PENGARUH SAPONIFIKASI PADA PEMURNIAN MONODIASILGLISEROL HASIL REAKSI GLISEROL DAN PFAD
VERY HERY YESEN SILALAHI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Saponifikasi pada Pemurnian Mono-Diasilgliserol Hasil Reaksi Gliserol dan PFAD adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2014 Very Hery Yesen Silalahi NIM F34100070
ABSTRAK VERY HERY YESEN SILALAHI. Pengaruh Saponifikasi pada Pemurnian Mono-Diasilgliserol Hasil Reaksi Gliserol dan PFAD. Dibimbing oleh DWI SETYANINGSIH. Mono-diasilgliserol diproduksi dengan melakukan reaksi esterifikasi antara gliserol dengan PFAD (Palm Fatty Acid Distilates). Reaksi tersebut menghasilkan campuran MDAG, asam lemak bebas (ALB), dan triasilgliserol (TAG). Adanya ALB dan TAG yang terkandung dapat mengurangi kinerja MDAG sebagai pengemulsi, sehingga diperlukan proses pemurnian untuk mengurangi jumlah ALB dan TAG. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan produk M-DAG murni dengan rendemen tertinggi dan kualitas terbaik. Pemurnian diawali dengan proses saponifikasi ALB dan kemudian diekstraksi menggunakan heksan. Metode tersebut menggunakan NaOH 1 N untuk proses saponifikasi dengan jumlah yang berbeda (tanpa NaOH, 1 ml, 2 ml, 3 ml, dan 4 ml) dan setelah itu dilanjutkan karakterisasi produk yang diperoleh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses saponifikasi berpengaruh dalam pemurnian MDAG. Produk terbaik yang dihasilkan ialah perlakuan dengan 1 ml NaOH 1N, dimana kondisi tersebut menghasilkan rendemen sebesar 31.54% dengan komposisi MAG 26.80%, DAG 30.46%, dan TAG-ALB 42.74%, kadar asam lemak bebas 8.88%, titik leleh 53. °C, nilai pH 5, stabilitas emulsi 84%, tekstur kering, tidak berbau, dan berwarna putih. Kata kunci: MDAG, asam lemak bebas, sponifikasi
ABSTRACT VERY HERY YESEN SILALAHI. Saponification Effect in Mono-Diacylglycerol Purification by Result of Glycerol and PFAD Reaction. Supervised by DWI SETYANINGSIH. Mono-diacylglycerol is produced by esterification reaction between glycerol and PFAD. Esterification reaction produce a mixture of MDAG, free fatty acid (FFA), and triacylglycerol (TAG). FFA and TAG can decrease performance of MDAG as emulsifier, so purification is needed to decrease the number of ALB and TAG. The purpose of this research was to get product of pure MDAG emulsifier that have the best quality and highest yield. Purification was doing by saponification process and then extracted by hexane. That method used saponification with NaOH 1 N at various volume addition (Without NaOH, 1ml, 2 ml, 3 ml, and 4 mL) and continued by product characterization. The result showed that the saponification reaction affect MDAG purity. So, the best product was without 1ml NaOH 1N treatment. That condition produced rendemenofs 31.54% with composition of MAG 26.80%, DAG 30.46%, and TAG-ALB 42.74%, FFA 8.88%, melting point 53oC, pH 5, emulsion stability 84%, dry texture, no odor, and white color. Key words : MDAG, free fatty acid, saponification.
PENGARUH SAPONIFIKASI PADA PEMURNIAN MONODIASILGLISEROL HASIL REAKSI GLISEROL DAN PFAD
VERY HERY YESEN SILALAHI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Pengaruh Saponifikasi pada Pemurnian Mono-Diasilgliserol Hasil Reaksi Gliserol dan PFAD Nama : Very Hery Yesen Silalahi NIM : F34100070
Disetujui oleh
Dr Dwi Setyaningsih STP Msi Pembimbing
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah Mono-Diasilgliserol, dengan judul Pengaruh Saponifikasi pada Pemurnian MonoDiasilgliserol Hasil Reaksi Gliserol dan PFAD. Terima kasih penulis ucapkan kepada: 1. Dr Dwi Setyaningsih STP MSi selaku pembimbing akademik yang telah memberikan ide dan membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan skripsi. 2. Prof Dr Ir Ani Suryani DEA dan Dr Ir Liesbetini Hartoto MS selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dalam perbaikan skripsi. 3. Seluruh staf dan teknisi Laboratotium Teknologi Industri Pertanian IPB yang telah banyak membantu selama kuliah dan penelitian. 4. Keluarga yang selalu memberikan kasih sayang, motivasi, dan doa kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikan di IPB. 5. Ibu Endah yang membantu dalam melakukan analisis GC-MS di Pusat Laboratorium Forensik Mabes Polri, Jakarta. 6. Alzara Zetiara, Ayu Dayinta dan Balya Al Bashir selaku teman sebimbingan yang selalu saling membantu selama penelitian dan penyusunan skripsi. 7. Seluruh teman-teman TIN IPB angkatan 47 yang selalu memberi motivasi dan doa selama penelitian. 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat
Bogor, Desember 2014 Very Hery Yesen Silalahi
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Karakterisasi MDAG kasar
6
Pemurnian Mono-Diasilgliserol (MDAG)
7
Rendemen MDAG setelah pemurnian
8
Analisa Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
9
Persen Asam Lemak Bebas
10
Penampakan Visual
10
Stabilitas Emulsi
11
Derajat Keasaman dan Titik Leleh
12
Analisa GC-MS
13
SIMPULAN DAN SARAN
14
Simpulan
14
Saran
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL 1. 2. 3. 4.
Karakterisasi MDAG sebelum pemurnian Karakteristik visual MDAG Uji titik leleh dan uji pH Luas area komposisi MDAG sebelum dan sesudah dimurnikan
6 11 13 13
DAFTAR GAMBAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Diagram alir pemurnian MDAG MDAG sebelum pemurnian Histogram rendemen MDAG hasil pemurnian. Hasil uji kromatografi lapis tipis Histogram Persentase MAG, DAG, dan TAG+ALB. Histogram Asam Lemak Bebas pada MDAG Grafik stabilitas emulsi MDAG
3 6 8 9 9 10 12
DAFTAR LAMPIRAN 1. 2. 3. 4.
Rendemen dan Karakteristik MDAG sebelum dan setelah pemurnian Perhitungan Molar ALB dan NaOH Hasil Uji ANOVA Hasil Analisa GC-MS
15 15 15 15
PENDAHULUAN Latar Belakang Mono-Diasilgliserol (MDAG) merupakan gabungan monogliserida dan digliserida dimana monogliserida (MAG) memiliki satu rantai asil lemak dan digliserida memiliki dua rantai asil lemak yang diesterifikasikan dengan molekul gliserol (Igoe dan Hui 1996). Menurut Hasanuddin et al. (2003) MDAG termasuk salah satu surfaktan non-ionik yang banyak digunakan sebagai pengemulsi pada produk pangan dan kosmetika karena MDAG memiliki gugus hidroksil yang bersifat hidrofilik yang dapat berikatan dengan air dan gugus karboksil yang bersifat lipofilik yang dapat mengikat minyak atau lemak. Kelebihan MDAG dengan emulsifier lain ialah bersifat multifungsi dan tidak terlalu dipengaruhi oleh kondisi asam maupun basa (Lukita 2000). Produksi MDAG dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu esterifikasi gliserol dengan asam lemak dengan cara kimia dan enzimatis, serta proses produksi dengan cara hidrolisis minyak. Proses produksi esterifikasi cara kimia menggunakan katalis kimia (asam kuat) yang direaksikan pada suhu tinggi (Berger dan Schneider 1992), sedangkan esterifikasi cara enzimatis menggunakan enzim sebagai katalisnya. Reaksi esterifikasi menggambarkan pertukaran gugus hidroksil pada gliserol dengan gugus asil pada asam lemak bebas. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi yang bersifat acak dimana akan terjadi pengikatan gugus asil dengan jumlah yang berbeda, sehingga produksi MDAG secara esterifikasi akan menghasilkan campuran monoasilgliserol (MAG), diasilgliserol (DAG), serta residu seperti triasilgliserol (TAG) dan sisa asam lemak bebas (ALB) yang tidak mengalami reaksi esterifikasi. Fraksi asam lemak bebas (ALB) dan trigliserida (TAG) yang terkandung pada produk MDAG mempengaruhi kualitas MDAG tersebut. Semakin tinggi jumlah ALB dan TAG yang terkandung maka semakin menurun daya emulsifikasi MDAG tersebut. Tingginya TAG dan ALB akan mempengaruhi karakteristik visual MDAG yaitu lebih berminyak dan lunak. Selain itu juga asam lemak bebas dapat bersifat merusak dan menghasilkan bau tidak enak, sehingga akan mengurangi tingkat penerimaan konsumen (Atmadja 2000). Oleh karena itu, untuk memperoleh MDAG dengan kualitas yang lebih baik maka diperlukan proses pemurnian MDAG yang memisahkan atau mengurangi jumlah fraksi ALB dan TAG yang terkandung. Pemisahan fraksi ALB dan TAG dapat dilakukan dengan ekstraksi (Irimescu et al. 2001), kromatografi kolom (Mappiratu 1999), serta distilasi molekuler (Compton et al. 2008). Akan tetapi metode ekstraksi dan kromatografi kolom memiliki kelemahan yaitu boros penggunaan pelarut dan rendemen yang dihasilkan relatif sedikit, sedangkan metode distilasi molekuler memerlukan biaya yang relatif mahal. Metode yang akan digunakan pada penelitian ini ialah metode ekstraksi yang dimodifikasi dengan memberi perlakuan reaksi saponifikasi menggunakan NaOH yang bertujuan untuk menyabunkan asam lemak bebas. Pelarut yang digunakan ialah heksan yang bertujuan untuk memisahkan TAG yang masih tersisa. Metode tersebut diharapkan dapat meningkatkan rendemen dan mengurangi jumlah pelarut yang digunakan sehingga biaya relatif murah.
2 Perumusan Masalah Perumusan masalah penelitian ini meliputi: 1. Pemurnian MDAG dilakukan dengan menghilangkan ALB dan TAG 2. ALB dihilangkan dengan cara penyabunan menggunakan NaOH 3. TAG dihilangkan dengan menggunakan pelarut organik heksan Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini ialah mengetahui pengaruh reaksi saponifikasi terhadap pemurnian mono-diasilgliserol (MDAG) dari hasil proses esterifikasi asam lemak bebas dengan gliserol, serta mengetahui pengaruh pemurnian terhadap karakteristik produk yang dihasilkan. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pengaruh reaksi sponifikasi dalam proses pemurnian MDAG untuk menyabunkan ALB, dan heksan untuk melarutkan TAG. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dalam penelitian ini meliputi karakterisasi bahan baku, pemurnian mono-diasilgliserol (MDAG) skala laboratorium dengan metode saponifikasi, dan karakterisasi produk yang dihasilkan.
METODE Bahan Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini ialah mono-diasilgliserol (MDAG) kasar hasil proses esterifikasi gliserol dengan PFAD yang diperoleh dari penelitian sebelumnya (Kurniati 2014, dan Andriani 2014), serta MDAG dari SEAFAST (Southeast Asia Food and Agriculture Science and Technology) sebagai standar. Bahan kimia yang digunakan ialah heksan, petroleum eter, dietil eter, asam asetat glasial, asam sulfat, aquades, NaOH, etanol 96%, minyak goreng, PFAD, dan indikator PP (Phenolphtalein). Alat Peralatan yang digunakan pada proses penurnian ialah peralatan gelas, neraca analitik, kertas saring Whatman 41, corong, sudip, refrigerator, magnetic stirer, dan penangas air. Sedangkan peralatan yang digunakan untuk karakterisasi
3 bahan baku dan produk ialah plat KLT, chamber, buret, kertas pH, peralatan gelas, sudip, lemari asam, termometer, penangas air, pipet, alat semprot, dan pipa kepiler Prosedur Pemurnian Mono-Diasilgliserol (MDAG) MDAG Kasar 10 g
NaOH 1 N
(0 ml; 1 ml, 2 ml, 3 ml, dan 4 ml)
NaCl Jenuh 5 ml
Heksan 50 ml
Saponifikasi
(5 menit, suhu ruang)
Penyaringan (kertas saring)
Kristalisasi 1
(Refrigerator, 4 jam)
Penyaringan (kertas saring)
Heksan 50 ml
Air sabun dan Gliserol
TAG
Fraksinasi 2
(Refrigerator, 4 jam)
Penyaringan (kertas saring)
TAG
MDAG Murni
Gambar 1 Diagram alir pemurnian MDAG Proses pemurnian MDAG dilakukan dengan metode ekstraksi yang dimodifikasi. Proses dikondisikan pada suhu ruangan yang didahului dengan menambahkan 25 ml aquades pada 10 g sampel. Selanjutnya sampel tersebut ditambahkan NaOH 1 N dengan jumlah yang berbeda (tanpa NaOH, 1 ml, 2 ml, dan 4 ml) yang bertujuan untuk menyabunkan ALB dan perlakuan tersebut dilakukan pengadukan dengan magnetic stirer. Sampel yang sudah disabunkan ditambah NaCl jenuh sebanyak 5 ml untuk mempermudah proses penyaringan menggunakan kertas saring Whatman 41. Setelah disaring, sampel diekstraksi dengan heksan sebanyak 50 ml dan didinginkan pada refrigerator untuk proses kristalisasi lemak. Sampel disaring kembali dengan kertas Whatman 41 dan dilakukan ekstraksi tahap dua menggunakan pelarut heksan sebanyak 20 ml dan
4 dilanjutkan proses kristalisasi lemak pada refrigerator. Setelah itu, sampel disaring kembali dan dikering anginkan untuk memperoleh produk MDAG yang lebih murni. Setelah itu produk MDAG murni ditimbang dengan kertas saringnya dan rendemen dihitung menggunakan rumus berikut: %Rendemen
=
Analisis Komposisi MDAG dengan KLT (Sherma dan Fried 2005) Sebanyak 100 mg untuk masing-masing produk MDAG Seafast (standar MDAG), PFAD (standar ALB), minyak goreng (standar TAG), MDAG sebelum dimurnikan dan MDAG sesudah dimurnikan dilarutkan dalam 1 ml heksan. Selanjutnya 0.5 ml dari larutan tersebut diaplikasikan pada lempeng KLT dalam bentuk spot bulat. Setelah spotting selesai dilakukan, lempeng KLT dikembangkan atau dielusi menggunakan campuran petroleum eter : dietil eter : asam asetat glasial (90:10:1 v/v/v) yang sebelumnya telah dijenuhkan. Waktu yang diperlukan untuk mengelusi adalah 1.5 jam. Lempeng kemudian dikeluarkan dari bejana pengembang dan dibiarkan beberapa menit sampai uap yang masih tertinggal hilang. Untuk identifikasi, pewarnaan dilakukan dengan asam sulfat 50% yang disemprotkan pada lempeng dan selanjutnya dipanaskan pada oven bersuhu 120 °C selama 1 jam. Spot-spot yang timbul akan tampak berwarna abuabu tua. Analisa spot masing-masing fraksi dilakukan dengan menggunakan software ImageJ untuk menghitung luas area masing-masing spot. Uji Kadar Asam Lemak Bebas (SNI 01-3555-1998) Sebanyak 2 gram sampel dilarutkan dalam 50 ml etanol netral 95%, lalu dipanaskan hingga mendidih selama 10 menit dalam penangas air sambil diaduk. Kemudian ditambahkan 3 – 5 tetes indikator PP 1% dan dititrasi dengan larutan KOH 0.1 N hingga terbentuk warna merah muda konstan (tidak berubah selama 15 detik). Jumlah KOH yang digunakan untuk titrasi dicatat untuk menghitung kadar ALB. Berikut adalah rumus untuk perhitungan kadar asam lemak bebas: Kadar ALB (%) = ((A x N x M) / (G)) X 100% Keterangan : A = volume (ml) KOH untuk titrasi N = normalitas larutan KOH M = berat molekul sampel asam lemak yang dominan, yaitu 256.4 g/mol (asam palmitat) G = bobot sampel (g) Uji penampakan MDAG kasar dan MDAG yang telah dimurnikan dianalisa berdasarkan penampakan yakni warna secara visual, tekstur menggunakan indra peraba, dan bau menggunakan indra penciuman. Uji Stabilitas Emulsi (Suryani et al. 2000) Sebanyak 0.25 gram sampel MDAG dicampur dengan 5 ml air dan 5 ml minyak pada gelas piala, kemudian campuran tersebut diaduk hingga rata atau terbentuk emulsi yang sempurna. Produk emulsi yang dihasilkan lalu dimasukan
5 ke dalam tabung reaksi. Pengamatan dilakukan dengan mengukur tinggi emulsi yang terbentuk pada suhu kamar. Berikut adalah rumus untuk menghitung stabilitas emulsi: Stabilitas Emulsi (%) = (A/S) x 100%
Keterangan : A = tinggi lapisan teremulsi (cm) S = tinggi cairan total (cm);
Pengukuran Nilai pH Pengukuran nilai pH menggunakan kertas pH universal. Uji ini dilakukan pada saat melakukan uji stabilitas emulsi, dimana kertas pH dicelupkan pada sampel yang sudah diemulsikan. Uji Titik Leleh (AOAC 1995) Padatan M-DAG dimasukkan ke dalam pipa kapiler setinggi 1 cm. Pipa kapiler tersebut kemudian dipasang pada termometer dan dimasukan ke dalam penangas air. Bila contoh mulai naik, termometer dibaca dan suhu dicatat sebagai suhu titik leleh sampel tersebut. Analisa GC-MS Analisa MDAG terpilih dilakukan menggunakan GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) Agilent 19091S-433. Analisa dilakukan di Puslabfor Mabes Polri, Jakarta. Sampel dilarutkan didalam heksan apabila terdapat sampel yang tidak larut maka dilakukan proses sentrifugasi. Sampel yang telah dilarutkan tersebut di inject ke alat GCMS dengan parameter yakni; initial temperature 290 °C, pressure 17.71 psi, run time 35 menit, dan tipe gas pembawanya Helium. GC-MS akan menghasilkan chromatogram yang akan diidentifikasi menggunakan software GC-MS Data Analysis. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan didasarkan pada rancangan acak lengkap (RAL) dengan satu faktor. Pengujian dilakukan dengan program SPSS 16.0 one-way analysis of variance (ANOVA) dengan p<0.05 dilanjutkan uji Duncan. Model matematika yang digunakan adalah:
Yij
= µ + Ai + Ɛij
Keterangan: Yij = Respon percobaan akibat faktor A pada taraf ke-i dan ulangan ke-j µ = Rata-rata umum Ai = Pengaruh faktor volume NaOH 1N yang digunakan pada taraf ke-i ( i = 1,2,3,4, 5) Ɛij = Pengaruh kesalahan percobaan akibat faktor A pada taraf ke-i dan ulangan ke-j (j = 1, 2)
6
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi MDAG kasar MDAG termasuk surfaktan non-ionik berupa campuran antara monoasilgliserol dan diasilgliserol yang memiliki gugus hidroksil yang bersifat hidrofilik (mengikat air) dan gugus asam lemak yang bersifat lipofilik (mengikat minyak/lemak) (Hasanuddin et al. 2003). MDAG kasar yang dikarakterisasi ialah mono-diasilgliserol (MDAG) yang diperoleh dari hasil reaksi esterifikasi antara gliserol dengan PFAD (Palm Fatty Acid Distilated) menggunakan katalis MESA (Methyl Ester Sulfonic Acid). Menurut (Kurniati 2014 dan Andriani 2014), sintesis dimulai dengan penambahan gliserol dan PFAD dengan rasio volume 1:4 ke dalam reaktor dan ditambahkan katalis MESA. Campuran kemudian dipanaskan di dalam reaktor berpengaduk pada suhu 160 °C dalam keadaan vakum. Pada proses esterifikasi digunakan trap untuk menangkap air yang terbentuk sehingga tidak merusak mono-diasilgliserol yang dihasilkan. Proses esterifikasi ini berlangsung dalam variasi waktu 60 sampai 90 menit. Hasil reaksi esterifikasi tersebut menghasilkan campuran monoasilgliserol (MAG), diasilgliserol (DAG), triasilgliserol (TAG), asam lemak bebas (ALB), dan sisa gliserol. Produk MDAG kasar dan hasil karakterisasinya dapat dilihat pada Gambar 2 dan Tabel 1.
Gambar 2 MDAG sebelum pemurnian Tabel 1 Karakterisasi MDAG sebelum pemurnian Jenis Uji Hasil % ALB 19.80 Titik leleh (°C) 41,5 pH 4 Warna Coklat Tekstur Lunak dan berminyak Bau Tengik (minyak) Berdasarkan analisa KLT menggunakan software ImageJ, fraksi komposisi TAG+ALB pada MDAG bahan baku masih tergolong tinggi yaitu 54.64%, sedangkan fraksi MAG dan DAG ialah sebesar 24.81% dan 31.09%. MDAG tersebut perlu dimurnikan untuk mengurangi jumlah ALB dan TAG yang terkandung.
7 Pemurnian Mono-Diasilgliserol (MDAG) Sintesis MDAG dapat dilakukan melalui esterifikasi gliserol dengan asam lemak dengan cara kimia dan enzimatis maupun produksi dengan cara hidrolisis minyak. Reaksi esterifikasi menggambarkan pertukaran gugus hidroksil pada gliserol dengan gugus asil dari asam lemak bebas. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi yang menghasilkan senyawa ester dari asam karboksilat dan alkohol dengan membebaskan molekul air. Proses esterifikasi memerlukan katalis berupa katalis logam atau biokatalis (enzim). Reaksi esterifikasi dengan katalis logam berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi, sedangkan dengan biokatalis dapat berlangsung pada suhu yang relatif rendah (Harnanik 2005). Esterifikasi langsung dari gliserol dan asam lemak menghasilkan monogliserida, digliserida, trigliserida, serta sisa asam lemak dan gliserol yang tidak ikut bereaksi. Komposisi dari produk akhir tergantung pada rasio gliserol dengan asam lemak, tipe asam lemak dan kondisi proses yang diterapkan. Pemurnian MDAG merupakan proses hilir yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas produk. Proses pemurnian dilakukan untuk memisahkan fraksi-fraksi seperti ALB dan TAG. Pemisahan fraksi-fraksi tersebut dapat dilakukan dengan ekstraksi memakai pelarut (Irimescu et al. 2001), kromatografi kolom (Mappiratu 1999), distilasi molekuler (molecular destillation) (Compton et al. 2008). Metode ekstraksi merupakan metode yang menggunakan pelarut organik sebagai pengekstraknya. Menurut Farmo et al. (1994), kelarutan suatu komponen di dalam sistem non-aquoeus tergantung dari titik leleh dan karakteristik pelarutnya. Suatu zat dapat larut dalam pelarut jika mempunyai nilai polaritas yang sama. Dengan demikian, dalam metode ekstraksi diperlukan pelarut yang polaritasnya sama dengan polaritas TAG dan ALB, maupun sama dengan polaritas MDAG. Metode kromatografi kolom umumnya menggunakan fasa diam dan fasa gerak. Fasa diam yang umum digunakan dengan metode kromatografi kolom ialah gel silika, sedangkan fasa gerak yang digunakan ialah pelarut organik (Watanabe et al. 2006). Kelemahan penggunaan metode ekstraksi dan metode kromatografi kolom ialah boros penggunaan pelarut organik dan rendemen relatifnya sedikit. Sedangkan metode distilasi molekuler merupakan proses separasi fraksi-fraksi molekul yang berbeda bobotnya pada suhu yang serendah mungkin untuk menghindari kerusakan bahan. Metode ini dicirikan dengan alokasi waktu distilasi singkat, koefisisen transfer panas tinggi, penghilangan hotspot, aliran operasi kontinyu, tekanan rendah, dan jarak sempit antara kondensor dan evaporator. Metode distilasi molekuler menghasilkan produk MDAG yang lebih murni dan rendemen yang lebih tinggi dibanding metode lain. Namun penggunaan metode tersebut relatif mahal dan lebih kompleks dalam penggunaannya. Metode pemurnian yang digunakan pada penelitian ini ialah metode ekstraksi yang dimodifikasi. Metode tersebut diawali dengan penambahan air di dalam sampel dan NaOH 1N dengan jumlah yang berbeda (tanpa NaOH, 1 ml, 2 ml, 3 ml, dan 4 ml). Tujuan penambahan NaOH ialah untuk menyabunkan asam lemak bebas yang terkandung dalam bahan baku. NaOH merupakan bahan kimia yang bersifat basa. Menurut Ketaren (2008), reaksi penyabunan dapat memisahkan ALB dengan cara mereaksikannya dengan basa sehingga membentuk sabun. Reaksi saponifikasi dapat berjalan baik pada suhu dan konsentrasi senyawa
8 basa yang sesuai untuk memaksimalkan laju reaksi. Selain itu waktu pengadukan selama proses saponifikasi juga berpengaruh dalam mempercepat reaksi saponifikasi (Naomi et al 2013). Penambahan air bertujuan untuk mencuci sabun dan garam-garam yang terbentuk dari hasil reaksi penyabunan. Selain itu, penambahan air juga bertujuan untuk melarutkan dan memisahkan gliserol yang bersifat polar. Hal ini dikarenakan air merupakan senyawa yang bersifat polar dengan indeks kepolarannya sebesar 9.0 (Anonim 2013). Setelah proses penyabunan dilakukan, selanjutnya ditambahkan NaCl jenuh pada sampel yang telah disabunkan tersebut. Hal tersebut bertujuan untuk memecah emulsi sehingga mempermudah proses penyaringan. Setelah melalui tahap penyaringan, sampel diekstraksi menggunakan pelarut heksan dengan rasio terhadap sampel yaitu 5:1. Heksan merupakan pelarut non polar dengan indeks kepolarannya sebesar 0.0 (Anonim 2013). Penggunaan pelarut heksan diharapkan dapat melarutkan TAG yang lebih bersifat non polar dibandingkan MDAG. Sampel yang sudah dilarutkan dalam heksan dilakukan proses kristalisasi di dalam refrigerator selama 4 jam. Hal ini dikarenakan pada suhu dingin MDAG akan mengkristal dan membentuk endapan, sedangkan TAG larut dalam heksan. Kemudian endapan tersebut disaring menggunakan kertas saring Whatman 41 dan dilakukan ekstraksi kembali dengan rasio heksan dengan pelarut 1:2. Hal ini dilakukan untuk memperoleh produk MDAG yang lebih murni lagi. Rendemen MDAG setelah pemurnian Hasil rendemen pemurnian MDAG yang ditunjukkan pada Lampiran 1 bervariasi antara 26.98% hingga 33.00%. Berdasarkan analisis keragaman (ANOVA) yang terdapat pada Lampiran 3 menunjukkan bahwa NaOH berpengaruh terhadap rendemen. Uji lanjut diperlukan untuk mengetahui pengaruh tiap taraf volume NaOH 1N terhadap rendemen. Uji lanjut yang digunakan ialah uji Duncan yang ditunjukkan pada Lampiran 3. Hasil dari uji lanjut diperoleh bahwa perlakuan tanpa NaOH dan dengan 1 ml NaOH 1N memliki rendemen tertinggi dan berbeda nyata terhadap MDAG dengan taraf volume 2 ml, 3 ml, dan 4 ml NaOH 1N seperti yang terlihat pada Gambar 3. Sedangkan rendemen MDAG antara taraf volume 2 ml, 3 ml, dan 4 ml NaOH 1N tidak berbeda nyata, sehingga menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah NaOH yang digunakan maka rendemen yang diperoleh akan menurun. Hal ini dipengaruhi karena NaOH tidak spesifik dalam menyabunkan ALB, melainkan MDAG juga dapat tersabunkan. Rendemen (%)
35 30 25 20
tanpa NaOH
1 ml
2 ml
3 ml
Volume NaOH 1 N
4 ml
Gambar 3 Histogram rendemen MDAG hasil pemurnian
9 Analisa Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Tingginya rendemen yang diperoleh tidaklah menunjukkan tingkat kemurnian MDAG yang diperoleh. Sehingga diperlukan uji kromatografi lapis tipis (KLT) dan kuantifikasi persentase fraksi-fraksi komposisi MDAG yang di analisa menggunakan software imageJ. Menurut Hamilton dan Rossel (1987), kromatografi lapis tipis merupakan teknik pemisahan sederhana yang memisahkan campuran minyak/lemak yang mempunyai kepolaran yang berbeda. Adanya perbedaan kepolaran tersebut memberikan pengaruh perbedaan tingkatan/jarak spot-spot atau nilai rf (nilai jarak yang ditempuh senyawa dari titik asal). Pelarut yang digunakan untuk mengelusi produk MDAG yang dihasilkan ialah campuran petroleum eter, dietil eter, dan asam asetat dengan perbandingan 90:10:1 (v/v/v). Fraksi yang bersifat lebih non polar akan terelusi terlebih dahulu, sedangkan fraksi yang bersifat lebih polar akan tertahan lebih lama oleh adsorben yang juga bersifat polar. TAG adalah fraksi yang bersifat lebih non polar dibandingkan fraksi lainnya (ALB, DAG, dan MAG) sehingga pada saat pengembangan TAG akan memebentuk spot pada bagian atas lempeng KLT dan disusul berturut-turut oleh ALB, DAG dan MAG. Hasil uji KLT dapat dilihat pada Gambar 4.
TAG ALB
DAG MAG Minyak
PFAD k
2 ml
Seafast tanpa NaOH 1 ml
3 ml
4 ml
Heksan
Kasar
Gambar 4 Hasil uji kromatografi lapis tipis
Luas Area
Berdasarkan uji KLT, MDAG dari berbagai perlakuan hanya membentuk tiga spot. Hal ini dikarenakan fraksi ALB dan TAG tidak terelusi secara sempurna, sehingga membentuk spot yang menyatu. Hasil uji KLT yang sudah dielusi tersebut dianalisa dengan sofware imageJ untuk memperoleh luas area spot MAG, DAG dan TAG+ALB. Adapun hasil pemisahan dengan KLT secara kuantitatif dapat dilihat pada Gambar 5. 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
MAG DAG TAG+ PFAD Seafast
Kasar
Heksan
0 ml
1 ml
2 ml
Volume NaOH
3 ml
4 ml
Gambar 5 Histogram Persentase MAG, DAG, dan TAG+ALB
10 Berdasarkan hasil tersebut diperoleh bahwa luas area ALB dan TAG pada MDAG yang telah dimurnikan sudah mengalami penurunan dibandingkan MDAG kasar. Selain itu persentase ALB dan TAG pada MDAG yang dimurnikan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah NaOH yang digunakan. Hal ini ditunjukkan dengan jumlah TAG dan ALB pada perlakuan 1 ml NaOH yang semakin meningkat hingga ke MDAG perlakuan 4 ml NaOH. Peningkatan persentase ALB dan TAG ini menunjukkan proses saponifikasi tidak spesifik menyabunkan ALB, melainkan MDAG juga ikut mengalami proses saponifikasi. Menurut Ketaren (2008), trigliserida, digliserida, dan monogliserida dapat mengalami proses saponifikasi, dimana dalam kondisi yang sama monogliserida dan digliserida dapat tersabunkan lebih cepat dibanding trigliserida. Dengan demikian, hal tersebut menunjukkan bahwa penambahan NaOH dalam proses pemurnian MDAG tidak secara spesifik dalam menyabunkan fraksi ALB dan TAG dimana fraksi MAG juga ikut tersabunkan. Persen Asam Lemak Bebas Jumlah asam lemak bebas yang terkandung dapat diketahui dengan uji ALB (asam lemak bebas). Hasil dari pengujian yang terlampir pada Lampiran 1 menunjukkan bahwa persen ALB setelah pemurnian berkisar antara 8.64% hingga 11.44% untuk setiap perlakuannya. Analisis keragaman (ANOVA) yang dapat dilihat pada Lampiran 3 menunjukkan bahwa NaOH berpengaruh terhadap penurunan persen ALB. Hal ini ditunjukkan bahwa fraksi ALB pada MDAG kasar ialah sebesar 19.8 % telah mengalami penurunan secara signifikan terhadap MDAG setelah pemurian menggunakan NaOH. Sedangkan uji Duncan yang dapat dilihat pada Lampiran 3 diperoleh bahwa tiap taraf volume NaOH yang digunakan tidak berbeda nyata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Hal tersebut menunjukkan bahwa pemurnian dengan NaOH tidak berjalan secara spesifik dalam menyabunkan ALB, melainkan juga menyabunkan MDAG. Berdasarkan perhitungan molar pada Lampiran 2 bahwa jumlah NaOH yang dibutukan untuk menyabunkan ALB ialah 9.09 ml, sehingga kebutuhan NaOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan ALB tidak berlebih. 25,00
% ALB
20,00 15,00 10,00 5,00 0,00
Seafast
Kasar
Heksan tanpa NaOH
1 ml
2 ml
3 ml
Volume NaOH 1N
4 ml
Gambar 6 Histogram Asam Lemak Bebas pada MDAG Penampakan Visual Berdasarkan karakteristik visual yang ditunjukkan pada Tabel 2, diperoleh bahwa MDAG dengan perlakuan tanpa NaOH dan 1ml NaOH 1N memiliki
11 tekstur yang kering, putih, dan tidak berbau. Sedangkan MDAG hasil perlakuan dengan saponifikasi 2 ml, 3 ml, dan 4 ml NaOH 1N memiliki tekstur yang berminyak, kecoklatan, dan berbau minyak. Tekstur berminyak dan warna kecoklatan pada MDAG yang dihasilkan menunjukkan tingginya fraksi TAG. Menurut Winarno (2002) TAG atau minyak kelapa sawit memiliki warna kekuningan hingga kecoklatan dan berbau khas minyak. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan NaOH dan kandungan air yang terikat pada MDAG dapat menurunkan sifat kelarutan TAG dalam heksan. Hal ini dikarenakan adanya ketidak-seimbangan ion-ion yang mengakibatkan perubahan kepolaran (Cascaval 2005). Sehingga kelarutan TAG di dalam heksan menurun karena adanya perubahan kepolaran TAG. Tabel 2 Karakteristik visual MDAG Perlakuan Gambar Warna Tekstur Bau MDAG Seafast Putih Kering Tidak berbau MDAG tanpa NaOH
Putih
Kering
Tidak Berbau
MDAG NaOH 1 ml
Putih
Kering
Tidak berbau
MDAG NaOH 2 ml
Putih kecoklatan Putih kecoklatan Coklat
Agak berminyak Berminyak
Agak Berbau minyak Berbau minyak
Berminyak
Berbau minyak
MDAG NaOH 3 ml MDAG NaOH 4 ml
Stabilitas Emulsi Uji stabilitas emulsi yaitu uji yang mengukur seberapa lama pengemulsi atau emulsifier dalam memepertahankan sitem emulsi. Uji stabilitas emulsi dilakukan dengan mencampurkan minyak dan air dengan rasio volume yang sama dan ditambahkan dengan M-DAG sebelum dan sesudah pemurnian, kemudian dilakukan pengadukan sampai rata. Setelah pengadukan, terbentuk tiga lapisan yaitu minyak (atas), bagian yang teremulsi (tengah), dan air (bawah). Hasil uji stabilitas emulsi dapat dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan analisis keragaman (ANOVA) yang terlampir pada Lampiran 3 diperoleh bahwa MDAG dengan taraf volume NaOH yang berbeda memiliki pengaruh terhadap perubahan slope grafik stabilitas emulsi yang diperoleh. Semakin curam grafik yang diperoleh maka stabilitas emulsi yang diperoleh semakin rendah. Berdasarkan uji Duncan yang terlampir pada Lampiran 3 diperoleh bahwa MDAG dengan taraf tanpa NaOH dan 1 ml NaOH 1N memliki slope yang lebih kecil dan berbeda nyata dibanding MDAG dengan taraf 2 ml, 3 ml, dan 4 ml NaOH yang memliki slope yang semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa semakin meningkatnya volume NaOH yang digunakan maka slope stabilitas emulsi yang diperoleh semakin curam yang menunjukkan stabilitas emulsi yang semakin menurun. Rendahnya stabilitas emulsi dipengaruhi karena masih tingginya fraksi ALB dan TAG yang terkandung. ALB dan TAG tidak mempunyai gugus hidroksil yang bersifat hidrofilik (dapat mengikat air), sehingga dapat
12 menurunkan kinerja MDAG sebagai pengemulsi. Hal ini sesuai dengan hasil uji KLT dan uji asam lemak bebas yang ditunjukkan pada Gambar 5 dan Gambar 6 dimana persentase ALB dan TAG akan semakin meningkat seiring bertambahnya volume NaOH yang digunakan. Selain itu, rendahnya stabilitas emulsi kemungkinan juga dipengaruhi oleh adanya kandungan NaCl yang tertinggal ketika proses pemisahan sabun. Hasil pengujian stabilitas emulsi dapat dilihat pada Gambar 7. 1,00 MDAG Seafast
0,90
MDAG Kasar 0,80
Stabilitas
MDAG NaOH 0ml
0,70
MDAG NaOH 1 ml MDAG NaOH 2ml
0,60
MDAG NaOH 3 ml 0,50 0
2
4
6
8
10
12
MDAG NaOH 4ml
Waktu (Jam) Gambar 7 Grafik stabilitas emulsi MDAG Derajat Keasaman dan Titik Leleh Karakterisasi selanjutnya yang dilakukan ialah pengukuran nilai pH. Pengukuran nila pH dilakukan menggunakan kertas indikator pH universal. Pengujian pH dari MDAG dimaksudkan untuk mengetahui tingkat keasaman produk tersebut. Hasil dari pengukuran nilai pH ditunjukkan pada Tabel 3. MDAG sebelum dimurnikan memiliki pH 4 yang menandakan bahwa MDAG yang dihasilkan berada pada suasana asam. Suasana asam tersebut juga dipengaruhi oleh sisa asam lemak bebas yang masih terkandung dan sisa bahan yang digunakan dalam proses esterifikasi berupa gliserol yang memiliki pH 5 dan katalis MESA yang bersifat asam. MDAG standar (seafast) memiliki pH 6, hal tersebut menunjukkan bahwa jumlah asam lemak bebas yang terkandung sudah sedikit. Sedangkan MDAG perlakuan tanpa NaOH memiliki pH 4 yang menunjukkan bahwa jumlah ALB masih banyak. Sedangkan MDAG dengan perlakuan NaOH memiliki nilai pH yang semakin meningkat (semakin mengarah ke pH netral) sering dengan jumlah NaOH 1 N yang meningkat. Hal tersebut bukan menunjukkan bahwa MDAG perlakuan NaOH memiliki jumlah ALB yang semakin sedikit, melainkan karena pengaruh NaOH yang bersifat basa dimana dapat menurunkan derajat keasaman MDAG. Titik leleh merupakan salah satu sifat fisik emulsifier. Titik leleh MDAG menunjukkan jumlah ikatan rangkap asam lemak tak jenuh dan panjang pendeknya rantai asam lemak. Semakin banyak ikatan rangkap dalam suatu asam lemak maka semakin rendah titik lelehnya dan begitu juga sebaliknya, serta semakin panjang rantai asam lemak yang dimiliki maka semakin tinggi titik lelehnya dan begitu juga sebaliknya (Winarno 2002). Hasil dari uji titik leleh
13 dapat ditunjukkan pada Tabel 3. Berdasarkan analisis keragaman (ANOVA) yang dilampirkan pada Lampiran 3 menunjukkan bahwa proses pemurnian dengan perlakuan NaOH berpengaruh terhadap perubahan titik leleh yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan dengan meningkatnya titik leleh MDAG setelah pemurnian. Peningkatan titik leleh diperngaruhi karena terjadi perubahan komposisi MDAG yang telah dimurnikan menjadi lebih stabil. Akan tetapi, berdasarkan uji Duncan yang terlampir pada Lampiran 3 titik leleh untuk setiap taraf dengan perlakuan volume NaOH berbeda 1N tidak berbeda nyata, sehingga menunjukkan bahwa tiap taraf volume NaOH 1N yang digunakan tidak mempengaruhi perubahan titik lelehnya.
Titik leleh (°C) pH
Tabel 3 Uji titik leleh dan uji pH MDAG MDAG Tanpa 1 ml 2 ml Seafast kasar NaOH 51.5 41.5 53.5 53 52 6 4 4 5 5
3 ml
4 ml
52 6
52 6
Analisa GC-MS Komposisi asam lemak yang terkandung dalam MDAG dapat dikarakterisasi menggunakan analisa GC-MS (Gas Chromatografi - Mass Spectrometry). Sistem pemisahan GC berdasarkan perbedaan tekanan uap dari setiap komponen yang terkandung. Terdapat dua fase pada GC yaitu fase diam yang dapat berupa padatan atau cairan dan fase gerak berupa gas pembawa yang bersifat inert (seperti He, N2, dan H2). Sedangkan MS merupakan instrumen yang mengidentifikasi komponen berdasarkan bobot molekul senyawanya (Skoog 1996). Sampel yang digunakan dalam uji GC-MS ialah MDAG sebelum pemurnian dan MDAG setelah pemurnian yang akan menghasilkan Chromatogram yang ditunjukkan pada Lampiran 4 . Tabel 4 Luas area komposisi MDAG sebelum dan sesudah dimurnikan
tR (menit) 6.609 14.575 14.704 15.375 15.925 16.063 16.381 17.362 17.456 18.979 19.366 21.646 21.844
Rumus Molekul C3H8O3 C17H34O C17H34O2 C16H32O2 C19H36O2 C19H38O2 C20H38O2 C18H36O2 C17H34O4 C18H34O C19H38O4 C21H40O4 C21H42O4
Nama Senyawa Gliserin Heptadekanon Metil palmitat Asam palmitat Metil Oleat Etil oleat Metil stearat Asam stearat Mono-miristin Olealdehid Monopalmitin Monoolein Monostearin
% Luas Area Sebelum Pemurnian Sesudah Pemurnian 0.92 0.21 4.46 4.66 16.06 4.97 3.84 0.72 0.49 8.23 12.96 0.84 11.86 16.42 20.02 20.21 21.88 17.41 1.42 1.63
Berdasarkan hasil yang ditunjukkan pada Tabel 4 diperoleh bahwa jumlah asam lemak bebas berupa asam palmitat dan asam stearat dengan total jumlahnya
14 sebesar 24.29 % telah mengalami penurunan setelah dimurnikan menjadi 12.96 %. Hal tersebut membuktikan bahwa pemurnian MDAG mampu menurunkan kandungan asam lemak. Akan tetapi penurunan jumlah asam lemak bebas juga diikuti dengan penurunan MAG berupa monoolein, monopalmitin dan monostearin dari 43.32 % menjadi 39.25%. Sehinggal hal ini menunjukkan bahwa MDAG juga ikut terlarutkan pada heksan.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saponifikasi berperan dalam memurnikan mono-diasilgliserol (MDAG) dengan menyabunkan asam lemak bebasnya. Akan tetapi, semakin tinggi jumlah NaOH yang digunakan maka rendemen yang dihasilkan semakin menurun. Hal ini disebabkan karena terjadinya proses saponifikasi yang tidak spesifik hanya menyabunkan ALB, akan tetapi MDAG juga ikut tersabunkan. Namun demikian proses pemurnian dengan perlakuan 1 ml NaOH 1N memberikan pengaruh yang lebih baik dibanding dengan perlakuan dengan NaOH lainnya terhadap rendemen, penurunan persen ALB, peningkatan stabilitas emulsi dan peningkatan titik leleh MDAG yang dihasilkan. Produk MDAG dengan perlakuan 1 ml NaOH 1 N memiliki rendemen sebesar 31.54% dengan komposisi MAG 26.80%, DAG 30.46%, dan TAG-ALB 42.74%, kadar asam lemak bebas 8.88%, titik leleh 53. ° C, nilai pH 5, stabilitas emulsi 84%, tekstur kering, tidak berbau, dan berwarna putih. Saran Reaksi saponifikasi pada proses pemurnian MDAG masih tidak maksimal dalam menyabunkan ALB. Sehingga diperlukan upaya pengkondisian termasuk suhu dan kecepatan pengadukan agar proses saponifikasi dapat menyabunkan ALB secara spesifik. Selain itu, diperlukan pelarut yang lebih nonpolar dibanding heksan untuk memaksimalkan kelarutan TAG dan meminimalkan kelarutan MDAG.
DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2013. HPLC Column Protection Guide Version 0113. Torrance (US): Phenomenex Andriani AA. 2014. Penentuan Waktu Reaksi dan Konsentrasi Katalis Untuk Sintesis Mono-Diasilgliserol [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC International. Washington DC (US): AOAC. Atmadja AAAMRD. 2000. Studi Pemurnian dan Karakterisasi Emulsifaier Campuran Mono dan Diasilgliserol yang Diproduksi dari Distilat Asam
15 Lemak Minyak Sawit dengan Teknik Esterifikasi Enzimatis Menggunakan Lipase Rhizomucor miehei [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Berger M & Schneider MP. 1992. Enzymatic esterification of glycerol II lipasecatalyzed synthesis of regioisomerically pure 1(3)-racmonoacylglycerols. J. Am. Oil Chem. Soc. 69(10) : 961-965. Compton DL, JA Laszlo, FJ Eller & SL Taylor (2008). Purification of 1,2diacylglycerols from vegetable oils: Comparison of molecular distillation and liquid CO2 extraction. J Industrial Crops & Products 28, 113–121. Farmo MW, Erick J, Frank AN, & Norman OVS. 1994. Bailey’s Industrial Oil and Fat Product. Volume I (4 th ed). New York (US): John Willey and Sons Inc. Hamilton RJ & Rossell JB. 1987. Analysis of Oils and Fats. England (GB): Elsevier Science. Harnanik S. 2005. Studi Penggunaan Lipase Aspergillus sp. dan Mucor javanicus M 26 II/2 Untuk Menghasilkan Monodiasilgliserol. [thesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Hasanuddin A, Mappiratu & GS Hutomo. 2003. Pola perubahan mono dan diasilgliserol dalam reaksi etanolisis minyak sawit mentah. J Tekn Indust Pangan 14 (3), 241-247. Igoe RS dan YH Hui. 1996. Dictioanary of Food Ingredients. New York: Chapman and Hall. Irimescu R, Furihata K, Hata K, Iwasaki Y, Yamane T. 2001. Two step enzymatic synthesis of docosahexaenoic acid-rich symmetrically structured triacylglycerol via 2- Monoacylglycerols. J. Am. Oil Chem. Soc.78: 743-748. Ketaren S. 2008. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta (ID): UI Pr. Kurniati D. 2014. Penentuan Suhu Reaksi dan Rasio Volume Gliserol dan Palm Fatty Acid Distillate untuk Sintesis Mono-Diasilgliserol [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Lukita W.2000. Pemurnian, karakterisasi dan aplikasi mono-dan diasilgliserol yang diproduksi dari destilat asam lemak minyak kelapa melalui teknik esterifikasi dengan katalis lipase Rhizomucor miehei [skripsi] . Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor. Mappiratu. 1999. Penggunaan biokatalis dedak padi dalam biosintesis antimikroba monoasilgliserol dari minyak kelapa [disertasi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor. Naomi P, Anna ML, dan MY Toha. 2013. Pembuatan Sabun Lunak Dari Minyak Goreng Bekas Ditinjau Dari Kinetika Reaksi Kimia. J Tekn Kimia No. 2, Vol. 19. Sherma J, Fried B. 2005. Handbook of Thin Layer Chromatography, Third Edition, Revised and Expanded. New York (US): Marcel Dekker Inc. Skoog DA. 1996. Fundamentals of Analitical Chemistry &th Edition. Orlando (US): Sounder College Publishing. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1998. SNI 01-3555-1998: Minyak dan Lemak. Jakarta(ID): SNI. Suryani A, Sailah I, Hambali E. 2000. Teknologi Emulsi. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
16 Watanabe Y, T Nagao, S Kanatani, T Kobayashi, T Terai & Y Shimada. 2006. Purification of mono-acylglycerol with conjugate linoleic acid synthesized through a lipase-catalyzed reaction by solvent winterization. J Oleo Sci 55 (10), 537-543. Winarno FG. 2002. Kimia Pangan. Jakarta (ID): Gramedia Pustaka.
17 Lampiran 1 Rendemen dan Karakteristik MDAG sebelum dan setelah pemurnian Tabel Rendemen Pemurnian mono-diasilgliserol (MDAG) Sampel Ulangan 1 Ulangan 2 Rata-Rata
tanpa NaOH 33.71% 32.28% 33.00%
1 ml
2 ml
3 ml
4 ml
31.86% 31.22% 31.54%
28.19% 25.77% 26.98%
28.56% 28.36% 28.46%
27.15% 28.54% 27.85%
Tabel Luas Area Komposisi (Spot Fraksi) MDAG Sampel MAG DAG MDAG Seafast 4785 7150 MDAG Kasar 6673 5529 MDAG Heksan 3441 4389 Tanpa NaOH 7875 9919 MDAG 1ml 5301 6024 MDAG 2ml 4847 7273 MDAG 3ml 4941 5989 MDAG 4ml 4218 3891 Tabel Persentase Komposisi MDAG Sampel MAG MDAG Seafast 25.,93% MDAG Kasar 24.81% MDAG Heksan 24.38% Tanpa NaOH 26.32% MDAG 1ml 26.80% MDAG 2ml 23.51% MDAG 3ml 25.85% MDAG 4ml 26.95% Tabel Nilai Stabilitas Emulsi
DAG 38.75% 20.55% 31.09% 33.15% 30.46% 35.27% 31.33% 24.86%
TAG+PFAD 6518 14698 6285 12124 8452 8499 8187 7542 TAG+PFAD 35.32% 54.64% 44.53% 40.52% 42.74% 41.22% 42.83% 48.19%
18 Tabel Persentase ALB (Asam Lemak Bebas) Sampel MDAG MDAG Tanpa 1 ml Seafast Kasar NaOH Ulangan 1 2.62% 19.04% 8.46% 8.66% Ulangan 2 2.56% 20.57% 8.82% 9.10% Rata-Rata 2.59% 19.80% 8.64% 8.88% Tabel Nilai pH Sampel MDAG Seafast Ulangan 1 6 Ulangan 2 6 Rata-Rata 6
MDAG kasar 4 4 4
Tanpa NaOH 4 4 4
Tabel Titik Leleh Sampel MDAG Seafast Ulangan 1 52 Ulangan 2 51 Rata-Rata 51.5
MDAG kasar 42 41 41.5
Tanpa NaOH 53 54 53.5
2 ml
3 ml
4 ml
11.41% 11.28% 11.34%
9.90% 10.15% 10.02%
11.42% 11.45% 11.43%
1 ml
2 ml
3 ml
4 ml
5 5 5
5 5 5
6 6 6
6 6 6
1 ml
2 ml
3 ml
4 ml
53 53 53
52 52 52
52 52 52
52 52 52
19 Lampiran 2 Perhitungan Molar ALB dan NaOH Diketahui: Basis : 10 gram MDAG Asam Palmitat : 16.06 % (BM = 256 g/mol) Asam Stearat : 8.23 % (BM = 288 g/mol) BM NaOH : 40 g/mol Penyelesaian: g ALB = (fraksi as. palmitat + fraksi as. stearat) x 5 g = (0.1606 + 0.0823) x 10 g = 2.429 gram BM ALB = ( =( = 169 g/mol + 98 g/mol = 267 g/mol
)+( )+(
mol ALB = g ALB/BM ALB = = 0.00909 mol Maka, volume NaOH 1 N yang dibutuhkan untuk menyabunkan ALB: g NaOH = mol ALB x BM NaOH = 0.00909 x 40 g/mol = 0.363 gram g NaOH 0.363 V
= N x V x BM = 1 x V x 40 = 0.00909 L = 9.09 mL
) )
20 Lampiran 3 Hasil Uji ANOVA ANOVA Terhadap Rendemen MDAG ONEWAY Rendemen BY Perlakuan /MISSING ANALYSIS /POSTHOC=DUNCAN ALPHA(0.1).
Oneway [DataSet0]
ANOVA Rendemen Sum of Squares Between Groups
4
13.264
5.142
5
1.028
58.196
9
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets Rendemen Duncan Subset for alpha = 0.05 Perlakuan
N
1
2
P2
2
26.9800
P4
2
27.8450
P3
2
28.4600
P1
2
31.5400
P0
2
32.9950
Sig.
.215
.211
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
Mean Square
53.054
Within Groups Total
df
F 12.899*
Sig. .008
21 ANOVA terhadap Persentase ALB ONEWAY Persentase_ALB BY Perlakuan /MISSING ANALYSIS /POSTHOC=DUNCAN ALPHA(0.05).
Oneway [DataSet0]
ANOVA Persentase_ALB Sum of Squares Between Groups Within Groups Total
df
Mean Square
F
172.026
5
34.405
1.372
6
.229
173.398
11
Sig.
150.482*
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets Persentase_ALB Duncan Subset for alpha = 0.05 Perlakuan
N
1
2
3
4
MDAG 0 ml NaOH
2
8.6400
MDAG 1 ml NaOH
2
8.8800
MDAG 3 ml NaOH
2
MDAG 2 ml NaOH
2
11.3450
MDAG 4 ml NaOH
2
11.4250
MDAG kasar
2
Sig.
8.8800 10.0250
19.8050 .634
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
.054
.873
1.000
.000
22 ANOVA terhadap Stabilitas Emulsi ONEWAY Slop_Kurva_Stabilitas_Emulsi BY Perlakuan /MISSING ANALYSIS /POSTHOC=DUNCAN ALPHA(0.05).
Oneway [DataSet1]
ANOVA Slop_Kurva_Stabilitas_Emulsi Sum of Squares
df
Mean Square
F
Between Groups
.001
5
.000
Within Groups
.000
6
.000
Total
.001
11
Sig.
75.660*
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets Slop_Kurva_Stabilitas_Emulsi Duncan Subset for alpha = 0.05 Perlakuan
N
1
2
3
4
MDAG 4 ml NaOH
2
-.031900
MDAG 3 ml NaOH
2
-.028500
MDAG kasar
2
MDAG 2 ml NaOH
2
MDAG 1 ml NaOH
2
-.012100
MDAG 0 ml NaOH
2
-.011200
Sig.
-.028500 -.026350 -.020000
.053
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
.179
1.000
.547
.000
23
ANOVA terhadap Titik Leleh
ONEWAY Titik_Leleh BY Perlakuan /MISSING ANALYSIS /POSTHOC=DUNCAN ALPHA(0.05).
Oneway [DataSet0]
ANOVA Titik_Leleh Sum of Squares Between Groups
Mean Square
F
192.417
5
38.483
.500
6
.083
192.917
11
Within Groups Total
df
Post Hoc Tests Homogeneous Subsets Titik_Leleh Duncan Subset for alpha = 0.05 Perlakuan
N
1
2
3
MDAG kasar
2
MDAG 1 ml NaOH
2
52.0000
MDAG 2 ml NaOH
2
52.0000
MDAG 3 ml NaOH
2
52.0000
MDAG 4 ml NaOH
2
52.0000
MDAG 0 ml NaOH
2
Sig.
41.5000
53.0000 1.000
1.000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed.
1.000
461.800*
Sig. .000
24 Lampiran 4 Hasil Analisa GC-MS Chromatogram GC-MS Sebelum Pemurnian Library Search Report Data Path : C:\msdchem\1\data\ Data File : SAMPEL 3.D Acq On : 26 Aug 2014 13:31 Operator : BALYA AL BASHIR Sample : ASAM LEMAK Misc : S1 IPB ALS Vial : 1 Sample Multiplier: 1 A b u n d a n c e
T IC : S A M P E L 1 9 .3 6 2
1 .1 5 e + 0 7
3 .D \ d a ta .m
s
1 .1 e + 0 7 1 .0 5 e + 0 7 1 7 .3 6 3 1 e + 0 7
2 1 .6 4 9
9 5 0 0 0 0 0
1 8 .9 7 8
9 0 0 0 0 0 0 8 5 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 1 4 .7 0 5 7 5 0 0 0 0 0
1 4 .9 9 0
7 0 0 0 0 0 0 6 5 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 5 5 0 0 0 0 0
1 5 .9 2 7
5 0 0 0 0 0 0 4 5 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 0 2 3 .6 6 6
3 0 0 0 0 0 0 1 9 .1 5 2 2 5 0 0 0 0 0 1 5 . 11562. 0 5 9
2 0 0 0 0 0 0
2 1 .8 4 5
1 7 .4 5 2 1 51 . 861. 3 08 0 1 1 7 .75. 8 4 4 0 9 11 55 . .23 67 28 1 5 .4 2 8
1 5 0 0 0 0 0
2 0 .9 7 0 2 6 .2 6 5
1 0 0 0 0 0 0 1 4 .5 7 7 5 0 0 0 0 0
6 .6 0 7 8 .0 0
T im
1 0 .0 0
1 2 .0 0
1 4 .0 0
1 6 .0 0
1 8 .0 0
2 0 .0 0
2 2 .0 0
2 4 .0 0
2 6 .0 0
2 8 .0 0
3 0 .0 0
3 2 .0 0
e -->
Chromatogram GC-MS Sesudah Pemurnian Library Search Report Data Path : C:\msdchem\1\data\ Data File : SAMPEL 2.D Acq On : 26 Aug 2014 12:43 Operator : BALYA AL BASHIR Sample : ASAM LEMAK Misc : S1 IPB ALS Vial : 1 Sample Multiplier: 1 Abundance
TIC: SAMPEL 2.D\data.ms 17.349 19.307 4500000 18.957 4000000 3500000 21.557 3000000 2500000 14.699 2000000 1500000
15.918
1000000
24.930
19.143 21.807
17.438 14.745 16.053
500000
8.00 Time-->
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
22.00
24.00
26.00
28.00
30.00
32.00
3 4 .0 0
25
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Simpang Kawat, Simalungun, Sumatera Utara pada tanggal 11 Maret 1993. Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara dari pasangan Riston Silalahi dan Ramsiolo Aritonang. Penulis menyelesaikan jenjang pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Dolok Panribuan, Simalungun pada tahun 2010. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur masuk USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Selama mengikuti kegiatan perkuliahan, penulis menjadi anggota Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) IPB dan Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri Pertanian (Himalogin). Penulis memperoleh beasiswa Panduan Preastasi Akademik (PPA) dari tahun 2011-2014. Pada tahun 2013, penulis melakukan kegiatan praktik lapang di PTPN IV Unit Usaha Adolina, Sumatera Utara dan menghasilkan laporan praktik lapang yang berjudul “Pengawasan Mutu pada Proses Pengolahan Tandan Buah Segar Kelapa Sawit Menjadi CPO (Crude Palm Oil) di PTPN-IV (Persero) Unitu Usaha Adolina – Sumatera Utara”. Pada tahun 2014, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Peralatan Industri. Penulis melakukan penelitian yang berjudul “Pengaruh Saponifikasi pada Pemurnian MonoDiasilgliserol Hasil Reaksi Gliserol dan PFAD” di bawah bimbingan Dr Dwi Setyaningsih, STP MSi.
