TEMPE BUSUK
ISOLATION AND CHEMICAL COMPONENT’S DETECTION OF PURIFIED
OVERRIPE TEMPE OIL
Oleh:
Areny Antonia Keraba 652013020
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana
i
ISOLASI DAN DETEKSI KOMPONEN KIMIA HASIL PEMURNIAN MINYAK TEMPE BUSUK
ISOLATION AND CHEMICAL COMPONENT’S DETECTION OF PURIFIED
OVERRIPE TEMPE OIL
Oleh:
Areny Antonia Keraba 652013020
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana
1
TEMPE BUSUK
ISOLATION AND CHEMICAL COMPONENT’S DETECTION OF PURIFIED
OVERRIPE TEMPE OIL
Areny Antonia Keraba*, Hartati Soetjipto**, A. Ign. Kristijanto** *Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika
**Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
Jl. Diponegoro No. 52-60 Salatiga 50711 Jawa Tengah – Indonesia [email protected]
ABSTRACT
The objectives of this study are : Firstly, to obtain the purified tempe oil optimum as revealed by various concentrations of H3PO4 and NaOH and its interaction. Secondly, to determine the physico-chemical characteristics of purified rotten rempe oil. Thirdly, to identify chemical compound of purified rotten tempe oil by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry). Data were analyzed using factorial design (3x3) and it was laid out with Randomized Completely Block Design (RCBD), 3 replications and as the block is the time analysis. As the first factor is degumming consisted 3 concentrations of H3PO4 which are 0,2%; 0,3%; and 0,5% respectively. Whereas the second factor is neutralization consisted 3 concentrations of NaOH which are 0,1 N; 0,3 N; and 0,5 N, repectively. Honestly Significance Differences (HSD) with 5% significance level were used to test between the treatment mean.
The result of the studies showed that the optimum yield of rotten tempe oil is in the amount of 55,81 ± 0,69 % (w/w) in the interaction concentrations of 0,2% H3PO4 and 0,1 N NaOH. The physical characteristics of purified rotten tempe oil are asa follows: light brown colored oil with the scent of rotten tempe, moisture 71 ± 0,03%, density 0,90 ± 0,0006 g/cm3, and viscosity 135,74 ± 1,58 cP. Whereas the chemical characteristics of purified rotten tempe oil compared to without purification are as follows: decreasing of acid value (133,58 ± 2,49 mg KOH/g sample), relatively same of saponification value (10,38 ± 0,05 mg KOH/ g sample), and decreasing of peroxide value (3,54 ± 0,25 mgek/kg sample). The results of GC-MS analysis showed that the main component of purified rotten tempe oil is oleate acid in amount of 32,01%. While, the other components are linoleat acid 19,40% and palmitate acid 13,53%, repectively.
Keywords : Rotten Tempe Oil, Purified Oil, Oil Physico-Chemical Characteristics, Oil Chemical Compound
PENDAHULUAN
Tempe merupakan makanan khas Indonesia hasil fermentasi bergizi tinggi yang biasanya terbuat dari kedelai dan memiliki masa simpan singkat. Fermentasi oleh kapang merubah tampilan fisik maupun kimia dari kedelai, sehingga dapat dengan mudah dicerna
sejauh ini, tempe busuk kurang mendapat perhatian lebih jika dibandingkan dengan tempe segar.
Selama proses fermentasi, lemak pada kedelai akan terdegradasi oleh kapang yang menyebabkan kandungan asam lemak pada tempe akan berubah. Minyak tempe dapat diambil melalui sokletasi. Minyak tempe tersebut mengandung asam lemak esensial yang sangat dibutuhkan tubuh seperti linolenat dan linoleat (Santoso, 2005). Lama waktu proses fermentasi tempe berpengaruh terhadap kandungan gizi tempe seperti lemak. Menurut penelitian Dwinaningsih (2010), kandungan lemak pada tempe segar berkurang diikuti dengan semakin lama waktu fermentasi tempe.
Minyak nabati diperoleh melalui proses ekstraksi dari bahan yang mengandung minyak. Minyak kasar hasil ekstraksi umumnya mengandung fosfolipid, asam lemak bebas, pigmen dan getah yang berpengaruh terhadap kualitas minyak seperti aroma, masa simpan, maupun kejernihan minyak (Verleyen, 2002). Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kualitas minyak yaitu dilakukan proses pemurnian minyak (degumming dan netralisasi).
Bedasarkan penelitian mengenai pemurnian yang pernah dilakukan oleh Herwanda (2011) terhadap biji bintaro menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi H3PO4 dan NaOH
cenderung menurunkan nilai rendemen, kadar abu, viskositas bilangan asam lemak bebas, bilangan peroksida, dan viskositas. Sampai sejauh ini, penelitian tentang pemurnian minyak tempe busuk belum pernah dilakukan, sehingga data terkait minyak tempe serta pemurniannya tidak dapat ditemukan. Berdasarkan uraian diatas, maka dilakukan penelitian untuk menganalisa rendemen, sifat fisiko-kimiawi, dan komponen kimiawi penyusun minyak tempe ditinjau dari konsentrasi NaOH yang digunakan pada tahap netralisasi. Diharapkan hasil penelitian ini dapat memperkaya wawasan dan menjadi sumber informasi dasar terkait minyak tempe busuk hasil pemurnian. Adapun tujuan dari penelitian adalah sebagai berikut :
1. Memperoleh rendemen minyak tempe busuk murni yang optimal ditinjau dari berbagai konsentrasi H3PO4 dan NaOH serta interaksinya.
2. Menentukan sifat fisiko-kimiawi minyak tempe busuk hasil pemurnian.
METODE PENELITIAN Bahan dan Piranti
Tempe yang digunakan berasal dari pabrik tempe kedelai “X” di Bugel, Salatiga, Jawa
Tengah. Bahan kimiawi yang digunakan antara lain akuades, heksana (p.a), kloroform, etanol, asam asetat glasial, asam klorida, kalium iodida, natrium tiosulfat, kanji, kalium hidroksida, indikator fenolftalein. Semua reagensia yang digunakan produk Merck, Jerman.
Piranti yang digunakan adalah grinder, soxhlet, moisture analyzer (OHAUS PA214), rotary evaporator (Buchii R0114, Swiss), swing type centrifuge ( Tomy Seiko C-40N Japan),
inkubator, penangas air (Memmert WNB 14, Germany), neraca analitis 0,01 g (OHAUS MB 25), viskometer Ostwald, drying cabinet, piranti gelas dan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GCMS-QP2010 SE - Shimadzu).
Waktu dan Tempat Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dari bulan September 2016 sampai Januari 2017 bertempat di laboratorium kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana.
Ekstraksi Minyak Tempe (Albertina dkk. (2015) yang dimodifikasi)
Serbuk tempe diekstraksi menggunakan pelarut heksana (1:4, b/v) pada suhu 700C selama 3-7 jam. Ekstrak heksana kemudian dipekatkan dengan rotary evaporator pada suhu
50-600C sehingga diperoleh minyak tempe pekat. Minyak tempe pekat dipindahkan ke dalam botol sampel, kemudian diuapkan dengan menggunakan waterbath untuk menghilangkan sisa
pelarut yang masih terperangkap. Selanjutnya minyak tempe yang diperoleh dihitung rendemennya dengan persamaan 1.
% 𝐫𝐞𝐧𝐝𝐞𝐦𝐞𝐧 𝐦𝐢𝐧𝐲𝐚𝐤 = massa minyakmassa sampelx 100% (1)
Karakterisasi sifat Fisiko-Kimiawi Minyak Tempe
Penentuan aroma dan warna ditentukan dengan pemaparan secara deskriptif, sedangkan penentuan secara kuantitatif untuk kadar air, massa jenis, viskositas secara gravimetri, sedangkan bilangan peroksida, bilangan penyabunan, dan bilangan asam sesuai
Kadar air
Sebanyak 1 g minyak tempe ditimbang dan diukur persen kadar airnya menggunakan Moisture Analyzer.
Massa Jenis
Sebanyak 1 mL minyak diukur seksama lalu ditimbang dengan neraca analitis ketelitian 0,0001 g. Massa jenis dinyatakan dalam g/mL.
Viskositas
Sebanyak 3 mL minyak tempe dimasukkan ke dalam viskometer Ostwald, dihitung waktu yang dibutuhkan minyak untuk bergerak dari batas atas sampai batas bawah garis tera. Bilangan Asam (SNI 01-3555-1998)
Sebanyak 2 g minyak ditambah 50 mL etanol 95% dan ditambah 3-5 tetes indikator fenolftalein, kemudian dititrasi dengan KOH 0,1 N hingga warna merah muda (tidak berubah selama 15 detik).
Perhitungan :
Bilangan Asam= V x T x 56,1 g/molm
Keterangan :
V = Volume KOH yang diperlukan dalam titrasi (mL) T = Normalitas larutan standar KOH
m = bobot contoh (g)
Bilangan Penyabunan (SNI 01- 3555-1998)
Ditimbang 2 g minyak lalu ditambah dengan 25 mL KOH 0,5 M, kemudian direfluks selama 1 jam. Setelah itu ditambah 0,5 mL indikator fenolftalein dan dititrasi dengan HCl 0,5 M sampai warna indikator berubah menjadi tidak berwarna.
Perhitungan :
Bilangan Penyabunan (mg KOH/
g lemak) = 56,1 x T x (V0-V1)
m
Keterangan :
V0 = Volume dari larutan HCl 0,5 M untuk blanko (mL) V1 = Volume larutan HCl 0,5 M untuk contoh (mL) T = Normalitas larutan HCl 0,5 M
m = bobot contoh (g)
Bilangan Peroksida (SNI 01-3555-1998)
tersebut dan disimpan di tempat yang gelap selama 30 menit, kemudian ditambah 50 mL air suling bebas CO2. Penentuan bilangan peroksida dilakukan dengan mengukur jumlah KI yang teroksidasi melalui titrasi dengan Na2S2O3 0,02 N dengan larutan kanji sebagai indikator.
Perhitungan :
Bilangan Peroksida (mgek/
kg) = (V1-V0) x T x 1000
m
Keterangan :
V0 = Volume dari larutan natrium tiosulfat untuk blanko (mL) V1 =Volume larutan natrium tiosulfat untuk contoh (mL) T = Normalitas larutan standar natrium tiosulfat m = bobot contoh (g)
Analisa Komposisi Kimiawi Minyak Tempe
Analisis komposisi kimiawi minyak tempe dilakukan dengan menggunakan Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GCMS-QP2010 SE - Shimadzu) di UII, Yogyakarta. Jenis kolom yaitu AGILENT%W DB-1 dengan panjang 30 meter dan suhu oven kolom 80 ºC. Suhu injeksi 300 ºC pada tekanan 16,5 kPa dengan total aliran 80,1 mL/ menit, aliran kolom 0,50 mL/ menit dan kecepatan linier 26,1 cm/detik. Purge flow 3,0 mL/ menit dengan split ratio 153 ID 0,25 mm dengan gas pembawa Helium dan pengionan EI 70 Ev.
Analisa Data
Data dianalisis menggunakan rancangan perlakuan Faktorial (3 x 3) dengan rancangan dasar yaitu Rancangan Acak Kelompok (RAK), dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah konsentrasi asam fosfat terdiri dari tiga aras yaitu 0,2%; 0,3%; dan 0,5% (v/b). Faktor kedua
adalah konsentrasi NaOH yang terdiri dari tiga aras yaitu 0,1 N; 0,3 N; dan 0,5 N. Pengujian purata antar perlakuan dilakukan dengan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel dan Torie, 1995).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen Minyak Tempe Busuk Antar Berbagai Konsentrasi Degumming
Tabel 1. Rataan Rendemen (% ± SE) Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian Antar Berbagai Konsentrasi H3PO4
Rendemen
Konsentrasi H3PO4 20%
0,2% 0,3% 0,5%
Rataan ± SE 51,30 ± 3,05 50,64 ± 2,76 26,85 ± 2,86
W= 0,38 (c) (b) (a)
Keterangan : SE = Simpangan Baku Taksiran; W = BNJ 5%.
*Angka-angka yang diiukuti huruf yang tidak sama menunjukkan antar perlakuan berbeda nyata sebaliknya
angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata. Keterangan
ini berlaku untuk Tabel 2.
Penurunan rendemen minyak tempe busuk pada konsentrasi 0,5% terkait dengan reaksi antara fosfolipid dan H3PO4 yang merubah senyawa fosfolipid yang bersifat non hydratable menjadi hydratable (Mardani et al., 2015). Penambahan air mengakibatkan fosfolipid akan kehilangan sifat lipofiliknya dan berubah menjadi lipofobik sehingga mudah dipisahkan dari
minyak. Peningkatan konsentrasi H3PO4 menyebabkan senyawa fosfolipid hydratable yang berikatan dengan air semakin banyak akibatnya hasil rendemen minyak tempe busuk menurun (Gambar 1).
Gambar 1. Reaksi Degumming
Rendemen Minyak Tempe Busuk Antar Berbagai Konsentrasi NaOH
Tabel 2. Rataan Rendemen (% ± SE) Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian Antar emulsi sehingga rendemen minyak yang dihasilkan berkurang (Gambar 2).
Gambar 2. Reaksi Saponifikasi
Rendemen Minyak Tempe Busuk Hasil Interaksi Berbagai Konsentrasi H3PO4 dan
NaOH
Rendemen minyak tempe busuk hasil interaksi berkisar antara 22,61 ± 0,64% sampai 55,81 ± 0,69% (Tabel 3).
W = 0,65 W = 0,65 W = 0,65
Keterangan:* Angka-angka yang diikuti huruf yang tidak sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar
perlakuan berbeda nyata, sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang sama antar baris atau lajur yang
sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.
Dari Tabel 3 terlihat bahwa rendemen minyak tempe busuk antar konsentrasi H3PO4 dalam konsentrasi NaOH 0,1 N, mengalami penurunan seiring peningkatan konsentrasi H3PO4. Sebaliknya peningkatan konsentrasi H3PO4 sebesar 0,2% dan 0,3% dalam konsentrasi NaOH 0,3 N dan 0,5 N mengakibatkan rendemen minyak tempe busuk sama. Selanjutnya menurun pada konsentrasi H3PO4 0,5%.
Lebih lanjut, rendemen minyak tempe busuk hasil pemurnian antar konsentrasi NaOH dalam setiap konsentrasi H3PO4 mengalami penurunan yang signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi NaOH. Rendemen minyak tempe busuk optimal sebesar 55,81 ± 0,69% diperoleh pada konsentrasi H3PO4 0,2% dan konsentrasi NaOH 0,1 N.
Sifat Fisiko-Kimiawi Minyak Tempe Busuk
Sifat-sifat fisikawi (aroma, warna, kadar air, massa jenis dan viskositas) dan kimiawi (bilangan asam, bilangan penyabunan dan bilangan peroksida) minyak tempe busuk disajikan dalam Tabel 4.
Tabel 4. Sifat Fisiko-Kimiawi Minyak Tempe Busuk
Sifat Fisiko Kimiawi Satuan Minyak Kasar (Tanpa Pemurnian)
Minyak Hasil Pemurnian
Warna - Coklat Coklat Muda
Aroma - Tempe Busuk Tempe Busuk
Kadar Air % 0,79 ± 0,01 0,72 ± 0,03
Massa Jenis g/cm3 0,90 ± 0,01 0,90 ± 0,0006
Viskositas cP 139,75 ± 0,88 135,74 ± 1,58
Bilangan Asam mg KOH/g 160,69 ± 0,24 133,58 ± 2,49 Bilangan Penyabunan mg KOH/g 11,12 ± 0,85 10,38 ± 0,05
Bilangan Peroksida mgek/kg 6,70 ± 4,07 3,54 ± 0,25
Minyak tempe busuk berwarna coklat muda dan beraroma tempe busuk. Jika dibandingkan dengan warna dan aroma minyak tempe kasar maka terdapat perbedaan pada warna minyak. Warna minyak yang lebih jernih menunjukkan bahwa zat-zat pengotor minyak seperti gum, lendir dan pigmen berkurang selama proses pemurnian minyak (Herwanda, 2011). Proses degumming dan netralisasi tidak berpengaruh terhadap aroma minyak tempe.
Kadar Air
Tabel 4 menunjukkan minyak tempe hasil pemurnian memiliki kadar air yang lebih rendah dibanding minyak tempe kasar yaitu sebesar 0,72 ± 0,03%. Kadar air merupakan salah satu parameter uji yang penting terhadap sifat kimia minyak, karena terkait dengan reaksi hidrolisis. Minyak dengan kadar air yang tinggi dapat memperpendek masa simpan minyak dan memicu pertumbuhan mikroba (Zahir et al., 2014).
Massa Jenis
Berdasarkan Tabel 4, massa jenis minyak tempe busuk hasil pemurnian yaitu 0,90 ± 0,0006 g/cm3 . Setiap jenis minyak mempunyai massa jenis yang khas, tergantung pada jenis asam lemak penyusun minyak tersebut (Nichols dan Sanderson, 2003).
Viskositas
Viskositas merupakan tahanan alir suatu cairan. Tabel 4, menunjukkan nilai kekentalan minyak hasil pemurnian sebesar 135,74 ± 1,58 cP. Minyak tempe hasil pemurnian
memiliki nilai viskositas yang lebih rendah jika dibandingkan dengan viskositas minyak tempe kasar yaitu sebesar 139,75 ± 0,88 cP. Hal ini disebabkan karena zat – zat pengotor dalam minyak yang menyebabkan tingginya viskositas pada minyak telah berkurang (Mardani et al., 2015).
Bilangan Asam
Tabel 4 menunjukkan bilangan asam minyak tempe busuk hasil pemurnian 133,58 ± 2,49 mg KOH/g. Pada proses netralisasi, asam lemak bebas yang terdapat pada minyak tersabunkan dengan adanya penambahan larutan NaOH sehingga terpisah dari minyak (Kurniati dan Susanto, 2015). Kecilnya nilai bilangan asam pada minyak menunjukkan bahwa minyak memilki kandungan asam lemak bebas yang rendah (Kurnia dkk., 2014).
Berdasarkan Tabel 4, bilangan penyabunan minyak tempe hasil pemurnian sebesar 10,48 mg KOH/g. Bilangan penyabunan yang rendah menunjukkan proporsi triasilgliserol asam lemak berantai panjang lebih banyak daripada triasilgliserol asam lemak berantai pendek (Zahir et al., 2014).
Bilangan Peroksida
Nilai bilangan peroksida minyak tempe hasil pemurnian sebesar 3,54 ± 0,25 mgek/kg, lebih rendah dibandingkan minyak tempe kasar 6,70 ± 4,07 mgek/kg. Pada proses netralisasi, NaOH bereaksi dengan asam lemak bebas dan senyawa polimer peroksida, sehingga bilangan peroksida menurun (Herwanda, 2011). Bilangan peroksida menentukan derajat kerusakanminyak atau lemak. Semakin rendah bilangan peroksida berarti kualitasminyak semakin baik. Kenaikan nilai bilangan peroksida merupakan indikator dan peringatan bahwa minyak tidak lama lagi akan berbau tengik (Mardani et al., 2015).
Identifikasi Komponen Kimiawi Penyusun Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian Hasil analisis GC-MS disajikan pada Gambar 3. Hasil analisa menunjukkan bahwa sampel minyak tersusun dari 20 puncak senyawa dan 3 diantaranya merupakan senyawa dominan yang ditunjukkan oleh masing-masing puncak bernomor 1, 2, dan 3 (Gambar 3, Tabel 5) pada kromatogram.
Gambar 3. Kromatogram GC-MS Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian
Dari Gambar 3 terlihat spektrum puncak nomor 1 merupakan puncak tertinggi dalam kromatogram minyak tempe hasil pemurnian. Analisa data hasil spektroskopi massa tiap puncak dilakukan dengan membandingkan spektra sampel dengan spektra data base Wiley yang disajikan pada Gambar 4.
2 3
4a
4b
Gambar 4. (4a) Spektrum Puncak No 1 Minyak Tempe Hasil Pemurnian (4b) Spektrum Asam 9-Oktadekenoat Data Base Wiley
Bila dibandingkan dengan spektrum referensi data base Wiley, spektrum puncak nomor 1 (Gambar 4a) sesuai dengan Gambar 4b adalah asam 9-Oktadekenoat yang memiliki BM pada m/z 296.
Bila dilihat fragmentasinya, maka Gambar 4a merupakan puncak yang mengacu pada senyawa asam 9-Oktadekenoat atau asam oleat dan senyawa ini memiliki BM pada m/z 364. Pada spektrum 4a puncak massa ion molekul [M]+ (m/z 364) tidak muncul, hal ini disebabkan karena ion telah habis terdeteksi. Selanjutnya terjadi pelepasan senyawa CH3 dan H yang ditunjukkan pada puncak [M-16]+ (m/z 348). Dilanjutkan dengan pelepasan senyawa C2H2, H2O, CH3 dan CH2 ditunjukkan pada puncak [M-21]+ (m/z 327), [M-18]+ (m/z 309), [M-13]+ (m/z 296), [M-14]+ (m/z 282). Pelepasan senyawa CH3 ditunjukkan pada puncak [M-16]+ (m/z 266), namun pada spektrum 4a puncak pada m/z 266 tidak ada, melainkan muncul pada m/z 264. Pada spektrum 4b puncak massa ion molekul [M]+ (m/z 296) tidak muncul, karena terjadi pelepasan ion CH3OH sehingga puncak massa ion terdeteksi pada m/z 264. Spektrum 4a dan 4 b memiliki puncak massa ion molekul yang sama dan teridentifikasi sebagai asam oleat.
Dengan cara yang sama, spektrum puncak nomor 2 dan 3 teridentifikasi sebagai asam linoleat dan asam palmitat. Kilo dkk. (2012) melaporkan tentang komposisi minyak tempe hari ke-2, menunjukkan bahwa minyak tempe hari ke-2 terdiri dari 14 senyawa dengan 5
asam arakidat 1,53%, dan asam behenat 1,50%. Selain 5 komponen tersebut juga mengandung metil oleat 1,35%.
Tabel 5. Komposisi Kimiawi Penyusun Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian
NP WR (det) Komponen Kimia
Rumus Molekul
/ Berat Molekul Kandungan (%)
1 43,215 9-Oktadekenoat
(Asam Oleat) C18H34O2/364 32,01
2 42,991 9,12-Oktadekadienoat
(Asam Linoleat) C19H34O2/328 19,40
3 39,223 Asam Heksadekanoat
(Asam Palmitat) C17H34O2/299 13,53
Keterangan : NP = Nomor Puncak, WR = Waktu Retensi
Hasil penelitian ini didominasi oleh 3 asam lemak utama (3 puncak) yaitu asam oleat (32,01%), asam linoleat (19,40%) dan asam palmitat (18,28%) (Tabel 5). Kandungan asam oleat minyak tempe busuk hasil pemurnian lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian Kilo dkk. (2012), sedangkan kandungan asam linoleat dan palmitat lebih rendah. Hal ini disebabkan karena asam linoleat yang terdapat dalam minyak tempe mengalami reaksi adisi akibat pemanasan saat proses pemurnian minyak sehingga mengalami perubahan menjadi asam oleat. Oleh karena itu, kandungan asam oleat pada minyak hasil pemurnian meningkat.
Meninjau kandungan asam oleat dalam minyak tempe busuk yang relatif tinggi
(32,01%), minyak ini dapat digunakan sebagai bahan baku dalam bidang industri berbasis minyak. Namun, dibutuhkan penelitian lebih lanjut terkait dengan aroma minyak dan warna
yang kurang menarik.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian maka dapat ditarik kesimpulan bahwa :
2. Sifat fisikawi minyak tempe busuk hasil pemurnian adalah: berwarna coklat muda, berbau khas tempe busuk, kadar air 0,72 ± 0,025 % (b/b), massa jenis 0,8995±0,0006 g/cm3, dan viskositas 135,74±1,58 cP. Sifat kimiawi minyak tempe busuk hasil pemurnian adalah: bilangan asam menurun (133,58 ± 2,49 mg KOH/g sampel), bilangan penyabunan relatif sama (10,38 ± 0,05 mg KOH/ g sampel), dan bilangan peroksida menurun (3,54 ± 0,25 mgek/kg sampel).
3. Asam lemak utama penyusun minyak tempe busuk hasil pemurnian adalah 9-Oktadekenoat (asam metil oleat) 32,01%,asam metil 9-12-Oktadekadienoat (asam metil linoleat) 19,40% dan asam metil heksadekanoat (asam metil palmitat) 13,53%.
SARAN
1. Perlu dilakukan pemurnian lebih lanjut yaitu bleaching dan deodorize agar diperoleh kualitas minyak yang lebih baik.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang masa simpan minyak tempe busuk hasil pemurnian.
DAFTAR PUSTAKA
Albertina, H., H. Soetjipto, dan S. Andini. 2015. Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi Minyak Biji Mangga (Mangifera indica L. Var Arumanis) Terhadap Sifat Fisiko Kimianya.
Prosiding Seminar Nasional Kimia Dan Pendidikan Kimia VII, “Penguatan Profesi Bidang Kimia dan Pendidikan Kimia Melalui Riset dan Evaluasi”. 18 April. Universitas Sebelas Maret.
Dwinaningsih, E.A. 2010. Karakteristik Kimia Dan Sensori Tempe Dengan Variasi Bahan Baku Kedelai/Beras Dan Penambahan Angkak Serta Variasi LamaFermentasi. Skripsi. Program Studi Teknologi Hasil Pertanian. UniversitasSebelas Maret, Surakarta.
Herwanda, A.E. 2011. Kajian Proses Pemurnian Minyak Biji Bintaro (Cerbera Manghas L) Sebagai Bahan Bakar Nabati. Skripsi. Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Kurnia,M.D., H. Soejipto dan A.I. Kristijanto. 2014. Karakterisasi dan Komposisi Kimia Minyak Biji Tumbuhan kupu-kupu (Bauhinia purpurea L.) Bunga Merah Muda. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains IX, hal 11-17, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga.
Kurniati, Yeni., dan H. Susanto. 2015. Pengaruh Basa NaOH dan Kandungan ALB CPO terhadap Kualitas Minyak Kelapa Sawit Pasca Netralisasi. Jurnal Pangan dan Agroindustri 3(1) : 193-202.
Mardani, Sh., M. Ghavami., A. Heidary-Nasab., and M. Gharachorloo. 2015. The Effect of Degumming and Neutralization on the Quality of Crude Sunflower and Soyabean Oils.
Journal of Food Biosciences and Technology 6(2) : 47-52.
Nichols, D.S. dan K. Sanderson, 2003. The Nomenclature, Structure, and Properties of Food Lipids. In: Sikorski, Z.E and A. Kolakowska, Ed. Chemical and Functional Properties of
Food Lipids. CRC Press Washington. Pp. 29-59.
Santoso, S. P. 2005. Teknologi Pengolahan Kedelai. Fakultas Pertanian Universitas Widyagama, Malang.
Sarwono B. 2005. Membuat Tempe dan Oncom. Penebar Swadaya. Jakarta.
SNI 01-3555-1998. Cara Uji Minyak dan Lemak. Badan Standarisasi Nasional (BSN). Jakarta.
Steel, R. G. D. dan Torie, J. H. 1980. Prinsip Dan Prosedur Statistika Suatu Pendeketan Biometrik. Jakarta : Gramedia.
Verleyen T, Sosinska U, Ioannidou S, Verhe R, Dewettinck K, Huyghebaert A, Greyt W. 2002. Influence of the vegetable oil refining process on free and esterified sterols.
Journal of the American Oil Chemists’ Society 79: 947-953.
Zahir, Erum., R. Saeed., M. A. Hameed., and A. Yousuf. 2014. Study of Physico-chemical Properties of Edible Oil and Evaluation of Frying Oil Quality By Fourier
LAMPIRAN I
MAKALAH SEMINAR I
SN-KPK 2017
UNS, SURAKARTA
22 APRIL 2017
rotten tempe oil compared to without purification are as follows: decreasing of acid value (133,58 ± 2,49 mg KOH/g sample), relatively same of saponification value (10,38 ± 0,05 mg KOH/ g sample), and decreasing of peroxide value (3,54 ± 0,25 mgek/kg sample).
Keywords: Oil Purification, Tempe Oil, Rotten Tempe, Degumming, Neutralization
PENDAHULUAN
Tempe merupakan makanan khas
Indonesia hasil fermentasi bergizi tinggi yang
biasanya terbuat dari kedelai dan memiliki
masa simpan singkat. Tempe dengan masa
simpan lebih dari 6 hari dapat dikatakan
sebagai tempe busuk dan tidak termanfaatkan.
Selama proses fermentasi, lemak pada kedelai
akan terdegradasi oleh kapang yang
menyebabkan kandungan asam lemak pada
tempe akan berubah. Minyak tempe
mengandung asam lemak esensial yang
sangat dibutuhkan tubuh seperti linolenat dan
linoleat [1]
Minyak hasil ekstraksi umumnya
mengandung fosfolipid, asam lemak bebas,
pigmen dan getah yang berpengaruh terhadap
kualitas minyak seperti aroma, masa simpan,
maupun kejernihan minyak [2]. Untuk
meningkatkan kualitas minyak diperlukan
pemurnian minyak. Proses degumming dan
netralisasi merupakan 2 tahap awal pemurnian
minyak untuk memisahkan fosfolipid dan asam
lemak bebas dalam minyak. Minyak yang
mengandung sedikit fosfolipid seperti minyak
kedelai, lebih baik menggunakan metode
degumming asam dibandingkan jenis lainnya
[3]. Hal ini disebabkan oleh penggunaan asam
berpengaruh terhadap fosfolipid yang
terbuang.
Minyak biji bunga matahari dan kedelai
yang diperoleh setelah proses pemurnian
memiliki bilangan asam yang lebih rendah
dibandingkan minyak kasarnya. Sedangkan
bilangan peroksida minyak murni lebih tinggi
dibandingkan minyak kasarnya [4]. Pemurnian
minyak biji bintaro menunjukkan bahwa
semakin tinggi konsentrasi H3PO4 dan NaOH
cenderung menurunkan nilai rendemen, kadar
abu, viskositas bilangan asam lemak bebas,
bilangan peroksida, dan viskositas [5].
Konsentrasi larutan NaOH mempengaruhi
rendemen minyak. Rendemen minyak
cenderung menurun seiring dengan tingginya
konsentrasi NaOH [6].
Berdasarkan latar belakang maka
tujuan dari penelitian ini adalah : Pertama,
memperoleh rendemen minyak tempe busuk
murni yang optimal ditinjau dari berbagai
konsentrasi H3PO4 dan NaOH serta
interaksinya. Kedua, menentukan sifat
fisiko-kimiawi minyak tempe busuk hasil pemurnian.
METODE PENELITIAN
Bahan dan Piranti
Tempe yang digunakan berasal dari pabrik
tempe kedelai “X” di Bugel, Salatiga, Jawa
Tengah. Bahan kimiawi yang digunakan antara
lain akuades, heksana (p.a), kloroform, etanol,
asam asetat glasial, asam klorida, kalium
iodida, natrium tiosulfat, kanji, kalium
hidroksida, indikator fenolftalein. Semua
reagensia yang digunakan produk Merck,
Jerman.
Piranti yang di pakai dalam penelitian
adalah grinder, soxhlet, moisture analyzer
(OHAUS PA214), rotary evaporator (Buchii
Seiko C-40N Japan), inkubator, penangas air
(Memmert WNB 14, Germany), neraca analitis
0,01 g (OHAUS MB 25), viskometer Ostwald,
drying cabinet serta piranti gelas.
Preparasi Sampel
Tempe hasil pemeraman 7 hari
dipotong tipis-tipis dan dikeringkan dengan
drying cabinet pada suhu 500C selama 2 hari.
Tempe kering kemudian dihaluskan
menggunakan grinder, disimpan dalam wadah
kering yang diberi silica gel.
Ekstraksi Serbuk Tempe [7]
Serbuk tempe diekstraksi
menggunakan pelarut heksana (1:4, b/v) pada
suhu 700C selama 3-7 jam (sampai larutan
bening). Ekstrak heksana kemudian dipekatkan
dengan rotary evaporator pada suhu 50-600C
sehingga diperoleh minyak tempe pekat.
Minyak tempe pekat dipindahkan ke dalam
botol sampel, kemudian diuapkan dengan
menggunakan waterbath untuk menghilangkan
sisa pelarut yang masih terperangkap.
Selanjutnya minyak tempe yang diperoleh
dihitung rendemennya dengan persamaan 1.
% 𝐫𝐞𝐧𝐝𝐞𝐦𝐞𝐧 𝐦𝐢𝐧𝐲𝐚𝐤 = massa minyakmassa sampelx 100% (1)
Pemurnian Minyak [5]
Proses pemurnian minyak diawali
dengan proses degumming. Minyak hasil
ekstaksi ditimbang 5 gram. Minyak dipanaskan
hingga suhu mencapai 70-75ºC dan
ditambahkan H3PO4 20% sebanyak 0,2%;
0,3% dan 0,5% (v/b) dari bobot minyak.
Dilakukan pengadukan selama 10 menit pada
suhu 70-75ºC. Minyak dimasukkan kedalam
corong pemisah untuk dicuci dengan aquades
suhu 60ºC hingga air buangan memiliki pH
netral. Selanjutnya dilakukan sentrifugasi
kecepatan 90 rpm selama 15 menit.
Selanjutnya dilakukan proses
netralisasi menggunakan NaOH. Minyak hasil
sentrifugasi dipanaskan pada suhu 70-75oC
dan ditambahkan larutan NaOH konsentrasi
0,1 N; 0,3 N; dan 0,5 N. Minyak diaduk selama
15 menit. Minyak dimasukkan kedalam corong
pemisah untuk dicuci dengan aquades suhu
60ºC hingga air buangan memiliki pH netral.
Selanjutnya dilakukan sentrifugasi kecepatan
90 rpm selama 15 menit.
Karakterisasi dan Komposisi Fisiko-Kimia Minyak Tempe Busuk
Penentuan aroma dan warna
ditentukan dengan pemaparan secara
deskriptif, penentuan kadar air menggunakan
instrumen moisture analyzer, penentuan
densitas, bilangan asam, bilangan peroksida,
dan bilangan penyabunan [8].
Analisa Data
Data dianalisis menggunakan
rancangan perlakuan Faktorial (3 x 3) dengan
rancangan dasar yaitu Rancangan Acak
Kelompok (RAK), dengan 3 ulangan dan
sebagai kelompok adalah waktu analisis.
Faktor pertama adalah konsentrasi H3PO4
terdiri dari tiga aras yaitu 0,2%; 0,3%; dan
0,5% (v/b). Faktor kedua adalah konsentrasi
NaOH yang terdiri dari tiga aras yaitu 0,1 N;
0,3 N; dan 0,5 N. Pengujian purata antar
perlakuan dilakukan dengan uji Beda Nyata
Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5%
[8].
Rendemen Minyak Tempe Busuk Antar Berbagai Konsentrasi Degumming
Rataan rendemen minyak tempe
busuk (dalam % ± SE) antar berbagai
konsentrasi H3PO4 berkisar antara 26,85 ±
2,86% sampai 51,30 ± 3,05% (Tabel 1). Dari
Tabel 1 terlihat bahwa rendemen minyak tempe busuk hasil pemurnian menurun sejaln
dengan peningkatan konsentrasi H3PO4.
Rendemen minyak tempe busuk sebesar 51,30
± 3,05% diperoleh pada konsentrasi H3PO4
terendah (0,20%).
Tabel 1. Rataan Rendemen (% ± SE) Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian Antar Berbagai
Konsentrasi H3PO4
Konsentrasi H3PO4 20%
0,20% 0,30% 0,50%
Rataan ± SE 51,30 ± 3,05 50,64 ± 2,76 26,85 ± 2,86
W= 0,38 (c) (b) (a)
Keterangan : SE = Simpangan Baku Taksiran; W = BNJ 5%.
*Angka-angka yang diiukuti huruf yang tidak sama menunjukkan antar perlakuan berbeda nyata sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata. Keterangan ini berlaku untuk Tabel 2.
Penurunan rendemen minyak tempe
busuk pada konsentrasi 0,50% terkait dengan
reaksi antara fosfolipid dan H3PO4 yang
merubah senyawa fosfolipid yang bersifat non
hydratable menjadi hydratable [4].
Penambahan air mengakibatkan fosfolipid
akan kehilangan sifat lipofiliknya dan berubah
menjadi lipofobik sehingga mudah dipisahkan
dari minyak. Peningkatan konsentrasi H3PO4
menyebabkan senyawa fosfolipid hydratable
yang berikatan dengan air semakin banyak
akibatnya hasil rendemen minyak tempe busuk
menurun.
Tabel 2. Rataan Rendemen (% ± SE) Minyak Tempe Busuk Hasil Pemurnian Antar Berbagai
Konsentrasi NaOH
Konsentrasi NaOH
0,1 N 0,3 N 0,5 N
Rataan ± SE 47,14 ± 9,22 43,14 ± 9,44 38,51 ± 9,17
W= 0,38 (c) (b) (a)
Rendemen Minyak Tempe Busuk Antar Berbagai Konsentrasi NaOH
Rataan rendemen minyak tempe
busuk (dalam % ± SE) antar berbagai
konsentrasi NaOH berkisar antara 38,51 ±
9,17% sampai 47,14 ± 9,22% (Tabel 2). Dari
Tabel 2 terlihat bahwa rendemen minyak tempe busuk hasil pemurnian menurun seiring
peningkatan konsentrasi NaOH dan pada
konsentrasi terendah (0,1 N) diperoleh
rendemen minyak tempe busuk sebesar 47,14
Hal ini terkait dengan NaOH yang
berfungsi mengubah asam lemak bebas
menjadi sabun [4]. Pada proses pencucian
sabun dan minyak akan membentuk emulsi
sehingga rendemen minyak yang dihasilkan
berkurang.
Rendemen Minyak Tempe Busuk Hasil Interaksi Berbagai Konsentrasi H3PO4 dan
NaOH
Rendemen minyak tempe busuk hasil interaksi
berkisar antara 22,61 ± 0,64% sampai 55,81 ±
0,69% (Tabel 3).
Tabel 3. Rataan Rendemen (% ± SE) Minyak Tempe Busuk Hasil Interaksi
Konsentrasi
Keterangan:* Angka-angka yang diikuti huruf yang tidak sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar perlakuan berbeda nyata, sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata.
Dari Tabel 3 terlihat bahwa rendemen minyak tempe busuk antar konsentrasi H3PO4
dalam konsentrasi NaOH 0,1 N, mengalami
penurunan seiring peningkatan konsentrasi
H3PO4. Sebaliknya peningkatan konsentrasi
H3PO4 sebesar 0,20% dan 0,30% dalam
konsentrasi NaOH 0,3 N dan 0,5 N
mengakibatkan rendemen minyak tempe busuk
sama. Selanjutnya menurun pada konsentrasi
H3PO4 0,50%.
Lebih lanjut, rendemen minyak tempe
busuk hasil pemurnian antar konsentrasi NaOH
dalam setiap konsentrasi H3PO4 mengalami
penurunan yang signifikan seiring dengan
peningkatan konsentrasi NaOH. Rendemen
minyak tempe busuk optimal sebesar 55,81 ±
0,69% diperoleh pada konsentrasi H3PO4 0,2%
dan konsentrasi NaOH 0,1 N.
Sifat Fisiko-Kimiawi Minyak Tempe Busuk
Sifat-sifat fisikawi (aroma, warna,
kadar air, massa jenis dan viskositas) dan
kimiawi (bilangan asam, bilangan penyabunan
dan bilangan peroksida) minyak tempe busuk
disajikan dalam Tabel 4.
Warna dan Aroma
Minyak tempe busuk berwarna coklat
muda dan beraroma tempe busuk. Jika
dibandingkan dengan warna dan aroma
minyak tempe kasar maka terdapat perbedaan
pada warna minyak. Warna minyak yang lebih
jernih menunjukkan bahwa zat-zat pengotor
minyak seperti gum, lendir dan pigmen
berkurang selama proses pemurnian minyak
[5]. Proses degumming dan netralisasi tidak
Kadar Air
Tabel 4 menunjukkan minyak tempe hasil pemurnian memiliki kadar air yang lebih
rendah dibanding minyak tempe kasar yaitu
sebesar 0,72 ± 0,03%. Kadar air merupakan
salah satu parameter uji yang penting terhadap
sifat kimia minyak, karena terkait dengan
reaksi hidrolisis. Minyak dengan kadar air yang
tinggi dapat memperpendek masa simpan
minyak dan memicu pertumbuhan mikroba
[10].
Massa Jenis
Berdasarkan Tabel 4, massa jenis minyak tempe busuk hasil pemurnian yaitu
0,90 ± 0,0006 g/cm3 . Setiap jenis minyak
mempunyai massa jenis yang khas, tergantung
pada jenis asam lemak penyusun minyak
tersebut [11].
Viskositas
Viskositas merupakan tahanan alir
suatu cairan. Tabel 4, menunjukkan nilai kekentalan minyak hasil pemurnian sebesar
135,74 ± 1,58 cP. Minyak tempe hasil
pemurnian memiliki nilai viskositas yang lebih
rendah jika dibandingkan dengan viskositas
minyak tempe kasar yaitu sebesar 139,75 ±
0,88 cP. Hal ini disebabkan karena zat – zat
pengotor dalam minyak yang menyebabkan
tingginya viskositas pada minyak telah
berkurang [4].
Bilangan Asam
Tabel 4 menunjukkan bilangan asam minyak tempe busuk hasil pemurnian 133,58 ±
2,49 mg KOH/g. Pada proses netralisasi, asam
lemak bebas yang terdapat pada minyak
tersabunkan dengan adanya penambahan
larutan NaOH sehingga terpisah dari minyak
[6]. Kecilnya nilai bilangan asam pada minyak
menunjukkan bahwa minyak memilki
kandungan asam lemak bebas yang rendah
[12].
Bilangan Penyabunan
Berdasarkan Tabel 4, bilangan penyabunan minyak tempe hasil pemurnian
sebesar 10,48 mg KOH/g. Bilangan
penyabunan yang rendah menunjukkan
proporsi triasilgliserol asam lemak berantai
panjang lebih banyak daripada triasilgliserol
asam lemak berantai pendek [10].
Bilangan Peroksida
Nilai bilangan peroksida minyak tempe
hasil pemurnian sebesar 3,54 ± 0,25 mgek/kg,
lebih tinggi dibandingkan minyak tempe kasar
6,70 ± 4,07 mgek/kg. Pada proses netralisasi,
NaOH bereaksi dengan asam lemak bebas
dan senyawa polimer peroksida, sehingga
bilangan peroksida menurun [5]. Bilangan
peroksida menentukan derajat kerusakan
minyak atau lemak. Semakin rendah bilangan
peroksida berarti kualitasminyak semakin baik.
Kenaikan nilai bilangan peroksida merupakan
indikator dan peringatan bahwa minyak tidak
Tabel 4. Sifat Fisiko-Kimiawi Minyak Tempe Busuk
Sifat Fisiko Kimiawi Satuan
Minyak Kasar
(Tanpa Pemurnian) Minyak Hasil Pemurnian
Warna - Coklat Coklat Muda
Hasil penelitian menunjukkan bahwa
hasil minyak tempe busuk optimal sebanyak
55,81 ± 0,69 % (b/b) pada interaksi konsentrasi
0,2% H3PO4 dan 0,1 N NaOH. Sifat fisikawi
minyak tempe busuk hasil pemurnian adalah:
berwarna coklat muda, berbau khas tempe
busuk, kadar air 0,72 ± 0,025 % (b/b), massa
jenis 0,8995±0,0006 g/cm3, dan viskositas
135,74±1,58 cP. Sifat kimiawi minyak tempe
busuk hasil pemurnian adalah: bilangan asam
menurun (133,58 ± 2,49 mg KOH/g sampel),
Pengolahan Kedelai. Fakultas Pertanian Universitas Widyagama, Malang.
[2] Verleyen T, Sosinska U, Ioannidou S, Verhe R, Dewettinck K, Huyghebaert A, Greyt W. 2002. Influence of the vegetable oil refining process on free and esterified sterols. Journal of the American Oil
Chemists’ Society 79: 947-953.
[3] Deffense, E. 2011. Chemical Degumming. AOCS Lipid Library.
[4] Mardani, Sh., M. Ghavami., A. Heidary-Nasab., and M. Gharachorloo. 2015. The Effect of Degumming and Neutralization on the Quality of Crude Sunflower and
Soyabean Oils. Journal of Food
Biosciences and Technology 6(2) : 47-52.
[5] Herwanda, A.E. 2011. Kajian Proses Pemurnian Minyak Biji Bintaro (Cerbera
manghas L.) Sebagai Bahan Bakar
Nabati. Skripsi. Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
[6] Kurniati, Yeni., dan H. Susanto. 2015. Pengaruh Basa NaOH dan Kandungan ALB CPO terhadap Kualitas Minyak Kelapa Sawit Pasca Netralisasi. Jurnal Pangan dan Agroindustri 3(1) : 193-202.
[7] Albertina, Happy., H. Soetjipto., dan S. Andini. 2015. Pengaruh Lama Waktu Ekstraksi Minyak Biji Mangga ( Mangifera indica L. Var Arumanis ) Terhadap Sifat Fisiko Kimianya. Seminar Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia.
[8] SNI 01-3555-1998. Cara Uji Minyak dan Lemak. Badan Standarisasi Nasional (BSN). Jakarta.
[9] Steel, R. G. D. dan Torie, J. H. 1980. Prinsip Dan Prosedur Statistika Suatu
Pendeketan Biometrik. Jakarta :
Gramedia.
Transform-Infrared (FTIR) Spectroscopy. Arabian Journal Of Chemistry.
[11] Nichols, D.S. dan K. Sanderson, 2003.
The Nomenclature, Structure, and
Properties of Food Lipids. In: Sikorski, Z.E and A. Kolakowska, Ed. Chemical and Functional Properties of Food Lipids. CRC Press Washington. Pp. 29-59.
