METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 37 METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat Pengembangan Ilmu dan Teknologi Pangan dan Pertanian Asia Tenggara (SEAFAST Center), IPB, Bogor serta Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu penelitian dimulai dari bulan Februari 2007 sampai bulan Juni Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain refined, bleached, deodorized palm oil (RBDPO), olein sawit (PT Asian Agri, Jakarta), soft palm midfraction (spmf), cocoa butter (CB) (PT Karya Putrakreasi Nusantara, Wilmar Group, Medan), fully hydrogenated soybean oil (FHSO) (Texas A&M University, USA), lipase spesifik-1,3 amobil komersial dari Thermomyces lanuginosa yang disebut Lipozyme TL IM (Novozyme A/S, Bagsvaerd, Denmark), standar triasilgliserol dari Sigma (St. Louis, MO USA), standar asam lemak dari Supelco (Bellefonte, PA USA) serta bahan-bahan kimia untuk analisis. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain orbital shaker, water bath, pompa vakum, refrigerator, timbangan, High-Performance Liquid Chromatography (HPLC Hewlett Packard series 1100) dengan detektor IR dan UV-Vis, Bruker Minispec PC 100 Nuclear Magnetic Resonance Analyzer, Gas Chromatography (Shimadzu GC-9AM, Japan) dengan detektor FID serta alat-alat gelas. Pelaksanaan Penelitian Diagram alir pelaksanaan penelitian secara skematik disajikan pada Gambar 3.1. Secara garis besar, pelaksanaan penelitian terdiri dari beberapa tahap, yang meliputi karakterisasi bahan baku dan enzim, sintesis komponen CBE secara interesterifikasi enzimatik, karakterisasi produk interesterifikasi, fraksinasi produk interesterifikasi dan karakterisasi produk fraksinasi (CBE).

2 38 Substrat: RBDPO, Olein Sawit, spmf, FHSO, Asam Stearat Enzim Lipase spesifik-1,3 Karakterisasi Bahan Baku Karakterisasi Enzim Parameter-1 Tidak Sesuai? Ya Tidak Sintesis Komponen CBE Secara Interesterifikasi Enzimatik: A. Reaksi Transesterifikasi (Gambar 3.2) B. Reaksi Asidolisis (Gambar 3.3) Karakterisasi Produk Interesterifikasi Tidak Sesuai? Ya Parameter-2 Fraksinasi Komponen CBE Karakterisasi Produk Fraksinasi Tidak Sesuai? Parameter-3 Ya Produk CBE Gambar 3.1 Diagram alir pelaksanaan penelitian

3 39 Karakterisasi Bahan Baku dan Enzim Karakterisasi sifat-sifat fisikokimia dilakukan terhadap fraksi-fraksi minyak sawit, yaitu RBDPO, olein sawit dan spmf serta substrat campurannya, yaitu FHSO. Sifat-sifat fisikokimia yang dianalisis meliputi kadar air, kadar asam lemak bebas (ALB), komposisi asam lemak (AL), komposisi triasilgliserol (TAG), profil solid fat content (SFC) serta slip melting point (SMP). Karakterisasi enzim juga dilakukan, meliputi aktivitas air (a w ) dan aktivitas interesterifikasi (derajat interesterifikasi, DI). Karakterisasi bahan baku perlu dilakukan agar diketahui peluangnya dalam sintesis komponen CBE, sekaligus sebagai informasi awal untuk pengendalian proses produksi CBE. Sintesis Komponen CBE Secara Interesterifikasi Enzimatik Sintesis komponen CBE secara interesterifikasi enzimatik pada penelitian ini dilakukan dengan dua tipe reaksi, yaitu reaksi transesterifikasi dan asidolisis. Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara transesterifikasi enzimatik disajikan pada Gambar 3.2, mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chang et al. (1990) dan Abigor et al. (2003). Sedangkan diagram alir proses sintesis komponen CBE secara asidolisis disajikan pada Gambar 3.3, mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chong et al. (1992), Mojovic et al. (1993), dan Satiawihardja et al. (2001).

4 40 RBDPO/Olein Sawit/sPMF FHSO Pencampuran Substrat (rasio sesuai perlakuan) Campuran Substrat Pemanasan Substrat (suhu reaksi, 10 menit) Campuran Substrat Homogen Enzim Lipase spesifik-1,3 Reaksi Transesterifikasi (kondisi reaksi sesuai perlakuan) Produk Transesterifikasi Proses Fraksinasi Gambar 3.2 Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara transesterifikasi (Chang et al. (1990) dan Abigor et al. (2003) yang dimodifikasi)

5 41 RBDPO/Olein Sawit/sPMF Asam Stearat Pencampuran Substrat (rasio sesuai perlakuan) Campuran Substrat Pemanasan Substrat (suhu reaksi, 10 menit) Campuran Substrat Homogen Enzim Lipase spesifik-1,3 Reaksi Asidolisis (kondisi reaksi sesuai perlakuan) Produk Asidolisis Proses Fraksinasi Gambar 3.3 Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara asidolisis (Chong et al. (1992), Mojovic et al. (1993), dan Satiawihardja et al. (2001) yang dimodifikasi)

6 42 Karakterisasi Produk Interesterifikasi Parameter utama yang dianalisis untuk mengetahui karakteristik produk interesterifikasi (transesterifikasi dan asidolisis) adalah komposisi triasilgiserol (TAG), profil solid fat content (SFC) dan slip melting point (SMP). Kadar asam lemak bebas (ALB) dan kandungan diasilgliserol (DAG) juga akan terdeteksi dalam kromatogram hasil analisis profil triasilgliserol menggunakan HPLC. Karakterisasi sifat-sifat tersebut juga dilakukan terhadap substrat sebelum reaksi interesterifikasi. Fraksinasi Produk Interesterifikasi Proses fraksinasi dilakukan untuk mengisolisasi TAG khas CB (POP, POS, SOS) dari hasil interesterifikasi, sehingga diperoleh produk CBE yang diharapkan. Metode yang digunakan untuk fraksinasi merupakan modifikasi dari Chong et al. (1992) dan Satiawihardja et al. (2001). Proses fraksinasi diawali dengan proses netralisasi menggunakan NaOH dalam etanol untuk menghilangkan asam lemak bebas dari substrat hasil interesterifikasi. Selanjutnya dilakukan kombinasi fraksinasi solven (heksana dan aseton) dengan fraksinasi kering (pengaturan suhu) untuk mendapatkan produk CBE. Diagram alir proses fraksinasi untuk mendapatkan produk CBE disajikan pada Gambar 3.4. Karakterisasi Produk Fraksinasi (CBE) Parameter utama yang dianalisis untuk mengetahui karakteristik produk fraksinasi (CBE) adalah komposisi triasilgliserol (TAG), profil solid fat content (SFC) dan slip melting point (SMP). Kadar asam lemak bebas (ALB) dan kandungan diasilgliserol (DAG) juga akan terdeteksi dalam kromatogram hasil analisis profil triasilgliserol menggunakan HPLC. Karakterisasi sifat-sifat tersebut juga dilakukan terhadap fraksi-fraksi lain (fraksi padat dan fraksi cair heksana) yang dihasilkan selama proses fraksinasi.

7 43 Produk Interesterifikasi Heksana Pencampuran (sesuai rasio) Produk Interesterifikasi (dalam heksana) Netralisasi (NaOH dalam etanol) Penyaringan Residu padat Asilgliserol bebas ALB Fraksinasi (suhu 4 C, 4 jam) Penyaringan Fraksi padat heksana Filtrat Evaporasi Hasil Evaporasi Aseton Pencampuran (sesuai rasio) Fraksinasi (suhu 4 C, 4 jam) Fraksi padat (CBE) Penyaringan Fraksi cair aseton Gambar 3.4 Diagram alir proses fraksinasi produk interesterifikasi (Chong et al. (1992) dan Satiawihardja et al. (2001) yang dimodifikasi)

8 44 Penentuan Kriteria Substrat dan Produk Interesterifikasi sebagai Parameter dalam Proses Produksi CBE Kriteria substrat dan produk interesterifikasi yang dijadikan parameter dalam proses produksi CBE ditentukan berdasarkan produk CBE yang dihasilkan yang memenuhi standar CBE menurut CAOBISCO. Selanjutnya produk CBE tersebut dievaluasi, terutama komposisi TAG yang dominan pada substrat awal maupun produk interesterifikasinya, sehingga dapat ditentukan kriteria substrat (parameter 1) maupun kriteria produk interesterifikasi (parameter 2) yang menghasilkan produk CBE yang sesuai standar tersebut. Sedangkan sebagai parameter 3 adalah syarat pertama dari definisi (standar) CBE menurut CAOBISCO, yaitu TAG St2O (POP, POS, SOS) 65%.