IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PROFIL BILANGAN ASAM MINYAK GORENG KELAPA SAWIT Pengukuran bilangan asam dilakukan pada 24 sampel minyak goreng yang tersusun atas dua jenis sampel dengan batchproduksi yang berbeda. Masing-masing batch memiliki 12 sampel minyak goreng dengan rincian 6 sampel minyak goreng berasal dari ulangan pertama dan 6 sampel minyak goreng lainnya berasal dari ulangan ke dua. Pada Gambar 5, ditampilkan perbandingan perubahan profil bilangan asam. 0,9 Bilangan asam (mg NaOH/ g sampel) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 goreng produksi-1 goreng produksi-2 0 (kontrol) Frekuensi penggorengan sampel (kali) Gambar 5. Profil bilangan asam sampel minyak goreng kelapa sawit berdasarkan frekuensi penggorengan penggorengan lele pada suhu C Dari Gambar 5, dapat dilihat bahwa secara umu m keduasampel mengalami penurunan bilangan asam dengan tren yang sama. Perbedaan terletak pada bilangan asamminyak goreng produksi-1yang memiliki tren penurunan yang lebih curam pada awal penggorengan dibandingkan dengan bilangan asam minyak goreng produksi-2. Hal ini terlihat jelas pada penurunan nilai bilangan asam antara sampel kontrol dengan bilangan asam sampel penggorengan 1 kali. Pada minyak goreng produksi-1, bilangan asam turun sebesar 0,50 mg NaOH/ g sampel dari 0,80 mg NaOH/g sampel pada sampel kontrol menjadi 0,30 mg NaOH/g sampel pada sampel penggorengan 1 kali. Sementara pada minyak goreng produksi-2, bilangan asam turun sebesar 0,18 mg NaOH/ g sampel dari 0,66 mg NaOH/g sampel pada sampel kontrol menjadi 0,48 mg NaOH/g sampel pada sampel penggorengan 1 kali. Dengan demikian, selisih penurunan bilangan asam minyak goreng produksi-1 lebih besar dibandingkan dengan selisih penurunan bilangan asam minyak goreng produksi-2. Di samping itu, nilai bilangan asam penggorengan 9 kali pada minyak goreng produksi-2(0,30 mg NaOH/g sampel) juga lebih tinggi dibandingkan dengan nilai bilangan asam penggorengan yang sama pada minyak goreng produksi-1 (0,22 mg NaOH/g sampel). Dari data ini, dapat dinyatakan 22

2 bahwa minyak goreng produksi-1 lebih tahan terhadap reaksi hidrolisis dibandingkan dengan minyak goreng produksi-2. Adanya perbedaan ini dapat disebabkan karena variasi kualitas bahan baku antara batch yang digunakan ataupun variasi beberapa parameter pada proses produksi yang dilakukan. Tabel 6. Perbandingan bilangan asam sampel dengan SNI Sampel Bilangan Asam (mg NaOH/ g sampel) goreng produksi-1 goreng produksi-2 Kontrol 0,80 Penggorengan 1 0,30 Penggorengan 3 0,22 Penggorengan 5 0,22 Penggorengan 7 0,20 Penggorengan 9 0,22 Kontrol 0,66 Penggorengan 1 0,48 Penggorengan 3 0,33 Penggorengan 5 0,30 Penggorengan 7 0,30 Penggorengan 9 0,30 SNI mutu 1 maksimal 0,6 SNI mutu 2 maksimal 2 Pada Tabel 6, berdasarkan SNI , nilai bilangan asam maksimal untuk minyak goreng adalah 0,6 mg NaOH/ g sampel untuk mutu 1 dan 2,0 mg NaOH/ g sampel untuk mutu 2. Dengan demikian, keempat jenis sampel kontrol minyak goreng yang diuji masih masuk ke dalam kriteria SNI karena tidak ada yang melebihi nilai 2,0 mg NaOH/ g sampel. Demikian pula dengan sampel-sampel pada penggorengan selanjutnya dengan tren nilai bilangan asam yang semakin menurun. Hasil penelitian bilangan asam ini berbeda dengan beberapa literatur lain. Lalas (2009) menyatakan bahwa bilangan asam memiliki kecenderungan naik seiring dengan semakin lamanya waktu penggorengan.secara teoritis, sampel bahan pangan yang digoreng mengandung sejumlah air di dalamnya. Air yang terkandung ini jika bereaksi dengan gliserol dalam minyak goreng akan menghasilkan reaksi hidrolisis. Reaksi hidrolisis ini akan memutus ikatan ester pada triasil gliserol sehingga memecahnya menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Semakin lama waktu penggorengan, semakin banyak pula reaksi hidrolisis terjadi sehingga bilangan asam pun akan semakin tinggi. Pernyataan Lalas (2009) ini serupa dengan hasil penelitian yang dikemukakan oleh beberapa peneliti seperti halnya Tyagi dan Vasishta (1996) dengan sampel minyak kedelai dan minyak vanaspati (campuran minyak nabati dari minyak biji kapas, kelapa sawit, kedelai, jagung, bunga matahari, dan lain-lain) serta Abdulkarim et al (2007) dengan sampel minyak biji kelor (Moringa olifeira). Kedua peneliti tersebut melaporkan bahwa terdapat peningkatan bilangan asam lemak bebas seiring dengan semakin lamanya waktu penggorengan. Sementara itu, dalam beberapa penelitian lain, ditemukan bahwa nilai bilangan asam justru menurun selama penggorengan awal. Di antaranya Kress -Rolgers et al (1990) dengan sampel minyak goreng nabati terhidrogenasi sebagian, Manral et al (2007) dengan sampel minyak biji bunga 23

3 matahari, dan Kalapathy et al (2000) dengan sampel minyak nabati. Kress-Rolgers et al (1990), menggoreng selama 4 menit setiap kali penggorengan dengan total lama penggorengan 13,5 jam. Adapun sampel pertama diambil setelah penggorengan selama 30 menit. Dari hasil pengukuran sampel tersebut, tampak bahwa terdapat penurunan bilangan asam sebesar 0,1% asam oleat. Sementara Manral et al (2008) menggoreng selama 14 jam dengan lama waktu tiap penggorengan 6 menit. Sampel pertama diambil pada waktu 2 jam penggorengan. Dari hasil pengukuran, terlihat bahwa sampel ini mengalami penurunan nilai bilangan asam sebesar 0,4% asam oleat. Sementara penelitian Kalapathy et al (2000) menunjukkan bahwa terdapat penurunan bilangan asam selama penggorengan 40 menit pertama. Tabel 7. Perbandingan nilai bilangan asam minyak goreng selama penggorengan Referensi Tyagi dan Vasishta (1996) Abdulkarim (2007) Manral et al (2008) Kress- Rogers et al (1990) Kalapathy dan Proctor (2000) Kahfi (2012) Go reng vanaspati biji kelor biji bunga matahari nabati terhidrogena si sebagian kedelai kelapa sawit Waktu Per Penggo rengan (menit) Waktu Total (jam) Waktu Pengambilan Sampel Awal (jam) Bilangan Asam kontrol (% asam oleat) Bilangan Asam Sampel Awal (% asam oleat) Selisih (% asam oleat) Tren 30,00 70,00 6,00 0,12 0,25 0,13 Naik 3,00 30,00 6,00 0,19 0,25 0,06 Naik 6,00 14,00 2,00 0,50 0,10 0,40 Turun 4,00 13,50 0,50 0,20 0,10 0,10 Turun 10,00 0,66 0,66 0,81 0,80 0,01 Turun 15,00 2,25 0,25 0,57 0,21 0,36 Turun Terjadinya penurunan bilangan asam pada awal penggorengan ini dapat disebabkan beberapa faktor. Di antaranya, asam lemak bebas yang terbentuk dari hasil hidrolisis dapat mengalami reaksi oksidasi. Menurut Ketaren (1986), terbentuknya senyawa peroksida dapat membantu proses oksidasi sejumlah kecil asam lemak tidak jenuh. Reaksi ini diakibatkan oleh interaksi antara asam lemak bebas dengan oksigen dan adanya paparan panas yang tinggi selama penggorengan. Bahkan, reaksi oksidasi dalam asam lemak bebas ini jauh lebih cepat berlangsung dibandingkan dengan reaksi oksidasi asam lemak yang masih terikat dengan gliserol (Velasco, et al., 2009). Pada penggorengan awal, laju reaksi oksidasi asam lemak bebas ini lebih cepat dibandingkan dengan laju reaksi hidrolisis pembentukan asam lemak bebas. Dengan demikian, pengukuran bilangan asam pada penggorengan awal menunjukkan tren penurunan. goreng kelapa sawit banyak mengandung asam lemak tidak jenuh, di antaranya adalah asam oleat (C 18:1) dan asam linoleat (C 18:2). Kandungan asam oleat mencapai 38,7% dan kandungan asam linoleat mencapai 10,5% dari total jumlah asam lemak (Rival, 2010). Dengan 24

4 demikian, sebesar 49,2% dari minyak kelapa sawit tersusun atas asam lemak tidak jenuh yang rentan mengalami oksidasi. Asam lemak bebas yang telah teroksidasi ini dapat mengalami reaksi lanjutan. Di antaranya adalah reaksi pembentukan ikatan antara asam karboksilat teroksidasi dengan gugus protein membentuk senyawa karboksil. Senyawa hasil ikatan ini termasuk ke dalam go longan senyawa makromolekul insolubel yang sukar dideteksi dalam analisis kimia (Pokorny, 1999). Reaksi terbentuknya ikatan ini dapat dilihat pada Gambar 6. CO p 1 CH-NH-p 2 Ikatan lisin (CH 2 ) 4 NH 2 O HO O R 2 C H R 1 CH CH = CH R 2 aldehida -H 2 O -H 2 O Lemak hidroperoksida CO p 1 CO p 1 CH NH p 2 CH NH p 2 (CH 2 ) 4 N (CH 2 ) 4 N R C CH = CH R 2 HC R 3 Derivat imino derivat imino Gambar 6. Reaksi pembentukan kompleks asam lemak teroks idasi dengan protein lisin (p 1, p 2 = residu protein; R 3 = residu lemak) (Pokorny, 1999). Pada Gambar 6, terlihat bahwa asam lemak yang telah teroksidasi (lemak hidroperoksida) dapat membentuk ikatan dengan protein, salah satunya lisin. Lisin merupakan asam amino yang banyak terkandung di dalam protein ikan lele. Jumlahnya mencapai 6,3% dari total asam amino (Sink et al., 2010). Ikatan ini pada akhirnya menghasilkan senyawa derivat imino, suatu ikatan dari molekul kompleks yang memiliki bobot molekul besar dan insolubel. 25

5 B. PROFIL BILANGAN PEROKSIDA MINYAK GORENG KELAPA SAWIT Sama halnya seperti bilangan asam, pengukuran bilangan peroksida dilakukan dengan menggunakan 24 sampel yang tersusun atas 2 batch minyak goreng yang berbeda. Setiap batch terdiri atas 2 ulangan yang masing-masing ulangan memiliki 6 sampel minyak goreng. Data bilangan peroksida untuk minyak goreng produksi-1dan minyak goreng produksi-2 disajikan dalam bentuk grafik pada gambar di bawah ini. Berdasarkan Gambar 7, dapat dilihat bahwa secara umum grafik bilangan peroksida pada kedua sampel mengalami tren yang sama yaitu naik pada penggorengan awal dan diikuti dengan penurunan pada penggorengan selanjutnya. Pada sampel kontrol, nilai bilangan peroksida minyak goreng produksi-1 (9,33 meq O 2 / kg sampel) lebih tinggi daripada nilai bilangan peroksida minyak goreng produksi-2 (7,81 meq O 2 / kg sampel). Sementara itu, bilangan peroksida yang paling tinggi terletak pada penggorengan 3 kali dengan nilai 23,93 meq O 2 / kg sampel pada minyak goreng produksi-1 dan 27,48 meq O 2 / kg sampel pada minyak goreng produksi-2. Setelah itu, bilangan peroksida ini terus turun hingga sampel penggorengan 9 kali. Pada penggorengan tersebut, minyak goreng produksi-1 memiliki nilai bilangan peroksida sebesar 4,82 meq O 2 / kg sampel dan minyak goreng produksi-2 memiliki nilai bilangan peroksida sebesar 5,87 meq O 2 / kg sampel. 30 Bilangan peroksida (meq O2/ kg sampel) (kontrol) goreng produksi-1 goreng produksi-2 Frekuensi penggorengan sampel (kali) Gambar 7. Profil bilangan peroksida sampel minyak goreng kelapa sawit berdasarkan frekuensi penggorengan lele pada suhu 180 o C Dari sisi standar mutu pada Tabel 8, nilai bilangan peroksida maksimal yang direkomendasikan oleh SNI adalah 10 meq O 2 /kg. Oleh sebab itu, sampel kontrol minyak goreng produksi-1 dan minyak goreng produksi-2 memiliki nilai bilangan peroksida yang memenuhi standar. Nilai bilangan peroksida di atas 10 meq O 2 /kg dihasilkan pada semua sampel untuk penggorengan 1 kali dan 3 kali. Pada penggorengan 5 kali dan seterusnya, nilai bilangan peroksida turun di bawah 10 meq O 2 /kg. Menurut Ketaren (1986), minyak goreng yang dikonsumsi dapat menimbulkan efek berbahaya bagi kesehatan jika memiliki nilai bilangan peroksida di atas 100 meq O 2 /kg. 26

6 Secara umum, tren perubahan bilangan peroksida pada penelitian ini sesuai dengan literatur. Menurut Chatzilazarou et al. (2006) dan Tsaknis et al. (1998), pada tahap awal penggorengan nilai bilangan peroksida akan mengalami kenaikan. Nilai ini akan menurun pada penggorengan lebih lama di suhu C akibat terdekomposisinya senyawa peroksida menjadi senyawa oksidasi sekunder. Jenis SampelFrekuensi Penggorengan (kali) goreng produksi-1 goreng produksi-2 Bilangan Peroksida (meq O2/kg sampel) 0 (Kontrol) 9, , ,93 5 8,74 7 9,69 9 4,82 0 (kontrol) 7, , ,48 5 5,90 7 7,95 9 5,87 Standar SNI maksimal 10 Ambang bahaya bagi kesehatan (Ketaren, 1986) 100 Menurut beberapa peneliti, pengukuran bilangan peroksida termasuk dalam analisis yang cukup sulit karena banyaknya faktor yang dapat menyebabkan munculnya kesalahan. Menurut Lea (1952), nilai peroksida yang dihasilkan dapat lebih tinggi daripada yang seharusnya. Hal ini disebabkan oleh oxygenerror, yaitu keberadaan kontaminan oksigen di dalam larutan yang akan dititrasi. Tabel 8. Perbandingan nilai bilangan peroksida sampel dengan SNI Beberapa peneliti juga menyatakan bahwa pengukuran bilangan peroksida sering kali menghasilkan data dengan standar deviasi yang besar. Hal ini dikarenakan peroksida merupakan senyawa hasil oksidasi yang tidak stabil (Lalas, 2009). Di samping itu, menurut Warner (2009), hidroperoksida merupakan senyawa yang mengalami pembentukan dan penguraian kembali dalam waktu yang cepat. Menurut Guillen dan Cabo (2002), hal tersebut menyebabkan sulitnya menghasilkan pengukuran bilangan peroksida yang reprodusibel. C. PROFIL SPEKTRUM ABSORBANSI MINYAK GORENG KELAPA SAWIT Spektrum absorbansi FTIR diukur pada 24 sampel minyak goreng dengan menggunakan bilangan gelo mbang cm -1.Pengukuran spektrum bilangan gelombang tersebut serupa dengan daerah yang dipilih oleh peneliti lain seperti Vlachos et al (2006) dan Al Degs et al (2011).Pada Gambar 8 dan Gambar 9 ditampilkan spektrum bilangan gelombang sampel kontrol dan penggorengan 9 kali pada minyak goreng produksi-1 dan minyak goreng produksi-2. Secara sekilas, tidak tampak perbedaan yang berarti antara spektrum kontrol dengan spektrum penggorengan 9 kali. Oleh sebab itu, untuk pengolahan data selanjutnya diperlukan analisis multivar iat. 27

7 C = O 9th PO Standard PO Abs 3.5 3,5 3 C O Absorbansi 2, CH metil = CH (cis) -C = C - -C = C - 1, ,5 0.5 Oksidasi sekunder C = O ester -C = C - C O -C = C (trans) th PO /cm Bilangan Gelombang (cm -1 ) Gambar 8. Profil spektrum bilangan gelombang sampel minyak goreng produksi-1 minyak goreng kontrol (warna merah) dan penggorengan 9 kali (warna hitam) C = O Standard Oil PO th Fried PO Abs 3,53.5 Absorbansi 33 2, CH metil = CH (cis) -C = C - C O -C = C ,5 C O 1 0, Oksidasi sekunder C = O ester -C = C - -C = C (trans) Standard Oil PO /cm Gambar 9. Profil spektrum bilangan gelombang sampel minyak goreng produksi-2 minyak goreng kontrol (warna hitam) dan 9 kali penggorengan (warna biru) 1500 Bilangan Gelombang (cm -1 )

8 Tabel 9. Bilangan gelombang utama yang terdapat pada sampel minyak goreng Peneliti Goreng Bilangan gelombang Gugus Fungsi Che Man dan minyak kelapa sawit 3550 OH Setyowaty (1998) 3473 ester trigliserida 3006 C = C ; CH 3 dan CH ;dan ester C = O 1648 cis C = C 723 C = O Vlachos et al (2006) minyak zaitun 3009; 2925; 2854; 1377;dan 723 C = C 2962; 2872; dan 1654 CH ester C = O 1700 asam lemak bebas 1465 CH 3 dan CH dan 1397 cis C = C 1238 dan 1163 C = O pada ester Mossoba et al (2007) minyak kedelai 966 trans C = C terhidrogenasi Rohman et al (2010) virgin coconut oil 2954 dan 1377 CH ; 2852;dan 1465 CH ester C = O 1417 dan 721 cis C = C 1228 dan 1155 C O 962 trans C = C 872 C = C Al Degs et al (2011) minyak kelapa sawit 3491,2 OH pada asam karboksilat 3005,1; 2974,1; C H 2837,1; 1452,4; 1379,1;dan 1234,6 1762,9 dan 1753,2; C O dan C=O 1192,2 dan 1118,7 721,4 C = O Hocevar et al (2011) minyak kedelai, minyak kelapa sawit, dan minyak terhidrogenasi 2915 dan 2845 C H 1741 C = O pada ester 1154 C O dan CH 2 Kahfi (2012) minyak kelapa sawit 722; 872; 912,5; cis C = C 1654; 1402; 1418; dan 3005, trans C = C 1032; 1091; 1130; dan 1729 C O pada ester 2974 C H 3474,91 C = O pada ester 3536 produk oksidasi sekunder (alkohol, aldehida, keton) 29

9 No PadaTabel 9, dapat dilihat bilangan gelombang utama yang terdapat pada sampel minyak goreng. Dari tabel tersebut, dapat dilihat bahwa masing-masing peneliti memperoleh nilai bilangan gelombang yang sedikit berbeda satu sama lain. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan sampel minyak goreng nabati yang digunakan. Meskipun demikian, terdapat kesamaan dalam jenis gugus fungsi yang terdapat di dalam sampel minyak goreng. Gugus fungsi tersebut terdiri atas senyawa organik seperti ester, aldehida, keton, asam karboksilat, dan hidrokarbon tidak jenuh. Adapun gugus fungsi yang dipengaruhi oleh bilangan gelo mbang dapat dilihat pada Tabel 10. Tabel 10. Korelasi antara frekuensi FTIR, gugus fungsi, tipe vibrasi, dan intensitas Frekuensi (cm -1 ) Gugus fungsi Tipe Vibrasi Intensitas Rentang Frekuensi e R OH, C = O (aldehida, keton) lemah sempit a C = O (ester) overtone lemah sedang a = C H (trans-) peregangan sangat lemah a = C H (cis-) peregangan medium sempit b C H (CH 3 ) sempit a C C H (CH 3 ) peregangan asimetris medium sempit a C C H (CH 2 ) peregangan simetris sangat kuat sempit a C C H (CH 2 ) dan asimetris sangat kuat sempit a C C = O (ester) resonansi fermi sangat lemah sempit a C = O (ester) resonansi fermi sangat lemah sempit a C = O (ester) peregangan sangat kuat lebar c C = O (ester) lebar a C = O (asam) peregangan sangat lemah lebar a C = C (cis-) peregangan sangat lemah sempit a C = C (cis-) peregangan sangat lemah sempit a C H (CH 2, CH 3 ) bending (scissoring) sedang sedang a = C H (cis-) bending (rocking) lemah sedang a bending lemah sedang a C H (CH 3 ) bending simetris sedang sedang a bending sangat lemah sedang a C O, CH 2 peregangan, bending sedang sedang a C O, CH 2 peregangan, bending kuat lebar d C O peregangan kuat sedang a C O peregangan sedang sedang a C O peregangan sedang sedang a C O peregangan sangat lemah sedang a HC = CH (trans-) bending out of plane lemah sedang a HC = CH (cis-) bending out of plane sangat lemah sedang d HC = CH sedang a (CH 2 ) n, C = C (cis-) bending (rocking) sedang lebar a Menurut Guillen dan Cabo (1997); b Menurut Al-Degs et al(2011); c Menurut Proctor et al(1996); d MenurutLerma- Garcia et al (2011); e Menurut Guillen et al (2001) dan Navarra et al (2010) Dari hasil pengukuran spektrum absorbansi FTIR, diperoleh bilangan gelombang utama pada minyak goreng kelapa sawit adalah 722, 872, 912,5, 966, 1032, 1091, 1400,5, 1418, 1654, 1729, 2974,36, 3005,54, 3474,91, dan 3530 cm -1. Bilangan gelombang ini diperoleh dengan selisih variasi bilangan gelombang sebesar 2 cm -1. Berdasarkan Tabel 9,bilangan gelombang 722, 872, 912,5, 966, 1654, 1418, 1402 dan bilangan gelombang 3005,54cm -1 menunjukkan adanya gugus ikatan rangkap dua alkena(-c=c-).alkena merupakan gugus yang umum ditemui pada minyak nabati yang banyak memiliki asam lemak tidak jenuh. Oleh sebab itu, Muniategui et al (1992) serta Moreno et al(1999) 30

10 telah menggunakan spektrum bilangan gelombang di sekitar 3006 cm -1 untuk menentukan derajat ketidakjenuhan minyak nabati. kelapa sawit sendiri memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang cukup besar. Menurut Khosla (2006), kandungan asam lemak tidak jenuh pada minyak kelapa sawit sebanding dengan kandungan asam lemak jenuhnya. Jumlah asam lemak tidak jenuhnya mencapai 50% dari total asam lemak. Dari jumlah ini, sekitar 80%-nya terdiri atas asam lemak oleat dan sisanya terdiri atas asam lemak linoleat.di samping itu, terdeteksinya bilangan gelombang 966cm -1 menunjukkan adanya asam lemak trans pada sampel minyak goreng. Menurut Puspitasari (1996), keberadaan asam lemak trans di dalam minyak goreng ini dapat disebabkan karena adanya proses pemanasan dalam pengolahan minyak (refinery). Selain itu, asam lemak trans juga dapat terbentuk selama proses penggorengan pada suhu tinggi. Menurut Sartika (2007), proses menggoreng dengan cara deep frying akan menyebabkan perubahan asam lemak tidak jenuh bentuk cis menjadi bentuk trans. Peningkatan asam lemak tidak jenuh trans ini sebanding dengan penurunan asam lemak tidak jenuh cis (asam oleat). Fennema (1996) menyebutkan bahwa oksidasi terhadap asam oleat (C18:1 cis) akan menghasilkan asam lemak trans elaidat. Sedangkan hasil reaksi oksidasi asam linoleat (C18:2 cis) adalah campuran konjugasi antara 9- dan 13- hidroperoksida diena yang mengalami isomerisasi geometrik membentuk trans isomer yaitu asam linolelaidat (C18:2 trans).penelitian yang dilakukan oleh Sartika (2009) menunjukkan bahwa terjadi pembentukan asam lemak trans pada minyak goreng komersil yang digunakan untuk menggoreng singkong dan daging sapi. Menurutnya, jumlah asam lemak trans yang dihasilkan berfluktuasi terhadap jumlah penggorengan dikarenakan adanya interaksi antara minyak goreng dengan sampel yang digoreng.meskipun demikian, penelitian kali ini tidak mempelajari lebih lanjut seberapa besar kandungan asam lemak trans yang terdapat di dalam sampel minyak goreng. Terdeteksinya asam lemak trans saja tidak cukup untuk menyatakan bahwa sampel minyak goreng sudah tidak aman untuk dikonsumsi. Menurut Mulleret al (2001), sebesar 0,3% asam lemak trans terdapat secara alami di dalam minyak kelapa sawit. Bilangan gelombang 1032, 1091, 1130, dan 1729cm -1 menunjukkan adanya interaksi ikatan C O yang terdapat di dalam ikatan ester. Ikatan ester ini menunjukkan adanya gliserol yang masih berikatan dengan asam lemak. Ikatan jenis ini banyak ditemui pada monogliserida, digliserida, dan trigliserida.menurut Basiron (2005), trigliserida merupakan komponen yang paling banyak terkandung di dalam minyak kelapa sawit sementara monogliserida dan digliserida hanya terdapat dalam jumlah yang sedikit saja.sundram (2004) menyatakan bahwa sekitar 95% dari minyak kelapa sawit tersusun atas komponen trigliserida dan sisanya monogliserida dan digliserida. Menurut Sundram et al (2003), perbedaan antara trigliserida terletak pada asam lemak yang menyusunnya. Sekitar 7 10% dari total trigliserida tersusun atas trigliserida jenuh seluruhnya yang sebagian besar merupakan tripalmitat. Sementara sekitar 6-12% tersusun atas trigliserida tidak jenuh seluruhnya. Posisi Sn-2 pada trigliserida umumnya diisi oleh asam lemak tidak jenuh. Dengan demikian, lebih dari 85% asam lemak tidak jenuh membentuk ikatan ester dengan gliserol pada posisi Sn-2 Posisi bilangan gelombang2974 cm -1 menunjukkan adanya ikatan C-H. Ikatan ini merupakan ikatan yang banyak ditemukan pada gugus hidrokarbon. Atom karbon memiliki empat orbital sp3 untuk berikatan dengan atom lainnya.atom karbon yang tidak berikatan dengan gugus fungsi ataupun atom karbon lainnya akan membentuk ikatan sigma sp3-s dengan atom hidrogen (Fessenden dan Fessenden, 1992). Posisi bilangan gelombang 3474,91cm -1 menunjukkan adanya interaksi C=O pada ester. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, ikatan ester ini menunjukkan adanya ikatan antara asam lemak dengan gliserol membentuk gliserida. 31

11 Daerah bilangan gelombang di sekitar 3536 cm -1 menunjukkan keberadaan produk hasil oksidasi sekunder dari asam lemak. Senyawa yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah alkohol, aldehida, dan keton. D. PROFIL SPEKTRUM ABSORBANSI SAMPEL DENGAN ANALISIS MULTIVARIAT 1. Pengelompokkan Sampel dengan PCA (Principal Component Analysis) Analisis statistik multivariat PCA digunakan untuk mengelompokkan observasi (sampel) dan variabel (bilangan gelombang) di dalam suatu diagram berdasarkan kemiripan profilnya satu sama lain. Dengan menggunakan PCA, interpretasi data akan lebih mudah karena akan terlihat jelas data yang memiliki kesamaan dan data yang memiliki perbedaan. Suatu data dikatakan memiliki kesamaan jika kedua titik data tersebut berdekatan. Jika data tersebut berjauhan, data memiliki beberapa perbedaan. Sementara jika suatu data terlihat berseberangan, data tersebut merupakan data yang sifatnya berlawanan. Terdapat tiga macam diagram yang dapat ditampilkan oleh PCA. Ketiga macam diagram tersebut adalah loading plot, score plot, dan biplot. Loadingplot merupakan diagram yang merangkum hubungan antara variabel. Sementara score plot merupakan diagram yang merangkum hubungan antarobservasi (sampel). Adapun biplot merupakan diagram yang menggabungkan antara loading plot dengan score plot. Variables (axes F1 and F2: 73,03 %) 1 Kuadran II 3474,91 Kuadran I 0, ,5 0, , F2 (18,93 %) ,5-0,25-0, , , ,75-1 Kuadran III Kuadran IV -1-0,75-0,5-0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (54,10 %) Gambar 10. Diagram loading plot bilangan gelombang minyak goreng 32

12 Pada Gambar 10 disajikan hubungan antara variabel bilangan gelombang pada minyak goreng yang terdeteksi oleh FTIR di dalam diagram PCA. Diagram di atas menggunakan dua sumbu, yaitu F1 dan F2. Sumbu F1 merupakan hasil pengekstrakan pertama variabel menggunakan PCA sedangkan sumbu F2 merupakan hasil pengekstrakan yang kedua. Dari gambar, dapat dilihat bahwa sumbu F1 mampu mencakup variasi data sebesar 54.10% sedangkan sumbu F2 memiliki cakupan sebesar 18.93%. Dengan demikian, secara keseluruhan diagram di atas dapat menjelaskan 73.03% keberagaman yang ada di dalam variabel bilangan gelombang. Adapun nilai loading score yang berkorelasi terhadap F1 dan F2 dapat dilihat pada Lampiran 15c. Di dalam diagram loading plot tersebut juga terdapat garis yang menghubungkan antara bilangan gelombang dengan titik pusat. Besar atau kecilnya sudut yang dibentuk antara dua garis menandakan besar atau kecilnya hubungan antarvariabel. Semakin kecil sudut yang dibentuk, semakin dekat dan besar pula hubungan antarvariabel. Diagram di atas juga dapat dibagi menjadi empat kuadran. Tiap kuadran dipengaruhi oleh nilai F1 dan F2 dengan cara yang berbeda. Kuadran I memiliki nilai F1 dan F2 yang positif. Kuadran II memiliki nilai F1 yang positif dan nilai F2 yang negatif. Kuadran III memiliki nilai F1 dan F2 yang negatif. Sementara kuadran IV memiliki nilai F1 yang positif dan F2 yang negatif. Di dalam kuadran I terdapat lima macam bilangan gelombang, yakni872, 912,5, 1418, 3005,54, dan 3474,91 cm -1. Bilangan gelombang 872 dan 912,5 cm -1 menunjukkan adanya ikatan rangkap dua C = C. Karena kesamaan jenis ikatannya, kedua bilangan gelombang ini berdekatan. Begitu pula halnya dengan bilangan gelombang 1418 dan 3005,54 cm -1. Kedua bilangan gelombang ini saling berdekatan karena menunjukkan ikatan rangkap dua (C = C) cis. Adapun, bilangan gelombang 3474,91 cm -1 terletak paling jauh di sebelah kiri atas. Hal ini dikarenakan bilangan gelombang tersebut menunjukkan adanya jenis ikatan ester (C = O). Jenis ikatan ini berlainan dengan jenis ikatan bilangan gelombang lainnya pada kuadran I. Di dalam kuadran II terdapat tiga macam bilangan gelombang, yaitu 1130, 1729, dan 3536 cm -1. Bilangan gelombang 1130 cm -1 menunjukkan adanya ikatan C O pada gugus ester dengan tipe vibrasi peregangan. Sementara bilangan gelombang 1729 cm -1 berkorelasi dengan adanya ikatan ester C = O. Adapun, bilangan gelombang 3536 cm -1 menunjukkan keberadaan ikatan senyawa hasil oksidasi sekunder seperti alkohol dan keton. Karena bilangan gelombang 3536 cm -1 ini memiliki jenis ikatan yang berbeda dengan dua bilangan gelombang lainnya pada kuadran II, bilangan gelombang ini terletak menyendiri mendekati sumbu Y pada posisi kanan atas. Di dalam kuadran III hanya terdapat dua macam bilangan gelombang, yaitu 1091 dan 2974,36 cm -1. Bilangan gelombang 1091 cm -1 menunjukkan adanya ikatan C O pada gugus ester. Sementara bilangan gelombang 2974,36 cm -1 menunjukkan adanya ikatan C H pada gugus CH 3. Kedua bilangan gelombang ini sama-sama memiliki tipe vibrasi peregangan. Di dalam kuadran IV terdapat limam macam bilangan gelombang, yakni 722, 865, 1032, 1400,5,dan 1654 cm -1. Bilangan gelombang 722, 965, dan 1400,5 cm -1 menunjukkan adanya ikatan rangkap dua dengan vibrasi bending. Oleh sebab itu, ketiga bilangan gelombang ini terletak berdekatan. Bilangan gelombang 1032 cm -1 menunjukkan adanya ikatan C O pada gugus ester.sementara bilangan gelombang 1654 cm -1 menunjukkan adanya ikatan rangkap dua C = C dengan tipe vibrasi peregangan. Perbedaan tipe vibrasi menyebabkan bilangan gelombang ini terletak berjauhan dengan bilangan gelombang 722, 865, dan 1400,5 cm -1 yang sama-sama menunjukkan keberadaan rangkap dua C = C. Gambar 11 menggabungkan antara loading plot bilangan gelombang dengan score plot sampel minyak goreng. Titik yang berwarna merah merupakan loading plot bilangan gelombang sedangkan titik yang berwarna hitam merupakan score plot bilangan gelombang. Observasi dengan kode A 33

13 merupakan sampel minyak goreng produksi-1. Sementara observasi dengan kode B merupakan sampel minyak goreng produksi-2. Adapun satu angka pada bagian akhir melambangkan jumlah penggorengan minyak dan angka 0 melambangkan sampel standar. Berdasarkan data biplot di atas, dapat dilihat bahwa kedua jenis sampel tampak memisah dan menempati daerah pada diagram yang berbeda. goreng produksi-1 menempati daerah di sebelah kanan bawah sementara minyak goreng produksi-2 menempati daerah di sebelah kiri atas. Secara umum, masing-masing sampel dalam tiap jenis sampel tersebut terletak menyebar satu sama lain. Nilai score factor bilangan gelombang dapat dilihat pada Lampiran 15d. Biplot (axes F1 and F2: 73,03 %) 5 4 Kuadran II B0 Kuadran I 3 F2 (18,93 %) B3 B5 B7 B1 Kuadran III , A ,91 B , , A F1 (54,10 %) A3 A0 A7 A9 Kuadran IV Gambar 11. Diagram biplot bilangan gelombang minyak goreng produksi-1 (kode merah) dan minyak goreng produksi-2 (kode biru) Kelompok minyak goreng produksi-1 terletak pada daerah kuadran I, III, dan IV. Pada daerah kuadran IV terdapat empat sampel, yaitu A0, A1, A3, dan A7. Pada daerah kuadran III terdapat sampel A5 dan pada daerah kuadran I terdapat sampel A9. Sampel pada kuadran IV terletak saling menyebar satu sama lain. Hal ini menandakan masing-masing sampel hasil penggorengan memilki profil bilangan gelombang yang berbeda. Sampel-sampel tersebut dipengaruhi oleh gugus ester dan rangkap dua. Sementara sampel A5 yang terletak pada kuadran III lebih dipengaruhi oleh gugus ester. Sampel A9 terletak menjauh pada kuadran I bagian bawah. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi perubahan profil bilangan gelombang yang cukup signifikan pada minyak goreng produksi-1 penggorengan ke sembilan sehingga terletak terpisah dari kelompok minyak goreng produksi-1 lainnya. Kelompok minyak goreng produksi-2 terletak pada daerah kuadran I, II, dan III.Pada daerah kuadran I terdapat sampel B0 dan B9. Pada daerah kuadran II terdapat sampel B3, B7, dan B1. Adapun sampel B5 terletak daerah kuadran III. Dari diagram tersebut, dapat dilihat bahwa sampel B0 (sampel kontrol) terletak terpisah dari kelompok sampel lainnya pada posisi kanan atas diagram. Hal ini menandakan minyak goreng kontrol pada minyak goreng produksi-2 memiliki profil bilangan 34

14 gelombang yang berbeda dengan sampel yang telah digoreng. Dengan kata lain, minyak goreng produksi-2 memiliki sensitivitas perubahan profil akibat penggorengan yang cukup tinggi. Pada daerah kuadran II, terdapat tiga sampel yang terlihat mengelompok. Ketiga sampel tersebut adalah sampel B1, B3, dan B7. Dengan demikian, ketiga sampel ini memiliki profil penggorengan yang mirip. Sampel B5 terletak terpisah dari kelompok sampel lainnya dan terletak pada kuadran III. Hal ini menunjukkan minyak goreng produksi-2 penggorengan ke lima memiliki profil bilangan asam yang berbeda dengan kelompok sampel lainnya. Karakteristik ini serupa dengan sampel A5 (minyak goreng produksi-1 penggorengan ke lima) yang terpisah dengan kelompok sampel lainnya. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa penggorengan lima kali pada minyak goreng produksi-1 dan minyak goreng produksi-2 menghasilkan profil bilangan asam yang berbeda dengan kelompok sampel lainnya. Sampel B9 (minyak goreng produksi-2 penggorengan ke sembilan) terletak pada kuadran I menjauh dari kelompok sampel lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa sampel tersebut telah mengalami perubahan profil bilangan gelombang akibat penggorengan sehingga berbeda dengan profil bilangan asam sampel lainnya. Karakteristik ini serupa dengan sampel A9 ( minyak goreng produksi-1 penggorengan ke sembilan) yang terletak menjauh dari kelompok sampel lainnya. Dengan demikian, hal ini menandakan bahwa penggunaan minyak goreng sampai sembilan kali penggorengan pada minyak goreng produksi-1 dan minyak goreng produksi-2 mengubah profil bilangan gelombang secara signifikan. Berdasarkan data tersebut, dapat dikatakan bahwa profil perubahan bilangan gelombang selama penggorengan pada minyak goreng produksi-1 berbeda dengan profil perubahan bilangan gelombang pada minyak goreng produksi-2. Pada minyak goreng produksi-1, interval setiap penggorengan akan menghasilkan profil spektrum bilangan gelombang yang saling berbeda. Perbedaan cukup jauh terletak pada penggorengan ke lima dan ke sembilan. Sementara pada minyak goreng produksi-2, penggorengan akan menghasilkan bilangan gelombang yang berbeda cukup jauh dengan sampel kontrol. Sementara bilangan gelombang penggorengan pertama sampai dengan penggorengan ke tujuh akan tampak berdekatan dan menandakan adanya sedikit kemiripan profil bilangan gelombang. Adapun bilangan gelombang yang berbeda cukup jauh terletak pada penggorengan ke lima dan ke sembilan. 2. Korelasi data titrimetri dan spektrometri dengan OLS (Partial Least Square-Ordinary Least Square) Metode OLS ini diterapkan untuk mencari hubungan antara spektrum bilangan gelombang dengan bilangan asam dan bilangan peroksida. Adapun pemilihan bilangan gelombang yang berpengaruh terhadap bilangan asam dan bilangan peroksida didasari oleh pengaruhnya terhadap model yang memberikan nilai koefisien R 2 dan nilai P (Pr>F) pada anova yang paling signifikan. Berdasarkan kriteria tersebut, terdapat 14 bilangan gelombang yang berpengaruh terhadap nilai bilangan asam adalah 722, 872, 912,5, 1032, 1091, 1130, 1400,5, 1418, 1654cm -1, 1729, 2974,36, 3005,54, 3474,91, dan 3530cm -1. Bilangan-bilangan gelombang tersebut merupakan bilangan gelombang yang menunjukkan keberadaan gugus fungsi ikatan rangkap dua karbon (alkena) dan ester. Gugus alkena banyak terdapat pada asam lemak tidak jenuh bebas, sementara gugus ester berkorelasi negatif dengan jumlah asam lemak bebas. Semakin banyak gugus ester menandakan semakin banyak jumlah asam lemak yang terikat pada gliserol. Sebaliknya, semakin sedikit gugus ester menandakan semakin banyak reaksi hidrolisis berlangsung sehingga semakin banyak pula jumlah asam lemak bebas yang dihasilkan. 35

15 Beberapa penelitian sebelumnya menggunakan daerah bilangan gelombang yang berbeda-beda. Al-Degs et al (2011) menggunakan bilangan gelombang 1109,1-1240,2, 1703,1-1724,4, 1749,4, dan 2837,3. Sementara Che Man dan Setyowaty (1998) menggunakan daerah bilangan gelo mbang cm -1 dan Lanser et al (1991) menggunakan daerah bilangan gelombang antara cm -1. Perbedaan bilangan gelombang ini dapat dikarenakan pengaruh perlakuan minyak goreng yang berbeda pada setiap penelitian. Al-Degs et al (2011) mengambil sampel minyak goreng setelah digunakan selama 3 hari. Sementara Che Man dan Setyowaty (1998) menggunakan sampel standar asam oleat. Gambar 12. Plot nilai bilangan asam prediksi OLS (Pred(Y1)) dengan bilangan asam sesungguhnya (Y1) Dari hasil penghitungan OLS, diperoleh persamaan Bilangan Asam = -161,34 + 0,74x(%IA 722cm -1 )+ 7,02x(% IA 872cm -1 )+ 3,50x(%IA 912,5cm -1 )+ 1,11x(%IA 1091cm -1 )+ 2,30x(%IA 1130cm -1 )+ 1,44x(%IA 1400,5cm -1 )+ 1,49x(%IA 1418cm -1 )+ 1,01x(%IA 1654cm -1 ) + 1,59x(%IA 1729cm -1 ) + 1,9x(%IA 2974,36cm -1 ) + 1,09x(%IA 3005,54cm -1 ) + 4,25x(%IA 3474,91cm -1 ) - 2,14x(%IA 3530cm -1 ). Pada Lampiran 16a dan Lampiran 16b, persamaan ini memiliki koefisien korelasi (R 2 ) sebesar 0,955 dengan nilai P (Pr>F) sebesar 0,042 pada taraf kepercayaan 95%. Nilai P yang kurang dari 0.05 menunjukkan bahwa terdapat pengaruh yang cukup signifikan antara variabel persentase absorbansi bilangan gelombang dengan bilangan asam. Untuk bilangan peroksida, bilangan gelombang yang menghasilkan model terbaik adalah 722, 872, 912,5, 966, 1091, 1130, 1400,5, 1418, 1654, 1729, 2974,36, 3005,54, dan 3474,91. Bilanganbilangan gelombang tersebut menandakan keberadaan gugus karbonil dan rangkap dua alkena pada asam lemak. Gugus-gugus tersebut merupakan daerah yang paling dipengaruhi oleh oksidasi. Hal serupa dinyatakan oleh Lerma-garciaet al (2011) yang menyebutkan bahwa gugus fungsi rangkap dua trans dan cisc = C serta ester C O merupakan gugus-gugus yang terdeteksi di dalam pengukuran FTIR dan mudah dipengaruhi oleh reaksi oksidasi. Pada penelitian sebelumnya, Russin et al (2003) mengorelasikan bilangan gelombang dengan bilangan peroksida menggunakan nilai bilangan gelombang yang berada pada daerah 3444 cm -1, 2854 cm -1, cm -1, dan cm -1. Sementara Guillen dan Cabo (2002) menggunakan bilangan gelombang 3470 cm -1, 3006 cm -1, 1238 cm -1, 1746 cm -1, 1728 cm -1, 1163 cm -1, dan 1118 cm -1. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, dapat dilihat bahwa setiap peneliti mengambil daerah bilangan 36

16 gelombang yang berbeda. Hal ini dapat dikarenakan berbedanya perlakuan d an sampel yang digunakan. Russin et al (2003) menggunakan sampel campuran dari minyak kanola, bunga matahari, dan VCO. Sementara Guillen dan Cabo (2002) menggunakan sampel minyak bunga matahari. Gambar 13. Plot nilai bilangan peroksida prediksi OLS (Pred(Y1)) dengan bilangan asam sesungguhnya (Y1) Dari hasil penghitungan OLS, diperoleh persamaan Bilangan Peroksida = 3.284,74 37,89x(%IA722cm -1 ) + 136,08x(%IA872cm -1 ) 62,67x(%IA 912,5cm -1 ) 183,24x(%IA 966cm -1 ) 17,61x(%IA 1091cm -1 ) 32,70x(%IA 1130cm -1 ) 27,97x(%IA 1400,5cm -1 ) 53,34x(%IA 1418cm -1 ) + 30,66x(%IA 1654cm -1 ) 30,22x(%IA1729cm -1 ) 40,09x(%IA 2974,36cm -1 ) 33,56x(%IA 3005,54cm -1 ) 111,92x (%IA3.474,91cm -1 ). Pada Lampiran 17a dan Lampiran 17b, persamaan ini memiliki koefisien korelasi sebesar 0,963 dengan nilai P (Pr>F) sebesar 0,030 pada taraf kepercayaan 95%. Nilai P yang lebih kecil daripada 0,050 menunjukkan bahwa variabel bilangan gelombang yang dipilih memiliki korelasi yang signifikan terhadap nilai bilangan peroksida. 37