SKRIPSI
OPTIMASI PEMBUAT AN SUKROSA POLLESTER AS AM LEMAK DARI MINY AK KELAP A
Oleh:
EDWIN HARISSON JONATHANS F 30.1500
1998
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Edwin Harisson Jonathans. F 30.1500. Optimasi pembuatan sukrosa poliester asam lemak dari minyak kelapa. Di bawah bimbingan Tien R. Muchtadi.
RINGKASAN
Lemak dan minyak mempunyai daya tarik universal. Senyawa ini mempllnyai sifat yang istimewa seperti flavor, mouth/eel yang lembut, cita rasa krim, dan aksi lubrikasi yang dapat meningkatkan rasa enak pada makanan. Dilain pihak, konsumsi lemak yang berlebihan dapat mengakibatkan kegemukan (obesitas), penyakit jantung koroner, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu bahan pengganti lemak konvensional tanpa menghilangkan sifat dari lemak itu sendiri. Sukrosa poliester asam lemak (SPE) merupakan salah satu bahan pengganti lemak. Kelebihan SPE, atau olestra, dibanding bahan penganti lemak lainnya yaitu tidak memberikan kalori pada makanan, tidak dicema dan diserap oleh tubuh, menurunkan kandungan kolesterol tubuh, dan tidak menyebabkan kegemukan. Dilain pihak, SPE memberikan sifat dan fungsional yang sarna dengan lemak atau minyak konvensional. Tujuan dari penelitian ini adalah uutuk menentukan titik optimum dari suhu dan mol FAME yang ditambahkan dalam sintesa SPE dan untuk memperoleh SPE dengan derajat esterifikasi yang tinggi. Penentuan titik optimum dari suhu dan mol FAME yang ditambahkan ditentukan dengan metode respon permukaan. Penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut; pada tahap pertama dilakukan persiapan sampel yang meliputi penentuan persen asam lemak bebas (% FFA) dari sampel CNO (crude coconut oil) dan netralisasi sampel CNO. Pada tahap berikutnya (penelitian pendahuluan) dilakukan analisa komponen asam lemak penyusun CNO, pembuatan FAME dan penentuan berat molekul (BM) rata-rata dari FAME sampel. Tahap selanjutnya (penelitian utama) dilakukan optimasi suhu dan mol FAME yang ditambahkan pada sintesa SPE dan menentukan derajat esterifikasi dari SPE hasil optimasi. SPE dapat disinteasa secara interesterifikasi transesterifikasi dengan metode dua tahap tanpa pelarut (solvent-free two-stage reaction) dari Volpenhein (1985). Pada tahap pertama, 3,6 g 85 % KOH pelet dilarutkan dalam 50 ml metanol kemudian direfluks dengan 0,347 mol metil ester asam lemak (FAME) pada suhu 60°C selama 2 jam. Duapuluh lima gram sukrosa (0,073 mol) dan 1 g katalis potasium karbonat ditambahkan ke dalam reaktor. Metanol kemudian diuapkan dari reaktor dengan menggunakan gas nitrogen. Suhu reaktan dinaikkan. Pada saat suhu reaktan mencapai 100°C dilakukan pemvakuman dengan pompa vakum sampai tekanan reaktor mencapai 0,5-1 cmHg. Suhu reaktan dinaikan kembali sampai mencapai 1I0-130°C. Reaktan direaksikan selama 2 jam. Pada tahap kedua, dilakukan penambahan 0,369-0,799 mol FAME. Reaksi dilanjutkan selama 3 jam. Dari hasil analisa penentuan persen asam lemak bebas diketahui bahwa sampel minyak CNO mengandung 4,423 persen asam lemak bebas dihitung sebagai
asam laurat dan membutuhkan 4,36 ml NaOH 20oBe' untuk menetralkan sampel eNO dari asam lemak bebas. Minyak kelapa kemudian diubah ke dalam bentuk metil estemya (FAME) dengan metode metanolisis dan berdasarkan metode kromatografi gas ditentukan berat molekul (BM) rata-rata dari sampel FAME yaitu sebesar 217,244 glmol. Setelah berat molekul rata-rata dari FAME sampel diketahui maka dapat dilakukan sintesa SPE sesuai dengan taraf suhu dan mol FAME yang ditambahkan pada rancangan percobaan. Sintesa SPE pada taraf 110°C hanya menghasilkan SFE (sucrose fatty ester) yaitu poliester sukrosa dengan derajat esterifikasi rendah (1-3 derajat substitusi). Rendemen hasil reaksi yang paling tinggi dicapai pada taraf suhu 120°C untuk semua taraf mol FAME yang ditambahkan. Sintesa SPE pad a taraf suhu l300e akan menghasilkan rendemen hasil reaksi yang lebih rendah dibandingkan sintesa SPE pada tarafsuhu 120°C untuk semua tarafmol FAME yang ditambahkan. Secara umum rendemen hasil reaksi akan meningkat dengan semakin meningkatnya mol FAME yang ditambahkan. Peningkatan jumlah mol FAME yang ditambahkan akan memberikan peningkatan rendemen hasil reaksi secara nyata apabila sintesa SPE dilakukan pada taraf suhu 120°C. Rendemen SPE tertinggi dicapai pada saat penambahan 0,799 mol FAME. Berdasarkan analisa dengan metode respon permukaan diketahui bahwa titik optimum dari suhu sintesa SPE adalah 123°C dan titik optimum untuk mol FAME yang ditambahkan sebesar 0,764 mol. Sintesa SPE pada titik optimum ini secara teoritis akan menghasilkan rendemen sebesar 67,5609 persen. Data penelitian rendemen sintesa SPE pada titik optimum adalah 57,38 persen. Sintesa SPE pada titik optimum akan menghasilkan SPE dengan derajat esterifikasi 7,29. Dengan kata lain sampel SPE mengandung heksa-, hepta-, dan okta-ester. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kondisi optimum sintesa SPE minyak kelapa adalah pada suhu 123°C dengan penambahan 0,764 mol FAME yang ditambahkan. Reaksi dilakukan dengan I g (4 persen berdasarkan berat sukrosa) katalis potasium karbonat pada tekanan 0,5-1 cmHg. Sintesa SPE dengan kondisi ini akan menghasilkan SPE dengan deraj at esterifikasi 7,29.
OPTIMASI PEMBUATAN SUKROSA POLIESTER AS AM LEMAK DARI MINYAK KELAPA
Oleh EDWIN HARISSON JONATHANS F 30.1500
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
1998 JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULT AS TEKNOLOGI PERTANIAN
OPTIMASI PEMBUATAN SUKROSA POLIESTER ASAM LEMAK DARI MINYAK KELAPA
Oleh EDWIN HARISSON JONATHANS F 30.1500
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Dilahirkan pada tanggal 7 Mei 1974 di Jakarta Tanggal luI us : 15 Januari 1998 Menyetujui, . 1998
KATAPENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaan kasih dan karunia yang telah diberikan kepada penulis selama masa studi, penelitian dan penyelesaian penulisan laporan penelitian ini. Selain itu penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penulis selama masa studi sampai penyelesaiannya. I.
Kepada Prof. Dr. II'. Tien R. Muchtadi, MS atas kesabaran dan bimbingannya selama mas a studi di Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi FATETA IPB. Kiranya Tuhan selalu melimpahkan kasih dan berkatNya atas Ibu.
2. Kepada Drs. Sakidja, Msc. yang telah dengan penuh kesabaran dan bijaksana telah menolong dan membimbing penulis selama masa penelitian sampai penulisan laporan penelitiannya. 3. Kepada Ir. Fahim M. Taqi dan Ir. Dede R. Adawiyah sebagai dosen penguji yang telah meluangkan waktu untuk menguji penulis. 4. Kepada Papa, Mama, Ellen, Nervie, Devino, Ogee, Grace, Oma Evie, dan Oma Goeman atas seluruh doa dan dorongan yang telah diberikan kepada penulis. 5. Kepada Kel. J. J. Taroreh atas bantual materil yang telah diberikan. 6. Kepada M'Suryo, Olaf, Jan, dan Fredy terima kasih atas bimbingan rohani dan pelayanannya dalam Kelompok Kecil.
Semoga kita bersama-sama dapat
bertumbuh dalam iman, pengharapan dan kasih dan semakin giat melayaniNya.
iii
7. Kepada semua rekan-rekan di Komisi Kesenian UK PMK IPB; Anita, Eeo, Tetrine, Yanse, yang telah banyak memberikan perhatian dan dorongan kepada penulis selama masa studi dan penelitian. 8. Kepada rekan-rekan BPH UK PMK IPB ; Yohanes, Ruben, Kristin, Butet, dan seluruh rekan BP komisi atas pengertian, dorongan dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis. 9. Kepada Bora, Me Queen, Cun Cun, Alan, Andy, Umar, Shinta, Benny, Kiki, Gunawan dan Pris untuk persahabatan, dorongan dan perhatian yang telah dieurahkan selama masa studi di Jurusan TPG IPB. 10. Kepada rekan-rekan sebimbingan Taufiqurahman terima kasih atas kerjasama yang baik selama penelitian, Hesti dan Kharisma atas perhatian dan dorongannya, serta Ahmad Faizal. 11. Kepada seluruh rekan-rekan seperjuangan, TPG A'30, Agus, Sule, Iki, Yono, Tatik, Ria dan semua yang tidak dapat dituliskan, terima kasih atas persahabatannya. 12. Kepada P'Gatot, Ibu Rub, P'Sobirin, P'Mul serta B'Ida atas pertolongannya selama penulis menyelesaikan penelitian. Akhir kata penulis sadar bahwa hasil karya ini tidak luput dari segal a kesalahan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk penyempumaan karya ini. Terima Kasih.
Depok, 7 Desember 1997 Penulis
iv
DAFTARISI
Halaman KAT A PENGANT AR ............................................................................................... iii DAFTAR ISI. ............................................ "'''''''' ....................................................... v DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. viii DAFTAR LAMPlRAN .................................. "'"'''''''''' ........................................... .ix I. PENDAHULUAN A. LAT AR BELAKANG .................................................................................. I
B. TUJUAN ....................................................................................................... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. SUKROSA POLIESTER ASAM LEMAK (SPE) ...................................... .4 B. PEMBUAT AN SUKROSA POLIESTER (SPE) ......................................... 5 C. OPTIMASI PEMBUATAN SUKROSA POLIESTER ASAM LEMAK (SPE) ............................................................................................. 8 III. BAHAN DAN METODE A. BAHAN.DAN ALAT ................................................................................ 12
B. METOD E PENELITIAN ........................................................................... 12 C. PROSEDUR SINTESA SUKROSA POLIESTER ASAM LEMAK I. Pembuatan metil ester asam lemak (FAME) ........................................ 13 2. Sintesa sukrosa poliester asam lemak (SPE) ................. " ...................... 14 3. Pemumian SPE ...................................................................................... 15
v
D. RANCANGAN PERCOBAAN.................................................................. 16 E. PROSEDUR ANALISA 1. Penentuan asam lemak bebas (%FFA) ............................................... 17 2. Analisa asam lemak penyusun minyak. ............................................... l8 3. Penentuan bilangan hidroksil... ............................................................. 18 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PERSIAP AN SAMPEL ............................................................................. 20 B. ANALISA KOMPONEN ASAM LEMAK. .............................................. 24 C. SINTESA SUKROSA POLIESTER ASAM LEMAK 1. Pembuatan Metil Ester Asam Lemak (FAME) ..................................... 26
2. Pembuatan Sukrosa Poliester Asam Lemak ......................................... .31 D. OPTIMASI DENGAN METODE RESPON PERMUKAAN .................. .46 E. PENENTUAN DERAJAT ESTERIFlKASI SPE ....................................... 51 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN .......................................................................................... 53 B. SARAN ....................................................................................................... 54 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 55 LAMPlRAN ............................................................................................................ 58
vi
