3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Sawit Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis guinensis JACQ). Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah (pericarb) dan inti (kernel). Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapisan yaitu lapisan luar atau kulit buah yang disebut pericarb, lapisan sebelah dalam disebut mesocarb atau pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarb. Inti kelapa sawit terdiri dari lapisankulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarb mengandung kadar minyak rata-rata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandung minyak sebesar 44%, dan endocarb tidak mengandung minyak (Nurhaida,2004). Dari kelapa sawit ini dapat dihasilkan dua jenis minyak yang sangat berlainan, yaitu minyak yang berasal dari sabut (mesokarp) kelapa sawit disebut minyak sawit (CPO/Crude Palm Oil) dan minyak yang berasal dari inti kelapa sawit yang dinamakan minyak inti sawit (PKO/Palm Kernel Oil) (Ketaren, 1986). Perbedaan antara minyak sawit dengan minyak inti sawit adalah adanya pigmen karotenoid pada minyak sawit sehingga berwarna kuning merah. Komposisi karotenoid yang terdeteksi pada minyak sawit terdiri dari α-, β-, γ- karoten dan xantofil sedangkan pada PKO tidak terdeteksi adanya karoten. Perbedaan lain pada kandungan asam lemaknya. Pada minyak inti sawit terdeteksi adanya asam lemak
Universitas Sumatera Utara
4
kaproat dan asam lemak kaprilat, sedangkan kedua asam lemak ini tidak terdeteksi pada minyak sawit (Muchtadi, 1992). Minyak kelapa sawit seperti umumnya minyak nabati lainnya adalah merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan komponen penyusun yang utama adalah trigliserida dan non-trigliserida. Tabel 2.1. Komposisi Trigliserida Dalam Minyak Kelapa Sawit. Trigliserida
Jumlah (%)
Tripalmitin
3-5
Dipalmito-Stearine
1-3
Oleo-Miristopalmitin
0-5
Oleo-Dipalmitin
21-43
Oleo-Palmitostearine
10-11
Palmito-Diolein
32-48
Stearo-Diolein
0-6
Linoleo-Diolein
3-12
Sumber: Ketaren,S.1986 Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit Asam Lemak
Jumlah (%)
Asam Kaprilat
-
Asam Kaproat
-
Universitas Sumatera Utara
5
Asam Miristat
1,1-2,5
Asam Palmitat
40-46
Asam Stearat
3,6-4,7
Asam Oleat
30-45
Asam Laurat
-
Asam Linoleat
7-11
Sumber : Ketaren,S. 1986
Tabel 2.3. Komponen Non-Trigliserida Komponen Karoten Tokoferol Sterol Phospatida Besi (Fe) Tembaga (Cu) Air Kotoran-kotoran
Ppm 500-700 400-600 Mendekati 300 500 10 0,5 0,07-0,18 0,01
Sumber : Tim Penulis,1997
2.2. Metil Ester Metil ester merupakan salah satu bahan oleokimia dasar yang merupakan turunan dari minyak dan lemak selain asam lemak. Metil ester asam lemak merupakan alternatif untuk memproduksi sejumlah oleokimia turunan lemak seperti alkohol-asam lemak, alkanolamida, α-sulfonat metil ester, isopropyl ester, polyester
Universitas Sumatera Utara
6
sukrosa dan lain-lain. Metil ester juga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan sabun metalik, ditambahkan pada sabun sebagai agen aktif, bahan pembantu dalam pengolahan karet, produk farmasi, dan alternatif pengganti atau pencampur bahan bakar motor diesel (Hui, 1996). Prinsip pembuatan metil ester adalah interesterifikasi dengan menggunakan alkohol dari suatu ester dengan ester lain dengan dasar proses hidrolisis, kecuali mengganti air dengan alkohol. Proses ini sering disebut alkoholisis atau metanolisis apabila menggunakan metanol dalam prosesnya (Hui, 1996). Proses transesterifikasi minyak atau lemak dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, lama hidrolisis, jenis dan konsentrasi katalis, kecepatan pengadukan dan perbandingan metanol-asam lemak (Hui, 1996). Proses transesterifikasi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan mendekati titik didih metanol. Semakin tinggi kecepatan pengadukan akan meningkatkan pergerakan molekul dan menyebabkan terjadinya tumbukan. Pada awal terjadinya reaksi, pengadukan akan menyebabkan terjadinya difusi antara minyak atau lemak sampai terbentuk metil ester. Dengan semakin banyaknya metil ester yang terbentuk menyebabkan pengaruh pengadukan semakin kecil, hingga terbentuk keseimbangan. Proses pembuatan metil ester dapat dilihat pada gambar 1. Pada proses transesterifikasi konsentrasi metanol yang digunakan tidak boleh lebih rendah dari 98%, karena makin rendah konsentrasi metanol yang digunakan maka makin rendah rendemen metil ester yang dihasilkan, sedangkan waktu reaksi menjadi lebih lama (Bernardini, 1983).
Universitas Sumatera Utara
7
Gambar.2.1. Proses pembuatan metil ester
2.3. Karoten Karotenoid merupakan kelompok pigmen yang berwarna kuning, jingga, merah jingga serta larut dalam minyak. Karotenoid terdapat dalam kloroplast (0.5%) bersama – sama dengan klorofil (9.3%) terutama pada bagian permukaan atas daun, dekat dengan dinding sel palisade (Winarno, 1991). Secara kimia karoten adalah terpena, disintesis secara biokimia dari delapan satuan isoprene. Karoten berada dalam bentuk β-karoten, α-karoten,dan γ-karoten. Karoten dapat disimpan dalam hati dan diubah menjadi vitamin A sesuai kebutuhan. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting ditinjau dari kebutuhan gizi, baik untuk manusia maupun hewan. Hal ini disebabkan karena sebagian dapat diubah menjadi vitamin A. Diantara beberapa kelompok vitamin A dijumpai di alam, yang dikenal lebih baik adalah
β-karoten, α-karoten,dan γ-karoten serta kriptosantin
(Muchtadi, 1989).
Universitas Sumatera Utara
8
Menurut Ranganna (1979), karotenoid dapat digolongkan atas empat golongan, yaitu: 1. Karotenoid hidrokarbon C40H56; yang termasuk golongan ini adalah α-, β-, γ karoten dan likopen 2. Xantofil dan derivat-derivat karoten yang mengandung oksigen dan gugus hidroksil (C40H55OH); yang termasuk dalam golongan ini adalah kriptosantin, kapsantin, torularhodin dan lutein (C40H54(OH)2 3. Ester xantofil yaitu ester xantofil asam lemak, misal zeasantin 4. Asam karotenoid yaitu derivat karotenoid yang mengandung gugus karboksil. Karotenoid termasuk senyawa lipida yang tidak tersabunkan, larut dengan baik dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air. Sifat ini penting terutama dalam pemisahan karotenoid dari bahan lain (Ranganna, 1979). Menurut Meyer (1966), sifat fisika dan kimia karotenoid adalah: 1. Larut dalam minyak dan tidak larut dalam air 2. Larut dalam kloroform, benzene, karbon disulfida dan petroleum eter 3. Tidak larut dalam etanol dan metanol dingin 4. Tahan terhadap panas apabila dalam keadaan vakum 5. Peka terhadap oksidasi, autooksidasi dan cahaya.
Universitas Sumatera Utara
9
2.4. Beta Karoten β-karoten adalah salah satu jenis senyawa hidrokarbon karotenoid yang merupakan senyawa golongan tetraterpenoid (Winarsi,2007). Adanya ikatan ganda menyebabkan β-karoten peka terhadap oksidasi. Oksidasi β-karoten akan lebih cepat dengan adanya sinar, dan katalis logam. Oksidasi akan terjadi secara acak pada rantai karbon yang mengandung ikatan rangkap. β-karoten merupakan penangkap oksigen dan sebagai antioksidan yang potensial, tetapi β-karoten efektif sebagai pengikat radikal bebas bila hanya tersedia oksigen 2-20%. Pada tekanan oksigen tinggi diatas kisaran fisiologis, karoten dpat bersifat pro-oksidan (Burton, 1989). β-karoten atau yang sering dikenal sebagai karotaben, Provatene, atau Solatene, merupakan suatu senyawa dengan rumus molekul C 40H56 dengan massa molekul seberat 536,85 mol/gr dan merupakan provitamin-A terpenting. β-karoten terdistribusi secara luas dalam kingdom tumbuhan dan sering dijumpai bersamaan dengan klorofil. Karoten ini berguna untuk pewarnaan, suplemen makanan, suplemen vitamin,
bahan
kosmetik,
dan
dapat
menghambat
terjadinya
kanker
( Fauzi dkk, 2007). β-karoten juga baik bagi pertumbuhan, mencegah kebutaan, untuk reproduksi pemeliharaan sel epitel dan meningkatkan daya tahan tubuh terhadap berbagai macam penyakit. Selain itu, karoten juga sangat baik untuk kesehatan kulit, sebagai antioksidan. Karena kegunaanya yang banyak ini menyebabakan β-karoten
Universitas Sumatera Utara
10
memiliki harga jual yang tinggi, yaitu berkisar USD 300.000-400.000/MT (Fauzi dkk, 2007). Kondisi β-karoten pada minyak sawit berasal dari warna minyak yang merah. Warna merah ini menyebabkan kandungan karoten pada minyak sawit berada pada kisaran 500-700 ppm. Kandungan karoten pada minyak sawit akan semakin tinggi apabila buah sudah matang (Pangaribuan, 2005).
2.5. Struktur dan Kegunaan β -Karoten Struktur kimia dari β-karoten :
Gambar. 2.2. Struktur β-karoten β-karoten yang kita konsumsi terdiri dari dua gugus retinil, yang di dalam mukosa usus kecil akan dipecah oleh enzim β-karoten dioksigenase menjadi retinol, yaitu bentuk dari vitamin A (Astawan dan Andeas, 2008). β-karoten banyak ditemukan pada sayuran dan buah-buahan yang berwarna kuning jingga, seperti ubi jalar, labu kuning dan manga maupun sayuran yang berwarna hijau seperti bayam, kangkung (Astawan dan Andreas, 2008).
Universitas Sumatera Utara
11
β-karoten merupakan senyawa organik yang ditemukan dalam banyak buahbuahan dan sayuran. Merupakan sumber terbaik dari salah satu vitamin penting, yakni vitamin A. vitamin A diperlukan untuk meningkatkan kesehatan penglihatan dan kulit. Meskipun terapat senyawa lain yang menjadi sumber vitamin A, β-karoten merupakan sumber yang paling utama. β-karoten memiliki beberapa manfaat, yang pertama adalah sebagai precursor vitamin A. Penelitian dari Nasional Cancer Institute dalam Astawan dan Andreas (2008) menunjukkan bahwa selain baik untuk mata, makanan yang kaya beta kroten juga baik untuk pencegahan penyakit kanker. β-karoten memiliki kemampuan sebagai antioksidan yang dapat berperan penting dalam menstabilkan radikal berinti karbon, sehingga dapat bermanfaat untuk mengurangi resiko terjadinya kanker. Kandungan β-karoten pada bahan pangan alami dapat mengurangi resiko terjadinya stroke. Hal ini disebabkan oleh aktivitas β-karoten yang dapat mencegah terjadinya plak atau timbunan kolesterol di dalam pembuluh darah. Mengkonsumsi β-karoten juga sebanyak 3.071,93 IU per kilogram berat badan dapat memberikan efek analgetik (anti nyeri) dan anti-inflamasi (anti peradangan) terhadap tubuh (Astawan dan Andreas, 2008).
Universitas Sumatera Utara
12
2.6. Efek Samping kelebihan mengkonsumsi Beta-karoten Sebuah studi menemukan bahwa β-karoten sebenarnya akan meningkatkan resiko kanker paru-paru, terutama pada yang merokok. Oleh karena itu,bagi orangorang ini dianjurkan untuk tidak mengkonsumsi β-karoten. Jika ingin mendapatkan asupan vitamin A, maka bisa mencari sumber selain dari β-karoten. Meskipun β-karoten secara umum adalah senyawa yang bermanfaat, akan tetapi sebaiknya tidak mengkonsumsinya terlalu banyak. Selain meningkatkan resiko kanker khususnya pada perokok , β-karoten yang terlalu banyak juga bisa menyebabkan karotenemia atau carotenodermia. Kondisi ini umumnya tidak membahayakan kesehatan, akan tetapi bisa menjadi precursor bagi kondisi yang lebih membahayakan. Karotenemia atau carotenodemia adalah kondisi yang menyebabkan kulit menjadi kuning (http//www.carakhasiatmanfaat.com).
2.7. Metode Solvolitic Micellization Solvolitic Micellization adalah salah satu teknik pengmbilan karoten dengan menggunakan solven. Destilasi molecular diharapkan dapat memmisahkan sisa ester dari konsentrat karoten berdasarkan perbedaan titik didih komponen pada tekanan vakum. Karoten kriteria pangagn pada penelitian ini diharapkan mendekati spesifikasi karoten komersial dengan kadar 10% dan kemurnian 95% (Panjaitan dkk, 2008). Metode ini dipilih karena memiliki kelebihan dibandingkan menggunakan metode destilasi. Kelebihan tersebut adalah:
Universitas Sumatera Utara
13
1. Solvolitic micellization akan menghasilkan 2 lapisan yang masing-masing memiliki perbedaan komponen minor utama yang akan diambil (β-karoten). Sedangkan distilasi hanya menyingkirkan komponen metil esternya. 2. Solvolitic micellization dapat dilakukan dengan efektif pada kondisi suhu kamar sehingga β-karoten terjaga kandungannya, sedangkan dengan metode distilasi harus dilakukan pada tekanan yang sangat vakum agar temperaturnya aman buat β-karoten (<60°C). maka metode distilasi akan membutuhkan energi dan biaya yang lebih besar. 3. Solvolitic micellizationn memakai etanol/methanol dan air yang mudah di daur ulang. Sehingga dapat menekan biaya produksi pada proses produksi, dikarenakan penggunaan bahan baku yang dapat digunakan secara berulangulang (Panjaitan, 2008).
2.8. Spektrofotometri Spektrofotometri adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombng tertentu dan fotometer adalah pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsobrsi. Jadi spektrometer digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut ditransmisikan , direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, gratting ataupun celah optis.
Universitas Sumatera Utara
14
Cara kerja alat spektrofotometer secara singkat yaitu tempatkan larutan pembanding, misalnya blanko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianalisis pada sel kedua. Kemudian pilih fotosel yang cocok 200-650 nm (650 nm1100 nm) agar daerah λ yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan tombol dark current. Pilih yang diinginkan buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blanko dan nol galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitasi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sampel yang akan dianalisa. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel (Khopkar, SM, 1983). Warna merupakan hasil dari suatu perangkat kompleks dari respon maupun psikologi terhadap panjang gelombang cahaya antara 400-750 nm, yang jatuh pada selaput retina mata. Jika semua panjang gelombang cahaya tampak mengenai selaput retina akan diterima warna putih jika tidak satupun yang mengenai selaput retina akan dirasakan warna hitam atau kegelapan. Jika panjang gelomang dengan range yang sempit jatuh pada selaput retina, akan diamati warna-warni individu. Penginderaan warna ditimbulkan oleh berbagai proses fisis. Berikut ini beberapa contoh bagaimana cahaya dengan suatu panjang gelombang tertentu dapat diarahkan ke mata : 1. Warna kuning-jingga nyala natrium ditimbulkan oleh pancaran (emisi) cahaya dengan electron tereksitasi ke orbital-orbital energy terendah.
Universitas Sumatera Utara
15
2. Suatu prisma menyebabkan suatu difraksi cahaya yang berubah-ubah menurut panjang gelombangnya, panjang gelombang yang terpisah-pisah kelihatan seperti pola pelangi. 3. Interferensi diakibatkan oleh dipantulkan oleh permukaan luar dan permukaan dalaam tidak sefase. Sehingga terjadi interferensi gelombang dan pada beberapa panjang gelombang terjadi keaaan saling melemahkan sehingga sebgaia ganti cahaya putih akan tampak beberapa warna. 4. Absorbansi cahaya dari panjang gelombang tertentu oleh suatu zat. Senyawa organic dengan konjugasi absorpsi cahaya dari panjang gelombang tertentu oleh suatu zat. Beberapa senyawa menampakkan warna kuning meskipun λ maksimum berada dalam daerah spectrum ultraviolet. Dalam hal ini ekor pita absorpsi menjorok dari daerah ultraviolet ke dalam cahaya tampak dan menyerap pada panjang gelombang ungu ke biru (Fessenden, 1982).
Universitas Sumatera Utara
