tengik dan kandungan yang penting dalam minyak tetap dapat dipertahankan (Anonimous, 2005).
Pembuatan VCO secara tradisional yang biasa dilakukan adalah dengan cara merebus santan terus menerus sehingga didapatkan minyak kelapa. Mutu minyak kelapa yang dihasilkan kurang baik karena memiliki angka peroksida dan asam lemak bebas yang tinggi, memiliki warna kuning kecoklatan dan minyak akan cepat menjadi tengik dalam waktu dua bulan (Winarti, dkk, 2007). Oleh karena itu untuk memperbaiki kualitas VCO tersebut maka dikembangkanlah teknologi-teknologi baru dalam pembuatan VCO tanpa melalui pemanasan. Teknologi pembuatan VCO ada bermacam-macam yaitu sentrifugasi( Nour et al., 2009; Wong and Hartina, 2014), fermentasi (Rahmadi, dkk, 2013; Neela and Prasad, 2012 ), enzimatis (Winarti, dkk, 2007), pemompaan (Muhammad dan Joko, 2012), ultrasonik (Fatwatun, dkk, 2013) dan kombinasi fermentasi dan enzimatis (Silaban, dkk, 2014). Setiap metode memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing. Beberapa metode yang digunakan masih terdapat kelemahan yaitu hasil yang dihasilkan masih rendah dan kualitas VCO kurang baik karena adanya kontaminan.
Hasil studi awal menunjukkan bahwa masyarakat Aceh menggunakan cara tradisional untuk menghasilkan VCO dan minyak goreng melalui fermentasi alami yaitu kelapa yang sudah tua dibelah, dan dikeluarkan air, hasil fermentasi diparut dan dibiarkan sampai keluar VCOnya dan residu di pres akan menghasilkan minyak goreng dan ampasnya digunakan oleh masyarakat untuk bahan makanan tradisional masyarakat Aceh yang sering disebut Plik U. Pembuatan VCO dan minyak goreng dengan cara ini memiliki keunggulan yaitu tidak membutuhkan biaya mahal karena bahan bakunya mudah didapat dengan harga murah, pengolahan sederhana dan tidak terlalu rumit serta pengunaan energi yang minimal karena tidak menggunakan bahan bakar sehingga kandungan kimia dan nutrisinya tetap terjaga dalam minyak.
Disamping itu proses yang digunakan secara tradisional aceh merupakan proses pengolahan VCO dan minyak goreng secara green chemistry.
Dari segi ekonomi, VCO memiliki harga jual dan nilai gizi yang tinggi dibandingkan minyak kelapa kopra. Selain itu, kandungan dalam VCO dapat bermanfaat bagi kesehatan manusia di antaranya sebagai anti virus, anti bakteri, anti protozoa karena VCO kaya akan asam laurat sekitar 50-70% (Van Immersel et al., 2004), antioksidan karena VCO dapat menangkap radikal bebas dan mengurangi peroksidasi lemak (Nevin et al., 2006), mengurangi berat badan atau obesitas (Takeuchi et al., 2008), antidiabetes (Iranloye et al., 2013) dan anti inflamasi dan ulcerogenik karena VCO dapat meningkatkan HDL (High Density Lipoprotein) kolesterol dan menurunkan LDL (Low Density Lipoprotein) dalam serum dan jaringan (Nevin et al., 2004).
Berdasarkan uraian diatas, peneliti tertarik untuk meneliti VCO dan minyak goreng yang diperoleh melalui proses fermentasi alami tradisional Aceh serta menguji sifat karakteristik fisikokimianya yang meliputi warna, kadar air, berat jenis, bilangan iod, asam lemak bebas, bilangan peroksida, dan bilangan penyabunan serta membandingkan hasilnya dengan SNI (Standar Nasional Indonesia).
1.2. Perumusan Masalah
Masyarakat Aceh selama ini menggunakan proses fermentasi secara alami ntuk memproduksi VCO dan minyak goreng tanpa dilakukan pengolahan lanjutan sebelum pemakaian, sehingga perlu kiranya dilakukan pengujian terhadap kualitas minyak tersebut. Bagaimanakah komponen senyawa kimia dan komposisi asam lemak serta karakteristik fisikokimia (warna, kadar air, berat jenis, bilangan iod, bilangan peroksida, bilangan penyabunan dan asam lemak bebas) serta kandungan
vitamin E pada VCO dan minyak goreng yang diproduksi dengan metode fermentasi alami masyarakat Aceh dan apakah sudah memenuhi standar kualitas SNI.
1.3 Tujuan Penelitian
Untuk menganalisis komponen senyawa kimia dan komposisi asam lemak pada VCO dan minyak goreng serta karakteristik fisikokimia VCO dan minyak goreng yang dihasilkan melalui fermentasi alami meliputi warna, kadar air, bilangan iod, asam lemak bebas dan bilangan peroksida serta membandingkan kualitas VCO dan minyak goreng yang dihasilkan dengan standar kualitas SNI, dan mengetahui kandungan vitamin E di dalam VCO dan minyak goreng yang dihasilkan melalui fermentasi alami tradisional Aceh.
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah mengenai isolasi/produksi VCO dan minyak goreng dengan metode fermentasi masyarakat Aceh serta karakteristik fisikokimianya sehingga masyarakat Aceh mengetahui tingkat kualitas VCO dan minyak goreng yang diperoleh, sehingga dapat ditetapkan apakah VCO dan minyak goreng layak untuk dikonsumsi secara langsung atau perlu pengolahan lanjutan.
1.5. Lokasi Penelitian
Sampel yang digunakan diperoleh dari Desa Matang Seulimeng, Kecamatan Langsa Barat, Kabupaten Langsa Kota. Penelitian di lakukan di Laboratorium Dasar Universitas Samudra serta analisis komposisi asam lemak dan komponen senyawa
kimia dengan GC dan analisis kandungan vitamin E dengan HPLC di lakukan di salah satu Pabrik Kelapa Sawit di Medan
1.6. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium dimana Isolasi/produksi VCO dan minyak goreng dilakukan dengan metode fermentasi alami. Adapun tahapan yang dilakukan yaitu: Kelapa yang sudah tua dibelah, dan dikeluarkan airnya, hasil fermentasi diparut dan dibiarkan sampai keluar VCO nya dan residu di pres akan menghasilkan minyak goreng. VCO dan minyak goreng yang diperoleh dikarakterisasi:
a. Bilangan asam dengan metode titrasi alkalimetri b. Bilangan Penyabunan dengan metode titrasi asidimetri c. Bilangan Peroksida dengan metode titrasi iodometri d. Bilangan Iodium dengan metode iodine Hanus e. Berat Jenis dengan metode piknometer
f. Kadar Air dengan metode thermogravimetri
g. Analisis komposisi asam lemak dan komponen senyawa kimia dengan GC dan analisis kandungan vitamin E dengan HPLC
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera L.) merupakan salah satu hasil pertanian Indonesia yang cukup potensial. Hampir semua bagian dari tanaman tersebut dapat dimanfaatkan.
Banyak kegunaan yang dapat diperoleh dari kelapa dan salah satu cara untuk memanfaatkan buah kelapa adalah mengolahnya menjadi minyak makan atau minyak goreng. Produk kelapa yang paling berharga adalah minyak kelapa, yang dapat diperoleh dari daging buah kelapa segar atau dari kopra (Suhardiyono, 1993). Buah kelapa (Cocos nucifera L.) termasuk famili palmae dari genus cocos. Pohon kelapa mempunyai tinggi rata-rata 12,3 meter dan sejak ditanam sampai berbuah hingga siap dipetik pohon kelapa membutuhkan waktu 12 bulan (Suhardiyono, 1993).
Pada dasarnya dikenal dua varietas kelapa, yaitu varietas Nana yang umum disebut kelapa genjah dan varietas Typica yang umum disebut kelapa dalam. Kelapa genjah berdasarkan sifatnya dibagi 5 yaitu : kelapa gading, kelapa raja, kelapa puyuh, kelapa raja malabr, kelapa hias. Kelapa dalam berdasarkan sifatnya dibagi 6 yaitu : kelapa hijau, kelapa merah, kelapa manis, kelapa bali, kelapa kopyor, kelapa lilin (Wahyuni, dkk., 2000). Buah kelapa terdiri dari bagian-bagian seperti:
1. Epicarp (Kulit Luar)
Yaitu kulit bagian luar yang berwarna hijau, kuning, atau jingga permukaannya licin, agak keras dan tebalnya 0,14 mm.
2. Mesocarp (Sabut)
Yaitu kulit bagian tengah yang disebut serabut terdiri dari bagian berserat tebalnya 3 - 5 mm.
3. Endocarp (Tempurung)
Yaitu bagian tempurung yang keras sekali tebalnya 3 - 5 mm, bagian dalam melekat pada kulit luar biji.
4. Testa ( Kulit Daging Buah )
Yaitu bagian dari warna kuning sampai coklat.
5. Endosperm (Daging Buah )
Yaitu bagian yang berwarna putih dan lunak, sering disebut daging kelapa yang tebalnya 8 - 10 mm.
6. Air Kelapa
Yaitu bagian yang berasa manis, mengandung mineral 4%, gula 2%, dan air.
7. Lembaga
Yaitu bakal tanaman setelah buah tua.
Gambar 2.1 Bagian – Bagian Kelapa Keterangan : (Suhardiyono, 1993)
1. Epicarp (Kulit Luar) 2. Mesocarp (Sabut) 3. Endocarp (Tempurung)
2
4
1 2
5
6
3 2
4. Testa (kulit Daging Buah) 5. Endosperm (Daging Buah) 6. Lembaga
2.2. Buah Kelapa
Satu pohon kelapa dapat berbuah mulai dari 10 hingga 13 kali dalam setahun. Buah kelapa tumbuh dalam rumpun, bisa mencapai 12 buah per rumpun. Daging buah kelapa merupakan bagian yang paling penting dari komoditi asal pohon kelapa.
Daging buah merupakan lapisan tebal berwarna putih. Bagian ini mengandung berbagai zat gizi. Kandungan zat gizi tersebut beragam sesuai dengan tingkat kematangan buah.
Buah kelapa tua terdiri dari empat komponen utama, yaitu: 35 persen sabut, 12 persen tempurung, 28 persen daging buah, dan 25 persen air kelapa. Daging buah tua merupakan bahan sumber minyak nabati (kandungan minyak 30 persen).
Perbedaan mendasar antara daging buah kelapa muda dan tua adalah kandungan minyaknya. Kelapa muda memiliki rasio kadar air dan minyak yang besar. Kelapa disebut tua jika rasio kadar air dan minyaknya optimum untuk menghasilkan santan dalam jumlah terbanyak. Sebaliknya, bila buah kelapa terlalu tua, kadar airnya akan semakin berkurang. Pada kondisi tersebut, hasil santan yang diperoleh menjadi sedikit.
2.3. Daging Buah Kelapa
Daging buah kelapa yang sudah masak dapat dijadikan minyak makan kopra dan bahan makanan, daging buah merupakan sumber protein yang penting dan mudah
dicerna. Komposisi kimia daging buah kelapa ditentukan oleh umur buah. Pada tabel 2.1 dapat di lihat komposisi kimia buah kelapa pada berbagai tingkat kematangan.
Tabel 2.1.Komposisi Kimia Daging Buah Kelapa Pada Berbagai Tingkat Kematangan
Analisa (dalam 100 g)
Buah Muda Buah Setengah Tua Buah Tua
Kalori 68 Kal 180 kal 359 kal
Protein 1 gr 4 gr 3,4 gr
Lemak 0,9 gr 13,0 gr 34,7 gr
Karbohidrat 14 gr 10 gr 14 gr
Kalsium 17 mg 10 mg 21 mg
Fosfor 30 mg 8 mg 21 mg
Besi 1 mg 1,3 mg 2 mg
Aktivitas Vit. A 0.01 IU 10,0 IU 0,01 IU
Thiamin 0,0 mg 0,5 mg 0,1 mg
Asam Askorbat 4,0 mg 4,0 mg 2,0 mg
Air 83,3 gr 70 gr 46,9 gr
Bagian yang dapat di makan
53,0 gr 53,0 gr 53,0 gr
(Ketaren, 1986)
2.4. Minyak Kelapa
Minyak kelapa berdasarkan kandungan asam lemak digolongkan ke dalam minyak asam laurat, karena kandungan asam lauratnya paling besar jika dibandingkan dengan asam lemak lain. Berdasarkan tingkat ketidakjenuhannya yang dinyatakan dengan bilangan Iod, maka minyak kelapa dapat dimasukkan ke dalam golongan non drying oils, karena bilangan iod minyak tersebut berkisar antara 7,5-10,5.
Komposisi asam lemak minyak ditunjukkan pada Tabel 2.2, dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa asam lemak jenuh minyak kelapa kurang dari 90 persen.
Minyak kelapa mengandung 84% trigliserida dengan dua asam lemak jenuh, 12 % trigliserida dengan dua lemak jenuh dan 4 % trigliserida dengan satu asam lemak jenuh.
Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa
Asam Lemak Rumus Kimia Jumlah (%)
Asam Lemak Jenuh
Asam kaproat C5H11COOH 0,0 – 0,8
Asam Kaprilat C7H15COOH 5,5 – 9,5
Asam kaprat C9H19COOH 4,5 – 9,5
Asam Laurat C11H23COOH 44,0 – 52,0
Asam Miristat C13H27COOH 13,0 – 19,0
Asam palmitat C15H31COOH 7,5 – 10,5
Asam Stearat C17H35COOH 1,0 – 3,0
Asam Arachidat C19H39COOH 0,0 – 0,4
Asam Lemak Tidak Jenuh
Asam Palmitoleat C15H29COOH 0,0 – 1,3
Asam Oleat C17H33COOH 5,0 – 8,0
Asam Linoleat C16H31COOH 1,5 – 2,5
(Ketaren, 1986)
2.5. Minyak Kelapa Murni (VCO)
Minyak kelapa murni atau bahasa ilmiahnya virgin coconut oil adalah minyak yang berasal dari sari pati kelapa, diproses secara higienis tanpa sentuhan api secara langsung dan bahan kimia tambahan. Dilihat dari warnanya, minyak kelapa murni
jauh lebih bening seperti air mineral. Selain itu kadar air dan asam lemak bebasnya kecil, serta kandungan asam lauratnya tinggi. Minyak kelapa murni mengandung anti oksidan sehingga mampu menjaga kekebalan tubuh.
Proses pembuatan minyak kelapa murni ini sama sekali tidak menggunakan zat kimia organik dan pelarut minyak. Proses seperti ini akan menghasilkan minyak yang lembut dengan bau khas kelapa yang unik. Jika minyak membeku, warna minyak kelapa ini putih murni. Sedangkan jika cair, VCO tidak berwarna ( bening ).
Minyak kelapa murni tidak mudah tengik karena kandungan asam lemak jenuhnya tinggi sehingga proses oksidasi tidak mudah terjadi. Namun, bila kualitas VCO rendah, proses ketengikan akan berjalan lebih awal, hal ini disebabkan oleh pengaruh oksigen, keberadaan air, dan mikroba yang akan mengurangi kandungan asam lemak yang berada dalam VCO menjadi komponen lain.
Secara fisik, VCO harus berwarna jernih. Hal ini menandakan bahwa di dalamnya tidak tercampur oleh bahan dan kotoran lain. Apabila didalamnya masih terdapat kandungan air, biasanya akan ada gumpalan berwarna putih. Keberadaan air ini akan mempercepat proses ketengikan. Selain itu, gumpalan tersebut kemungkinan juga merupakan komponen blondo yang tidak tersaring semuanya. Kontaminasi seperti ini secara langsung akan berpengaruh terhadap kualitas VCO. Kandungan komponen minyak kelapa murni antara lain seperti yang dicantumkan pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Murni
Asam Lemak Rumus Kimia Jumlah ( % )
Asam lemak jenuh
Asam Laurat C11H23COOH 43,0 – 53,0
Asam Miristat C13H27COOH 16,0 – 21,0
Asam Kaprat C9H19COOH 4,5 – 8,0
Asam Palmitat C15H31COOH 7,5 – 10,0
Asam Kaprilat C7H15COOH 5,0 – 10,0
Asam kaproat C5H11COOH 0,4 – 0,6
Asam lemak tidak jenuh
Asam Oleat C17H33COOH 1,0 – 2,5
Asam palmitoleat C15H29COOH 2,0 – 4,0
(Setiaji dan Prayogo, 2006).
Minyak kelapa murni (VCO) mempunyai banyak manfaat terutama dalam kesehatan diantaranya (Rindengan dan Hengky, 2004):
a. Merupakan antibakteri ,antivirus , antijamur dan antiprotozoa alamiah b. Membantu meredakan gejala-gejala dan mengurangi resiko kesehatan yang
dihubungkan dengan diabetes.
c. Membantu melindungi diri terhadap serangan penyakit osteoporosis.
d. Membantu mencegah tekanan darah tinggi.
e. Membantu mencegah penyakit liver.
f. Menjaga kesehatan jantung dan pembuluh darah.
g. Membantu mencegah penyakit kanker.
h. Membantu menurunkan berat badan.
i. Menjaga stamina tubuh.
j. Memelihara kesehatan kulit dan rambut.
2.6. Prinsip Pembuatan Minyak Kelapa Murni
Membuat VCO tidak sesulit yang dibayangkan. bahkan, teknologi pembuatan VCO telah dilakukan oleh nenek moyang kita secara turun-temurun. Namun, cara tradisional perlu dibenahi agar kualitas VCO yang dihasilkan lebih baik. Disamping teknologi yang diterapkan sangat sederhana, bahan baku pun tersedia melimpah di Indonesia. Oleh karenanya pembuatan VCO sangat memungkinkan untuk diterapkan oleh petani di pedesaan sekalipun.
Kandungan kimia yang paling utama (tinggi) dalam sebutir kelapa yaitu air, protein, dan lemak. Ketiga senyawa tersebut merupakan jenis emulsi dengan protein sebagai emulgatornya. Emulsi adalah cairan yang terbentuk dari campuran dua zat atau lebih yang sama, di mana zat yang satu terdapat dalam keadaan terpisah secara halus atau merata di dalam zat yang lain. Sementara yang dimaksud dengan emulgator adalah zat yang berfungsi untuk mempererat (memperkuat) emulsi tersebut. Dari ikatan tersebut protein akan mengikat butir-butir minyak kelapa dengan suatu lapisan tipis sehingga butir-butir minyak tidak akan bias bergabung, demikian juga dengan air. Emulsi tersebut tidak akan pernah pecah karena masih ada tegangan muka protein air yang lebih kecil dari protein minyak (Setiaji dan Prayogo, 2006).
Minyak kelapa (VCO) baru bisa keluar jika ikatan emulsi tersebut dirusak.
Untuk merusak emulsi tersebut banyak sekali cara, yaitu dengan sentrifugasi, pengasaman, enzimatis, dan fermentasi. Masing-masing cara tersebut memilki kelebihan dan kekurangan. Namun, secara umum teknologi tersebut sangat aplikatif.
2.6.1. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Enzimatis
Pembuatan VCO dengan cara enzimatis merupakan pemisahan minyak dalam santan tanpa pemanasan melainkan dengan bantuan enzim. Enzim bisa disintetis atau
disuplai dari alam. Beberapa jenis enzim yang bisa digunakan untuk memecah ikatan lipoprotein dalam emulsi lemak yaitu papain (papaya), bromelin (nanas), dan enzim protease yang berasal dari kepiting sungai. Enzim papain banyak terdapat pada bagian bonggol nanas (Silaban, dkk. 2014).
Dengan rusaknya protein maka ikatan lipoprotein dalam santan juga akan terputus dengan sendirinya. Kemudian, minyak yang diikat oleh ikatan tersebut akan keluar dan mengumpul menjadi satu. Karena minyak memiliki masa (berat) jenis lebih rendah dibandingkan dengan air, maka posisinya kemudian berada paling atas, disusul dengan protein, dan terakhir (bawah) yaitu air. Pembuatan VCO secara enzimatis memiliki kelebihan dan kekurangan (Silaban, dkk. 2014) :
1. Kelebihan
a. VCO berwarna bening, seperti kristal karena memang tidak mengalami proses pemanasan.
b. Kandungan asam lemak dan antioksidan di dalam VCO tidak banyak berubah sehingga khasiatnya tetap tinggi.
c. Tidak mudah tengik karena komposisi asam lemaknya tidak banyak berubah.
d. Tidak membutuhkan biaya tambahan yang terlalu mahal.
e. Rendemen yang dihasilkan cukup tinggi.
2. Kekurangan
Membutuhkan waktu yang sangat lama dalam proses denaturasi protein untuk memisahkan minyak dari ikatan lipoprotein
2.6.2. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Pengasaman
Pengasaman merupakan salah satu upaya pembuatan VCO dengan cara membuat suasana emulsi (santan) dalam keadaan asam. Asam memiliki kemampuan untuk
memutus ikatan lemak–protein dengan cara mengikat senyawa yang berikatan dengan lemak. Namun asam yang dicampurkan kedalam santan hanya bisa bekerja dengan maksimal bila kondisi pH (derajat keasamanya) sesuai. Pada proses pembuatan VCO, pH yang paling optimal yaitu 4,3. Pengukuran pH tersebut dilakukan dengan pH meter atau kertas lakmus. Pembuatan VCO dengan pengasaman memiliki kelebihan dan kekurangan (Wijayanti dan Sugiyarti, 2008) :
1. Kelebihan
a. Warna lebih bening dibandingkan dengan VCO yang dibuat secara tradisional
b. Kandungan asam lemak dan antioksidannya tidak banyak berubah karena proses hanya memutuskan ikatan protein-lemak saja.
c. Daya simpan sangat lama, bisa sampai 10 tahun karena selama proses pembuatan tidak terjadi denaturasi komposisi gizinya.
d. Proses pembuatan tidak membutuhkan tenaga tambahan.
e. Tidak membutuhkan biaya terlalu mahal karena harga asam cuka sebagai bahan tambahan cukup murah.
2. Kekurangan
a. Tidak bisa diformulasikan secara pasti karena untuk mendapatkan pH 4,3 banyak faktor yang berpengaruh sehingga harus dilakukan pencampuran (santan dan asam) berulang-ulang.
b. pH campuran santan dan asam harus pas, yaitu 4,3. Apabila pH-nya kurang atau lebih kemungkinan kegagalan dalam pembuatan VCO sangat tinggi.
c. Waktu yang dibutuhkan untuk proses pembuatan VCO cukup lama, sekitar 10 jam.
2.6.3. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan salah satu pembuatan VCO dengan cara mekanik. Pembuatan VCO dengan sentrifugasi juga dikelompokan menjadi tiga, Yaitu : pembuatan santan, pembuatan VCO serta penyaringan. Pada cara ini krim dimasukan dalam tabung ke dalam sentrifius. Pemutusan ikatan lemak protein pada santan dilakukan dengan pemutaran (pemusingan), yaitu dengan gaya sentrifugal karena berat jenis minyak dan air berbeda maka setelah dilakukan sentrifugasi keduanya akan terpisah dengan sendirinya. Berat jenis minyak lebih ringan dibanding air sehingga minyak akan terkumpul pada lapisan atas.
Kunci dari pembuatan VCO dengan sentrifugasi yaitu kecepatan pemutaran, yaitu 20.000 rpm. Di samping itu faktor waktu juga menjadi pembatas dalam pemutaran tersebut. Waktu yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan lemak-protein dari santan dengan kecepatan 2.000 rpm yaitu sekitar 15 menit. Alat yang digunakan untuk memutar santan dinamakan dengan sentrifius. Pembuatan VCO dengan sentrifugasi memiliki kelebihan dan kekurangan (Abdurrahman, dkk, 2009) :
1. Kelebihan
a. Berwarna jernih dan berbau khas minyak kelapa b. Daya simpannya lama, sekitar 10 tahun
c. Proses pembuatannya sangat cepat, hanya membutuhkan waktu sekitar 15 menit.
d. Kandungan asam lemak rantai sedang tidak mengalami denaturasi, demikian juga dengan kandungan antioksidannya.
2. Kekurangan
a. Membutuhkan biaya yang mahal untuk alat sentrifugasi.
b. Membutuhkan tenaga listrik yang cukup tinggi sehingga bisa menambah biaya produksi.
2.6.4. Pembuatan Minyak Kelapa Murni dengan Fermentasi
Pembuatan minyak secara fermentasi pada prinsipnya adalah pengrusakan protein yang menyelubungi globula lemak menggunakan enzim proteolitik. Enzim yang dimaksud adalah enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme atau tanaman sebagai inokulum. Pada pembuatan minyak kelapa dengan fermentasi, krim yang didapatkan dicampurkan dengan ragi tempe yang mengandung Rhizopus Oligosporus. Mikroba ini mempunyai kemampuan menghasilkan enzim protease dan lipase yang dapat menghidrolisis minyak dengan didukung oleh kadar air yang tinggi. Mekanisme reaksi ditunjukkan sebagai berikut:
Protease R- C – COOH n + H2O R – CH – COOH
NH2 NH2 Polipeptida Asam Amino
Gambar 2.2. Reaksi Penguraian Protein
Pembuatan VCO dengan fermentasi memiliki kelebihan dan kekurangan (Winarti, dkk, 2007) :
1. Kelebihan
a. Berwarna jernih dan beraroma harum khas minyak kelapa.
b. Penggunaan energi yang minimal karena tidak menggunakan bahan bakar.
c. Pengolahan sederhana dan tidak terlalu rumit.
d. Tingkat ketengikan rendah dan daya simpan lebih lama 2. Kekurangan
a. Proses fermentasi lama karena membutuhkan waktu 24 jam
2.7. Minyak dan Lemak
Komponen minyak umumnya terdiri dari trigliserida yang memiliki banyak asam- asam lemak yang tak jenuh, sedangkan komponen lemak memiliki asam-asam lemak yang jenuh. Misalnya minyak kelapa sawit (crude palm oil CPO) dapat dipisahkan secara pendinginan (winterisasi) antara bagian yang banyak mengandung asam lemak tak jenuh (oleat) yaitu berupa minyak dan yang banyak mengandung asam lemak jenuh (stearat) yaitu yang berupa lemak yang banyak dijual dipasaran dalam negeri sebagai minyak padat dan berbagai merek. Bagian minyak banyak mengandung oleat disebut minyak olein sedangkan lemak yang padat karena banyak mengandung stearat yang disebut stearin (Sudarmadji, 2003).
Lemak dan minyak terdiri dari trigliserida campuran, yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Minyak nabati terdapat dalam buah- buahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayur-sayuran. Dalam jaringan hewan lemak terdapat di seluruh badan tetapi jumlah terbanyak terdapat dalam jaringan adipose dan tulang sumsum.
Gambar 2.3. Reaksi Pembentukan Trigliserida
Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, dan hal ini tergantung dari komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati berbentuk
cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh, yakni asam oleat, linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani pada umumya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak mengandung asam lemak jenuh, misalnya asam palmitat dan stearat yang mempunyai titik cair yang lebih tinggi.
Komposisi asam lemak yang biasanya terdapat dalam minyak dan lemak dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Asam Lemak yang Terdapat dalam Minyak dan Lemak Jenis Asam Rumus Molekul Titik
Cair (oC)
Sumber (asal )
Asam lemak jenuh
Asetat CH3COOH -16,6 Minyak pohon spindle
n-Butirat CH3(CH2)2COOH -7,6 Lemak susu sapi, mentega Isovalerat (CH3)2CHCH2COOH -37,6 Minyak ikan lumba-
lumba dan porpoise n-Kaproat CH3(CH2)4COOH -1.5 Mentega, minyak kelapa,
minyak kelapa sawit n-Kaprilat CH3(CH2)6COOH 1,6 Mentega, minyak kelapa,
minyak kelapa sawit Kaprat CH3(CH2)8COOH
31,5
Susu sapi dan kambing, minyak kelapa, minyak kelapa sawit
Laurat CH3(CH2)10COOH 44 Susu, spermaseti,minyak laural, minyak inti sawit, minyak kelapa
Miristat CH3(CH2)12COOH
58
Minyak pala, lemak
nabati, minyak
babi,minyak ikan hiu Palmitat CH3(CH2)14COOH
64
Terdapat dalam sebagian besar lemak hewani dan minyak nabati
Stearat CH3(CH2)16COOH 69,4 Terdapat dalam sebagian besar lemak hewani dan minyak nabati
Arachidat CH3(CH2)18COOH 76,3 Minyak kacang
Behenat CH3(CH2)20COOH 80,7 Minyak behenat, lemak mentega
Lignoserat CH3(CH2)22COOH 81 Minyak kacang,
sphingomyelin, minyak kacang tanah
Hypogenat Palmitoleat
CH3(CH2)5CH(CH2)7CO OH
33 Minyak kacang dan jagung, minyak seal
Oleat CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7
COOH
14 Disebagian besar lemak dan minyak
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7
COOH
Minyak colza dan rape minyak herring,minyak hati dan ikan paus sperm CH3(CH2)7CH=CH(CH2)1
1COOH
31-33 Minyak rape seed, mustard, minyak hati ikan hiu
Linoleat CH3(CH2)4CH=CHCH2C H=CH (CH2)7 COOH
-11 Minyak biji kapas, biji lin,biji poppy
Linolenat CH3CH2CH=CHCH2CH=
CHCH2CH=CH(CH2)7CO OH
Minyak perilla, biji lin
Clupanodonat C22H34O4 Kurang
dari -78
Minyak ikan
paus,sardine,hati ikan hiu, herring
Arachidonat C20H32O2 Jaringan hati babi
(Ketaren, 1986).
2.7.1. Pengujian minyak atau lemak:
a. Bilangan penyabunan
Bilangan penyabunan adalah suatu bilangan yang menyatakan jumlah miligram KOH (basa) yang digunakan untuk menyabunkan 1 gram sampel. Bilangan penyabunan ini tergantung dari jumlah mol asam lemak. Untuk lemak berat tertentu, jumlah mol asam lemak tergantung panjang pendeknya rantai karbon dalam asam lemak tersebut.
Gambar 2.4. Reaksi Pembentukan Garam Asam Lemak (Sabun)
Tujuan dari analisa bilangan penyabunan adalah untuk mengetahui garam asam lemak (sabun) dan gliserol (Ketaren, 1986).
b. Bilangan Asam
Bilangan asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas serta dihitung berdasarkan berat molekul dari asam lemak atau campuran asam lemak. Bilangan asam dinyatakan jumlah miligram KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam 1 gram lemak atau minyak.
Tujuan dari analisa bilangan asam adalah untuk mengukur jumlah asam lemak bebas yang tedapat dalam minyak atau lemak (Ketaren, 1986)
c. Bilangan Peroksida
Bilangan peroksida adalah banyaknya peroksida yang terdapat dalam 1000 gram minyak dihitung sebagai miligram oksigen dan nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak (Ketaren, 1986).
Tujuan dari analisa bilangan peroksida adalah untuk mengetahui sifat teroksidasi dari minyak (Ketaren, 1986).
d. Bilangan Iodium
Bilangan iodium adalah banyaknya gram iod yang diabsorbsi oleh 100 gram lipid.
Tujuan dari analisa bilangan iodium adalah untuk mengetahui derajat ketidakjenuhan asam lemak.
Gambar 2.5. Reaksi Adisi (Iod Mengadisi Ikatan Rangkap dari Asam Lemak)
2.7.2. Kerusakan Minyak dan Lemak
Kerusakan minyak dan lemak merupakan peristiwa dimana terjadinya perubahan struktur minyak atau lemak, baik fisik maupun kimia yang disebabkan oleh adannya perlakuan atau proses lain yang diberikan kepada minyak atau lemak tersebut.
Kerusakan atau perubahan yang terjadi pada minyak atau lemak, dari segi fisik yaitu timbulnya bau dan rasa dalam lemak atau bahan pangan berlemak yang menyebabkan ketengikan warna lebih gelap dan kondisi minyak yang lebih encer.
Sedangkan secara kimia, kandungan asam lemak bebas yang lebih tinggi serta kandungan peroksida yang tinggi (Oktaviani, 2009).
Menurut Buscle, dkk, (2007) ada dua tipe kerusakan yang utama, yaitu : a. Ketengikan
Ketengikan terjadi bila komponen cita rasa dan bau yang mudah menguap terbentuk sebagai akibat kerusakan oksidatif dari lemak dan minyak yang tak jenuh. Komponen-komponen ini menyebabkan bau dan cita rasa yang tak diinginkan dalam lemak dan minyak serta produk-produk yang mengandung lemak dan minyak itu.
Gambar 2.6. Reaksi Oksidasi Asam Lemak
b. Hidrolisa
Hidrolisa minyak dan lemak menghasilkan asam-asam lemak bebas yang dapat mempengaruhi cita rasa dan bau daripada bahan itu. Hidrolisasi dapat disebabkan oleh adanya air dalam lemak atau minyak atau karena kegiatan enzim.
Gambar 2.7. Reaksi Hidrolisa Trigliserida
2.8. Minyak Goreng
Minyak goreng adalah minyak yang berasal dari lemak tumbuhan atau hewan yang dimurnikan dan berbentuk cair dalam suhu kamar dan biasanya digunakan untuk menggoreng bahan makanan. Minyak goreng berfungsi sebagai penghantar panas, penambah rasa gurih, dan penambah nilai kalori bahan pangan.
2.8.1. Sifat Minyak Goreng a. Sifat Fisik
1. Warna
Terdiri dari 2 golongan, golongan pertama yaitu zat warna alamiah, yaitu secara alamiah terdapat dalam bahan yang mengandung minyak dan ikut terekstrak bersama minyak pada proses ekstraksi. Zat warna tersebut antara lain α dan β karoten (berwarna kuning), xantofil,(berwarna kuning kecoklatan), klorofil
(berwarna kehijauan) dan antosyanin (berwarna kemerahan). Golongan kedua yaitu zat warna dari hasil degradasi zat warna alamiah, yaitu warna gelap disebabkan oleh proses oksidasi terhadap tokoferol (vitamin E), warna cokelat disebabkan oleh bahan untuk membuat minyak yang telah busuk atau rusak, warna kuning umumnya terjadi pada minyak tidak jenuh.
2. Odor dan flavor, terdapat secara alami dalam minyak dan juga terjadi karena pembentukan asam-asam yang berantai sangat pendek.
3. Kelarutan, minyak tidak larut dalam air kecuali minyak jarak (castor oil), dan minyak sedikit larut dalam alkohol, etil eter, karbon disulfide dan pelarut- pelarut halogen.
4. Titik cair dan polymorphism, minyak tidak mencair dengan tepat pada suatu nilai temperatur tertentu. Polymorphism adalah keadaan dimana terdapat lebih dari satu bentuk kristal.
5. Titik didih (boiling point), titik didih akan semakin meningkat dengan bertambah panjangnya rantai karbon asam lemak tersebut.
6. Titik lunak (softening point), dimaksudkan untuk identifikasi minyak tersebut.
7. Sliping point, digunakan untuk pengenalan minyak serta pengaruh kehadiran komponen-komponenya.
8. Titik leleh, yaitu temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak.
9. Bobot jenis, biasanya ditentukan pada temperatur 250C, dan juga perlu dilakukan pengukuran pada temperatur 400C.
10. Titik asap, titik nyala dan titik api, dapat dilakukan apabila minyak di panaskan.
Merupakan kriteria mutu yang penting dalam hubungannya dengan minyak yang akan digunakan untuk menggoreng.
11. Titik kekeruhan (turbidity point), ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran minyak dengan pelarut lemak.
b. Sifat Kimia
1. Hidrolisa, dalam reaksi hidrolisa, minyak akan diubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisa yang dapat menyebabkan kerusakan minyak atau lemak terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak tersebut.
2. Oksidasi, proses oksidasi berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak. Terjadinya reaksi oksidasi akan mengakibatkan bau tengik pada minyak dan lemak.
3. Hidrogenasi, proses pengolahan minyak atau lemak dengan menambahkan hidrogen pada ikatan rangkap dari asam lemak (mengurai ketidakjenuhan minyak atau lemak).
Gambar 2.8. Reaksi Hidrogenasi Trigliserida
4. Esterifikasi, proses esterifikasi bertujuan untuk mengubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Dengan menggunakan prinsip reaksi ini hidrokarbon rantai pendek dalam asam lemak yang menyebabkan bau tidak enak, dapat ditukar dengan rantai panjang yang bersifat tidak menguap.
Gambar 2.9. Reaksi Esterifikasi Asam Lemak dan Alkohol dengan Katalis Asam
2.8.2. Mutu Minyak Goreng
Setiap Minyak goreng tidak boleh berbau dan sebaiknya beraroma netral, berbeda dengan lemak yang padat, dalam bentuk cair minyak merupakan penghantar panas yang baik. Makanan yang digoreng tidak hanya menjadi matang, tetapi menjadi cukup tinggi panasnya sehingga menjadi cokelat.
Suhu penggorengan yang dianjurkan biasanya berkisar antara 1770C sampai 2010C. Secara umum komponen utama minyak yang sangat menentukan mutu minyak adalah asam lemaknya karena asam lemak menentukan sifat kimia dan stabilitas minyak. Mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya, yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk akrolein yang menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan. Akrolein terbentuk dari hidrasi gliserol. Titik asap suatu minyak goreng tergantung pada kadar gliserol bebasnya. Menurut winarno yang dikutip dari Jonarson (2004) makin tinggi kadar gliserol makin rendah titik asapnya, artinya minyak tersebut makin cepat berasap. Makin tinggi titik asapnya, makin baik mutu minyak goreng itu ( Jonarson, 2004).
Minyak goreng berulang kali atau yang lebih dikenal dengan minyak jelantah adalah minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyak samin dan sebagainya. Minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya dapat di
gunakan kembali untuk keperluan kuliner, akan tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan.
Dalam teknologi makanan, lemak dan minyak memegang peran yang penting karena minyak dan lemak memiliki titik didih yang tinggi (sekitar 2000C) maka biasa dipergunakan untuk menggoreng makanan sehingga bahan yang digoreng akan kehilangan sebagian air yang dikandungnya dan menjadi kering. Minyak (nabati) merupakan bahan utama pembuatan margarine (mentega tiruan) sedangkan lemak
(hewani, terutama susu) merupakan bahan utama pembuatan mentega (butter) ( Sudarmadji, 2003).
2.9. Kandungan Asam Lemak pada VCO
VCO yang dihasilkan dianalisa komposisi asam lemak menggunakan GC dan selanjutnya dibandingkan dengan komposisi asam lemak VCO standart SNI.
Tabel 2.5. Komposisi Asam Lemak VCO dan Minyak Kelapa biasa Sesuai SNI.
Asam Lemak Nama Asam Lemak VCO *) (%) Minyak Kelapa Biasa *) (%) Asam lemak jenuh
C 6 : 0 Asam Kaproat 0,4 – 0,6 -
C 8 : 0 Asam Kaprilat 5,0 – 10,0 8,0 – 9,0
C 10 : 0 Asam Kaprat 4,5 – 8,0 5,0 – 8,0
C 12 : 0 Asam Laurat 43,0 – 53,0 45 – 51
C 14 : 0 Asam Miristat 16,0 – 21,0 17 – 18
C 16 : 0 Asam Palmitat 7,5 – 10,0 8,0 – 10
C 18 : 0 Asam Stearat 5,0 – 10,0 1,0 – 3,0
Asam lemak tidak jenuh
C 18 : 1 Asam Oleat 1,0 – 2,5 5,0 -8,0
C 18 : 2 Asam Linoleat - 1,0 -2,0
C 16 : 1 Asam Palmitoleat 2,0 – 4,0 -
(Setiaji dan Prayogo, 2006).
2.10. Sifat Fisis dan Kimia VCO
Menurut Rindengan (2004) selain dengan penyaringan, untuk mendapatkan minyak kelapa murni yang benar-benar bening, dapat dilakukan dengan cara minyak didiamkan beberapa lama agar terjadi endapan, Bagian atasnya merupakan minyak kelapa murni yang berwarna bening. VCO secara umum memiliki karakteristik tersendiri yang dapat dilihat pada tabel 2.6.
Tabel 2.6. Karakteristik VCO dan Minyak Kelapa Biasa Karakteristik Syarat-syarat VCO *) Minyak Kelapa Biasa *)
Warna Bening Kuning kecoklatan
Berat Jenis (gr/cm3) 0,9203 – 0,9244 0,91 – 0,93
Bilangan Penyabunan 256,86 – 269,62 150 – 256
Bilangan Asam 0,451 – 0,533 Maksimal 4
Bilangan Peroksida (meq/Kg)
Maksimal 3 Maksimal 10
(Rindengan dan Hengky, 2004).
2.11. Vitamin E
Vitamin E ditemukan pada tahun 1922, oleh Evans dan Bishop, dengan istilah tokoferol (dari bahasa Yunani, tocos berarti kelahiran anak dan phero berarti
mengasuh). Terdapat enam jenis tokoferol, α (alfa), ß (beta), γ (gama), δ (delta), ρ (eta), λ (zeta), yang memiliki aktivitas bervariasi, sehingga nilai vitamin E dari suatu bahan pangan didasarkan pada jumlah dari aktivitas-aktivitas tersebut. Tokoferol yang terbesar aktivitasnya adalah tokoferol alfa.
Gambar 2.10. Struktur Kimia α- Tokoferol
Fungsi utama vitamin E di dalam tubuh adalah sebagai antioksidan alami yang membuang radikal bebas dan molekul oksigen. Secara partikular, vitamin E juga penting dalam mencegah peroksidasi membran asam lemak tak jenuh. Vitamin E dan C berhubungan dengan efektifitas antioksidan masing-masing. Alfa-tokoferol yang aktif dapat diregenerasi dengan adanya interaksi dengan vitamin C yang menghambat oksidasi radikal bebas peroksi. Vitamin E adalah vitamin yang larut dengan baik dalam lemak dan melindungi tubuh dari radikal bebas. Vitamin E juga berfungsi mencegah penyakit hati, mengurangi kelelahan, membantu memperlambat penuaan karena vitamin E berperan dalam suplai oksigen ke darah sampai dengan ke seluruh organ tubuh. Vitamin E juga menguatkan dinding pembuluh kapiler darah dan mencegah kerusakan sel darah merah akibat racun.
2.12. Kromatografi Gas (GC)
Kromatografi gas adalah cara pemisahan kromatografi menggunakan gas sebagai fasa penggerak. Zat yang dipisahkan dilewatkan dalam kolom yang diisi dengan fasa tidak bergerak yang terdiri dari bahan terbagi halus yang cocok. Gas pembawa mengalir
melalui kolom dengan kecepatan tetap, memisahkan zat dalam gas atau cairan, atau dalam bentuk padat pada keadaan normal. Cara ini digunakan untuk percobaan identifikasi dan kemurnian, atau untuk penetapan kadar.
Kromatografi Gas ( GC) merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran.
Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.
Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau “mobile phase”) adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reaktif seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau “aerograph”, “gas pemisah”).
Kromatografi gas yang pada prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya bentuk kromatografi, seperti HPLC, TLC), tapi memiliki beberapa perbedaan penting. Pertama, proses memisahkan compounds dalam campuran dilakukan antara stationary fase cair dan gas fase bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah tahap yang solid dan bergerak adalah fase cair. (Jadi, nama lengkap prosedur adalah “kromatografi gas-cair”, merujuk ke ponsel dan stationary tahapan,masing-masing.) Kedua, melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas yang dapat dikontrol, sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu. Ketiga, konsentrasi yang majemuk dalam fase gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.
Kromatografi gas juga mirip dengan pecahan penyulingan, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan perbedaan titik didih (atau tekanan uap). Namun, pecahan penyulingan biasanya digunakan untuk memisahkan komponen campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil (yakni microscale). Umumnya terdiri dari pencadang gas pembawa (injector), tempat penyuntikan zat, kolom terletak dalam thermostat, alat pendeteksi (detector) dan alat pencatat (recorder) yang ditampilkan pada komputer.
Susunan alat tersebut dapat dibuat seperti skema berikut (Khopkar, 1990):
Gambar 2.11. Skema Kromatografi Gas
2.13. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi ( HPLC )
Kromatografi cair kinerja tinggi (High Performance Liquid Chromatography, HPLC).
Metode pemisahannya didasarkan pada perbedaan keseimbangan distribusi komponen sampel antara dua fasa: diam (kolom) dan gerak (sistem pelarut yang mengalir). Tekanan tinggi diperoleh dari pompa, meningkatkan mobilitas eluant.
Tipe‑tipenya adalah absorpsi, partisi, pertukaran ion dan permeasi gel. Deteksi yang digunakan adalah spektrofotometrik (absorpsi sinar UV atau “tampak”, fluorometri, penggunaan senyawa pendar/fluoresen, senyawa elektrokhemis yang dapat teroksidasi atau tereduksi).
Prinsip Dasar HPLC, HPLC adalah alat yang sangat bermanfaat dalam analisis.
Prinsip dasar dari HPLC adalah memisahkan setiap komponen dalam sampel untuk
Injektor Kolom Detektor Rekorder
Injektor Kolom Detektor
selanjutnya diidentifikasi (kualitatif) dan dihitung berapa konsentrasi dari masing‑masing komponen tersebut (kuantitatif). Sebetulnya hanya ada dua hal utama yang menjadi krusial point dalam metode HPLC. Yang pertama adalah proses separasi/pemisahan dan yang kedua adalah proses identifikasi. Dua hal ini menjadi faktor yang sangat penting dalam keberhasilan proses analisa. HPLC memperbolehkan penggunaan partikel yang berukuran sangat kecil untuk material terpadatkan dalam kolom yang mana akan memberi luas permukaan yang lebih besar berinteraksi antara fase diam dan molekul‑molekul yang melintasinya. Hal ini memungkinkan pemisahan yang lebih baik dari komponen‑komponen dalam campuran.
Perkembangan yang lebih luas melalui kromatografi kolom mempertimbangkan metode pendeteksian yang dapat digunakan. Metode‑metode ini sangat otomatis dan sangat peka. HPLC berbeda dari kromatografi cair klasik. HPLC menggunakan kolom dengan diameter umumnya kecil, 2‑8 mm dengan ukuran partikel penunjang 50μm sedangkan laju aliran dipertinggi dengan tekanan yang tinggi. Aplikasi analisis HPLC adalah untuk penentuan kualitatif dan penentuan kuantitatif.
Prinsip dasar HPLC sebenarnya adalah dinamika dan migrasi dengan menggunakan dua fasa. HPLC biasanya digunakan untuk senyawa untuk yang berberat molekul tinggi dan tidak menguap, dimana penyerapan semakin baik jika molekul berada pada bentuk terkecil sehingga pemisahan pun juga akan semakin baik. Setelah pemisahan ini, selanjutnya diidentifikasikan secara kualitatif dan dihitung berapa konsentrasi dari masing‑masing komponen tersebut secara kuantitatif.
Prinsip dasar HPLC sebenarnya adalah dinamika dan migrasi dengan menggunakan dua fasa.
HPLC biasanya digunakan untuk senyawa untuk yang berberat molekul tinggi dan tidak menguap, dimana penyerapan semakin baik jika molekul berada pada bentuk terkecil sehingga pemisahan pun juga akan semakin baik. Setelah pemisahan ini, selanjutnya diidentifikasikan secara kualitatif dan dihitung berapa konsentrasi dari masing‑masing komponen tersebut secara kuantitatif.
Penentuan Kualitatif
HPLC digunakan untuk analisa kualitatif didasarkan pada waktu retensi untuk identifikasi.Identifikasi dapat diandalkan apabila waktu retensi sampel dibandingkan dengan larutan standar.
Penentuan Kuantitatif
Beberapa hal yang harus diperhatikan agar HPLC dapat dipergunakan untuk penentuan secara kuantitatif adalah:
1. Parameter percobaan sama antara standar dan sampel
2. Penentuan berdasarkan waktu retensi sampel dan standar yang sama
3. Penentuan kadar dilakukan berdasarkan hubungan (korelasi) dengan menggunakan larutann standar seri pada waktu retensi tertentu.
4. Berdasarkan area kromatogram
5. Berdasarkan tinggi puncak kromatogram
Umumnya hasil analisis HPLC diperoleh dalam bentuk signal kromatogram.
Dalam kromatogram akan terdapat peak‑peak yang menggambarkan banyaknya jenis komponen dalam sampel (Khopkar, 1990).
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan Penelitian 3.1.1 Alat yang Digunakan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
Piknometer Oven Termometer
Timbangan analitik, Alat tradisional Aceh Parutan Kelapa Plastik transparan Baskom/wadah Kompor
Wajan Buret
Seperangkat alat gelas Neraca Analitis Seperangkat alat GC Seperangkat alat HPLC Lovibond Tintometer
3.1.2 Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Kelapa
Air suling Asam klorida Natrium hidroksida Kalium hidroksida Natrium thiosulfat Indikator iodin Larutan Iodium
3.2 Prosedur Penelitian
3.2.1 Pembuatan VCO dan Minyak Goreng melalui Fermentasi Alami
Kelapa yang digunakan dalam penelitian ini adalah kelapa yang sudah tua.
Selanjutnya kelapa tersebut dibuang airnya dan dibiarkan sampai tumbuh jamur diatas permukaan kelapa tersebut. Daging kelapa yang sudah berjamur di parut dan ditampung VCOnya. Selanjutnya ampas kelapa sisa dari VCO di jemur di bawah panas matahari kemudian diperas menggunakan alat tradisional aceh hingga menghasilkan minyak goreng. Minyak goreng tersebut kemudian ditampung dalam wadah/baskom yang telah disediakan. Ampas kelapa dari pengepresan dari minyak goreng pertama dijemur lagi dibawah sinar matahari kemudian dipres kembali dan di jemur lagi sampai tidak mengeluarkan minyak dan benar-benar kering.
VCO dan minyak goreng yang diperoleh di analisis komponen kimia yang terkandung di dalamnya dan komposisi asam lemaknya dengan GC serta uji
karakteristik fisikokimia (warna, kadar air, berat jenis, bilangan penyabunan, bilangan peroksida, bilangan iodium, bilangan asam).
3.2.2. Bagan Penelitian
Buah Kelapa Tua
diKupas kulit kelapa ibelah tempurung
Air kelapa
Daging buah pada tempurung
Fermentasi alami (7 hari) diTimbang
Di Parut
Hasil parutan daging buah kelapa ditiriskan selama 2 hari/48 jam
Hasil
diPisahkan
VCO
Ampas Kelapa ditimbang diJemur (Sinar matahari)
diAnalisis Di Pres
HPLC GC Bil.Asam Bil.Peroksida Bil.Penyabunan Bil.Iod B. Jenis Kadar Air
diJemur (Sinar Matahari) diPres
Di Jemur sampai kering Minyak Goreng
Ditimbang
Dipanaskan,Dianalisis
HPLC GC Bil.Asam Bil.Peroksida Bil.Penyabunan Bil.Iod B.Jenis Kadar Air Tempurung
Minyak Goreng
Ampas Kelapa
Ampas Kelapa Kering/Plik U
3.2.3. Karakterisasi Fisikokimia VCO dan Minyak Goreng 3.2.3.1 Uji Organoleptik
Uji organoleptik dilakukan terhadap VCO dan minyak goreng yang dihasilkan melalui fermentasi alami meliputi warna dengan Lovibond Tintometer.
3.2.3.2. Penentuan Asam Lemak dengan Metode Titrasi Alkalimetri
Cuplikan sampel ditimbang sebanyak 5 gram dengan menggunakan timbangan analitik dan dimasukkan pada gelas Erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambahkan 50 ml alkohol 95% dan 3 tetes indikator PP. Kemudian dititrasi dengan NaOH 0,05 N.
Untuk menentukan bilangan asam sampel VCO dan minyak goreng digunakan rumus sebagai berikut :
Bilangan Asam =V NaOH x N NaOH x BM NaOH gram sampel
Untuk menentukan % asam lemak bebas sampel VCO digunakan rumus sebagai berikut :
% FFA =ml NaOH x N NaOH x m
gram sampel 𝑥100%
Keterangan : m dalam bobot molekul asam lemak 200 untuk asam laurat
282 untuk asam olea
