STUDI PROSES INTERESTERIFIKASI ENZIMATIK (EIE) CAMPURAN MINYAK SAWIT DAN MINYAK KELAPA UNTUK PRODUKSI BAHAN BAKU MARGARIN BEBAS ASAM LEMAK TRANS

Transkripsi

1 STUDI PROSES INTERESTERIFIKASI ENZIMATIK (EIE) CAMPURAN MINYAK SAWIT DAN MINYAK KELAPA UNTUK PRODUKSI BAHAN BAKU MARGARIN BEBAS ASAM LEMAK TRANS Oleh : PAYAMAN PANDIANGAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 ABSTRACT PAYAMAN PANDIANGAN. Study of Enzymatic Interesterification Process on Blending of Palm Oil and Coconut Oil to Produce Raw Fats and Oils for Margarine Trans Fatty Acid Free. Under the direction of NURI ANDARWULAN and PURWIYATNO HARIYADI. The purpose of this research was to study process of enzymatic interesterfication by blending palm oil and coconut oil as raw fats and oils to produce margarine trans fatty acid free using lipase Lipozyme TLIM produced by Novozymes A/S Denmark. The reseach was done through two steps of experiment at lab scale. First step was to determine the concentration of enzyme and optimum reaction time, while the second step was to formulate the fat blend as a subtrate for enzymatic interesterification to obtain the target of Solid Fat Content (SFC) profile, slip Melting Point (MPt) of retail and industrial margarine. Based on this study the enzyme concentration of 5.15% (w/w) compared with enzyme concentration of 8.16% (w/w) did not provided different results for SFC and MPt. The optimum reaction time was 6 hours. The formulations of subtrate to obtain the SFC profile and MPt target to produce margarine product trans fatty acid free was the formulation of PO:PS:CNO:55:30:15 for target of retail margarine with 3 hours reaction time and the formulation of PO:PS:CNO:45:40:15 for target industrial margarine with 3 hours reaction time. The concentration of enzyme used was 5.55% (w/w). 1

3 RINGKASAN PAYAMAN PANDIANGAN. Studi Proses Interesterifikasi Enzimatik Campuran Minyak Sawit dan Minyak Kelapa untuk Produksi Bahan Baku Margarin Bebas Asam Lemak Trans. Dibimbing oleh NURI ANDARWULAN dan PURWIYATNO HARIYADI. Indonesia adalah negara produsen terbesar crude palm oil (CPO) di dunia mulai tahun 2006 dengan perkebunan sawit seluas sekitar 5 juta Ha dan dapat menyerap tenaga kerja sebanyak kurang lebih 3 juta orang. Untuk konsumsi minyak dan lemak dalam negeri, CPO diolah untuk bahan baku margarin, shortening, pastry dan minyak goreng. CPO, minyak dan lemak selain untuk komsumsi dalam negeri juga di ekspor ke manca Negara. Produk makanan seperti margarin, shortening, pastry dan minyak goreng pada saat ini mendapat perhatian dari masyarakat di seluruh dunia, terutama hubungannya dengan kesehatan manusia yaitu adanya pengaruh negatif asam lemak trans terhadap kesehatan jantung koroner. Produsen produk pangan olahan yang berasal dari minyak dan lemak saat ini mencari proses untuk mengurangi bahkan menghilangkan kandungan asam lemak trans dalam produk. Tujuan penelitian ini adalah studi proses interesterifikasi enzimatik minyak dan lemak untuk produksi bahan baku margarin bebas asam lemak trans. Produk margarin yang diproses dengan menggunakan bahan baku minyak dan lemak hasil interesterifikasi enzimatik adalah tidak mengadung asam lemak trans. Minyak dan lemak yang digunakan dalam proses interesterifikasi adalah campuran minyak sawit dan minyak kelapa. Penelitian ini menggunakan enzim lipase dengan proses interesterifikasi enzimatik yang dikembangkan oleh Novozymes, dilakukan dalam skala laboratorium. Parameter analisis yang digunakan untuk mengetahui karakteristik bahan baku dan lemak hasil interesterifikasi adalah sebagai berikut: komposisi asam lemak dengan Gas Kromatografi dengan metode fatty acid methyl ester (FAME), analisis Solid Fat Content (SFC) dengan metode Nuclear Magnetic Resonance (NMR), dan analisis fisiko kimia mutu minyak dan lemak. Tahapan penelitian ini adalah penentuan konsentrasi enzim dan waktu reaksi optimum, penentuan formula bahan baku untuk proses interesterifikasi enzimatik dan karakterisasi produk margarin hasil interesterifikasi enzimatik. Sebelum proses interesterifikasi terlebih dahulu dilakukan persiapan deaerasi dan pengeringan (drying) terhadap enzim Lipozyme TL IM. Dalam proses penentuan konsentrasi enzim yang dilakukan adalah proses interesterifikasi dengan menggunakan konsentrasi 5.15% dan 8.16%, dengan tiga kali pengulangan. Lamanya reaksi adalah 24 jam dan setiap tiga jam diambil contoh secara kontinyu untuk analisis profil SFC. Berdasarkan data profil SFC dan fisiko kimia setelah selesai proses interesterifikasi ternyata profil SFC dengan konsentrasi enzim 5.15% dibandingkan dengan 8.16% selama reaksi 24 jam tidak berbeda nyata. Data hasil profil SFC yang diperoleh bahwa waktu reaksi optimum proses interesterifikasi enzimatik adalah selama 6 jam. Kesimpulan ini berdasarkan data yang dihasilkan setelah reaksi 6 jam dibandingkan dengan reaksi 24 jam tidak ada perbedaan. Penentuan formula bahan baku untuk proses interesterifikasi yang pertama dilakukan adalah mencari persentase campuran (blending) bahan baku Palm Oil (PO), Palm Olein (PE), Palm Stearin (PS), Coconut Oil (CNO), dan setelah profil SFC dan slip Melting Point (MPt) diketahui, kemudian ditentukan

4 formula dan berikut adalah formula bahan baku untuk proses interesterifikasi enzimatik yaitu : 1) Formula PS:CNO : 70:30 2) Formula PS:CNO:PE : 65:30:5 3) Formula PO:PS:CNO : 55:30:15 4) Formula PO:PS:CNO : 45:40:15 Proses interesterifikasi dilakukan di laboratorium pada suhu ruangan o C dan tingkat humiditas diatas 65%. Proses interesterifikasi dilakukan pada suhu o C selama 6 jam, dan hasil interesterifikasi diambil setiap 3 jam dan 6 jam secara kontinyu. Analisis untuk mengukur keberhasilan proses interesterifikasi enzimatik ini adalah berdasarkan hasil profil SFC dan MPt selama proses dibandingkan dengan target. Target SFC dan MPt yang dipakai untuk penelitian ini adalah produk margarin ritel dan margarin industri internal spesifikasi produk PT. SMII yang telah diproduksi selama ini. Produk hasil interesterifikasi enzimatik tidak mengalami perubahan yaitu warna, peroxide value (PV), iodine value (IV) dan kadar air, tetapi kadar asam lemak bebas (FFA) meningkat dari % menjadi %. Untuk menghasilkan produk margarin ritel dan industri yang bebas asam lemak trans dapat dilakukan dengan membuat formula minyak dan lemak dengan cara mencampur (blending) bahan baku antara PO, PS, PE dan CNO dengan menggunakan enzim Lypozime TL IM dengan konsentrasi 5.55% b/b. Berdasarkan data hasil analisis profil SFC dan MPt dari empat formula tersebut diperoleh dua formula yang berhasil memenuhi target yaitu target ritel adalah formula PO:PS:CNO:55:30:15 dan untuk target industri adalah formula PO:PS:CNO:45:40:15 dengan proses interesterifikasi enzimatik selama 3 jam. Profile asam lemak dari minyak sebelum dan sesudah proses interesterifikasi enzimatik hasilnya tidak berbeda, hal ini membuktikan bahwa proses interesterifikasi enzimatik tidak merubah komposisi asam lemak. Enzim lipase hanya bekerja menukar shifted pada posisi1,3n pada trigliserida (TAG) dan asam lemak hasil interesterifikasi tidak mengandung asam lemak trans. Bentuk fisik produk hasil interesterifikasi enzimatik adalah berbentuk padatan bercampur cairan pada suhu ruangan. Kristal lemak padatan tersebut dilihat dibawah mikroskop polarisasi untuk mengetahui apakah punya sifat birefringence dari minyak yang telah melalui proses interesterifikasi enzimatik. Berdasarkan data rata-rata pengukuran hasil polarisasi kristal dengan 10 (sepuluh) bidang pandang adalah 1.2 mikron untuk lemak yang telah mengalami interesterifikasi enzimatik.

5 STUDI PROSES INTERESTERIFIKASI ENZIMATIK (EIE) CAMPURAN MINYAK SAWIT DAN MINYAK KELAPA UNTUK PRODUKSI BAHAN BAKU MARGARIN BEBAS ASAM LEMAK TRANS PAYAMAN PANDIANGAN Tugas Akhir Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesi Teknologi Pangan pada Program Studi Teknologi Pangan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

6 Judul Tugas Akhir Nama Mahasiswa NIM : Studi Proses Interesterifikasi Enzimatik Campuran Minyak Sawit dan Minyak Kelapa untuk Produksi Bahan Baku Margarin Bebas Asam Lemak Trans : Payaman Pandiangan : F Disetujui, Komisi Pembimbing : Dr. Ir. Nuri Andarwulan, MSi Ketua Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc Anggota Diketahui, Ketua Program Studi Magister Profesi Teknologi Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS

7 PRAKATA Doa puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkatnya karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Laporan tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian penulis yang dilaksanakan di laboratorium Quality Assurance-Quality Control (QA-QC) PT. Sinar Meadow International Indonesia (SMII), Pulogadung - Jakarta sejak April 2007 sampai November Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr.Ir. Nuri Andarwulan, MSi dan Bapak Dr.Ir. Purwiyatno Hariyadi, MSc selaku dosen pembimbing serta kepada Bapak Agus Widjaja dan Bapak Yohanes Tanggara selaku direktur PT. SMII yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan studi di program Magister Profesi Teknologi Pangan. Terima kasih saya ucapkan kepada ibunda tercinta Tionna Purba, ibu mertua tercinta Tiara Sitompul berkat doa dan kasih sayangnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Karya tulis ini kupersembahkan kepada istriku yang saya kasihi dan cintai Sondang Marlinda dan anak-anakku yang kukasihi dan kusayangi Parlindungan Teguh Steven Hariara, Agustinus Phillip Pangihutan dan Nadya Angelita Elizabeth Hotmauli, saya mengucapkan terima kasih berkat doanya yang tulus dan pengertiannya selama penulis menempuh kuliah hingga selesai. Ungkapan terimakasih juga saya sampaikan kepada rekan-rekan Magister Profesi Teknologi Pangan angkatan II, seluruh dosen dan staff MPTP, seluruh staff laboratorium QA-QC dan rekan-rekan di PT.SMII serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dan atas segala doa dan dukungan morilnya. Bogor, Januari 2008 Payaman Pandiangan

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pandumaan - Dolok Sanggul, Propinsi Sumatera Utara pada tgl 19 Desember 1962 dari ayah alm. Mangisa Pandiangan dan ibu Tionna Purba. Penulis merupakan putra keempat dari sepuluh bersaudara. Pada tahun 1980 penulis lulus SMA Negeri Dolok Sanggul, tahun 1982 penulis lulus seleksi masuk Akademi Kimia Analisis (AKA) Departemen Perindustian di Bogor dan lulus tahun 1985, kemudian kuliah sambil bekerja di FMIPA UNPAK Bogor sejak Setelah menyelesaikan studi di AKA penulis bekerja di industri kemasan pada tahun sebagai staff QC, kemudian pindah ke industri Farmasi PT. Sandoz Biochemie Farma Indonesia pada tahun sebagai IPC-Chemist, kemudian pindah ke industri pemanis sebagai R&D dan QC Manager. Mulai tahun 1994 sampai sekarang bekerja di industri minyak dan lemak PT Sinar Meadow International Indonesia Pulogadung-Jakarta sebagai QA-QC Manager.

9 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR.. DAFTAR LAMPIRAN... vi vii viii PENDAHULUAN Latar Belakang.. 1 Tujuan TINJAUAN PUSTAKA Proses Pengolahan CPO 4 Proses Pemurnian CPO dan Fraksinasi... 4 Proses Hidrogenasi.. 7 Minyak dan Lemak Trans 8 Produk Margarin Bebas Trans Fats... 9 Syarat Pelabelan asam lemak Trans dalam makanan.. 10 Interesterifikasi.. 13 Proses Produksi Margarin.. 17 Kualitas margarin. 20 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian 23 Bahan dan Alat. 23 Metode Penelitian. 24 Penentuan Konsentrasi Enzim dan waktu Reaksi Optimum. 24 Formula Bahan Baku pada Proses Interesterifikasi 28 Karakterisasi Produk Lemak Hasil Interesterifikasi Enzimatik.. 31 Pengamatan.. 32 HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Konsentrasi Enzim dan Waktu Optimum Interesterifikasi. 36 Penentuan Formula Bahan Baku untuk Proses Interesterifikasi.. 40 Hasil Proses Interesterifikasi Formula PS:CNO:70: Hasil Proses Interesterifikasi Formula PS:CNO:PE:65:30:5. 43 Hasil Proses Interesterifikasi Formula PO:PS:CNO:55:30: Hasil Proses Interesterifikasi Formula PO:PS:CNO:45:40: Hasil Interesterifikasi yang memenuhi Target. 46 Polarisasi bentuk Kristal.. 49 Profil Asam Lemak.. 50 SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN. 61

10 DAFTAR GAMBAR vii Halaman 1. Proses Pemurnian CPO dengan Continuous Refinery 6 2. Proses Fraksinasi dengan Sistim Batch Proses Hidrogenasi 8 4. Posisi Cis dan Trans dalam rantai carbon Proses Interesterifikasi Kimia Perbandingan total Biaya Proses Hidrogenasi, Interesterifikasi Kimia dan Enzimatik Proses Interesterifikasi Enzimatik Skema reaksi sederhana Interesterifikasi Enzimatik Proses Produksi Margarin Diagram alir proses penelitian Interesterifikasi Enzimatik Diagram Alir Proses Persiapan Enzim sebelum Interesterifikasi Diagram alir Penentuan Konsentrasi Enzim dan Waktu Reaksi Optimum Interesterifikasi Diagram alir Formula Bahan Baku Proses Interesterifikasi Enzimatik Alat dan proses interesterifikasi enzimatik Grafik Penentuan Konsentrasi Enzim Interesterifikasi Grafik Penentuan Waktu Reaksi Optimum Interesterifikasi Grafik SFC Interesterifikasi Formula PS:CNO:70: Grafik SFC Interesterifikasi Formula PS:CNO:PE:65:30: Grafik SFC Interesterifikasi Formula PO:PS:CNO:55:30: Grafik SFC Interesterifikasi Formula PO:PS:CNO:45:40: Grafik data MPt formula (A) PO:CNO:70:30, (B) PO:CNO:PE:65:30:5, (C) PO:PS:CNO:55:40:15 dan (D) PO:PS:CNO:45:40: Grafik data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin ritel dengan bahan baku PO:PS:CNO:55:30:15 selama reaksi 3 jam Grafik data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin industri dengan bahan baku PO:PS:CNO:45:40:15 selama reaksi 3 jam Polarisasi kristal hasil interesterifikasi formulasi (PO:PS:CNO:55:30:15) 200x. 50

11 DAFTAR LAMPIRAN viii Halaman 1. Hasil Analisis Profil SFC dan Fisiko Kimia pada Penentuan Konsentrasi dan enzim dan Waktu Reaksi Optimum Proses Interesterifikasi Hasil Analisis Profil SFC dan Fisiko Kimia Formula Bahan Baku setelah Interesterifikasi Hasil Analisis profil asam lemak Fatty Acid Methyl Ester (FAME) formula sebelum dan sesudah interesterifikasi (EIE) dan target ritel dan industri dan PT. SMII Hasil analisis profil SFC dan MPt Formula setelah interesterifikasi vs Target Margarin Hasil kromatogram profil asam lemak Fatty Acid Methyl Ester (FAME) sesudah interesterifikasi enzimatik (EIE) formula PO:PS:CNO:55:30:15 dan PO:PS:CNO:45:40:15 69

12 PENDAHULUAN Latar Belakang Kebutuhan pangan suatu negara semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Produk pangan yang dibutuhkan suatu negara dipengaruhi oleh tingkat sosial ekonomi, kultur dan tradisi suatu negara. Sumber utama energi yang dibutuhkan manusia diperoleh dari makanan yang mengandung karbohidrat, protein, minyak dan lemak. Minyak dan lemak adalah salah satu jenis bahan makanan yang sangat dibutuhkan oleh tubuh manusia sebagai sumber energi dan sebagai bahan untuk proses metabolisme didalam tubuh manusia. Kebutuhan akan energi yang bersumber dari minyak dan lemak semakin meningkat, dan masyarakat juga mengharapkan bahwa makanan yang diperoleh harus mempunyai kualitas yang baik sesuai standar mutu yang berlaku disetiap negara dan tidak mempunyai pengaruh negatif terhadap kesehatan manusia. Sumber minyak dan lemak untuk memenuhi kebutuhan masyarakat dan kalangan industri pangan berasal dari minyak tumbuh-tumbuhan (edible vegetable oil), minyak hewan (edible animal oil) dan sedikit dari minyak ikan (edible fish oil). Minyak dan lemak yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah minyak yang berasal dari tumbuhan yaitu minyak kelapa sawit dan minyak kelapa (Canapi et al. 1996). Bahan baku minyak dan lemak secara alami mempunyai sifat dan karakteristik yang spesifik, akan tetapi dengan berkembangnya ilmu dan teknologi pengolahan pangan, maka sifat dan karakteristik tersebut belum bisa memenuhi seluruh kebutuhan yang diharapkan oleh industri manufaktur, sehingga dilakukan proses untuk merubah atau memodifikasi minyak dan lemak sesuai dengan spesifikasi target dan karakteristik yang diinginkan oleh kalangan industri terutama industri pengolahan makanan. Untuk memenuhi kebutuhan minyak dan lemak yang sangat spesifik tersebut maka timbul suatu pemikiran untuk melakukan proses lanjutan dari minyak dan lemak. Dengan berkembangnya teknologi dalam pengolahan pangan maka spesifikasi yang spesifik yang dibutuhkan masing-masing industri dapat dipenuhi dengan melakukan proses hidrogenasi. Proses hidrogenasi ini berfungsi untuk merubah bentuk fisik suatu minyak dan lemak dari bentuk cair 1

13 2 menjadi bentuk setengah cair (semi liquid), menjadi bentuk padat (solid), dan sekaligus juga untuk meningkatkan titik leleh. Minyak dan lemak yang telah mengalami hidrogenasi adalah dibutuhkan oleh kalangan industri, untuk dapat menghasilkan produk yang mempunyai fisik dan tekstur yang lembut. Para ahli didalam industri pengolahan pangan tidak mengalami kendala dalam melakukan pengembangan formulasi produk yang dibutuhkan. Produk pangan yang mengandung minyak dan lemak hidrogenasi adalah margarin, shortening, pastry, dan minyak untuk menggoreng (deep frying fats) (Hastert 1996). Para ahli kesehatan dan ahli pangan di seluruh negara selalu melakukan evaluasi dan penelitian yang berhubungan dengan masalah kesehatan terutama yang berhubungan dengan produk makanan yang mengandung trans. Produk makanan yang mengandung asam lemak trans adalah produk yang berasal dari bahan baku minyak dan lemak yang telah mengalami proses hidrogenasi. Trans terbentuk dalam setiap proses hidrogenasi (partially hydrogenated) minyak dan lemak. USFDA mengeluarkan final rule 1 Januari 2006 untuk peraturan mensyaratkan pelabelan yaitu setiap produk pangan olahan yang mengandung trans harus mencantumkan jumlah kandungannya pada panel informasi nilai gizi (nutrition facts), pada produk makanan (conventional foods) dan produk suplemen diet. Bebepa dari hasil penelitian disimpulkan bahwa trans berdampak negatif terhadap kesehatan, yaitu dapat mempengaruhi meningkatnya resiko timbulnya suatu penyakit jantung koroner (coronary heart disease) (Kitts 1996). Tujuan utama proses hidrogenasi minyak dan lemak adalah untuk bahan baku proses produksi margarin, shortening, pastry dan minyak goreng, sehingga produk yg dihasilkan mempunyai sifat dan karakteristik yang spesifik, yaitu produk margarine yang plastis, lembut serta dapat dioles merata dengan baik diatas roti (self stable spreadable table margarine), untuk produk shortening selain plastis dan lembut juga sebagai campuran pelapis (coating) pada pembuatan coklat, dan untuk minyak goreng akan meningkatkan daya tahan terhadap suhu selama proses menggoreng deep frying (Hastert 1996). Untuk menghindari resiko penyakit yang disebabkan oleh produk pangan yang mengandung trans maka industri minyak dan lemak mulai menerapkan proses bioteknologi yaitu proses enzim interesterifikasi, dengan menggunakan enzim lipase. Proses ini menghasilkan minyak dan lemak yang

14 3 tidak mengandung asam lemak trans, bioteknologi ini sudah mulai dilakukan secara skala industri oleh negara Argentina untuk produksi margarin tidak mengandung asam lemak trans (zero %) (Biotimes 2006). Penelitian ini diharapkan dapat dipergunakan sebagai salah satu alternatif untuk proses produksi bahan baku minyak dan lemak yaitu untuk memperoleh produk makanan margarin, shortening, pastry, minyak goreng, dan makanan olahan lainnya tidak mengandung asam lemak trans (trans free). Proses interesterifikasi enzimatik ini adalah proses produksi minyak dan lemak sebagai bahan baku untuk proses produksi margarin, shortening, pastry dan minyak goreng. Dalam penelitian ini diharapkan akan diperoleh spesifikasi dan karakteristik bahan baku minyak dan lemak mirip dengan produk hasil proses hidrogenasi. Enzim lipase yang digunakan pada penelitian proses interesterifikasi enzimatik adalah 1,3 Thermomyces lanuginosus Imobil Lipozymes TL IM yang diproduksi oleh Novo Nordisk Bioindustrial Ltd, Denmark. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah menentukan konsentrasi enzim, waktu reaksi optimum dan mencari fomula bahan baku untuk interesterifikasi enzimatik minyak dan lemak untuk produksi margarin bebas asam lemak trans. Produk margarin yang diproses dengan menggunakan bahan baku minyak dan lemak hasil interesterifikasi enzimatik adalah tidak mengadung asam lemak trans. Minyak dan lemak yang digunakan dalam proses interesterfikasi enzimatik ini adalah campuran minyak sawit dan minyak kelapa.

15 TINJAUAN PUSTAKA Proses Pengolahan CPO Crude palm oil (CPO) adalah minyak dan lemak kasar hasil pengepresan tandan segar buah sawit, dimurnikan dengan proses refinery, dan digunakan sebagai bahan baku dalam proses produksi margarin. Di Indonesia industri pengolahan seperti ini masih mengalami peningkatan seiring dengan makin ditingkatkannya area perkebunan sawit di seluruh nusantara. Indonesia adalah salah satu negara penghasil CPO terbesar di dunia kemudian diikuti oleh negara Malaysia. Industri ini harus terus di kembangkan baik dari segi teknologi pengolahan dibidang perkebunan, teknologi pengolahan pangan, dan teknologi untuk dipersifikasi produk pangan olahan. Secara umum terdapat 4 tahapan proses pengolahan minyak dan lemak berasal dari CPO untuk digunakan sebagai bahan baku proses produksi margarin, shortening, pastry dan minyak goreng yaitu : 1. Proses pemurnian (refined) CPO. 2. Proses fraksinasi. 3. Proses hidrogenasi. 4. Proses interesterifikasi kimia dan enzim. Produk pangan olahan yang ada di Indonesia saat ini pada umumnya adalah menggunakan minyak dan lemak dari sawit, mulai dari produk makanan formula untuk anak-anak hingga produk makanan untuk orang dewasa. Bahan baku minyak dan lemak yang digunakan adalah berasal dari campuran (blending) antara RBDPO (refined bleached deodorized palm oil), RBDPS (palm stearine) dan RBDPE (palm olein), minyak proses hidrogenasi, minyak proses interesterifikasi kimia dan interesterifikasi enzimatik. 4 Proses Pemurnian CPO dan Fraksinasi Dalam proses pemurnian CPO dilakukan secara proses fisik (physical refinery) dengan menggunakan metode proses pemurnian berlanjut (continuous refinery). Proses ini berlangsung dengan melalui aktivitas pemanasan pada suhu tinggi dan dalam sistem vakum sehingga disebut physical refinery. Bahan penolong yang digunakan adalah H 3 PO % untuk degumming, Bleaching Earth/Bentonit (BE) serta CaCO 3 untuk mejernihkan/pemucatan

16 5 warna (bleached). Berikut adalah tahapan proses pemurnian CPO untuk memproduksi RBD PO. Degumming Degumming adalah proses pemisahan getah atau lendir (gum) yang terdiri dari fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air dan resin serta partikel halus tersuspensi dalam CPO. Proses ini dilakukan dengan menambahkan H 3 PO 4 sebanyak %. Jumlah H 3 PO 4 yang digunakan harus optimum dan berlebih, kelebihannya dinetralkan dengan penambahan CaCO 3. Dengan penambahan H 3 PO 4 ini maka fosfatida nonhydratable menjadi hydratable. Fosfatida hydratable adalah partikel-partikel koloid zat terlarut dan akan mengalami koagulasi karena berat jenisnya lebih besar dari minyak dan lemak sehingga mudah dipisahkan. Bleaching Bleaching adalah proses pemucatan minyak dengan cara penambahan activated bleaching earth, tahap proses ini untuk menghilangkan zat-zat warna yang terkandung didalam CPO. Bahan penolong BE adalah absorben yang mengandung silica dan strukturnya terdapat muatan ion AL 3+ yang mampu menyerap zat warna dari CPO. Selain menyerap warna juga untuk suspensi dari gum dan resin serta hasil degradasi minyak dan lemak seperti peroksida. Pemucatan minyak sawit pada umumnya berlangsung secara kombinasi yaitu pemucatan secara panas (heat bleach) dan pemucatan dengan bleaching earth. Jumlah bahan penolong BE yang ditambahkan pada proses pemucatan CPO pada umumnya adalah %, akan tetapi tergantung dari kualitas bahan baku CPO dan produk akhir yang diinginkan. CPO merupakan baku minyak nabati yang sulit proses pemucatannya karena mengandung kadar karoten yang cukup tinggi yaitu berkisar ppm. Warna merah kuning yang terdapat dalam CPO adalah karoten yang merupakan provitamin A, akan tetapi pada saat dilakukan proses pemucatan zat ini akan hilang terbuang pada saat bleached dan heat bleached. Kandungan air dalam bleaching earth maksimum 10%, karena apabila kandungan air tinggi akan mengurangi affinitasnya terhadap karoten. Karoten mempunyai sifat polaritasnya yang sangat berbeda dengan air.

17 6 Dalam proses ini bahan baku penolong dipisahkan kembali yaitu BE, CaCO 3 serta asam phospat dengan cara melalui filtrasi dengan mesin Niagara filter, dan filtratnya disebut blotong/spent earth (Anderson dan Hodgson 1996). Packed Column dan deodorisasi Packed column adalah proses untuk menghilangkan asam lemak bebas (FFA), monogliserida, digliserida, peroksida, aldehida, keton, zat yang mudah menguap, air dan mengurangi kandungan sterol. Proses ini berlangsung secara continue dan fungsi utama untuk menurunkan kadar FFA dari 2-4% menjadi maksimum 0.1% dan menurunkan warna sampai sesuai dengan spesifikasi yang telah dikehendaki. CPO yang telah megalami bleaching dialirkan melalui final heater pada suhu C dengan steam injection dan tekanan bar, kemudian FFA diuapkan melalui pemanasan ini. Deodorisasi Deodorisasi adalah berfungsi untuk menghilangkan peroksida, keton, zat yang mudah menguap dan bau/odor. CPO yang telah melalui packed column dialirkan kedalam deodoriser dengan suhu C. Pada tangki deodoriser terdapat 4 (empat) tingkat tray, yang masing-masing berfungsi untuk membuat permukaan yang luas dan tipis dengan cara memperlambat alirannya. Gambar 1 berikut adalah proses pemurnian CPO dengan continuous refinery. Crude Palm Oil (CPO) Degumming Bleaching Deodorisasi RBDPO ( Refined Bleached Deodorized Palm Oil ) Gambar 1 Proses pemurnian CPO dengan continuous refinery. Fraksinasi Proses fraksinasi minyak dan lemak adalah suatu proses pemisahan fraksi padat dari fraksi cair berdasarkan perbedaan titik lelehnya. Proses ini dilakukan untuk memisahkan fraksi cair RBDPE dengan fraksi padat RBDPS.

18 7 RBDPS pada umumnya digunakan untuk bahan baku margarin, shortening dan pastry sedangkan RBDPE digunakan terutama sebagai minyak goreng dan juga sebagai bahan baku campuran untuk produksi margarin, shortening dan pastry. RBDPO diproses melalui fraksinasi kemudian di pisahkan melalui filter press menjadi RBDPE dan RBDPS (Krisnamurthy 1996). Gambar 2 berikut adalah proses fraksinasi dengan sistim batch. RBDPO ( Refined Bleached Deodorized Palm Oil ) Pendinginan (cooling) Fraksinasi Filter Press RBDPE ( Refined Bleached Deodorized Palm Olein ) RBDPS ( Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Gambar 2 Proses fraksinasi dengan sistim batch. Proses Hidrogenasi Proses hidrogenasi minyak dan lemak adalah salah satu proses yang dilakukan oleh industri minyak dan lemak dengan tujuan untuk memperoleh profil kurva dari SFC yang spesifik dan menaikkan titik leleh MPt melalui penambahan gas hidrogen terhadap ikatan rangkap mono dan polyunsaturated yang terkandung didalam asam lemak dengan katalis Ni. Pada umumnya di Indonesia bahan baku yang digunakan untuk proses hidrogenasi adalah RBDPO, RBDPS, RBDPE, RBD CNO dan SBO. Fungsi utama proses hidrogenasi adalah untuk memperolah minyak dan lemak yang mempunyai karakteristik yang spesifik dari segi rasa dan tekstur dengan modifikasi profil SFC dan MPt. SFC menjadi lebih tajam kurvanya dan MPt menjadi lebih tinggi. Proses hidrogenasi dalam industri minyak dan lemak pada umumnya terdiri dari dua macam yaitu proses partially hydrogenated atau hidrogenasi sebagian dan fully hydrogenated atau hidrogenasi keseluruhan ikatan rangkap sampai jenuh (saturated). Proses hidrogenasi sebagian pada minyak dan lemak

19 8 akan menghasilkan trans fatty acid (Hastert 1996). Gambar 3 berikut adalah proses hidrogenasi. BAHAN BAKU Hidrogenasi H2 g,ni NWB (Netralized Washed Bleached) Deodorisasi Produk hidrogenasi NBDh (Netralized Bleached Deodorized Hydrogenated) Gambar 3 Proses hidrogenasi. Minyak dan Lemak Trans Teknologi proses pengolahan pangan semakin berkembang, hal ini terbukti dengan semakin banyaknya jenis produk pangan olahan yang dapat dengan mudah diperoleh didalam pasar domestik maupun pasar internasional. Produk pangan tersebut dipasarkan secara ritel dan industri, produk ritel langsung dikonsumsi tanpa melalui pengolahan dan produk industri harus melalui proses pengolahan Produk pangan yang banyak mengalami sorotan akhir-akhir ini adalah produk margarin yang diproduksi dari bahan baku minyak dan lemak yang mengandung asam lemak trans. Asam lemak trans tersebut berasal dari bahan baku minyak dan lemak yang telah melalui proses hidrogenasi. Hasil penelitian menyatakan bahwa makanan yang mengandung trans tidak baik untuk kesehatan, akumulasi terjadi pada konsentrasi tertentu dalam darah akan meningkatkan risiko penyakit jantung koroner (Kitts 1996). Bentuk trans adalah salah satu isomer bentuk cis dari minyak dan lemak, bentuk cis terjadi secara alami dalam lemak nabati dan lemak hewan. Bentuk trans juga bisa ditemukan secara alami dalam lemak hewan. Asam lemak trans dalam lemak hewan terjadi secara alami dengan bantuan bakteri

20 9 tertentu dalam usus hewan pemakan rumput-rumputan. Gambar 4 berikut adalah posisi cis dan trans dalam rantai carbon. H C = C C = C H H H Trans Cis Gambar 4 Posisi cis dan trans dalam rantai carbon. Bentuk trans yang ada didalam minyak dan lemak sawit adalah bentuk yang tidak sengaja dibuat akan tetapi pada saat proses hidrogenasi posisi ikatan rangkap mengalami reaksi hidrogenasi tidak sempurna sehingga terbentuklah posisi trans. Asam lemak trans mempunyai karakteristik yang spesifik yang dibutuhkan dalam proses pembuatan margarin, shortening, pastry, minyak goreng dan bahan tambahan pangan seperti pengemulsi nabati. Produk Margarin Bebas Asam LemakTrans Produk margarin yang sekarang di pasar ada yang mengandung asam lemak trans dan ada juga yang tidak mengandung asam lemak trans. Secara awam konsumen tidak dapat membedakan produk margarin yang mengandung asam lemak trans dan yang tidak mengandung asam lemak trans hanya berdasarkan rasa, penampilan dan fisik suatu margarin. Produk yang mengandung asam lemak trans hanya dapat diketahui dengan cara meganalisis secara kimia dilaboratorium yaitu dengan memakai alat gas khromatografi. Asam lemak trans dapat dianalisis dengan menggunakan alat instrumentasi spectrophotometer infra merah tetapi akurasinya kurang jika kandungannya dibawah 5%. Pada umumnya digunakan alat instrumentasi gas chromatography (GC) dengan metode fatty acid methyl esters (FAMES) (AOCS 1989). Masyarakat di seluruh dunia saat ini sangat memperhatikan hasil produk pangan olahan berasal dari minyak dan lemak terutama margarin, hal ini berawal dari ditetapkannya peraturan tentang pelabelan makanan, makanan fungsional dan makanan kesehatan oleh USFDA. Seluruh produsen margarin diseluruh dunia berusaha untuk mengikuti peraturan tersebut apabila hendak melakukan transaksi bisnis dengan US.

21 10 Beberapa perusahaan seperti Desmet Ballestra dan Novozymes Denmark telah berhasil mengembangkan metode proses yang disebut dengan Four-stage reactor design untuk memproduksi margarin trans-free (Novozymes 2007c). Perusahaan ADM di US dan Flora Daniska di Argentina juga telah bekerja sama dengan De Smet telah memproduksi margarin dengan bebas asam lemak trans dengan proses interesterifikasi enzimatik (Novozymes 2006a). Dengan memproduksi margarin 0% asam lemak trans, perusahanan Flora Danica di Argentina mengklaim kenaikan penjualan 4% sejak tahun Selama kurun waktu 65 tahun semua produk margarin yang diproduksi adalah mengandung asam lemak trans (Novozymes 2006b). Sekarang dikalangan industri dan restoran makanan siap saji juga telah berusaha untuk menurunkan kadar asam lemak trans didalam bahan baku minyak dan lemak yang dipergunakan. Beberapa restoran telah mengklaim perusahaannya seperti Mc. Donald, Frytolay, Nabisco, telah memakai bahan baku minyak dan lemak tanpa mengandung asam lemak trans. Beberapa perusahaan yaitu Nestle, Cadbury, Kellogg, KFC dan McDonald telah berusaha untuk mengurangi pemakaian produk hidrogenasi minyak dan lemak (Novozymes 2007c dan Anonim 2007a). Syarat Pelabelan asam lemak Trans dalam Makanan Pada tanggal 30 Desember 2005, US FDA, mengeluarkan petunjuk untuk industri tentang peraturan yang mewajibkan seluruh produsen makanan mencantumkan jumlah kandungan asam lemak trans pada label informasi nilai gizi produk makanan dan peraturan ini harus mulai efektif diberlakukan pada tanggal 1 Januari 2006 (US FDA/CFSAN 2005). USFDA mengeluarkan final rule tentang persyaratan pelabelan asam lemak trans dalam pangan yaitu bahwa jumlah asam lemak trans dalam satu kali penyajian dicantumkan dalam satu baris terpisah persis dibawah lemak jenuh (Raloff 2003). Total asam lemak trans harus dicantumkan dalam label ditulis dalam gram persajian, jika total asam lemak trans dalam produk makanan kurang dari 0.5 gram per sajian maka dianggap 0g dan produk tersebut bukan sebagai sumber asam lemak trans. Menurut laporan dari US National Institute of Medicine, tidak ada batasan yang aman (safe level) untuk

22 11 asam lemak trans, sehingga harus mencantumkan asam lemak trans dengan besarannya saja xg tanpa perlu menetapakan daily value (DV). Apabila jumlah asam lemak trans kurang dari 0.5 gram per penyajian, produsen makanan dapat mencantumkan sebagai 0g pada panel informasi nilai gizi produk tersebut (US FDA/CFSAN. 2003). Berdasarkan hasil penelitian yang menyatakan bahwa asam lemak trans sangat berpengaruh negatif terhadap kesehatan terutama penyakit jantung koroner, sehingga negara Denmark menjadi satu-satunya di dunia yang mengumumkan akan melarang masuknya produk produk lemak yang mengandung trans masuk kenegara tersebut (Novozymes 2007). Sejak Tahun para ahli peneliti dari commentwealth science and Industrial research organization (CSIRO) di Adelaide Australia selatan, menemukan bahwa kandungan asam lemak trans yang berasal dari minyak dan lemak tumbuhan dan hewan terdapat banyak dalam jaringan lemak pasien penderita serangan jantung koroner setelah dilakukan biopsi (Fransico 2004). Asam lemak trans merupakan salah satu jenis lemak yang terbentuk pada proses hidrogenasi minyak nabati. Hidrogenasi minyak dan lemak bertujuan untuk menaikkan titik leleh, merubah sifat fisik, memperpanjang umur simpan dan meningkatkan stabilitas flavor produk makanan. Asam lemak trans secara alami juga ditemukan dalam produk makanan berasal dari hewan ruminant terutama pada beberapa produk susu, keju dan daging (Kholsa dan Hayes 1996). Asam lemak trans dan termasuk juga beberapa konjugasi isomer asam linolenat adalah sebagai metabolic modifiers pada metabolisme lemak. Asam lemak trans terbentuk dengan proses alami biohidrogenasi mikroba dalam usus hewan ruminant dari unsaturated fatty acid (Mosley et al. 2002). Beberapa penelitian menyatakan bahwa dengan mengkonsumsi asam lemak trans seperti halnya lemak jenuh dapat mengakibatkan naiknya kadar kolesterol jahat low density lipoprotein cholesterol (LDL-C) dalam darah, dan menurunkan kadar kolestrol baik high density lipoprotein cholesterol (HDL-C) dalam darah dan mempengaruhi glukosa didalam plasma darah (Sundram et al. 2007). Kadar LDL-C tinggi dalam darah memicu meningkatnya risiko penyakit jantung dan risiko penyakit diabetes. Tinggi angka kematian di US karena penyakit jantung coronary heart disease dihubungkan dengan pola konsumsi yang banyak mengandung bahan makanan asam lemak trans, walaupun masih

23 12 sedikit data penelitian dan pengetahuan tentang hubungan dan mekanisme terjadinya penyakit tersebut (Zalonga et al. 2006). Tingginya kadar kolesterol LDL dibandingkan dengan kolesterol HDL dalam darah akan meningkatkan risiko penyakit jantung koroner (FDA & CFSAN 2006). Para ahli kesehatan merekomendasikan untuk mengurangi dan bahkan menghindari produk makanan yang mengandung asam lemak trans sesuai dengan laporan FDA yang dikutif dari Institute of medicine/national academies of science (IOM/NAS)-USA (FDA & CFSAN 2006). Dalam laporan panel para ahli dari national cholesterol education program (NCEP) USA 2001, merekomendasikan kepada konsumen yang mempunyai risiko tinggi terhadap penyakit jantung koroner agar selalu membatasi dalam mengkonsumsi asam lemak trans serendah mungkin, dan menyarankan agar lebih baik memilih untuk mengkonsumsi minyak dan lemak nabati, margarin dari lemak nabati tanpa hidrogenasi dari pada mengkonsumsi lemak mentega, margarin atau shortening yang berasal dari minyak dan lemak hidrogenasi (USFDA/CFSAN 2005). The Dietary Guidelines for Americans 2000 membuat pernyataan tentang asam lemak trans dan makanan sumber asam lemak trans sebagai berikut makanan yang tinggi kandungan asam lemak trans cenderung menaikkan kandungan kolesterol dalam darah. Jenis makanan tersebut meliputi makanan yang berasal dari hidrogenasi sebagian (partially hydrogenated vegetable oils) seperti margarin, pastry dan shortening, makanan yang digoreng dan beberapa makanan yang dipanggang. Dianjurkan untuk mengurangi asupan energi dari lemak dengan batasan masksimum asupan energi (kalori) terutama lemak jenuh dan asam lemak trans. Beberapa tipe minyak dan lemak berikut ini adalah memberikan effek negatif dan positif terhadap koesterol darah. monounsaturated dan polyunsaturated menurunkan kadar low density lipoprotein (LDL) dan menaikkan kadar high density lipoprotein (HDL), lemak jenuh adalah menaikkan kadar LDL dan kadar HDL sedangkan asam lemak trans adalah menaikkan kadar LDL sekaligus menurunkan kadar HDL darah (Harvard School of Public Health 2002). Beberapa negara telah melakukan penelitian tentang kandungan asam lemak trans C18:1 dalam jaringan lemak manusia (adipose tissue) dan kandungannya adalah sebagai berikut: a) Chech 3.63%, b) Belanda 3.1%, c)

24 13 USA 2.8%, d) Eropa 1.6% dan dalam air susu ibu menysui (human milk) di Spanyol 0.95% (Dlouhy et al. 2003). Interesterifikasi Proses interesterifikasi ada dua macam yaitu interesterifikasi kimia dan interesterifikasi enzimatik. Interesterifikasi secara kimia sadalah salah satu metode untuk menghasilkan bahan baku minyak dan lemak untuk dipergunakan dalam proses produksi margarin, pastry dan shortening. Proses ini menggunakan sodium metoksida atau sodium etoksida sebagai katalis dengan konsentrasi %. Selama reaksi berlangsung warna minyak dan lemak akan berubah menjadi kecoklatan dan lamanya reaksi kurang lebih 30 menit. Sebagai substrat dalam proses interesterrifikasi adalah campuran minyak dan lemak dengan perbandingan tertentu. Proses interesterifikasi kimia tidak menghasilkan asam lemak trans dan sampai sekarang masih tetap dipergunakan untuk proses industri oleokimia dan proses cocoa butter substitute dan equivalent. Proses reaksi selama interesterifikasi kimia berlangsung secara random atau acak dalam penyususnan posisi asam lemak dalam trigrliserida, sehingga hasil interesterifikasi ini harus dilakukan pengendalian yang ketat yaitu dengan melakukan pengontrolan secara fisik dan waktu reaksi relatif singkat. Secara umum proses interesterifikasi kimia berlangsung dengan tiga macam reaksi sekaligus yaitu: 1) Alkoholisis (form monoacylglyceraol), 2) Acidolisis (acid interchange), 3) Transesterifikasi (rearrangement of fats) (Anderson 1996). Proses interesterifikasi kimia tidak begitu ramah lingkungan apabila dibandingkan dengan interesterifikasi enzim, karena mempunyai limbah kimia yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak ditangani dengan baik (Novozymes 2004b dan Novozymes 2007b). Proses interesterifikasi secara kimia adalah proses yang mempunyai resiko tinggi dari segi keamanan karena katalis sodium metoksida ini adalah sangat reaktif, sehingga dari segi penangan selama proses interesterifikasi memerlukan investasi dan fasilitas keamanan yang sangat mahal. Natrium metoksida mudah terbakar. Seperti terlihat dalam Gambar 5 adalah Metode interesterifikasi kimia yang pertama dikembangkan oleh perusahaan Unilever

25 14 sejak tahun 1961 sampai sekarang dan paten proses interesterifikasi kimia ini masih tetap dipegang oleh perusahaan Unilever tersebut (Anderson 1996). BAHAN BAKU Interesterifikasi (IE) NaOCH3 NWB (Netralized Washed Bleached) Deodorisasi Produk Interesterifikasi NBD IE (Netralized Bleached Deodorized Interesterified ) Gambar 5 Proses interesterifikasi kimia. Selain proses Interesterifikasi kimia yang sudah lama berkembang maka kemudian dikembangkan teknologi dengan memakai enzim yang disebut proses interesterifikasi enzimatik. Proses interesterifikasi enzimatik bertujuan untuk menghasilkan minyak dan lemak bebas asam lemak trans untuk dipergunakan sebagai bahan baku produksi margarin, pastry, shortening dan minyak goreng. Dalam penelitian ini dipergunakan enzim lipase yang diperoleh dari Novozymes Denmark yaitu Lipozyme TL IM. Enzim Lipozyme TL IM ini tersedia dalam bentuk granula dan teknik imobilisasi enzim dengan menggunakan granula silica berpori, tidak dapat larut dalam minyak dan lemak akan tetapi dapat mengalami kerusakan didalam air. Karakteristik Lipozyme TL IM antara lain adalah aktivitas enzim, densitas, dan ukuran partikel granula. Aktivitas enzim Lipozyme TL IM dalam berat kering adaah 350 IUN/g dan dalam Volume basis (packed bed) adalah 140 M-IUN/M 3. Densitas berat kering yang dimiliki adalah sebesar 450 kg/m 3. Densitas berat basah adalah sebesar 420 kg/m 3, dan densitas absolut adalah sebesar 1830 kg/m 3. Ukuran partikel berkisar antara: um. Suhu yang digunakan untuk reaksi interesterifikasi enzim Lipozyme TL IM adalah berkisar o C, dan suhu yang optimum adalah 70 o C. Interesterifikasi enzimatik ini mempunya reaksi yang sangat spesifik dan teratur yaitu hanya melakukan reaksi spesifik pada posisi n1-3 glyserida

26 15 dan proses interesterifikasi enzim stabil dalam suhu 55 o C-75 o C. Sistim proses interesterifikasi enzimatik dapat dilakukan dengan sistim fedbatch dan sistim continue. Enzim dapat digunakan secara berulang-ulang hingga kali. Kondisi penyimpanan Lipozyme TL IM disarankan pada suhu 0-10 o C dalam kemasan yang tertutup rapat kedap udara, kering, kelembaban ruangan yang terkontrol sesuai spesifikasi dan menghindari sinar matahari secara langsung (Novozymes Product Data Sheet 2006). Perbandingan biaya dalam Gambar 6 untuk proses interesterifikasi kimia dan enzim adalah jauh lebih murah biayanya jika dibandingkan dengan proses hidrogenasi. Perbandingan biaya interesterifikasi enzimatik adalah jauh lebih murah dibanding interesterifikasi kimia (Anonim 2007a). Interesterifikasi secara kimia tidak specifik melainkan secara acak atau random dan mempunyai hasil reaksi sampingan, sedangkan interesterifikasi enzimatik berlangsung secara spesifik dan bisa dilakukan proses kontinue (continuously process), tidak menghasilkan reaksi sampingan ( Anonim 2007h) Investment Costs Operating Costs 35 $US / t Hydrogenat ion Chemical Interesterification Enz ymat ic Interesterification Gambar 6 Perbandingan total biaya proses hidrogenasi, interesterifikasi kimia dan interesterifikasi enzimatik (Anonim 2007i). Dalam industri pengolahan pangan bahwa enzim sudah dipergunakan sebagai bahan penolong prosessing aid untuk produksi makan maupun obatobatan, salah satunya adalah enzim lipase yang digunakan untuk proses interesterifikasi enzimatik ini seperti terlihat dalam Gambar 7. Enzim lipase sudah lama dikenal dan sudah dipergunakan dalam proses interesterifikasi

27 16 enzimatik untuk proses pebuatan Cocoa Butter Equivalent (CBE) yaitu untuk dipergunakan sebagai bahan baku industri konfektioneri (Krishnamurthy dan Kellens 1996). BAHAN BAKU (SUBSTRAT) Interesterifikasi Enzimatik (EIE) Enzim, 70 C NWB (Netralized Washed Bleached) Deodorisasi Produk Interesterifikasi Enzimatik NBD EIE (Netralized Bleached Deodorized Enzymatic Interesterified Gambar 7 Proses interesterifikasi enzimatik. Penelitian mengenai enzim lipase untuk proses interesterifikasi enzimatik minyak dan lemak untuk bahan baku produksi margarin, shortening, pastry dan minyak goreng masih terbatas. Diharapkan pada masa yang akan datang semakin banyak para ahli peneliti serta kalangan industri melakukan penelitian tentang interesterifikasi enzimatik (Gorman 2001). Skema reaksi proses interesterifikasi enzimatik (Gambar 8), dari 2 macam jenis minyak akan menghasilkan 6 macam trigliserida sedangkan interesterifiaksi kimia akan menghasilkan 40 macam trigliserida secara random (Husum et al. 2007). CH 2 COOR 1 CH 2 COOR X lipase 1,3 CH 2 COOR X CH 2 COOR 1 CH COOR 2 + CH COOR Y CH COOR2 + CH COOR Y CH 2 COOR 3 CH 2 COOR Z CH 2 COOR Z CH 2 COOR 3 Gambar 8 Skema reaksi sederhana interesterifikasi enzimatik. Sekarang proses interesterifikasi enzimatik terus dikembangkan salah satu aplikasinya adalah untuk proses pemurnian minyak kasar CPO yaitu proses degumming dengan memakai enzim. Metoda proses serupa telah daplikasikan dalam industri di negara USA yaitu dalam proses degumming minyak kasar kedele dan hasil produktivitasnya lebih tinggi dibandingkan dengan proses secara reaksi kimia (Novozymes 2004a).

28 17 Proses Produksi Margarin Proses produksi margarin adalah salah satu tahap proses akhir dalam industri minyak dan lemak. Di Indonesia umumnya menggunakan campuran bahan baku minyak sawit dan minyak kelapa produksi dalam negeri. Bahan baku impor juga dipergunakan dalam produksi margarin tetapi dalam jumlah yang skala kecil karena harganya relatif lebih mahal dibandingkan dengan minyak sawit antara lain Soy Bean Oil (SBO), Corn Oil (MO), Sun Flower Oil (SFO), Rape Seed Oil (RSO), Canola Oil (CO). Semua bahan baku tersebut digunakan dengan melalui hidrogenasi dan atau tanpa hidrogenasi (Hanstert 1996). Proses pengolahan margarin adalah sebagai berikut: bahan baku minyak dan lemak tersebut dicampurkan (blending) dalam satu tanki, kemudian diaduk hingga homogen kemudian ditambahkan ingredien atau BTP yaitu garam, air, pengemulsi, flavor, vitamin, pewarna karotene dan antioksidan. Setelah selesai di campur kemudian dilewatkan melalui alat pendingin chilling unit Perfector atau Kombinator dengan ammonia cair bertekanan tinggi. Bahan pendingin yang dipergunakan adalah ammonia cair bertekanan tinggi kemudian dipompakan melalui kompressor ketabung chilling unit untuk mendinginkan dinding tabung, dan kemudian campuran bahan baku margarin akan menerima suhu dingin sampai dibawah 0 0 C pada saat melalui tabung tersebut. Pada saat itulah terjadi perpindahan suhu dari ammonia ke campuran minyak sehingga campuran bahan baku margarin akan membentuk kristal. Kristal margarin yang terbentuk yaitu kristal bentuk alpha kemudian berubah menjadi bentuk kristal beta dan terakhir menjadi kristal beta prime. Proses kristalisasi terjadi melalui keempat tabung pendingan. Kristal yang diinginkan adalah dalam bentuk beta prime, karena kristalnya lembut dan halus atau kristal yang diinginkan dalam setiap proses produksi maragarin. Kristal yang lembut dan halus akan memberikan sensasi rasa enak dan lembut dalam mulut apabila margarin tersebut dimakan langsung, dan apabila margarin tersebut digunakan sebagai bahan baku untuk pembutan roti atau kue maka roti atau kue tersebut akan memberikan tekstur yang lembut dan rasa lembut dimulut saat dimakan. Salah satu parameter untuk menghasikan tekstur margarin yang lembut (smooth dan tough) adalah dengan melakukan proses pendinginan yang sempurna untuk menghasilkan kristal dalam bentuk beta prime, karena bentuk

29 18 kristalnya adalah homogen, ukurannya merata dan kecil sehingga membuat tekstur margarin menjadi lembut (Alexandersen 1996). Setelah selesai proses pembentukan kristal maka dengan tekanan tinggi melalui pompa (HP pump), produk akan keluar dari tabung pendingin dalam bentuk pasta. Perfector mempunyai 4 tabung pendingan dan system pendingin secara seri dan masing-masing mempunyai fungsi yang sama yaitu untuk membentuk kristal minyak dan lemak pada proses margarin, pastry, shortening dan minyak goreng padat. Tekstur produk juga dapat dikontrol dengan melalui alat teksturator dan kneading (Alexandersen 1996; Orthoefer dan Sinram 1996). Gambar 9 berikut adalah proses produksi margarin. BAHAN BAKU Pencampuran (Blending) Penambahan Ingredien Perfector "Chilling Unit" (4 tabung pendingin) Texturator & Kneading Pengemasan Margarin Gambar 9 Proses produksi Margarin. Proses produksi margarin, shortening, pastry dan minyak goreng diproses dengan cara yang higienis dan dalam proses sistem tertutup, hal ini untuk menghindari kontaminasi silang dari peralatan, operator dan lingkungan. Untuk memperoleh kualitas produk margarin yang dihasilkan aman dan bermutu, semua bahan baku lemak dan minyak, ingredient dan air steril yang dipergunakan untuk produksi harus melalui pengujian dan pengawasan yang sangat ketat dan telah Release oleh bagian Quality Assurance sebelum dipergunakan (AOCS 1989 ; CAC 1993). Dahulu sebelum berkembang teknologi pengolahan minyak dan lemak produksi margarin hanya menggunakan bahan baku minyak dan lemak tanpa melalui proses hidrogenasi maupun interesterifikasi. Proses produksi margarin dengan bahan baku seperti ini masih tetap dipertahankan sampai saat ini untuk

30 19 industri yang tidak memerlukan spesifikasi yang spesifik. Produk margarin seperti ini mempunyai sifat fisiko kimia yang alami akan tetapi mempunyai sifat karakteristik yang terbatas, sehingga kurang mendukung dalam pengembangan variasi produk terutama dari segi profil SFC, MPt dan tekstur produk margarin. Produk margarin dengan menggunakan bahan baku tanpa melalui hidrogenasi atau interesterifikasi mempunyai bebrapa kelemahan antara lain: tekstur keras, tidak halus atau smooth, fisik kurang lembut apabila ditekan dengan jari tangan, dalam jangka waktu tertentu mempunyai gumpalan atau bergrindil atau lumps, pecah-pecah atau brittle, karena kecenderungan kristalnya adalah beberbentuk beta, kristal beta ini akan cenderung keras sesuai dengan ukuran kristalnya yang lebih besar (Alexandersen 1996). Untuk menghindari masalah tersebut maka produk margarin menggunakan minyak dan lemak hidrogenasi atau interesterifikasi, karena kristalnya cenderung membentuk beta prime, kristal beta prime lebih halus dan homogen sehingga teksturnya lembut atau smooth. Untuk mengantisipasi keterbatansan inilah maka para ahli melakukan pengembangan dengan proses hidrogenasi dan interesterifikasi untuk menghasilkan produk akhir margarin yang karakteristiknya lebih bervariasi terutama dari segi teksturnya (O Brien 1998). Produk margarin yang menggunakan bahan baku minyak dan lemak yang telah di hidrogenasi banyak kita jumpai dipasar baik untuk segmen pasar industri dan maupun segmen pasar retail. Bahan baku minyak dan lemak hidrogenasi yang digunakan terdiri dari dua macam yaitu hidrogenasi sebagian atau partially hydrogenated dan hidrogenasi keseluruhan atau fully hydrogenated. Dari hasil pengamatan terhadap produksi margarin yang dihasilkan oleh PT. SMII bahwa produk margarin yang menggunakan bahan baku hidrogenasi sebagian adalah yang paling banyak diminati oleh kalangan industri dan masyarakat, karena produk margarin tersebut selain mempunyai teksturnya lembut juga dari penampilan fisik lebih menarik karena kristalnya lebih halus apabila dipegangan dengan jari tangan. Industri makanan yang menggunakan margarin ini akan menghasilkan produk akhir dari roti dan kue yang mempunyai tektur yang lembut serta mempunyai cita rasa sensasi enak yang spesifik dimulut atau mouth feel, sehingga produk margarin tersebut sangat diminati oleh kalangan industri dan masyarakat.

31 20 Selain proses produksi bahan baku margarin yang disebut diatas, saat ini dilakukan penelitian dan pengembangan untuk produksi bahan baku margarin yaitu dengan interesterifikasi enzimatik. Proses enzimatik ini adalah salah satu cara proses produksi margarin dengan tujuan untuk memproduksi margarin yang bebas trans. Proses interesterifikasi enzimatik selama ini sudah lama dikenal akan tetapi hanya dalam proses produksi Coco Butter Equivalen (CBE) atau Coco Butter Substitute (CBS). Dalam perkembangan teknologi dalam bidang makanan maka metode ini mulai dipergunakan untuk proses interesterifikasi enzimatik bahan baku minyak dan lemak nabati untuk bahan baku produk margarin (Alexandersen 1996). Dalam penelitian ini dilakukan studi intereseterifikasi enzimatik dengan menggunakan Lipase, hasil interesterifikasi ini akan digunakan sebagai bahan baku untuk produksi margarin. Metode proses interesterifikasi enzimatik yang masih dalam skala lab ini suatu saat diharapkan dapat dilakukan secara industri (scaling up) untuk menggantikan minyak dan lemak hasil proses hidrogenasi. Margarin yang menggunakan bahan baku hidrogenasi akan menghasilkan tekstur lembut dan halus, karena kristal minyak dan lemak yang dihidrogenasi mempunyai sifat efek transisi polymorpis yaitu kristal dari bentuk beta yang tidak diinginkan ke kristal bentuk beta prime yang diinginkan. Bentuk kristal beta prime menghasilkan tekstur yang lembut dan smooth didalam produk margarin (Alexandersen 1996). Dalam beberapa hasil penelitian interesterifikasi enzimatik menyatakan bahwa sifat fisiko kimia dan karakteristik tersebut dapat menghasilkan margarin dengan tekstur yang lembut dan halus dan dapat menggantikan minyak dan lemak hidrogensi (Novozymes 2006a). Kualitas Margarin Kualitas produk margarin pada umumnya dapat ditentukan dengan memakai acuan AOCS dan IUPAC, metode ini adalah standar dalam perdagangan diseluruh dunia yang dipergunakan untuk mengetahui kualitas minyak dan lemak yang diperdagangkan. Kualitas margarin secara analisis kimia antara lain : (a) Bilangan peroksida Peroxide Value (PV), (b) Bilangan Iodida Iodine Value (IV), (c) Asam lemak bebas Free Fatty Acid (FFA), (d) Titik leleh slip Melting Point (MPt), (e) Kadar Garam, (f) Kadar Air. Kualitas margarin secara analisis fisik adalah dengan Solid Fat Content (SFC). Kualitas margarin

32 21 secara analisis organoleptik antara lain: (a) Penampakan atau Apperance, (b) Warna, (c) Flavor, (d) Rasa atau taste. SFC adalah salah satu parameter dalam spesifikasi yang harus ditentukan untuk setiap produk margarin. SFC dianalisis dengan suatu alat instrumentasi Nuclear Magnetic Resonance (NMR). Profil SFC suatu produk margarin adalah hasil pencampuran atau fat blend minyak dan lemak dengan perbandingan persentasi tertentu. Profil SFC margarin yang ada di pasar sangat bervariasi tergantung dari jenis atau segmen pasar produk akhir tersebut, akan tetapi pada dasarnya hanya 3 jenis yaitu: (1) Margarin ritel yaitu Refrigerated Margarine dan Stable Margarine, (2) Margarin Industrial, (3) Pastry Margarin. Karakteristik bahan baku berdasarkan profil SFC Pada umumnya kualitas produk margarin dapat ditentukan berdasarkan karakteristik bahan bakunya. Produk margarin yang ada dipasar sekarang ini adalah produk margarin dengan profil SFC dari bahan baku minyak dan lemak hidrogenasi dan tanpa hidrogenasi. Dalam penelitian studi proses interesterifikasi enzimatik minyak sawit dan minyak kelapa ini diharapkan dapat memenuhi kualitas produk margarin dari segi profil SFC. Produk PT. SMII diambil sebagai target profil SFC dan MPt untuk produk margarin ritel dan industri. Untuk mencapai target tersebut maka dilakukan cara mencampurkan bahan baku antar minyak dan lemak yang mempunyai MPt tinggi dengan minyak yang mempunyai MPt rendah dan atau antara minyak yang mempunyai asam lemak ikatan karbon yang panjang dengan ikatan karbon yang pendek yaitu minyak sawit dengan minyak kelapa. Bahan baku ini kemudian di interesrerifiaksi secara enzimatik dan dengan harapan bahwa akan diperoleh kurva grafik yang tajam dari profil SFC. Karakteristik berdasarkan komposisi asam lemak Kualitas produk margarin juga dapat ditentukan berdasarkan kompsisi asam lemaknya dan titik lelehnya, dan untuk melihat komposisi campuran bahan baku margarin dilakukan analisis asam lemaknya dengan metode fatty acid methyl ester dengan menggunakan Kromatografi Gas (Tabel 1). Komposisi asam lemak untuk produk yang diinginkan dapat dimodifikasi dengan melakukan pencampuran antara lemak yang mempunyai komposisi asam lemak ikatan carbon jenuh dengan asam lemak ikatan karbon tidak jenuh, atau

33 22 dengan asam lemak ikatan carbon yang panjang, sedang, pendek dan seterusnya. Asam lemak jenuh dengan jumlah atom carbon yang sama mempunyai titik leleh yang lebih tinggi dari asam lemak jenuh tunggal dan asam lemak jenuh ganda. Asam lemak jenuh tunggal mempunyai titik leleh yang lebih tinggi dari asam lemak jenuh ganda dengan jumlah atom carbon yang sama. Tabel 1 Komposisi asam lemak PO, PE, PS dan CNO No Asam Lemak PO (100%) PE (100%) PS (100%) CNO (100%) 1. Caproic C6: Caprylic C8: Capric C10: Lauric C12: Myristic C14: Palmitic C16: Stearic C18: Oleic C18: Linoleic C18: Karakteristik berdasarkan komposisi Trigliserida (TAG) Kualitas produk margarin juga dapat diketahui berdasarkan komposisi TAG dan total carbon seperti dalam Tabel 2. Komposisi ini masih jarang digunakan di kalangan industri karena keterbatasan alat dan metode, akan tetapi belakangan ini sering dijumpai dalam hasil penelitian tentang komposisi penyusus TAG pada produk margarin terutama untuk memgetahui komposisi TAG setelah melalui proses interesterifikasi enzimatik. Tabel 2 Komposisi Triacylglycerol (TAG) Palm Oil (Nor Aini et al. 2004) No Kompoisi TAG Palm Oil 100% 1. PPP PPS POP POS POO SOO MLP PLP OOO PLO OLO PLL OLL 0.36

34 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Waktu penelitian ini dilakukan pada bulan April - November 2007 bertempat di laboratorium QA-QC PT. Sinar Meadow International Indonesia (PT.SMII). Kawasan industri Pulogadung, Jakarta. Proses interesterifikasi enzimatik dalam skala laboratorium (lab scale) kapasitas gelas reaktor 500 g, analisis komposisi asam lemak dengan Gas Chromatography (GC), analisis SFC dengan Nuclear Magnetic Resonance (NMR), dan analisis fisiko kimia mutu minyak dan lemak yaitu FFA, PV, IV, warna, titik leleh MPt dan kadar air dilakukan di laboratorium PT. SMII. Pemeriksaan polarisasi kristal minyak hasil interesterifikasi enzimatik dengan Mikroskop Polarisasi adalah dilakukan di SEAFAST-IPB. 23 Bahan dan Alat Bahan baku minyak dan lemak yang digunakan untuk penelitian ini adalah edible oil yang telah direfined yaitu RBDPS (Palm Stearin), RBDPO (Palm Oil), RBDPE (Palm Olein) dan RBDCNO (Coconut Oil). Bahan baku enzim yang digunakan adalah enzim Lipozyme TL IM, LA , Novozymes A/S Denmark. The product complies with recommended purity specifications for food-grade enzymes given by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) and the Food Chemical Codex (FCC). Pelarut kimia yang dibutuhkan untuk analisis asam lemak bebas (FFA), bilangan peroksida (PV), bilangan iodine (IV), gas hidrogen, gas oksigen dan gas helium untuk GC, Standar Bruker SFC 0 % ( ), SFC 31.9 % ( ) dan SFC 73.7 % ( ). Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah gelas reaktor 500 ml, motor merek RW 16 basic-ikawerke dengan pengaduk (propeller stirrer), pemanas Electromantle Electrothermal jacketed, termometer, motor pompa vakum, gelas beaker, flask, pipet tetes, gelas erlenmeyer, tabung reaksi, GC 6890N, NMR Minispec mq20 Bruker, Mikroskop Polarisasi, water bath Polystat CC1 Huber suhu 0, 10, 20 dan 40 0 C, dry bath Thermolyne suhu 70 0 C, timbangan analitik MettlerToledo AG204, buret, titrator Brand, Whatman no.41, pipa kapiler diameter 1mm (Brand, Cat No:7$9311),

35 24 pemanas dengan magnet stirrer, lemari es, tabung SFC (Diameter ± 0.25 mm), kuvet 5.25 dan 1, Colorimeter Lovibond Tintometer Model F, aluminium cup ukuran 300 ml. Metode Penelitian Metode penelitian ini adalah studi proses interesterifikasi enzimatik campuran minyak sawit dan minyak kelapa untuk produksi bahan baku margarin dengan tujuan menghilangkan atau mengurangi kandungan asam lemak trans dalam produk margarin. Para produsen margarin sekarang berusaha mengantisipasi masalah tersebut dengan melakukan penelitian interesterifikasi enzimatik. Bahan baku minyak dan lemak yang dipergunakan dalam produksi margarin, pastry, shortening dan minyak goreng, pada umumnya masih tetap menggunakan minyak dan lemak hidrogenasi yang mengandung asam lemak trans. Gambar 10 berikut adalah diagram alir proses penelitian interesterifikasi enzimatik. ENZIM LIPOZYME TL IM Proses Deaerasi dan Drying/Pengeringan Enzim Penentuan Konsentrasi Enzim & Waktu Reaksi Optimum Penentuan bahan Baku untuk Interesterifikasi Proses Interesterifikasi Enzimatik Hasil Interesterifikasi Enzimatik dibandingkan Target Margarin Gambar 10 Diagram alir proses penelitian interesterifikasi enzimatik.

36 25 Penentuan Konsentrasi Enzim dan Waktu Reaksi Optimum Persiapan enzim untuk deaerasi dan pengeringan Dalam penelitian ini sebelum dilakukan proses interesterifikasi terlebih dahulu dilakukan proses deaerasi dan pengeringan (drying) terhadap enzim Lipozyme TL IM tersebut. Proses deareasi berfungsi untuk menghilangkan udara yang terdapat didalam poros silica yang terjadi pada saat proses produksi enzim, udara harus dikurangi supaya reaksi interesterifikasi optimum. Proses pengeringan (drying) befungsi untuk menghilangkan kadar air yang masih terdapat dalam enzim. Berdasarkan spesifikasi enzim mengandung kadar air 4-6% b/b, sehingga sebelum proses interesterifikasi kadar air tersebut harus terlebih dahulu dihilangkan, dan supaya tidak terjadi proses hidrolisis selama berlangsung interesterifikasi. Kadar air yang tinggi akan mengakibatkan kadar asam lemak bebas tinggi (Novozymes 2007). Lakukan analisis asam lemak bebas Palm Olein dan lemak setelah selesai proses deareasi dan pengeringan enzim untuk justifikasi prosesnya. Proses deaerasi (de-aeration) enzim adalah sebagai berikut: Enzim Lipozyme TL IM sebanyak 25 g dimasukkan kedalam flask beaker dalam fume cupboard, menggunakan masker hidung dan sarung tangan. Apabila ada enzim yang tercecer segera dibersihkan sesuai instruksi untuk keamanan. RBD Palm Olein sebanyak 500 g dengan suhu 70 o C dimasukkan kedalam flask berisi enzim, aduk pelan dengan agitator kemudian hidupkan pompa vakum, usahakan minyak jangan sampai tersedot oleh pompa vakum. Gelembung udara akan terlepas dari granular enzim. Proses ini dilakukan sambil diaduk perlahan selama menit. Enzim dan minyak dipisahkan sampai minyaknya tersisa hanya sedikit. Selesai deaerasi kemudian dilakukan proses pengeringan kandungan air. Proses pengeringan (drying) enzim adalah sebagai berikut: Bahan baku minyak yang akan dienzimatik sebanyak 500 g dengan suhu 70 o C dimasukkan kedalam flask beaker yang berisi enzim yang telah diaerasi lalu ditempatkan diatas pemanas, kemudian diaduk perlahan selama 30 menit. Proses ini dilakukan 2 kali. Setelah proses selesai pisahkan minyak dari enzim kemudian enzim siap untuk dipakai untuk proses interesterifikasi. Gambar 11 berikut adalah diagram alir persiapan enzim sebelum dilakukan interesterifikasi (Novozymes 2007).

37 26 Persiapan Enzim Untuk Proses Deaerasi Palm Olein 500 g suhu 70 C dan Enzim 25 g Proses Deaerasi Enzim untuk menghilangkan udara yang terperangkap dalam poros silika enzim Dipanaskan pada suhu 70 C dengan Hot plate sambil diaduk perlahan selama menit. Gelembung udara tidak ada, proses dearasi dihentikan Pisahkan enzim dari Palm Olein. Palm Olein media deaerasi enzim Enzim yang sudah mengalami Deaerasi, kemudian dilanjutkan proses pengeringan Proses Pengeringan (Drying) Enzim untuk menghilangkan kadar air Tambahkan 500 g bahan baku yang akan di EIE. Panaskan pada suhu 70 C dengan Hot Plate sambil diaduk perlahan selama 30 menit. Gelembung udara tidak ada, proses Drying dihentikan, Proses ini dilakukan duplo. Pisahkan enzim dari minyak. Minyak media Drying enzim Enzim yang sudah mengalami proses Drying siap dipergunakan untuk proses EIE (enzim interesterifikasi) Gambar 11 Diagram alir proses persiapan enzim sebelum interesterifikasi. Penentuan konsentrasi enzim untuk proses interesterifikasi Proses ini adalah salah satu penentu keberhasilan dalam penelitian ini, karena hasil yang akan diperoleh akan menentukan efektifitas dan efisiensi proses yaitu dapat menentukan konsentrasi enzim didalam proses. Dalam proses penentuan konsentrasi interesterifikasi enzimatik ini dilakukan berdasarkan referensi dari spesifikasi yang dikeluarkan oleh produsen enzim yaitu bahwa konsentrasi enzim untuk proses interesterifikasi adalah maksimum 10% b/b (Novozymes 2007). Proses penentuan konsentrasi menggunakan bahan baku minyak dan lemak dengan perbandingan PS:CNO:70:30 dan enzim lipase, bahan baku ini dipakai adalah karena secara alami mempunyai karakteristik yang sangat berbeda dan diharapkan apabila ada perubahan walaupun kecil dapat dimonitor berdasarkan hasil profil SFC dan MPtnya.

38 27 Setelah semua bahan baku dan enzim dipersiapkan maka dilakukan langkah proses penentuan konsentrasi enzim sebagai berikut: 1). Konsentrasi enzim 5.15% b/b. Minyak ditimbang sebanyak 460g kemudian dimasukkan kedalam gelas reactor, kemudian dipanaskan hingga suhu o C diatas jaket pemanas, lalu enzim ditimbang sebanyak 25g dan dimasukkan kedalam gelas reasktor. Pengadukan dilakukan dengan agitator pada kecepatan yang sedang, harus diusahakan enzim tercampur dengan homogen selama proses interesterifikasi enzimatik berlangsung. Proses interesterifikasi enzimatik dilakukan selama 24 jam 2). Konsentrasi enzim 8.16% b/b. Minyak ditimbang sebanyak 450g kemudian dimasukkan kedalam gelas reactor, kemudian dipanaskan hingga suhu o C diatas jaket pemanas, lalu enzim ditimbang sebanyak 40g dan dimasukkan kedalam gelas reasktor. Pengadukan dilakukan dengan agitator pada kecepatan yang sedang, harus diusahakan enzim tercampur dengan homogen. Proses interesterifikasi enzimatik dilakukan selama 24 jam. Pengambilan contoh secara kontinyu bertujuan untuk melihat profil SFC dan MPt hasil interesterifikasi enzimatik untuk menentukan konsentrasi enzim yang akan digunakan. Waktu pengamatan contoh pertama diambil setelah 6 jam reaksi kemudian setiap 3 jam ( 6, 9, 12, 15, 18, 21 dan 24 jam) dan masing-masing 3 kali pengulangan (Gambar 10). Penentuan waktu reaksi optimum untuk proses intereseterifikasi Selain penentuan konsentrasi enzim, penentuan waktu reaksi interesterifikasi adalah merupakan salah satu parameter yang utama yang harus dicari terlebih dahulu, karena dengan menentukan waktu proses maka akan diperoleh hasil yang optimum dan efisien dalam setiap proses interesterifikasi. Dalam proses penentuan waktu reaksi optimum ini juga sekaligus diperoleh hasil untuk menentukan konsentrasi enzim dalam interesterifikasi. Gambar 12 berikut adalah diagram alir proses penentuan konsentrasi enzim dan waktu reaksi optimum proses interesterifikasi enzimatik.

39 28 Penentuan Konsentrasi Enzim dan Waktu Reaksi Optimum untuk proses Interesterifikasi Enzimatik. Bahan baku PS:CNO:70:30 dengan perlakuan Lypozim TL IM konsentrasi 5.15% b/b dan 8.16 % b/b. Proses dilakukan selama 24 jam, suhu 70 C Proses dengan konsentrasi enzim 5.15 % b/b Proses selama 24 jam, bahan baku PS:CNO:70:30 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ) Proses dengan konsentrasi enzim 8.16 % b/b Proses selama 24 jam, bahan baku PS:CNO:70:30 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ). Analisis SFC dan MPt Data rata-rata hasil profil SFC dan MPt selama 6, 9, 12, 15, 18, 21 dan 24 jam pengulangan triplo (X1, X2, X3 ) Analisis SFC dan MPt Data rata-rata hasil profil SFC dan MPt selama 6, 9, 12, 15, 18, 21, dan 24 jam pengulangan triplo (X1, X2, X3 ) Evaluasi hasil profil SFC dan MPt dengan konsentrasi enzim yang berbeda Hasil SFC dan MPt konsentrasi enzim 5.15 % dan konsentrasi enzim 8.16 % dibandingkan Penentuan Konsentrasi Enzim dan waktu Reaksi Optimum untuk proses interesterifikasi Enzimatik Berdasarkan hasil profil SFC dan MPt pada proses interesterifikasi enzimatik akan ditentukan Konsentrasi Enzim dan Waktu Reaksi Optimum Gambar 12 Diagram alir penentuan konsentrasi enzim dan waktu reaksi optimum untuk proses Interesterifikasi enzimatik. Formula Bahan baku pada Proses Interesterifikasi Dalam penelitian studi proses interesterifikasi enzimatik ini selain tahapan penentuan konsentrasi enzim dan penentuan waktu optimum reaksi, juga sangat penting adalah metode untuk menentukan formula bahan baku dalam proses produksi margarin.

40 29 Metode yang dipakai dalam penentuan formula bahan baku untuk interesterifikasi enzimatik adalah sebagai berikut: 1. Berdasarkan komposisi hasil analisis asam lemak, titik leleh (MPt) dan profil SFC target produk ritel dan industri. 2. Berdasarkan komposisi hasil analisis asam lemak, profil SFC, MPt, FFA, PV, IV, Warna dan kadar air bahan baku minyak dan lemak (Tabel 9). 3. Melakukan pencampuran atau blending masing-masing bahan baku minyak dan lemak dengan perbandingan berdasarkan komposisi asam lemak, SFC dan MPt target. Kemudian dilakukan analisis SFC, MPT dan komposisi asam lemak. Dalam proses mencari formula ini yang pertama dilakukan adalah mencari persentase perbandingan campuran (blending) antara bahan baku Palm Oil (PO), Palm Stearin (PS), Palm Olein (PE) dan Coconut Oil (CNO) kemudian dianalisis profil SFC, MPt dan analisis kualitas fisiko kimia (Tabel 10). Setelah profil SFC, MPt dan kualitas fisko kimia diketahui, kemudian ditentukan persentase formula untuk dilakukan proses interesterifikasi. Berikut adalah perbandingan blending bahan baku yang akan dilakukan proses interesterifikasi enzimatik yaitu : Formula PS:CNO : 70:30 Formula PS:CNO:PE : 65:30:5 Formula PO:PS:CNO : 55:30:15 Formula PO:PS:CNO : 45:40:15 Dari empat macam bahan baku formulasi tersebut masing-masing dilakukan interesterifikasi enzimatik secara triplo. Proses interesterifikasi. Penelitian studi proses interesterifikasi enzimatik adalah sebagai berikut: Disiapkan keempat formula bahan baku yang telah ditentukan, kemudian ditimbang formula bahan baku sebanyak 425g, kemudian dimasukkan gelas reaktor, dipanaskan hingga suhu o C diatas jaket pemanas, usahakan suhu stabil pada dikisaran 70 o C tersebut. Ditimbang enzim Lipozyme LT IM 25 g (enzim yang telah dideareasi dan dikeringkan) sehingga konsentrasi enzim adalah 5.55% b/b, lalu diaduk dengan agitator pada kecepatan yang sedang dan usahakan enzim tercampur dengan sempurna. Proses interesterifikasi enzimatik dilakukan selama 6 jam, secara kontinue

41 30 diambil contoh pertama setelah 3 jam, 6 jam dan masing-masing 3 kali pengulangan. Proses ini dilakukan untuk semua formula yang telah ditetapkan terlebih dahulu dalam pentuan bahan baku formula. Data hasil analisis dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui profil SFC dan MPt selama reaksi 6 jam dan kemudian akan dibandingkan dengan target SFC dan MPt margarin ritel dan industri. Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium dengan kapasitas reaktor maksimum 500g, interesterifikasi enzimatik dilakukan dilaboratorium dengan kondisi ruangan pada suhu berkisar antara o C dan tingkat humiditas diatas 65%. Proses interesterifikasi enzimatik dilakukan pada suhu o C. Gambar 13 berikut adalah diagram alir formulasi bahan baku untuk proses interesterifikasi enzimatik dan Gambar 14 adalah interesterifikasi skala lab. Formula Bahan Baku dan konsentrasi enzim interesterifikasi (EIE). (1) Formula Blending bahan baku (2) Persentase enzim 5.55% b/b (3) Waktu proses EIE selama 6 jam, suhu 70 C Proses Interesterifikasi Enzimatik Proses Interesterifikasi Enzimatik Proses Interesterifikasi Enzimatik Proses Interesterifikasi Enzimatik Bahan baku PS:CNO:70:30 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ), contoh diambil 3 jam dan 6 jam Bahan baku PS:CNO:PE:65:30:5 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ), contoh diambil 3 jam dan 6 jam Bahan baku PO:PS:CNO:55:30:15 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ), contoh diambil 3 jam dan 6 jam Bahan baku PO:PS:CNO:45:40:15 dengan pengulangan triplo (X1, X2, X3 ), contoh diambil 3 jam dan 6 jam Data Hasil SFC dan MPt Data Hasil SFC dan MPt Data Hasil SFC dan MPt Data Hasil SFC dan MPt Data hasil selama 6 jam triplo (X1, X2, X3 ), Data hasil selama 6 jam triplo (X1, X2, X3 ), Data hasil selama 6 jam triplo (X1, X2, X3 ), Data hasil selama 6 jam triplo (X1, X2, X3 ), Formula PS:CNO: 70:30 Formula PS:CNO:PE: 65:30:5 Formula PO:PS:CNO: 55:30:15 Formula PO:PS:CNO: 45:40:15 Data hasil SFC dan MPt bandingkan dengan target. Gambar 13 Diagram alir formula bahan baku untuk proses interesterifikasi enzimatik.

42 31 Gambar 14 Alat dan proses interesterifikasi enzimatik. Karakterisasi Produk Hasil Interesterifikasi Enzimatik Target produk margarin yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah berdasarkan spesifikasi profil SFC dan MPt untuk margarin ritel dan margarin industri. Target tersebut adalah spesifikasi internal produk PT. SMII yang telah diproduksi selama ini. Karakterisasi produk margarin yang dihasilkan dalam interesterifikasi ini diharapkan dapat menggantikan formula produk margarin yang sudah ada sekarang dan sebagai referensi apabila ditingkatkan menjadi proses interesterifikasi dalam skala industri. Tabel 3 berikut adalah karakterisi target margarin ritel dan margarin industri. Tabel 3 Karakterisasi SFC dan MPT target margarin ritel dan industri Parameter Target ritel Target industri Minimum Maksimum Minimum Maksimum SFC 10 o C (%) SFC 20 o C (%) SFC 30 o C (%) SFC 40 o C (%) MPt ( o C)

43 32 Pengamatan Solid Fat Content (SFC) Metoda analisis untuk SFC adalah dengan acuan dari IUPAC Dipanaskan ± 60 ml contoh lemak atau minyak dalam beaker glass 100 ml sampai mencair sempurna dan homogen, bila perlu disaring dengan Whatman No.41. Contoh lemak atau minyak tersebut dimasukkan kedalam 4 buah tabung SFC yang bersih dan kering menggunakan pipet tetes sampai 1/4 dari volume tabung SFC tersebut. Tempatkan keempat tabung SFC yang sudah berisi contoh lemak atau minyak tersebut didalam dry bath suhu 70 o C selama 15 menit. Setelah itu lalu dipindahkan keempat tabung SFC tersebut kedalam water bath 0 o C selama 60 menit. Setelah 60 menit kemudian dipindahkan keempat tabung SFC tersebut ke masing-masing water bath pada dengan suhu 10 o C, 20 o C, 30 o C dan 40 o C selama 30 menit. Setelah 30 menit tabung SFC siap untuk dianalisis dengan NMR. Titik leleh/slip Melting Point (MPt) Metoda analisis untuk MPt adalah dengan memakai acuan dari Meadow Lea Foods Australia & AOCS (4 th Ed) Cc Contoh dilelehkan dan disaring dengan Whatman no 41 untuk menghilangkan kotoran dan uap air. Pipa kapiler dicelupkan 3 buah kedalam contoh sehingga tinggi contoh dalam pipa kapiler terisi ± 10 mm. Pipa kapiler didinginkan yang telah terisi contoh dengan seketika, dengan memegang ujung pipa kapiler yang berisi contoh didekankan terhadap sepotong es sehingga contoh menjadi padat, kemudian pipa kapiler ditempatkan didalam lemari es (Freezer) pada suhu - 4 C - 0 C selama 1 jam, atau dilemari es pada suhu 4-10 C selama 16 jam. Pipa kapiler yang berisi contoh yang sudah dibekukan diikat pada thermometer sehingga dasar pipa kapiler yang berisi contoh sejajar dengan bagian bawah termometer, lalu dimasukan kedalam beaker gelas ukuran 500 ml yang berisi air aqudes ± 400 ml, pipa kapiler kemudian diatur hingga mencapai ¾ pipa kapiler terendam. Suhu awal air diatur pada 8 o C - 10 o C dibawah titik leleh contoh. Dilakukan pengadukan dengan plate stirer bar secara perlahan-lahan sambil dipanaskan sehingga kenaikan suhu air 1 o C/menit. Pemanasan dilanjutkan sampai contoh pada tiap-tiap tabung naik ± 2 cm dari dasar tabung pipa kapiler, dan pada saat kenaikan suhu tersebut dicatat disetiap tabung.

44 33 Hitung kenaikan rata-rata suhu disetiap pipa kapiler dan hasil yang diperoleh adalah sebagai titik leleh (slip Melting Point/MPt). Asam Lemak Bebas /Free Fatty Acid (FFA) Metoda analisis untuk FFA adalah dengan memakai acuan dari AOCS (4 th Ed) Ca 5a 40. Sebelum ditimbang contoh harus dalam keadaan cair serta homogen dan tidak boleh dipanaskan lebih dari 10 o C diatas titik lelehnya. Contoh ditimbang dengan teliti kemudian dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250 ml, lalu ditambahkan alkohol netral yang sudah dipanaskan pada suhu 60 o C, dikocok sampai semua larut dan homogen. Contoh kemudian dititrasi dengan NaOH 0.1 N menggunakan indikator PP hingga timbul warna merah muda yang stabil selama 30 detik. Perhitungan : ml NaOH x N NaOH x BM Asam lemak bebas FFA (%) = Berat contoh (g) Bilangan Peroksida/Peroxide Value (PV) Metoda analisis untuk bilangan peroksida (PV) memakai acuan dari AOCS (4 th Ed) Cd Contoh ditimbang dengan teliti sebanyak 5 gram kedalam erlenmeyer 250 ml tutup asa. Kemudian ditambahkan 30 ml larutan campuran antara asam asetat : kloroform 1:3, kemudian dikocok sampai contoh larut dengan sempurna. Kemudian ditambahkan 0.5 ml KI jenuh lalu disimpan selama 1 menit dalam tempat yang gelap sambil sekali-kali dikocok. Contoh dikeluarkan dari tempat gelap dan ditambahkan 30 ml aquades. Kemudian dititrasi dengan larutan standard Natrium Thiosulfat 0.01 N sampai warna kuning muda dan lalu ditambah 0.5 ml larutan kanji 1%, kemudian dilanjutkan titrasi sampai warna biru hilang. Penetapan blanko dilakukan. Perhitungan : Peroxide Value (meq/kg) = ( ml contoh - ml blanko) x Normalitas Na-Thiosulfatx1000 Berat contoh (g) Bilangan Iodida/Iodine Value (IV) Metoda analisis untuk Bilangan Iodida (IV) memakai acuan dari AOCS (4 th Ed) Cd 1b-87. Contoh dipanaskan jika masih berupa padatan dan tidak boleh dipanaskan melebihi 10 o C diatas titik leleh contoh, kemudian disaring untuk menghilangkan kotoran-kotoran dan uap air. Contoh ditimbang dengan teliti kedalam erlenmeyer asah lalu ditambahkan Cyclohexan 20 ml dan larutan Wij s 25 ml, kemudian dikocok hingga larut sempurna. Erlenmeyer

45 34 berisi contoh tersebut disimpan ditempat yang gelap selama 30 menit pada suhu kamar. Setelah itu erlenmeyer dikeluarkan dan ditambahkan 10 ml larutan KI 10% serta 100 ml aquades, kemudian dititrasi dengan larutan Na 2 S 2 O N sampai terjadi perubahan warna dari biru tua menjadi kuning muda, lalu ditambahkan 1 ml indikator kanji, titrasi dilanjutkan sampai warna biru hilang. Penetapan blanko dilakukan. Perhitungan: ( ml blanko-ml contoh ) x Normalitas Na 2S 2O 3 x Iodine Value = Berat contoh (g) Warna/Color (by Lovibond) Metoda analisis untuk warna memakai acuan dari AOCS (4 th Ed) Cc 13b 45. Contoh minyak dan lemak dipanaskan pada suhu 70 o C sebanyak ± 100 gr didalam beaker gelas ukuran 200 ml, apabila contoh produk adalah margarin, setelah dipanaskan pada suhu 70 o C kemudian air dipisahkan. Contoh dianalisis dengan menuangkan kedalam kuvet ukuran 51/4. Kuvet dimasukan ketempat yang tersedia dalam alat colorimeter, kemudian ditutup dengan sampai rapat. Pengamatan dilakukan pada lensa colorimeter yaitu terdapat dua bagian warna, bagian sebelah kiri adalah warna contoh dan bagian sebelah kanan adalah warna standard. Warna dari contoh dan standard dibandingkan yaitu dengan cara mengatur skala warna standar yang ada pada alat, sampai didapat warna sebelah kanan yaitu standard sama dengan warna sebelah kiri yaitu contoh. Kadar Air Metoda analisis untuk kadar air memakai acuan dari Meadow Lea Foods Australia & AOCS (4 th Ed) Ca 2b -38. Contoh ditimbang dengan teliti 5-20 gr, dimasukkan kedalam Aluminium cup yang telah diketahui bobot tetapnya. Aluminium cup dipanaskan diatas api, kemudian perlahan-lahan diamati untuk menghindari percikan minyak terbuang. Akhir analisis ditandai dengan hilangnya bunyi gemercik dan busa tidak terbentuk pada contoh. Pemanasan contoh selama analisis berlangsung tidak boleh melebihi suhu 130 o C kecuali pada akhir analisis. Pemanasan dihentikan pada saat mulai terbentuk asap. Aluminum cup didinginkan pada suhu ruang atau dalam desikator dan kemudian timbang bobot tetap.

46 Perhitungan: Kadar air dan Volatile Matter (%) = ( A - B ) x 100 Berat contoh (g) Keterangan : A = Berat contoh + beaker glass sebelum pemanasan (g), B = Berat contoh + beaker glass setelah pemanasan (g) 35 Profil Asam Lemak/Fatty Acid Methyl Esters (FAME) Analisis untuk profil asam lemak adalah dengan alat Kromatografi Gas dengan metoda Fatty Acid Methyl Esters/FAME by Gas Chromatography/GC dan menggunakan acuan PORIM Contoh dipanaskan sampai homogen lalu disaring dengan Whatman 41, kemudian contoh ditimbang dengan teliti sebanyak 0.2 gr kedalam labu jantung 25 ml dan ditambahkan n-heptan 5 ml lalu dikocok sampai larut dengan sempurna. Contoh ditambahkan larutan KOH 2N dalam Metanol lalu dikocok sampai larut dan homogen kemudian didiamkan selama 30 menit. Contoh membentuk dua lapisan, lapisan atas diambil 1 microliter lalu disuntik kedalam injector GC. Gas pembawa adalah gas Helium dan gas udara tekan dan gas hidrogen sebagai sumber nyala pembakar pada detector FID (Flame Ionisation Detector). Kolom yang dipergunakan adalah tipe HP88 [88% (cyanopropyl)aryl polysiloxane] dan panjang kolom 60 meter. Perhitungan asam lemaknya adalah berdasarkan persen area. Standar internal yang dipergunakan adalah RBDPO dan RBDCNO murni produksi PT.SMII. Polarisasi Bentuk kristal lemak dianalisis dengan menggunakan mikroskop polarisasi, analisis dilakukan dengan mengambil kristal lemak yang sudah terbentuk dan kemudian dioleskan diatas gelas preparat dan ditutup gelas kaca objek. Analisis dilakukan dibawah mikroskop polarisasi dengan perbesaran 200x atau 400x dan bidang pandang yang terlihat di ambil foto dan diukur besar diameter kristalnya. Gambar kristal yang diambil harus yang representatif dan tidak menumpuk supaya dapat dilakukan pengukuran besaran kristalnya. Dilakukan pengulangan dalam sepuluh kali bidang pandang untuk medapatkan nilai rata-rata diameter kristalnya. Organoleptik (Metode Internal PT. SMII) Organoleptik untuk uji kualitas minyak dan lemak adalah Penampilan (Appearance), Warna (Color), Odor/flavor (Odour) dan Rasa (Taste).

47 HASIL DAN PEMBAHASAN 36 Penentuan Konsentrasi Enzim dan Waktu Optimum Interesterifikasi Sebelum melakukan enzim interesterifikasi terlebih dahulu dilakukan penanganan khusus enzim yaitu dilakukan proses persiapan enzim seperti deaerasi dan pengeringan. Deaerasi dilakukan untuk menghilangkan kadar udara yang terdapat dalam poros silica yang terperangkap pada saat proses pembuatan enzim dan udar ini harus dihilangkan supaya aktivitas partikel enzim bekerja optimal. Pengeringan harus dilakukan untuk menghindari terjadi hidrolisis selama proses enzimatik yang berakibat naiknya kadar asam lemak bebas dalam produk (Novozymes 2007). Setelah selesai perlakuan deaerasi dan pengeringan dilakukan analisis asam lemak bebas (FFA) dan kadar air diperoleh sebagai berikut : FFA Palm Olein setelah dilakukan deareasi meningkat dari 0.05% menjadi % dan FFA lemak setelah pengeringan meningkat dari 0.05% menjadi % dan kadar air dari 0.05% menjadi %. Dalam penelitian ini dilakukan proses deaerasi dan pengeringan enzim sesuai dengan spesifikasi enzim tersebut, sehingga reaksi dan hasil yang diperoleh selama penelitian ini adalah baik dan sesuai dengan reaksi interesterifikasi. Penanganan terhadap bahan baku minyak dan lemak juga terlebih dahulu dilakukan yaitu analisis karakteristik profil SFC dan kualitas fisiko kimia bahan baku. Hal tersebut dilakukan untuk melihat efektifitas reaksi dan pengaruh perbedaan konsentrasi enzim selama proses enzim interesterifikasi. Analisis untuk mengukur keberhasilan proses dalam penentuan konsentrasi enzim disetiap proses interesterifikasi adalah dengan melihat hasil analisis profil SFC produk yang dihasilkan. Dalam setiap proses interesterifikasi selain parameter konsentrasi juga harus dilakukan proses penentuan untuk parameter waktu reaksi optimum. Parameter ini akan sangat berperan terutama untuk melihat keberhasilan proses terutama untuk efisiensi dan efektifnya suatu reaksi. Parameter lainnya seperti suhu selama proses harus diikuti sesuai yang telah ditentukan oleh produsen enzim berdasarkan karakteristik dan spesifikasinya. Parameter suhu selama proses harus dijaga sesuai dengan spesifikasi, agar hasil yang diharapkan benar-benar sesuai dengan harapan atau target yang telah

48 37 ditentukan. Suhu selama proses adalah rata-rata suhu 70 o C, minum 65 o C dan maksimum 75 o C. Tabel 4 berikut adalah karakteristik bahan baku yang dipakai dalam proses deaerasi, pengeringan dan penetuan konsentrasi dan reaksi optimum interesterifikasi. Tabel 4 Karakteristik bahan baku untuk penentuan konsentrasi enzim dan waktu optimum Parameter PS PE CNO PS:CNO:70:30 SFC 10 o C SFC 20 o C SFC 30 o C SFC 40 o C MPt ( o C) FFA (%) Warna Lov 51/4 2.2 R R 1.4 R Iodine Value PV (meq/kg) Kadar Air (%) Penentuan Konsentrasi Enzim Metode yang dilakukan dalam proses penentuan konsentrasi enzim dalam penelitian ini adalah dengan merancang dua macam konsentrasi enzim yaitu 5.15% dan 8.16% pada suhu 70 o C (Tabel 5 dan Tabel 6). Proses interesterifikasi dilakukan 3 (tiga) kali pengulangan dalam setiap konsentrasi. Pengambilan contoh pertama adalah 6 jam setelah reaksi, kemudian pengambilan berikutnya adalah setiap 3 jam dan dengan pengambilan contoh secara continue selama 24 jam reaksi. Tabel 5 Hasil rata-rata SFC dan analisis fisiko kimia perlakuan X 1, X 2, X 3 dan konsentrasi enzim 5.15% lemak PS:CNO:70:30 Waktu reaksi interesterifikasi enzim 5.15% Parameter 6 Jam 9 Jam 12 Jam 15 Jam 18 Jam 21 Jam 24 Jam SFC 10 0 C (%) SFC 20 0 C (%) SFC 30 0 C (%) SFC 40 0 C (%) Mpt ( 0 C) FFA (%) Warna Lov 51/ R PV (meq/kg) Kadar Air (%)

49 Tabel 6 Hasil rata-rata SFC dan analisis fisikokimia perlakuan X 1, X 2, X 3 dan konsentrasi enzim 8.16% lemak PS:CNO:70:30 38 Waktu reaksi interesterifikasi enzim 8.16% Parameter 6 Jam 9 Jam 12 Jam 15 Jam 18 Jam 21 Jam 24 Jam SFC 10 0 C (%) SFC 20 0 C (%) SFC 30 0 C (%) SFC 40 0 C (%) Mpt ( 0 C) FFA (%) Warna Lov 51/ R PV (meq/kg) Kadar Air (%) Berdasarkan hasil analisis dari profil SFC, fisikokimia lemak sesudah proses interesterifikasi pada Tabel 5 dan Tabel 6, maka dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa hasil profil SFC dengan konsentrasi enzim 5.15 % apabila dibandingkan dengan konsentrasi enzim 8.16 % selama reaksi 24 jam adalah tidak ada perbedaan yang signifikan, hal ini dapat dilihat dalam Gambar 15 dan data pada Tabel 7. Efektifitas dan optimum pemakaian konsentrasi enzim untuk proses interesterifikasi enzimatik dapat diperoleh berdasarkan data hasil penentuan konsentrasi ini. Keberhasilan yang diperoleh dalam penentuan konsentrasi enzim ini sangat menentukan proses penelitian berikutnya, karena konsentrasi ini akan dipakai sebagai pedoman untuk proses interesterifikasi enzimatik selanjutnya Konsentrasi enzim 5.15 % Konsentrasi enzim 8.16 % S F C (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C Gambar 15 Grafik penentuan konsentrasi enzim interesterifikasi.

50 Tabel 7 Hasil rata-rata profil SFC 5.15 % dan 8.16 % 39 SFC Konsentrasi enzim 5.15 % Konsentrasi enzim 8.16 % 10 C (%) C (%) C (%) C (%) Penentuan Waktu Reaksi Optimum Waktu optimum adalah salah satu parameter yang harus diperhitungkan dalam proses interesterifikasi enzimatik, sebab dengan mengetahui waktu optimum suatu reaksi akan dapat memperoleh hasil produk yang sesuai dengan target serta proses dapat berlangsung secara efektif dan efisien. Dalam penelitian ini untuk mengetahui karakteristik enzim terhadap waktu optimum juga sangat penting untuk ditentukan terlebih dahulu dalam setiap proses interesterifikasi, karena dengan diketahuinya waktu reaksi yang optimum akan dapat menghemat waktu sehingga akan menghemat biaya proses. Data yang dipakai untuk menentukan waktu optimum reaksi adalah sama dengan data dalam proses penentuan konsentrasi enzim yaitu dengan konsentrasi enzim 5.15% pada Tabel 5 dan konsentrasi enzim 8.16 % pada Tabel 6 diatas. Berdasarkan evaluasi data hasil analisis profil SFC selama 24 jam proses interesterifikasi enzimatik, maka dapat diambil kesimpulan bahwa waktu optimum reaksi interesterifikasi adalah 6 (enam) jam. Kesimpulan diambil berdasarkan data hasil analisis profil SFC setelah reaksi 6 jam dan kemudian dibandingkan dengan profil SFC setelah selesai reaksi 24 jam, hasil profil SFC tidak mempunyai perbedaan yang signifikan. Waktu reaksi optimum proses interesterifikasi enzimatik adalah 6 jam. Dengan didapatkannya konsentrasi dan waktu reaksi yang optimum dalam penelitian ini maka untuk penelitian mencari formula bahan baku selanjutnya ditetapkan bahwa untuk konsentrasi enzim yang digunakan adalah minimum 5.15% dan maksimum 6 % dan waktu reaksi ditetapkan proses interesterifikasi enzimatik maksimum 6 (enam) jam. Gambar 16 dan data Tabel 8 berikut adalah penentuan waktu reaksi optimum interesterifikasi.

51 40 S F C (%) jam konsentrasi 5.15 % 24 jam konsentrasi 5.15 % 6 jam konsentrasi 8.16 % 24 jam konsentrasi 8.16 % 10 C 20 C 30 C 40 C Suhu Deg. C Gambar 16 Grafik penentuan waktu reaksi optimum interesterifikasi. Tabel 8 Data SFC penentuan waktu reaksi optimum interesterifikasi SFC 6 jam konsentrasi 5.15 % 24 jam konsentrasi 5.15 % 6 jam konsentrasi 8.16 % 24 jam konsentrasi 8.16 % 10 0 C (%) C (%) C (%) C (%) Penentuan Formula Bahan Baku untuk Proses Interesterifikasi Tahap penentuan formula bahan baku adalah tahap yang paling utama dalam penelitian ini karena lemak hasil interesterifikasi enzimatik ini akan digunakan sebagai bahan baku untuk proses produksi margarin bebas trans, sesuai dengan tujuan penelitian ini. Dalam mencari formula bahan baku yang telah dilaksanakan seperti metode dalam penelitan ini, maka ditetapkan 4 (empat) formula yang dipilih yang mempunyai karakteristik dan sifat fiskokimianya mirip dengan karakteristik dan sifat fisikokimia target margarin. Untuk mengetahui kualitas bahan baku maka sebelum dilakukan pencampuran untuk formula, maka terlebih dahulu dilakukan karakterisasi dan analisis fisikokimia untuk masing-masing bahan baku minyak dan lemak. Tabel 9 berikut adalah analisis profil SFC dan analisis fisikokimia bahan baku.

52 Tabel 9 Profil SFC dan sifat fisikokimia bahan baku PO,PS, PE dan CNO 41 Parameter PO PS PE CNO SFC 10 o C SFC 20 o C SFC 30 o C SFC 40 o C MPt ( o C) FFA (%) Warna R Iodine Value PV (meq/kg) Kadar Air (%) Bahan baku formula yang telah ditetapkan sebelum dilakukan proses interesterifikasi enzimatik, juga harus diketahui karakteristik dan analisis fisikokimia masing-masing formula, gunanya untuk data penunjang dalam mengevaluasi perbandingan hasil sebelum dan sesudah proses interesterifikasi selesai dilaksanakan. Perubahan yang terjadi pada setiap formula dalam proses interesterifikasi enzimatik akan memberikan gambaran apakah enzim dapat berjalan sesuai dengan spesifikasi atau target yang diinginkan. Tabel 10 berikut adalah profil SFC dan analisis fisikokimia masing-masing formula sebelum dilakukan interesterifikasi enzimatik. Tabel 10 Profil SFC dan sifat fisikokimia formula bahan baku Parameter PS:CNO: 70:30 PS:CNO:PE: 65:30:5 PO:PS:CNO: 55:30:15 PO:PS:CNO: 45:40:15 SFC 10 o C SFC 20 o C SFC 30 o C SFC 40 o C MPt ( o C) FFA (%) Warna R Iodine Value PV (meq/kg) Kadar Air (%) Proses penelitian interesterifikasi enzimatik ini akan menggunakan 4 (empat) macam formula bahan baku sebagai substrat dan dengan memakai enzim lipase yang telah melalui tahapan persiapan (seperti dalam proses

53 42 persiapan enzim deaerasi dan pengeringan), dan hasil prosesnya adalah sebagai berikut: Hasil Proses Interesterifikasi Enzimatik dengan formula PS:CNO:70:30 Bahan baku formula untuk interesterifikasi ini adalah terdiri dari dua macam bahan baku, akan tetapi dari segi harga minyak dan lemak formula ini cukup mahal terutama disebakan kandungan CNO yang relatif tinggi akan tetapi dari segi persiapan bahan baku akan lebih sederhana. Berdasarkan evaluasi hasil analisis profil SFC interesterifikasi bahwa profil SFC formula bahan baku PS:CNO:70:30 tidak dapat memenuhi target ritel dan industri yang telah ditentukan. Hasil profil SFC dengan 3 jam reaksi maupun dengan 6 jam reaksi interesterifikasi masih jauh dari target. Untuk formula bahan baku ini diharapkan dapat juga digunakan untuk bahan baku produk yang menggunakan spesifikasi profil SFC yang lebih tinggi atau sebagai campuran bahan baku untuk formula margarin dengan spesifikasi khusus sesuai dengan permintaan pelanggan. Gambar 17 berikut adalah proses interesterifikasi enzimatik dengan formula PS:CNO:70:30 dan datanya pada Lampiran Target minimum ritel Target maksimum ritel 3 jam 6 jam Target minimum industri target maksimum industri 3 jam 6 jam SFC (%) SFC (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C 0 10 C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C (a) (b) Gambar 17 Grafik SFC interesterifikasi formula PS:CNO:70:30, (a) target ritel dan (b) target industri.

54 43 Hasil Proses Interesterifikasi Enzimatik dengan formula PS:CNO:PE:65:30:5 Bahan baku untuk formula ini jenis minyaknya lebih banyak dari fomula no.1 dan relatif lebih mahal apabila dibandingkan dengan formulasi no.1 karena selain harga PE yang mahal dari bahan baku PO dan PS. Hasil proses interesterifikasi enzimatik yang diperolah setelah dilakukan evaluasi dan analisis profil SFC dan MPt terhadap formula ini adalah belum dapat memenuhi target SFC ritel maupun industri, terutama profil SFC pada suhu 10 o C dan suhu 20 o C, akan tetapi formula ini juga dapat digunakan sebagai campuran bahan baku (reformulasi). Gambar 18 berikut adalah proses interesterifikasi enzimatik dengan formula PS:CNO:PE:65:30:5 dan datanya pada Lampiran Target minimum ritel Target maksimum ritel 3 jam 6 jam 70 Target minimum industri target maksimum industri 3 jam 6 jam SFC (%) 40 SFC (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C 0 10 C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C (a) (b) Gambar 18 Grafik SFC interesterifikasi formula PS:CNO:PE:65:30:5, (a) target ritel dan (b) target industri. Hasil Proses Interesterifikasi Enzimatik dengan formula PO:PS:CNO:55:30:15 Pada penelitian dengan formula bahan baku ini dihasilkan suatu profil SFC dan MPt yang sesuai dengan target margarin ritel. Berdasarkan data yang diperoleh bahwa reaksi interesterifikasi sangat efektif dan efisen hal ini juga dapat dilihat dari hasil analisis SFC dan MPt. Lama reaksi interesterifikasi

55 44 adalah 3 jam. Formula bahan baku yang dipergunakan juga sangat mendukung keberhasilan interesterifikasi ini. Dari segi biaya dan pengadaan bahan baku lebih baik karena persentasi CNO dalam formulasi ini relatif kecil dibanding dengan formula no.1 dan formula no.2. Gambar 19 berikut adalah proses interesterifikasi enzimatik dengan formula PO:PS:CNO:55:30:15 dan datanya pada Lampiran Target mininimum ritel Target maksimum ritel 3 jam 6 jam Target minimum industri target maksimum industri 3 jam 6 jam S F C (%) S F C (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C 0 10 C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C (a) (b) Gambar 19 Grafik SFC interesterifikasi formula PO:PS:CNO:55:30:15, (a) target ritel dan (b) target industri. Hasil Proses Interesterifikasi Enzimatik dengan Formula PO:PS:CNO:45:40:15 Berdasarkan data hasil profil SFC dan MPt interesterifikasi enzimatik dengan formula bahan baku PO:PS:CNO:45:40:15 ini dapat memenuhi target margarin industri dengan proses selama 3 jam reaksi. Dari segi biaya bahan baku yang digunakan dalam formula ini adalah relatif lebih murah bila dibandingkan dengan formula no.3. Hasil interesterifikasi enzimatik untuk formula no.3 dan formula no.4 adalah hampir sama dan dari segi biaya bahan baku tidak jauh berbeda. Dari kedua formula yang telah memenuhii target ritel dan industri maka penelitian ini diharapkan dapat ditingkatkan menjadi slaka industri. Gambar 20 berikut adalah

56 45 proses interesterifikasi enzimatik dengan formula PO:PS:CNO:45:40:15 dan datanya pada Lampiran Target minimum ritel Target m aksim um ritel 3 jam 6 jam Target mininimum industri target m aksim um industri 3 jam 6 jam SFC (%) SFC (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C 0 10 C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C (a) (b) Gambar 20 Grafik SFC interesterifikasi formula PO:PS:CNO:45:40:15, (a) target ritel dan (b) target industri. Data hasil analisis untuk MPt dari seluruh formula adalah memenuhi target ritel dan industri. Gambar 21 berikut adalah grafik MPt seluruh formula dan datanya pada Lampiran 4. Suhu deg.c A B C D Formula Target minimum ritel Target maksimum ritel Target mininimum industri target maksimum industri 3 jam 6 jam Gambar 21 Grafik data MPt formula (A) PO:CNO:70:30, (B) PO:CNO:PE:65:30:5, (C) PO:PS:CNO:55:30:15 dan (D) PO:PS:CNO:45:40:15.

57 46 Hasil Interesterifikasi yang Memenuhi Target Dari keempat formula bahan baku yang diproses secara interesterifikasi enzimatik maka diperoleh dua formula yang berhasil memenuhi target untuk ritel dan industri berdasarkan profil SFC dan MPt yaitu: 1. Formula PO:PS:CNO:55:30:15 untuk target margarin ritel. 2. Formula PO:PS:CNO:45:40:15 untuk target margarin industri. Berikut adalah gambar dan data untuk formula PO:PS:CNO:55:30:15 untuk target margarin ritel. Dalam grafik SFC awal formula PO:PS:CNO:55:30:15 pada suhu 40 o C lebih tinggi dari target dan kurvanya landai dan setelah interesterifikasi SFC masuk target dan kurvanya tajam (Gambar 22 dan Tabel 11), sedangkan formula PO:PS:CNO:45:40:15 kurvanya tajam setelah interesterifikasi (Gambar 23 dan Tabel 12). 70 S F C (%) Target mininimum ritel Target maksimum ritel aw al 3 jam C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C Gambar 22 Grafik data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin ritel dengan bahan baku (PO:PS:CNO:55:30:15) selama reaksi 3 jam. Tabel 11 Data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin ritel dengan bahan baku (PO:PS:CNO:55:30:15) selama reaksi 3 jam Target Target SFC/MPt mininimum maksimum awal 3 jam ritel ritel 10 C C C C MPt C

58 47 Berikut adalah Gambar 23 dan Tabel 12 hasil interesterifikasi enzimatik untuk formula PO:PS:CNO:45:40:15 yang memenuhi target margarin industri Target mininimum industri target maksimum industri Awal 3 jam SFC (%) C 20 C 30 C 40 C Suhu deg. C Gambar 23 Grafik data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin industri dengan bahan baku PO:PS:CNO:45:40:15 selama reaksi 3 jam. Tabel 12 Data SFC hasil interesterifikasi yang memenuhi target margarin industri dengan bahan baku PO:PS:CNO:45:40:15 selama reaksi 3 jam SFC/MPt Target mininimum industri target maksimum industri Awal 3 jam 10 C C C C Mpt C Pada proses interesterifikasi parameter suhu harus dijaga dan dilaksanakan dengan tepat, karena keberhasilan suatu reaksi interesterifikasi enzimatik dipengaruhi oleh suhu. Selama proses interesterifikasi suhu harus stabil dan harus sesuai dengan spesifikasi. Apabila suhu dibawah spesifikasi minimum maka reaksi akan lambat dan membutuhkan waktu yang lama sehingga proses tidak efektif dan efisien, dan apabila suhu melampaui batas maksimum maka enzim akan mengalami degradasi dan tidak akan terjadi

59 48 reaksi interesterifikasi. Dalam penelitian ini untuk menjaga kondisi suhu yang stabil maka dilakukan pengukuran suhu setiap jam selama reaksi berlangsung secara manual dan hasilnya adalah diantara o C dan rata-rata 70 o C dan spesifikasi suhu o C (Novozymes 2007). Hasil produk bahan baku interesterifikasi enzimatik secara analisis kualitas kimia tidak mengalami perubahan, warna, bilangan peroksida, bilangan iodida dan kadar air akan tetapi kadar FFA meningkat, hal tersebut terbuki didalam penelitian ini sesuai dengan referensi yang telah direkomendasikan oleh produsen enzim (Anonim 2007a). Peningkatan kadar FFA ini disebabkan karena terjadi hidrolisis oleh kandungan air yang masih ada atau proses yang masih konvensional dan karena tidak diinjeksi gas Nitrogen sehingga udara luar masih bisa masuk pada saat pengambilan contoh maupun selama reaksi enzim berlangsung karena tidak dilengkapi peralatan sistim vakum. Minyak dan lemak hasil interesterifikasi ini dapat digunakan sebagai bahan baku dalam produksi margarin, dan sebelum minyak dan lemak ini digunakan sebagai bahan baku harus terlebih dahulu dilakukan proses pemurnian yaitu netralisasi, washed, bleached dan deodorisasi (Lampiran 2). Kualitas warna, PV dan IV selama proses interesterifikasi tidak mengalami perubahan. Proses ini dilakukan karena kandungan FFA % setelah selesai proses intereseterifikasi enzimatik. Tabel 13 berikut hasil interesterifikasi pengambilan contoh 3 dan 6 jam formula PO:PS:CNO:55:3015 selama 6 jam. Tabel 13 Hasil interesterifikasi formula PO:PS:CNO:55:30:15 perlakuan X 1, X 2, X 3 suhu 70 0 C, konsentrasi enzim 5.55 % selama 6 jam Perlakuan waktu 3 jam Perlakuan waktu 6 jam Parameter X 1 X 2 X 3 Rata-rata X 1 X 2 X 3 Rata-rata SFC 10 0 C (%) SFC 20 0 C (%) SFC 30 0 C (%) SFC 40 0 C (%) Mpt ( 0 C ) FFA (%) Iodine Value (IV) Warna Lov 51/4" R R PV (meq/kg) Kadar Air (%)

60 49 Polarisasi Bentuk Kristal Bentuk fisik produk sebelum dan sesudah interesterifikasi adalah padatan dan sedikit ada cairan dan kristal yang dianalisis adalah kristal yang terbentuk secara alami tanpa melalui pendinginan yang khusus, sehingga bentuk kristal adalah bentuk alpa dan beta. Kristal tersebut kemudian dilihat dibawah mikroskop polarisasi untuk mengetahui apakah ada sifat berbirefringence dari minyak yang telah melaui proses interesterifikasi. Gejala birefringence adalah gejala perubahan intensitas/kekuatan warna yang disebabkan karena perbedaan sumber cahaya dengan dua gelombang atau energi yang berbeda yang diterima oleh material tersebut. Mikroskop polarisasi ini yang menjadi dasar pengenalan jenis kristal adalah berdasarkan daya pantulan sinar yang biasanya disebut polarisasi. Dengan cara pantul silang dua polarisator akan saling membentuk sudut 90 derajat. Pengamatan yang akan dilihat dari hasil silang dua sumber cahaya tersebut adalah perpendaran cahaya yang berwarna dengan latar belakang lapangan pandang mikroskop yang gelap dengan warna merah jambu, hingga kristal tersebut tampak lebih jelas. Kristal tersebut akan mengalami birefringence, sehingga dikenal istilah birefringence positif dan birefringence negatif. Dalam penelitian ini untuk membedakan kristal birefringene produk lemak yang sudah mengalami interesterifikasi sangat sulit dibedakan karena warna yang timbul pada saat polarisasi sangat mirip, sehingga perlu dilakukan penelitian yang khusus untuk dapat mengidentifikasi kristal spesifik lemak yang mengalami enzim interesterifikasi. Ukuran droplet kristal gejala birefringence juga sangat bervariasi Polarisasi ini adalah sebagai bagian dari karakteristik lemak setelah mengalami proses interesterifikasi. Kristal yang terbentuk akan dilihat berdasarkan ukuran kristal, ukuran besar kecil kristal diharapkan bisa dilihat dari besar atau panjang ikatan karbon pembentuk suatu lemak. Makin panjang rantai ikantan carbon makin besar kristalnya (Narine et al. 1998). Berdasarkan data ukuran hasil polarisasi kristal lemak dalam 10 (sepuluh) bidang pandang untuk formula PO:PS:CNO:55:30:15 diperoleh ukuran kristal 1.2 mikron. Gambar 24 berikut adalah polarisasi kristal lemak hasil interesterifikasi enzimatik.

61 50 Gambar 24 Polarisasi kristal hasil interesterifikasi formula PO:PS:CNO:55:30:15 pada 200x perbesaran Profil Asam Lemak Hasil analisis profil asam lemak untuk formula sebelum dan sesudah proses interesterifikasi enzimatik adalah sama tidak ada perubahan yang signifikan, karena dalam proses interesterifikasi enzimatik yang berlangsung hanya perubahan pertukaran posisi dari asam lemak secara teratur pada posisi 1-3n didalam struktur trigliserida. Berdasarkan data tersebut proses interesterifikasi enzimatik hanya melakukan penggantian asam lemak pada posisi 1-3n untuk dapat menghasilkan bahan baku bebas asam lemak trans. Data hasil analisis asam lemak hasil proses interesterifikasi enzimatik ini sangat mendukung dalam penelitian yaitu bahwa untuk menghasilkan bahan baku bebas asam lemak trans dapat dilakukan metode ini. Berdasarkan hasil penelitian ini maka parameter untuk proses produksi margarin dapat dilakukan dengan metode ini. Dalam Tabel 14 berikut diperoleh formula sebelum dan sesudah interesterifikasi tidak ada asam lemak trans, sedangkan target margarin ritel dan target margarin industri mengandung asam lemak trans. Tabel 14 Profil asam lemak formula sebelum dan sesudah interesterifikasi dan target Profil Asam PO:PS:CNO:55:30:15 PO:PS:CNO:45:40:15 Formula PT.SMII Lemak Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Target Ritel Target Industri C8: C10: C12: C14: C16: C18: C18:1cis C18:1trans C18: Total