DESAIN REDUKSI KANDUNGAN LOGAM BERAT (Fe, Cu, dan Pb) PADA PEMURNIAN MINYAK KELAPA SAWIT. Oleh DENI SETIAWAN F

Transkripsi

1 DESAIN REDUKSI KANDUNGAN LOGAM BERAT (Fe, Cu, dan Pb) PADA PEMURNIAN MINYAK KELAPA SAWIT Oleh DENI SETIAWAN F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 DESAIN REDUKSI KANDUNGAN LOGAM BERAT (Fe, Cu, dan Pb) PADA PEMURNIAN MINYAK KELAPA SAWIT SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh DENI SETIAWAN F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 Deni Setiawan. F Desain Reduksi Kandungan Logam Berat pada Pemurnian Minyak Kelapa Sawit. Di bawah bimbingan Nastiti Siswi Indrasti. RINGKASAN Minyak kelapa sawit pada kenyataannya mengandung logam berat. Logam berat pada minyak kelapa sawit berasal dari tanah dan kontaminasi mesin saat proses ekstraksi. Kandungan logam berat pada minyak kelapa sawit dapat merugikan kesehatan dan mengakibatkan kerusakan pada produk minyak kelapa sawit. Kandungan logam berat pada minyak kelapa sawit harus memenuhi standar yaitu kandungan besi (Fe) minimal 1,5 mg/kg (SNI ), dan kandungan tembaga (Cu) dan timbal (Pb) minimal 0,1 mg/kg (SNI ). Kandungan logam berat pada minyak kelapa sawit tidak dapat dihilangkan secara keseluruhan tetapi dapat direduksi pada saat proses pemurnian. Proses pemurnian minyak sawit yang sudah dilakukan yaitu degumming, netralisasi, bleaching, dan deodorisasi. Dari proses-proses pemurnian tersebut, proses yang diduga berpengaruh terhadap kandungan logam berat dalam minyak yaitu degumming dan bleaching. Proses degumming menggunakan asam yang berfungsi sebagai pengikat getah dan logam. Proses bleaching menggunakan bentonit yang berfungsi sebagai pengikat pigmen warna dan logam. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kadar asam sitrat dan asam fosfat yang ditambahkan pada proses degumming, serta kadar bentonit yang ditambahkan pada proses bleaching terhadap kandungan logam berat (Fe, Cu, dan Pb) pada minyak kelapa sawit. Faktor-faktor yang dipelajari pada penelitian ini yaitu jenis asam yang ditambahkan saat degumming, banyak asam yang ditambahkan saat degumming, serta banyak bentonit yang ditambahkan saat bleaching. Banyak asam yang ditambahkan saat degumming yaitu 0,05, 0,125 dan 0,2%. Jenis asam yang ditambahkan saat proses degumming yaitu asam sitrat dan asam fosfat. Banyak bentonit yang ditambahkan saat bleaching yaitu 0,8, 1,4, dan 2,0%. Hasil penelitian menunjukkan jenis asam yang digunakan pada saat degumming berpengaruh nyata terhadap kandungan Fe, Cu dan Pb. Sampel minyak yang ditambahkan asam sitrat mempunyai kandungan Fe dan Cu yang lebih kecil dibandingkan sampel minyak yang ditambahkan asam fosfat. Sampel minyak yang ditambahkan asam fosfat mempunyai kandungan Pb yang lebih kecil dibandingkan sampel minyak yang ditambahkan asam sitrat. Asam sitrat lebih efektif dibandingkan asam fosfat terhadap penurunan kandungan Fe dan Cu karena asam sitrat dapat larut dalam minyak sehingga mempunyai peluang yang lebih besar untuk bereaksi dengan logam membentuk kompleks logam. Kandungan Fe pada minyak dengan penambahan asam fosfat antara 0,630 hingga 2,083 mg/kg dengan nilai rata-rata 1,062 mg/kg sedangkan pada minyak yang ditambahkan asam sitrat antara 0,027 hingga 1,308 mg/kg dengan nilai ratarata 0,356 mg/kg. Kandungan Cu pada minyak dengan penambahan asam fosfat berkisar antara 0,058 hingga 0,328 mg/kg dengan nilai rata-rata 0,189 mg/kg

4 sedangkan pada minyak yang ditambahkan asam sitrat berkisar antara 0,032 hingga 0,064 mg/kg dengan nilai rata-rata 0,045 mg/kg. Kandungan timbal pada minyak dengan penambahan asam fosfat antara 0,050 hingga 0,123 mg/kg dengan nilai rata-rata 0,076 mg/kg sedangkan pada minyak yang ditambahkan asam sitrat antara 0,069 hingga 0,158 mg/kg dengan nilai rata-rata 0,112 mg/kg. Banyaknya asam yang ditambahkan pada saat degumming pada taraf 0,05 hingga 0,2% tidak berpengaruh nyata terhadap kandungan Fe, Cu, dan Pb pada sampel. Banyaknya bentonit yang ditambahkan pada saat bleaching pada taraf 0,8 hingga 2,0% tidak berpengaruh nyata terhadap kandungan Fe, Cu, dan Pb pada sampel. Pada taraf tersebut diduga perbedaan banyaknya asam dan bentonit yang ditambahkan terlalu kecil sehingga tidak menunjukkan pengaruh nyata terhadap kandungan Fe, Cu, dan Pb.

5 Deni Setiawan. F Design of Heavy Metals Traces Reduction in Palm Oil Refinery. Under supervision by Nastiti Siswi Indrasti. SUMMARY In the fact, palm oil contains heavy metals. Heavy metals traces in palm oil come from soil and extraction machine contamination. Heavy metals traces in palm oil can be harmful for human health and cause damage to palm oil products. Heavy metals traces must be complied with standard that are minimum contain of iron (Fe) 1.5 mg/kg (SNI ), and minimum contain of copper (Cu) and lead (Pb) 0.1 mg/kg (SNI ). Heavy metals traces in palm oil can not be totally removed but can be reduced by refinery process. Palm oil refinery processes that have been accomplished are degumming, neutralizing, bleaching, and deodorizing. Among those refinery processes, the following processes which have estimated have effect to heavy metals traces in palm oil are degumming and bleaching. Degumming uses acid as gums and metals binder. Bleaching uses bentonite as color pigments and metals adsorbent. The main purposes of this research were to understand the impact of citrate acid contents and phosphoric acid contents (that were be added in degumming process) and bentonite contents (that were added in bleaching process) toward heavy metals traces (Fe, Cu, and Pb) in palm oil. Treatments in this research were acids which were added during degumming, concentrations of acid which were added during degumming, and concentrations of bentonite which were added during bleaching. The acids which were added during degumming, were citric acid and phosphoric acid. The acid concentrations which were added during degumming, were 0.05, 0.125, and 0.2%. The bentonite concentrations which were added during bleaching, were 0.8, 1.4, and 2.0%. The result of this research indicated that kind of acid were added during degumming had significant effect to Fe, Cu and Pb traces in palm oil samples. The palm oil samples which were added by citric acid had less Fe and Cu traces if they were compared to the oil samples which ware added by phosphoric acid. The palm oil samples which were added by phosphoric acid had less Pb traces if they were compared to the oil samples which ware added by citric acid. Citric acid was more effective than phosphoric acid to reduce Fe and Cu traces because citric acid could be soluble in oil. With the result, citric acid had more opportunity to react with metals to produce metal complex. Palm oil samples that were added by phosphoric acid contained iron between to mg/kg with average value mg/kg whereas palm oil samples that were added by citric acid contained iron between to mg/kg with average value mg/kg. Palm oil samples that were added by phosphoric acid contained copper between to mg/kg with average value mg/kg whereas palm oil samples that were added by citric acid contained copper between to mg/kg with average value mg/kg.

6 Palm oil samples that were added by phosphoric acid contained lead between to mg/kg with average value mg/kg whereas palm oil samples that were added by citric acid contained lead between to mg/kg with average value mg/kg. Acid concentrations that were added in degumming at level 0.05% to 0.2% did not give significant effect to Fe, Cu, and Pb traces in the samples. Bentonite concentrations that was added in bleaching at level 0.8% to 2.0% did not give significant effect to Fe, Cu, and Pb traces in the samples. At these concentrations, the range of acid concentrations and bentonite concentrations were too close. Therefore the result did not give significant effect to Fe, Cu, and Pb traces.

7 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN DESAIN REDUKSI KANDUNGAN LOGAM BERAT (Fe, Cu, dan Pb) PADA PEMURNIAN MINYAK KELAPA SAWIT SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh DENI SETIAWAN F Dilahirkan pada tanggal 28 September 1987 Di Cianjur Tanggal Lulus : November 2009 Bogor, November 2009 Menyetujui, Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti Dosen Pembimbing

8 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul Desain Reduksi Kandungan Logam Berat (Fe, Cu, dan Pb) pada Pemurnian Minyak Kelapa Sawit adalah karya asli saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditujukkan rujukannya. Bogor, 28 September 2009 Yang membuat pernyataan, Deni Setiawan F

9 RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis dilahirkan di Cianjur pada tanggal 28 September 1987 sebagai anak pertama dari dua bersaudara pasangan Dedi Jumadi dan Nia Kurniasih. Penulis memulai jenjang pendidikannya di SD Negeri 1 Cibarengkok pada tahun 1993 dan dilanjutkan ke SLTP Negeri 1 Bojongpicung pada tahun 1999, serta SMA Negeri 1 Ciranjang pada tahun Pada tahun 2005, penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Pada tahun 2006, penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Selama menjalani studi di IPB, penulis aktif menjadi pengurus organisasi, yaitu sebagai staf Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia, BEM F pada tahun 2006 dan staf Departemen Industri, Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri pada tahun Pada tahun 2008, penulis melaksanakan kegiatan praktek lapang di Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi BPPT Tangerang dengan judul Mempelajari Aspek Penanganan Limbah Biodiesel di Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi - BPPT PUSPIPTEK Serpong. Sebagai tugas akhir, penulis melakukan penelitian dengan judul skripsi Desain Reduksi Kandungan Logam Berat (Fe, Cu, dan Pb) pada Pemurnian Minyak Kelapa Sawit.

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian serta penyusunan skripsi yang berjudul Reduksi Kandungan Logam Berat (Fe, Cu, dan Pb) pada Pemurnian Minyak Kelapa Sawit. Saat penelitian serta penyusunan skripsi ini, penulis banyak belajar arti penting sebuah keikhlasan, kebersamaan, persahabatan, dan kerja keras. Penulis yakin hal tersebut tidak datang dengan sendirinya, melainkan atas hidayah dan inayah dari Allah SWT untuk menjadikan penulis sebagai muslim lebih baik. Selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karenanya, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrastri selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar memberikan arahan, bimbingan, dan nasehat kepada penulis. 2. Ibunda Nia kurniasih, Ayahanda Dedi Jumadi, Adinda Euis Andini, serta keluarga besar tercinta yang selalu memberikan dukungan dan doa kepada penulis. 3. Bapak Dr. Ono Suparno, STP. MT. dan Bapak Andes Ismayana, STP. MT. selaku Dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis. 4. Angga Yuhistira, S.TP atas saran dan masukannya kepada penulis. 5. Dosen-dosen TIN atas bimbingannya selama masa studi di TIN 6. Seluruh staf dan laboran TIN atas bantuan selama penelitian. 7. Rekan-rekan TIN 42 atas kekeluargaan dan persahabatannya. 8. Serta seluruh pihak yang telah membantu penulis saat penelitian maupun penyusunan skripsi ini. i

11 Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun pembacanya. Bogor, 28 September 2009 Penulis ii

12 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL.. DAFTAR GAMBAR... i iii v vi DAFTAR LAMPIRAN.. vii I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. Minyak Kelapa Sawit... 3 B. Pemurnian Minyak Kelapa Sawit Penghilangan Getah (Degumming) Netralisasi Pemucatan (Bleaching).. 11 C. Logam Berat Besi (Fe) Tembaga (Cu) Timbal (Pb). 17 III. METODOLOGI A. Bahan dan Alat B. Metode Uji Pendahuluan Penelitian Utama C. Rancangan Percobaan. 20 iii

13 Halaman IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Minyak Kelapa Sawit Kasar B. Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit Penghilangan Getah (Degumming) Netralisasi Pemucatan (Bleaching) C. Kandungan Logam Berat Besi (Fe) Tembaga (Cu) Timbal (Pb). 31 D. Aplikasi Perbaikan Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit 33 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA. 37 LAMPIRAN 40 iv

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi Trigliserida dalam Minyak Kelapa Sawit Tabel 2. Komposisi Asam Lemak Trigliserida Penyusun Minyak Kelapa Sawit... 4 Tabel 3. Syarat Mutu Minyak Kelapa Sawit Kasar Menurut SNI Tabel 4. Syarat Mutu Minyak Goreng Menurut SNI Tabel 5. Karakteristik Minyak Kelapa Sawit Kasar yang Digunakan Tabel 6. Perbandingan Asam Sitrat dan Asam Fosfat 33 v

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Halaman Grafik Produksi Minyak Kelapa Sawit Indonesia dan Produsen Lain dari Tahun 2003 sampai Gambar 2. Buah Kelapa Sawit... 3 Gambar 3. Struktur Kimia Beberapa Fosfolipid... 7 Gambar 4. Struktur Molekul Asam Fosfat... 8 Gambar 5. Struktur Molekul Asam Sitrat... 9 Gambar 6. Reaksi Pengkelatan Logam oleh Asam Sitrat... 9 Gambar 7. Reaksi Hidrolisis Trigliserida Gambar 8. Reaksi Penyabunan Asam Lemak Bebas dengan NaOH Gambar 9. Struktur Kimia Beberapa Karoten Gambar 10. Mekanisme Reaksi Oksidasi Minyak Gambar 11. Jalur Cemaran Logam Berat Melalui Rantai Makanan. 14 Gambar 12. Struktur Molekul Besi (III) Sitrat Trihidrat Gambar 13. Struktur Molekul Tembaga Sitrat.. 17 Gambar 14. Diagram Alir Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit. 21 Gambar 15. Grafik Kandungan Besi Setiap Sampel.. 26 Gambar 16. Reaksi Pengkelatan Besi (Fe) oleh Asam Sitrat. 28 Gambar 17. Grafik Kandungan Tembaga Setiap Sampel Gambar 18. Reaksi Pengkelatan Tembaga oleh Asam Sitrat. 31 Gambar 19. Grafik Kandungan Timbal Setiap Sampel vi

16 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Metode Pemurnian Minyak Kelapa Sawit Lampiran 2. Metode Analisis Lampiran 3. Data Rendemen Setiap Proses Pemurnian Lampiran 4. Hasil Pengukuran Logam Berat Lampiran 5. Lampiran 6. Lampiran 7. Lampiran 8. Hasil Analisis Sidik Ragam Rendemen Setiap Proses Pemurnian Hasil Analisis Sidik Ragam Kandungan Logam Berat Setiap Sampel Beberapa Standar Internasional Kandungan Logam Berat pada Minyak Kelapa Sawit Hasil Pengukuran Besi, Tembaga, dan Timbal pada Minyak Goreng Hasil Pemurnian di Industri vii

17 I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kelapa sawit (Elaeis guinneensis) merupakan tanaman penghasil minyak nabati. Minyak nabati yang dihasilkan dari pengolahan buah kelapa sawit berupa minyak kelapa sawit kasar (Crude Palm Oil/CPO) yang berwarna kuning, dan minyak inti kelapa sawit (Crude Palm Kernel Oil/CPKO). Produk CPO dan CPKO banyak digunakan oleh industri pangan yaitu sebagai bahan baku minyak goreng, margarin, dan shortening. Minyak kelapa sawit kasar merupakan komoditas unggulan Indonesia. Pada tahun 2007, Indonesia menempati urutan pertama tingkat produksi minyak kelapa sawit kasar di dunia yaitu 16,7 juta ton setelah melewati tingkat produksi Malaysia yaitu 15,82 juta ton. Produksi minyak kelapa sawit Indonesia cenderung meningkat karena adanya program intensifikasi dan ekstensifikasi perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Perbandingan produksi sawit tersebut dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Grafik Produksi Minyak Kelapa Sawit Indonesia dan Produsen Lain dari Tahun 2003 Sampai 2007 (Malaysian Palm Oil Council, 2008) Minyak kelapa sawit kasar pada kenyataannya mengandung logam berat. Kandungan logam berat tersebut berasal dari tanah (termasuk pupuk dan 1

18 pestisida) dan sisanya berasal dari mesin yang digunakan saat proses ekstraksi. Logam berat dapat menghalangi kerja enzim, mengganggu metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, serta mempunyai sifat karsinogen bagi tubuh manusia. Selain itu, adanya logam berat pada minyak kelapa sawit juga menyebabkan reaksi oksidasi. Kandungan logam berat dalam minyak goreng harus memenuhi standar mutu. Kandungan timbal dan tembaga yang diperbolehkan pada minyak goreng menurut SNI masing-masing maksimal 0,1 mg/kg (Badan Standardisasi Nasional, 2002). Kandungan besi yang diperbolehkan pada minyak goreng menurut SNI maksimal 1,5 mg/kg (Badan Standardisasi Nasional, 1995). Proses pemurnian minyak kelapa sawit yang dilakukan yaitu degumming, netralisasi, bleaching, dan deodorisasi. Proses degumming dilakukan untuk menghilangkan getah dalam minyak tersebut dengan menggunakan asam fosfat. Proses netralisasi dilakukan untuk menghilangkan asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak tersebut. Proses bleaching dilakukan untuk menghilangkan pigmen warna dalam minyak tersebut dengan menggunakan bentonit. Proses deodorisasi dilakukan untuk penghilangan bau pada minyak tersebut. Dari proses-proses pemurnian tersebut, proses yang diduga berpengaruh terhadap kandungan logam berat dalam minyak kelapa sawit yaitu degumming dan bleaching. Proses degumming menggunakan asam yang berfungsi sebagai pengikat getah dan logam. Proses bleaching menggunakan bentonit yang berfungsi sebagai adsorben pigmen warna dan logam. B. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi asam sitrat dan asam fosfat yang ditambahkan pada proses degumming, serta konsentrasi bentonit yang ditambahkan pada proses bleaching terhadap penurunan kandungan logam berat (besi, tembaga, dan timbal) pada minyak kelapa sawit. 2

19 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Minyak Kelapa Sawit Kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak nabati berupa minyak sawit kasar dan minyak inti sawit. CPO dan CPKO banyak digunakan sebagai bahan baku minyak goreng, margarin, dan shortening (Sastrosayono, 2003). Minyak kelapa sawit kasar adalah minyak nabati berwarna jingga kemerah-merahan yang diperoleh dari proses pengempaan (ekstraksi) daging buah tanaman Elaeis guinneensis (Badan Standardisasi Nasional, 2006). Gambar buah kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Buah Kelapa Sawit (Malaysian Palm Oil Council, 2008) Minyak kelapa sawit kasar terdiri dari trigliserida, asam lemak, dan komponen-komponen non minyak. Minyak kelapa sawit mengandung 94 hingga 98% trigliserida (Obrien, 2009). Kandungan asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh penyusun trigliserida minyak sawit mempunyai proporsi yang hampir sama. Asam lemak jenuh pada minyak kelapa sawit terdiri dari asam palmitat (44%) dan asam stearat (4%), sedangkan asam lemak tidak jenuh terdiri dari asam oleat (39%) dan asam linoleat (10%) (Gunstone, 2004). Komponen-komponen non minyak yang terkandung dalam minyak kelapa sawit yaitu karoten, tokoferol, sterol, fosfatida, triterpen, alifatik alkohol, dan logam berat. Dalam minyak kelapa sawit kasar, jumlah 3

20 komponen-komponen tersebut kurang dari 1%. Meskipun jumlahnya sedikit, komponen-komponen tersebut berpengaruh nyata terhadap kestabilan dan kemurnian minyak kelapa sawit (Shahidi, 2005). Minyak kelapa sawit mempunyai kandungan karoten sebanyak 500 hingga 700 ppm, dan vitamin E (tokoferol dan tokotrienol) sebanyak 710 hingga 1140 ppm (Gunstone, 2004). Komposisi trigliserida dan asam lemak pada minyak kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2. Tabel 1. Komposisi trigliserida dalam minyak kelapa sawit Trigliserida Jumlah (%) Tripalmitin 3 5 Dipalmito stearin 1 3 Oleo miristopalmitin 0 5 Oleo dipalmitin Oleo - palmitostearin Palmito diolein Stearo diolein 0 6 Linoleo - diolein 3 12 Sumber : Ketaren (2005) Tabel 2. Komposisi asam lemak penyusun minyak kelapa sawit Asam Lemak Jumlah (%) Asam miristat 1,1 2,5 Asam palmitat Asam stearat 3,6 4,7 Asam oleat Asam linoleat 7 11 Sumber : Ketaren (2005) Minyak kelapa sawit kasar yang dijual kepada konsumen harus memenuhi beberapa kriteria sesuai SNI Kriteria-kriteria tersebut yaitu warna, kadar air dan kotoran, asam lemak bebas, dan bilangan 4

21 yodium (Badan Standardisasi Nasional, 2006). Kriteria-kriteria tersebut dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Syarat mutu minyak kelapa sawit kasar menurut SNI Kriteria uji Satuan Persyaratan mutu Warna - Jingga kemerahmerahan Kadar air dan kotoran %, fraksi massa 0,5 maks Asam lemak bebas (sebagai asam palmitat) %, fraksi massa 0,5 maks Bilangan Yodium g Yodium/100 g Sumber : Badan Standardisasi Nasional (2006) Minyak goreng adalah bahan pangan dengan komposisi utama trigliserida berasal dari bahan nabati, dengan atau tanpa perubahan kimiawi, dan telah melalui proses pemurnian (Badan Standardisasi Nasional, 2002). Syarat mutu minyak goreng menurut SNI dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Syarat mutu minyak goreng menurut SNI Kriteria uji Satuan Persyaratan Mutu I Mutu II Keadaan Umum Bau - Normal Normal Rasa - Normal Normal Warna - Putih kuning pucat sampai kuning Kadar air % b/b maks 0,1 maks 0,3 Bilangan asam mg KOH/g maks 0,6 maks 2 Asam linolenat (C18:3) dalam komposisi asam lemak minyak % maks 2 maks 2 Cemaran logam Timbal (Pb) mg/kg maks 0,1 maks 0,1 Timah (Sn) mg/kg maks 40,0/250* maks 40,0/250* Raksa (Hg) mg/kg maks 0,05 maks 0,05 Tembaga (Cu) mg/kg maks 0,1 maks 0,1 Cemaran arsen (As) mg/kg maks 0,1 maks 0,1 Minyak pelikan ** negatif negatif CATATAN * Dalam kemasan kaleng CATATAN ** Minyak pelikan adalah minyak mineral dan tidak bisa disabunkan Sumber : Badan Standardisasi Nasional (2002) 5

22 Ekstrak minyak kelapa sawit kasar yang berasal dari tandan buah segar, mengandung komponen yang tidak diinginkan. Komponen-komponen tersebut yaitu serat daging buah, air, asam lemak bebas, fosfolipid, logam berat, produk hasil oksidasi, dan zat yang menimbulkan bau. Oleh sebab itu, minyak kelapa sawit harus dimurnikan sebelum digunakan untuk konsumsi langsung maupun untuk formulasi produk makanan (Shahidi, 2005). B. Pemurnian Minyak Kelapa Sawit 1. Penghilangan Getah (Degumming) Degumming adalah salah satu proses pemurnian minyak kelapa sawit untuk memisahkan getah atau lendir tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak tersebut. Getah atau lendir tersebut terdiri dari fosfolipid, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Biasanya proses degumming dilakukan dengan cara dehidratasi getah atau lendir supaya bahan tersebut mudah terpisah dari minyak (Ketaren, 2005). Minyak kelapa sawit kasar mengandung fosfolipid. Fosfolipid pada minyak kasar berupa fosfotidilkolin, fosfatidiletanolamin, dan fosfatidilinositol (Shahidi, 2005). Fosfolipid atau lebih dikenal fosfatida, bersama dengan sedikit karbohidrat dan resin, merupakan komponen getah. Fosfatida berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas rendemen minyak hasil pemurnian. Fosfatida merupakan penghambat pemisahan minyak dan air pada proses pemurnian secara kimia. Fosfatida dapat menghambat kerja katalis, mengurangi umur simpan, dan menimbulkan bau pada minyak. Fosfatida terdiri dari polihidrik alkohol teresterifikasi oleh asam lemak dan asam fosfat. Fosfatida berdasarkan kelarutan dalam air dapat dibedakan menjadi fosfatida terhidrasi dan fosfatida tidak terhidrasi. Fosfatida terhidrasi (fosfotidilkolin, fosfatidiletanolamin, dan fosfatidilinositol) dapat dipisahkan dari fase minyak dengan penambahan air. Fosfatida tidak terhidratasi (asam fosfatidik dan asam lisofosfatidik), dan garam-garam kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dapat dipisahkan dengan penambahan 6

23 larutan asam fosfat. Kandungan fosfatida pada minyak kelapa sawit kasar adalah sekitar 0,05 hingga 0,10% (Obrien, 2009). Struktur kimia fosfotidilkolin, fosfatidiletanolamin, dan fosfatidilinositol dapat dilihat pada Gambar 3. Fosfotidilkolin Fosfatidiletanolamin R 1 dan R 2 = C 15 -C 17 Gugus alkil Fosfatidilinositol Gambar 3. Struktur Kimia Beberapa Fosfolipid (Shahidi, 2005) Degumming dapat dilakukan dengan cara menambahkan air dan asam pada minyak kasar. Ketika air ditambahkan, sebagian besar fosfolipid terhidrasi, dan menjadi tidak larut dalam minyak. Air sebanyak 1 hingga 3% (v/v) dicampurkan dengan minyak kasar dengan cara pengadukan selama 15 hingga 30 menit pada suhu 50 hingga 70 o C. Fosfolipid yang telah terhidrasi tersebut dapat dipisahkan dari minyak dengan cara pengendapan, penyaringan atau sentrifugasi. Sebanyak 80 hingga 95% dari total getah dapat dihilangkan dengan cara penambahan air. Minyak kelapa sawit kasar biasanya mengandung 0,2 hingga 0,8% fosfolipid yang tidak terhidrasi seperti garam magnesium (Mg) dan kalsium 7

24 (Ca) dari fosfolipid. Fosfolipid yang tidak terhidratasi ini tidak bisa dihilangkan dengan cara penambahan air. Metode degumming yang dilakukan untuk menghilangkan fosfolipid yang tidak terhidrasi yaitu dengan penambahan larutan asam fosfat pada suhu 70 hingga 90 o C. Asam fosfat dapat mengkelat Ca dan Mg pada minyak tersebut sehingga fosfolipid yang tidak terhidrasi berubah menjadi bentuk fosfolipid yang terhidrasi, dan dapat terendapkan (Shahidi, 2005). Asam karboksilat seperti asam sitrat, dan turunan asam fosfat (asam fosfat dan asam polifosfat) biasanya digunakan sebagai senyawa pengkelat. Turunan asam fosfat larut dalam air sedangkan asam sitrat dapat larut dalam minyak sehingga bisa mengkelat logam pada fase minyak. Aktivitas senyawa pengkelat dipengaruhi oleh ph dan konsentrasi ion-ion logam yang dapat dikelat (Shahidi, 2005). Asam fosfat dan asam sitrat biasa digunakan pada proses degumming karena layak untuk makanan, dan dapat mengikat logam berat (Obrien, 2009). Asam fosfat sebagai degumming agent sangat baik digunakan dalam proses pemurnian minyak kelapa sawit. Jika dosis asam fosfat yang digunakan terlalu tinggi, kandungan senyawa fosfat dalam minyak juga tinggi sehingga tidak bisa dihilangkan pada proses bleaching (Zschau, 1983 di dalam Sianturi, 1998). Dosis asam fosfat yang digunakan saat degumming adalah 0,05 hingga 0,2% (b/b) dari umpan minyak kelapa sawit kasar. Konsentrasi asam fosfat yang digunakan adalah 85% (Shahidi, 2005). Asam fosfat dapat berfungsi sebagai pengikat getah dan juga berfungsi sebagai senyawa pengkelat (Selfiawati, 2003). Struktur molekul asam fosfat dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Struktur Molekul Asam Fosfat (Aboudonia, 2003) 8

25 Asam sitrat ditambahkan sebagai degumming agent berfungsi sebagai pengurai fosfatida yang tidak terhidratasi (Obrien, 2009). Struktur molekul asam sitrat dapat dilihat pada gambar 5. Asam sitrat berfungsi sebagai penstabil dan pengawet minyak goreng dengan cara mengkelat logam-logam yang dapat menurunkan kualitas minyak. Kandungan logamlogam tersebut dapat bertindak sebagai katalis dalam oksidasi minyak (Yuninda, 2008). Reaksi pengkelatan logam oleh asam sitrat dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 5. Struktur Molekul Asam Sitrat (Caffarena, 2008) Asam sitrat logam kompleks logam Gambar 6. Reaksi Pengkelatan Logam oleh Asam Sitrat (Caffarena, 2008) 2. Netralisasi Netralisasi adalah salah satu proses pemurnian minyak kelapa sawit untuk menghilangkan asam lemak bebas pada minyak tersebut. Netralisasi dilakukan dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan kaustik soda atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (Ketaren, 2005). Asam lemak yang terkandung dalam minyak kelapa sawit berasal dari hasil reaksi hidrolisis trigliserida. Pada reaksi hidrolisis, minyak diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisis terjadi karena terdapatnya sejumlah air pada minyak tersebut. Reaksi ini dapat 9

26 menyebabkan ketengikan yang menghasilkan rasa dan bau tengik pada minyak (Ketaren, 2005). Gambar 7. Reaksi Hidrolisis Trigliserida (Ketaren, 2005) Netralisasi dilakukan dengan mereaksikan asam lemak bebas yang terdapat pada minyak dengan kaustik soda (NaOH) sehingga membentuk sabun. Reaksi penyabunan dapat dilihat pada Gambar 8. Netralisasi dengan kaustik soda (NaOH) biasa dilakukan dalam skala industri karena lebih efisien dan lebih murah dibandingkan dengan cara netralisasi lainnya. Selain itu, kaustik soda (NaOH) dapat membantu mengurangi zat warna dan kotoran yang berupa getah atau lendir dalam minyak (Ketaren, 2005). Gambar 8. Reaksi Penyabunan Asam Lemak Bebas dengan NaOH (Ketaren, 2005) Kaustik soda yang ditambahkan pada saat netralisasi harus sesuai dengan kandungan asam lemak bebas pada minyak tersebut. Secara teoritis, untuk menetralkan 1 kg asam lemak bebas dalam minyak (sebagai asam palmitat), dibutuhkan sebanyak 0,142 kg kaustik soda kristal (Ketaren, 2005). Konsentrasi kaustik soda yang digunakan pada pemurnian minyak 10

27 kelapa sawit sebesar 8%. Pada proses netralisasi perlu ditambahkan kaustik soda berlebih sebanyak 0,02% (Obrien, 2009). 3. Pemucatan (Bleaching) Pemucatan adalah salah satu proses pemurnian minyak kelapa sawit untuk menghilangkan zat warna yang tidak diinginkan pada minyak tersebut (Ketaren, 2005). Minyak kelapa sawit kasar berwarna jingga kemerahmerahan. Warna tersebut disebabkan oleh kandungan karoten yang tinggi sekitar 500 hingga 700 ppm. Sebanyak 90% karoten pada minyak sawit terdiri dari α-karoten dan β-karoten (Shahidi, 2009). Struktur kimia beberapa karoten dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9. Struktur Kimia Beberapa Karoten (Shahidi, 2009) Menurut McClements (2008), pemucatan adalah proses untuk memisahkan sebagian pigmen yang tidak diinginkan dengan menggunakan pemucat, kemudian dipisahkan dari minyak dengan cara disaring. Tanah pemucat banyak digunakan karena sifatnya yang efektif dalam mengadsorpsi zat warna alami dan hasil degradasi zat warna tersebut, serta 11

28 dapat menguraikan peroksida yang terdapat dalam minyak. Hasil degradasi zat warna tersebut merupakan suspensi koloidal yang membuat minyak keruh. Tanah pemucat yang sebelumnya berwarna putih kelabu berubah menjadi hitam karena sifat penyerapan tersebut. Bentonit diklasifikasikan sebagai tanah pemucat alami atau lebih dikenal dengan nama Fuller s earth. Kapasitas adsorpsi tanah pemucat untuk mengadsorpsi zat warna dan logam dipengaruhi oleh struktur kisi-kisi molekul, struktur makropori, dan ukuran partikel. Tanah pemucat alami dapat mengabsorpsi pigmen dan zat-zat lain sebanyak 15% dari berat tanah pemucat tersebut, tetapi juga dapat menahan minyak sekitar 30% dari berat tanah pemucat tersebut. Tanah pemucat alami mempunyai kemampuan terbaik pada proses bleaching keadaan atmosferik (Obrien, 2009). Pemucatan dapat dilakukan dengan cara adsorbsi, penambahan zat kimia, hidrogenasi, dan pemanasan. Proses pemucatan yang dilakukan secara adsorbsi menggunakan adsorben berupa bleaching earth, lempung aktif, arang aktif, maupun menggunakan bahan kimia. Adsorben yang sering digunakan adalah bleaching earth. Bleaching earth atau tanah pemucat merupakan sejenis tanah liat dengan komposisi utama yang terdiri dari SiO 2, Al 2 O 3, air terikat, ion kalsium, magnesium oksida, dan besi oksida. Daya pemucatan bleaching earth disebabkan oleh ion Al 3+ pada permukaan adsorben yang dapat mengadsorbsi partikel-partikel zat warna, daya pemucatan bleaching earth tersebut dipengaruhi oleh perbandingan komponen SiO 2 dan Al 2 O 3 di dalamnya. Bleaching earth yang digunakan tidak boleh terlalu kering karena jika terlalu kering maka daya kombinasinya dengan air telah hilang sehingga dapat mengurangi daya penyerapan terhadap zat warna. Daya adsorpsi terhadap zat warna lebih efektif jika adsorben tersebut mempunyai berat jenis rendah, kadar air tinggi, ukuran partikel halus, dan ph adsorben mendekati ph netral (Ketaren, 2005). Menurut Shahidi (2005), kadar bentonit yang digunakan saat proses bleaching adalah 0,8 hingga 2,0% dari minyak yang diumpankan. Proses bleaching dilakukan pada temperatur 95 hingga 110 o C selama 30 menit. 12

29 C. Logam Berat Kandungan logam berat pada minyak kelapa sawit berasal dari tanah tempat tanaman penghasil minyak itu tumbuh serta berasal dari kontaminasi mesin selama proses ekstraksi. Kandungan logam tersebut menyebabkan reaksi oksidasi yang menyebabkan perubahan warna, rasa, dan bau pada produk akhir. Ion logam, terutama besi dan tembaga, bereaksi dengan hidrogen peroksida menyebabkan reaksi oksidasi dan kerusakan pada minyak (Shahidi, 2005). Mekanisme reaksi oksidasi minyak dapat dilihat pada Gambar 10. Gambar 10. Mekanisme Reaksi Oksidasi (Omaye, 2004) Gambar 10 menunjukkan mekanisme reaksi oksidasi pada trigliserida yang mengandung rantai karbon tidak jenuh (R-H). Proses oksidasi ini terjadi dalam tiga tahap yaitu inisiasi, propagasi dan terminasi. Pada tahap inisiasi terjadi pelepasan hidrogen yang berasal dari rantai karbon tidak jenuh oleh inisiator radikal bebas membentuk rantai karbon yang radikal (R*). Inisiator radikal bebas ini dapat berupa logam, panas dan cahaya. Pada tahap propagasi, oksigen mengoksidasi rantai karbon yang radikal (R*) menghasilkan rantai karbon yang lebih radikal (ROO*). ROO* yang terbentuk dapat mengoksidasi rantai karbon tidak jenuh lain (R-H) sehingga menghasilkan rantai karbon radikal (R*) yang baru. Propagasi terus berlanjut sampai terbentuk hidroperoksida yang semi stabil (ROOH) dan rantai karbon radikal yang 13

30 terbentuk (R*) mengoksidasi antioksidan (T-H) seperti vitamin E (tahap terminasi) (Omaye, 2004). Pengaruh negatif logam berat tidak selalu disebabkan oleh logam nonesensial saja, logam esensial juga dapat mengakibatkan pengaruh yang negatif baik toksisitasnya maupun difisiensi. Logam-logam yang termasuk golongan logam esensial yang diperlukan oleh tubuh dalam jumlah kecil adalah Zn, Cu, Fe, Mn, Co, dan Se. Logam-logam ini bersifat toksik bagi tubuh jika jumlahnya berlebihan. Toksisitas logam pada manusia menyebabkan beberapa akibat negatif, tetapi yang terutama adalah timbulnya kerusakan jaringan, terutama jaringan detoksifikasi dan eksresi (hati dan ginjal). Beberapa logam mempunyai sifat karsinogenik (pembentuk kanker), maupun teratogenik (salah bentuk organ). Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh manusia di antaranya melalui jalur rantai makanan seperti dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 11. Jalur Cemaran Logam Berat (Darmono, 1995) Penghilangan seluruh kandungan logam pada minyak tidak mungkin dilakukan, tetapi kandungan logam tersebut dapat diturunkan. Senyawa pengkelat seperti asam sitrat, fosfat dan polifosfat dapat menurunkan konsentrasi ion logam secara efektif (Shahidi, 2005). Pengkelatan adalah pembentukan kompleks ion logam. Ion logam tersebut berikatan dengan liganligan pemberi elektron. Logam dapat bereaksi dengan O-, S- dan N- yang mengandung ligan (seperti OH, -COOH, -S-S- dan NH 2 ) (Hodgson, 2004). 14

31 1. Besi (Fe) Besi merupakan logam transisi dengan nomor atom 26. Bilangan oksidasi Fe adalah +3 dan +2. Besi memiliki berat atom 55,845 g/mol, titik leleh o C, dan titik didih o C (Widowati et al., 2008). Besi memiliki berbagai fungsi dalam tubuh yaitu sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh, sebagai alat angkut elektron dalam sel, dan sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzimatis. Kandungan besi dalam tubuh manusia sebesar 3 hingga 5 gram. Sebanyak 67% terikat oleh Hb, 10% diikat mioglobin dan enzim, dan sisanya terikat dalam protein feritrin dan hemosiderin (Widowati et al., 2008). Besi merupakan komponen berbagai enzim yang mempengaruhi reaksi kimia yang penting di dalam tubuh. Besi juga merupakan komponen dari hemoglobin, yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dan mengantarkannya ke seluruh jaringan tubuh. Kelebihan besi dapat menyebabkan muntah, diare, dan kerusakan usus (Nurcahyo, 2008a). Kandungan besi yang diperbolehkan pada minyak goreng menurut SNI maksimal 1,5 mg/kg (Badan Standardisasi Nasional, 1995). Menurut Nurcahyo (2008a), hemokromatosis merupakan penyakit kelebihan zat besi yang diturunkan. Penyakit ini bisa berakibat fatal tetapi mudah diobati. Penyakit ini disebabkan terlalu banyak zat besi yang diserap. Biasanya, gejala-gejalanya tidak timbul sampai usia pertengahan dan berkembang secara tersembunyi berupa kulit menjadi berwarna merah tembaga, sirosis, kanker hati, diabetes, dan gagal jantung yang bisa menyebabkan kematian mendadak. Besi yang terkandung dalam minyak goreng dapat dikelat oleh asam sitrat dan asan fosfat (Shahidi, 2005). Besi yang dikelat oleh asam sitrat membentuk senyawa besi (III) sitrat trihidrat atau dikenal dengan nama besi (III) sitrat yang mempunyai rumus kimia FeC 6 H 5 O. 7 3(H 2 O). Rumus kimia dari besi (III) sitrat trihidrat dapat dilihat pada Gambar

32 Gambar 12. Struktur Molekul Besi (III) Sitrat Trihidrat (Anonim, 2008a) 2. Tembaga (Cu) Kandungan tembaga dalam tanaman cenderung meningkat disebabkan penggunaan fungisida berbahan baku tembaga serta tingginya kandungan tembaga dalam tanah. Tingginya kandungan tembaga dalam tanah disebabkan tingkat keasaman tanah yang tinggi sehingga absorpsi tembaga dari tanah meningkat. Penggunaan pupuk amonium nitrat ataupun penggunaan bahan organik seperti humus bisa meningkatkan absorpsi tembaga dari tanah (Widowati et al., 2008). Tembaga merupakan unsur esensial bagi tubuh. Tembaga dibutuhkan oleh enzim oksidasi seperti katalase, peroksidase, sitokrom oksidase, dan b-hidroksilase dopamine. Selain itu, tembaga merupakan unsur esensial untuk enzim tirosinase yang terlibat dalam pembentukan pigmen melanin, sitokrom oksidase, super oksida dismutase, amin oksidase, dan urikase (Widowati et al., 2008). Tembaga merupakan logam penyusun dari berbagai enzim yang diperlukan untuk menghasilkan energi, antioksidasi dan sintesis hormon adrenalin, serta untuk pembentukan jaringan ikat. Tembaga yang tidak berikatan dengan protein merupakan zat racun. Mengkonsumsi sejumlah kecil tembaga yang tidak berikatan dengan protein dapat menyebabkan mual dan muntah. Jika sejumlah tembaga yang tidak terikat dengan protein secara tidak sengaja tertelan, sejumlah tembaga bisa terserap dapat merusak ginjal, menghambat pembentukan air kemih, dan menyebabkan anemia karena pecahnya sel-sel darah merah (Nurcahyo, 2008b). Menurut Nurcahyo (2008b), penyakit Wilson adalah penyakit yang disebabkan sejumlah tembaga terkumpul dalam jaringan sehingga terjadi kerusakan jaringan. Hati tidak dapat mengeluarkan tembaga ke dalam darah atau ke dalam empedu sehingga kadar tembaga dalam darah rendah. 16

33 Tembaga tersebut terkumpul dalam otak, mata dan hati. Pengumpulan tembaga dalam kornea mata menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas-kehijauan. Gejala awal biasanya berupa kerusakan otak yang berupa tremor (gemetaran), sakit kepala, sulit berbicara, hilangnya koordinasi, dan psikosa. Tembaga dalam minyak kelapa sawit dapat dikelat dengan menggunakan asam sitrat dan asam fosfat (Shahidi, 2005). Tembaga yang dikelat dengan asam sitrat membentuk senyawa tembaga sitrat yang mempunyai rumus kimia Cu 3 (C 6 H 5 O 7 ) 2. Rumus kimia dari tembaga sitrat dapat dilihat pada Gambar 13 (Anonim, 2009). Gambar 13. Struktur Molekul Tembaga Sitrat (Anonim, 2008b) 3. Timbal (Pb) Timbal tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia. Apabila makanan dan minuman yang tercemar timbal dikonsumsi, tubuh akan mengeluarkannya. Di dalam tubuh manusia, timbal bisa menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan Hb. Sebagian kecil timbal dieksresikan lewat urin atau feses, sebagian terikat oleh protein, dan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut (Darmono, 1995). Pada darah, timbal dapat menyababkan hemopolitik sistem, menybabkan anemia, mempengaruhi sistem saraf pusat pada konsentrasi lebih besar dari 40 µg/100 cm 3 (Sikorski, 2007). 17

34 III. METODOLOGI A. Bahan dan Alat Bahan-bahan utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu minyak sawit kasar yang diproduksi oleh Pabrik Kertajaya milik PTPN VIII, asam sitrat, asam fosfat, larutan NaOH 8%, air suling, dan bentonit. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis sampel yaitu larutan NaOH 0,1 N, asam oksalat, ethanol 95%, larutan indikator phenolphtalein 1%, indikator pati, pereaksi Hanus, larutan KI 10%, dan larutan asam nitrat 2 M. Peralatan yang digunakan pada penelitian utama yaitu erlenmeyer 300 ml, erlenmeyer 1000 ml, labu pemisah 500 ml, gelas piala 500 ml, gelas ukur 50 ml, pipet volumetrik 1 ml, magnetic stirer, penangas listrik, termometer, pengaduk, botol semprot, alumunium foil, corong, dan kertas saring. Peralatan yang digunakan untuk analisis sampel yaitu erlenmeyer 300 ml, gelas piala 50 ml, gelas piala 500 ml, labu ukur 25 ml, labu ukur 100 ml, labu ukur 1000 ml, pipet tetes, penangas listrik, penangas air, termometer, pengaduk, alumunium foil, buret dengan skala pembacaan 0,05 ml sampai 0,1 ml, cawan porselin, desikator, oven pengering dengan pengatur suhu, tanur dengan pengatur suhu, neraca analitik dengan ketelitian 0,1 mg, spektrofotometer serapan atom berikut graphite furnace atomizer. B. Metode 1. Uji pendahuluan Uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik minyak sawit kasar sebelum pemurnian. Parameter-parameter yang dianalisis sesuai dengan SNI yaitu warna, kadar air dan kotoran, asam lemak bebas, dan bilangan iodium. Untuk mengetahui kandungan awal logam berat pada minyak sawit kasar tersebut, dilakukan analisis logam berat (Fe, Cu, Pb, dan Hg) serta analisis Arsen (As) sesuai SNI

35 2. Penelitian Utama Penelitian utama mencakup proses degumming, netralisasi dan bleaching minyak kelapa sawit kasar. Proses pemurnian yang dilakukan setelah karakterisasi sampel minyak kelapa sawit kasar adalah proses degumming. Proses degumming dilakukan untuk menghilangkan getah, logam berat, dan zat padat yang terkandung pada minyak tersebut. Proses degumming ini menggunakan dua jenis asam yaitu asam sitrat dan asam fosfat. Banyaknya asam (asam sitrat dan asam fosfat) yang ditambahkan untuk masing-masing proses degumming yaitu 0,05, 0,125 dan 0,2% (b/b dari minyak kelapa sawit kasar yang digunakan). Proses pemurnian yang dilakukan setelah proses degumming adalah netralisasi. Netralisasi dilakukan untuk menghilangkan asam lemak bebas pada minyak. Netralisasi dilakukan dengan cara menambahkan kaustik soda (NaOH) sehingga terjadi reaksi penyabunan. Banyaknya NaOH yang ditambahkan untuk setiap perlakuan sama sesuai dengan kandungan asam lemak bebas pada minyak tersebut. Proses pemurnian yang dilakukan setelah proses netralisasi adalah proses pemucatan. Proses pemucatan dilakukan untuk menurunkan kandungan pigmen warna dan logam berat pada minyak tersebut. Pada saat pemucatan, minyak ditambahkan bentonit. Banyaknya bentonit yang ditambahkan untuk masing-masing proses yaitu 0,8, 1,4, dan 2,0% (b/b dari minyak hasil proses netralisasi). Analisis yang dilakukan setelah minyak sawit dimurnikan yaitu analisis cemaran logam berat Fe, Cu, dan Pb. Metode analisis-analisis tersebut dapat dilihat di Lampiran 1. Diagram alir pemurnian minyak sawit yang dilakukan pada penelitian utama dapat dilihat pada Gambar

36 Minyak Sawit Kasar Asam sitrat Asam fosfat 0,05%, 0,125%, 0,2% 500 gram Degumming 80 o C, 15 menit Air Suling 50 ml Air Suling Pencucian Air, Asam, dan Getah NaOH 8% b/b Netralisasi 80 o C, 15 menit Air Suling Bentonit 0,8%, 1,4%, 2,0% Pencucian 100 gram Bleaching 95 o C, 30 menit Air dan Sabun Penyaringan Bentonit dan pigmen warna Minyak Sawit Murni Gambar 14. Diagram Alir Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit C. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan kelompok acak lengkap dua faktor. Kelompok percobaan pada penelitian ini yaitu kelompok data degumming dengan menggunakan asam fosfat dan kelompok data degumming dengan menggunakan asam sitrat. Faktor-faktor yang dipelajari yaitu kadar asam (asam sitrat dan asam fosfat) 20

37 yang digunakan saat degumming (A) dan kadar bentonit yang digunakan saat proses bleaching (B). Faktor kadar asam (asam sitrat dan asam fosfat) yang digunakan saat degumming (A) mempunyai tiga taraf yaitu 0,05%, 0,125% dan 0,2%, sedangkan faktor kadar bentonit yang digunakan saat bleaching (B) mempunyai tiga taraf yaitu 0,8%, 1,4%, dan 2,0%. Seluruh perlakuan dalam penelitian ini dilakukan dengan dua kali ulangan. Parameter yang diamati pada penelitian ini yaitu kandungan logam berat Fe, Cu, dan Pb. Menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006), model matematis dari rancangan kelompok acak lengkap dua faktor sebagai berikut : Y ijk = µ + A i + B j + (AB) ij + ρ k + ε ijk i=1,2,3 j=1,2,3 k=1,2 Keterangan : Y ijk = Nilai pengamatan taraf ke-i faktor A, taraf ke-j faktor B pada kelompok ke-k µ = Nilai rata-rata A i = pengaruh sebenarnya dari taraf ke-i faktor A B j = pengaruh sebenarnya dari taraf ke-j faktor B (AB) ij = pengaruh sebenarnya dari interaksi taraf ke-i faktor A dengan taraf ke-j faktor B ρ k = pengaruh aditif dari kelompok dan diasumsikan tidak berinteraksi dengan perlakuan ε ijk = Galat percobaan (pengaruh lainnya) 21

38 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Minyak Kelapa Sawit Kasar Karakteristik awal minyak kelapa sawit kasar yang diukur adalah warna, kadar air dan kotoran, asam lemak bebas, bilangan yodium, kandungan besi, kandungan tembaga, kandungan timbal, kandungan merkuri, dan kandungan arsen. Karakteristik minyak kelapa sawit kasar yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Karakteristik minyak kelapa sawit kasar yang digunakan Kriteria uji Satuan Sampel Persyaratan mutu Warna - Jingga kemerahmerahan Jingga kemerahmerahan Kadar air dan kotoran %, fraksi massa 0,32 maks 0,5 Asam lemak bebas (sebagai asam palmitat) %, fraksi massa 5,43 maks 5 Bilangan yodium g yodium/100 g 55, Kandungan besi (Fe) mg/kg 31,425 1,5 Kandungan tembaga (Cu) mg/kg 0,332 0,1 Kandungan timbal (Pb) mg/kg 0,121 0,1 Kandungan merkuri (Hg) mg/kg < 0,0002 0,05 Kandungan arsen (As) mg/kg < 0,002 maks 0,1 Dari tabel di atas dapat dilihat, minyak kelapa sawit kasar mempunyai kandungan merkuri dan arsen sesuai SNI sedangkan kandungan besi, tembaga, dan timbal tidak sesuai SNI Oleh sebab itu, proses pemurnian dilakukan untuk mereduksi kandungan besi, tembaga dan timbal pada minyak kelapa sawit tersebut. 22

39 B. Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit 1. Penghilangan Getah (Degumming) Degumming merupakan proses penghilangan getah pada minyak kelapa sawit dengan cara penambahan asam. Tujuan utama dilakukan proses degumming adalah untuk menghilangkan fosfatida yang terdapat pada minyak tersebut. Fosfatida yang terdapat pada minyak dapat terhidratasi oleh asam sehingga fosfatida tersebut mudah larut dalam air. Selain menghilangkan fosfatida, proses degumming juga dapat mereduksi kandungan logam berat. Penambahan asam menyebabkan reaksi pengkelatan logam. Secara teoritis, penambahan asam pada saat degumming dapat berpengaruh terhadap kandungan fosfatida dan logam berat pada minyak tersebut. Asam fosfat dan asam sitrat digunakan saat degumming karena asam-asam tersebut layak untuk makanan dan biasa digunakan oleh industri. Perbedaan taraf kadar asam yang digunakan pada saat degumming merujuk pada Shahidi (2005) yaitu kadar asam optimal yang ditambahkan saat degumming antara 0,05 hingga 0,2%. Pada taraf tersebut, minyak yang dihasilkan mempunyai kandungan fosfatida kurang dari 4 mg/kg. Hasil analisis ragam pada tingkat kepercayaan 95% menunjukkan bahwa kadar asam yang ditambahkan pada taraf 0,05%, 0,125%, dan 0,2% tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen minyak hasil degumming. Rendemen minyak hasil degumming antara 98,42 hingga 99,02% dengan nilai rata-rata 98,76%. Kandungan fosfatida dan logam berat pada minyak kelapa sawit kurang dari 1% (Shahidi, 2005). Penghilangan fosfatida dan logam berat pada saat degumming tidak berpengaruh terhadap rendemen karena kandungan fosfatida dan logam berat yang dihilangkan pada saat degumming relatif kecil. 2. Netralisasi Netralisasi merupakan proses penghilangan asam lemak bebas pada minyak kelapa sawit. Netralisasi dilakukan dengan menambahkan kaustik soda. Banyaknya kaustik soda yang digunakan berdasarkan kandungan asam 23

40 lemak bebas pada sampel. Minyak kelapa sawit kasar yang digunakan mempunyai kadar asam lemak bebas sebesar 5,43%. Secara teoritis, untuk menetralkan 1 kg asam lemak bebas dalam minyak dibutuhkan sebanyak 0,149 kg kaustik soda kristal (Ketaren, 2005). Proses netralisasi minyak kelapa sawit membutuhkan kaustik soda berlebih sebanyak 0,02%. Kaustik soda yang dibutuhkan untuk netralisasi adalah 500 gram x 5,43% x 0,142 = 3,86 gram. Kaustik soda berlebih = 500 gram x 0,02% = 0,1 gram. Total kaustik soda yang digunakan = 3,96 gram. Konsentrasi larutan kaustik soda yang digunakan adalah 8% maka jumlah larutan kaustik soda yang digunakan adalah = 3,96/0,08 = 50 ml. Jadi, untuk menetralkan 500 gram minyak kelapa sawit yang mengandung 5,43% asam lemak bebas, dibutuhkan larutan kaustik soda dengan konsentrasi 8% sebanyak 50 ml. Rendemen hasil netralisasi dipengaruhi oleh banyaknya sabun yang dihasilkan dari reaksi penyabunan. Semakin banyak sabun yang dihasilkan maka semakin kecil rendemen hasil netralisasi. Rendemen hasil netralisasi antara 70,36 hingga 73,68% dengan nilai rata-rata 72,27%. Kaustik soda yang digunakan, selain bereaksi dengan asam lemak bebas juga bereaksi dengan trigliserida membentuk sabun. Dari data rendemen, sekitar 27,73% bagian minyak bereaksi dengan kaustik soda membentuk sabun. Kandungan asam lemak bebas pada sampel sebesar 5,43%. Berdasarkan data tersebut, sebanyak 22,3% trigliserida bereaksi dengan kaustik soda membentuk sabun. Reaksi penyabunan trigliserida ini menyebabkan penurunan rendemen. Menurut Shahidi (2005), proses netralisasi tidak berpengaruh terhadap kandungan logam berat. Proses netralisasi berpengaruh pada kandungan asam lemak bebas, fosfatida, pigmen, dan sabun. 3. Pemucatan (Bleaching) Pemucatan merupakan proses penghilangan warna pada minyak kelapa sawit dengan penambahan adsorben. Tujuan utama dilakukan proses pemucatan adalah untuk menghilangkan pigmen warna yang terdapat pada minyak tersebut. Pigmen warna seperti karoten yang terdapat pada minyak 24