III. METODOLOGI PENELITIAN A. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Alat-alat yang digunakan yaitu oven pengering dengan pemanas listrik, desikator, neraca analitik, penangas air, gegep, spektrofotometer UV-Vis, spektrofotometer double beam, kuvet, termometer, pipa kapiler, piknometer, pinset, hot plate, agitator, inkubator, gelas piala, kertas saring Whatman No.41, corong gelas, pompa vakum, buret, erlenmeyer, labu takar, pipet tetes, pipet mohr dengan berbagai ukuran. 2. Bahan Bahan yang digunakan yaitu lima sampel minyak sawit kasar (crude palm oil/cpo) yang berasal dari PT. Perkebunan Nusantara (PTPN) VIII Banten, PTPN XIII Kalimantan Barat dari Perkebunan Gunung Meliau dan Perkebunan Ngabang, PT. Wilmar Internasional Riau, dan PT. Sinar Meadow Internasional Jakarta. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis yaitu air destilata, heksana, NaOH, kaliumhidrogenftalat (KHP), indikator fenolftalin, etanol, asam asetat glasial, KI, Na 2 S 2 O 3, K 2 Cr 2 O 7, HCl, indikator kanji, dan iso-oktana. B. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap yaitu (1) analisis mutu CPO, (2) fraksinasi CPO, dan (3) analisis fraksi olein dan stearin yang dihasilkan. Garis besar tahap penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2. 1. Persiapan Bahan dan Analisis Mutu CPO Sampel CPO yang digunakan merupakan sampel dari industri pengolah CPO yang belum mengalami proses transportasi dan penyimpanan dalam waktu yang lama. Dengan demikian, diharapkan komposisi kimia di dalamnya belum mengalami perubahan dan mutu CPO masih dalam keadaan baik. Analisis mutu CPO dilakukan berdasarkan atribut mutu yang ditetapkan dalam standar spesifikasi menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-2901-2006 yang mencakup warna visual jingga kemerah-merahan, kadar air dan kotoran (maksimal 0.5%), kadar asam lemak bebas (sebagai asam palmitat, maksimal 5%), dan bilangan iod (50-55 g iod/100 g). Analisis mutu tambahan CPO meliputi analisis kandungan karoten dan nilai Deterioration of Bleachability Index (DOBI). Kedua parameter ini tidak termasuk dalam atribut mutu yang ditetapkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN) dalam dokumen SNI 01-2901-2006. Namun kedua parameter ini sering digunakan sebagai syarat dalam perdagangan CPO di pasar internasional. Codex Alimentarius Comission (CAC 2003) sebagai acuan dalam perdagangan internasional menetapkan bahwa persyaratan kandungan karoten CPO 500-2000 ppm dan persyaratan nilai DOBI yang ditetapkan minimum 2.8.
CPO Analisis mutu CPO antara lain, analisis kadar air, kotoran, kadar asam lemak bebas, bilangan yodium, kadar karoten dan DOBI. Fraksinasi Olein Stearin Analisis bilangan iod, slip melting point (SMP), dan kandungan β-karoten. Gambar 2. Diagram alir penelitian 2. Fraksinasi CPO Fraksinasi CPO dilakukan untuk memperoleh fraksi olein dan stearin. Fraksinasi dilakukan pada sampel CPO yang telah dianalisis. Sampel CPO C dan D tidak difraksinasi. Sampel CPO C memiliki kualitas yang kurang baik berupa kadar kotoran yang tinggi sedangkan sampel CPO D tidak mencukupi untuk difraksinasi karena jumlahnya terbatas. Sebagai ganti sampel CPO C dipilih minyak sawit merah (SawitA). Fraksinasi dilakukan dengan mengikuti prinsip kristalisasi dan separasi. Pada awalnya belum diketahui kondisi pasti yang akan digunakan dalam tahap fraksinasi ini. Kemudian dicobakan tiga metode yaitu proses I, II, dan III. Ketiga metode ini menerapkan prinsip kristalisasi dan separasi. Proses I dilakukan dengan mula-mula memanaskan sampel CPO sampai suhu 70 C sambil diaduk menggunakan agitator. Kemudian suhu CPO diturunkan hingga 15 C lalu dilakukan separasi dengan kain saring. Proses II dilakukan dengan memanaskan CPO hingga suhu 50 C kemudian dimasukkan ke dalam pendingin bersuhu 20 C selama 6 jam. Setelah itu sampel CPO dibiarkan semalaman dalam suhu ruang, lalu diseparasi menggunakan penyaring vakum. Sedangkan Proses III dilakukan dengan memvariasikan waktu kristalisasi yaitu selama 13
16, 24, dan 48 jam. Sampel CPO mula-mula dipanaskan hingga suhu 50 C kemudian dilakukan penurunan suhu dengan laju 5 C/30 menit hingga suhu CPO mencapai 15 C. Setelah itu sampel CPO disimpan pada suhu 12 C dengan waktu penyimpanan 16, 24, dan 48 jam. Kemudian dilakukan separasi dengan penyaring vakum. Dari ketiga proses fraksinasi yang dicobakan tersebut, dipilih proses fraksinasi yang menghasilkan fraksi olein dan stearin dengan karakteristik yang paling baik. Kondisi proses fraksinasi yang dikontrol meliputi suhu kristalisasi, waktu kristalisasi, agitasi, dan separasi. 3. Analisis olein dan stearin Fraksi olein dan stearin yang diperoleh dari proses fraksinasi kemudian dianalisis karakteristiknya. Parameter yang diuji meliputi analisis kadar karoten, slip melting point, dan bilangan iod. Ketiga parameter tersebut dapat membedakan olein dan stearin yang dihasilkan. C. METODE ANALISIS 1. Analisis kadar air (BSN 2006) Gelas kimia 100 ml dikeringkan dalam oven selama 15 menit kemudian didingankan dalam desikator. Cawan yang sudah kering diambil dengan penjepit, kemudian ditimbang. Sampel minyak dilelehkan dengan memanaskan sampai suhu 50 C dan diaduk rata. Sebanyak 5-10 g sampel minyak yang sudah dilelehkan ditimbang pada gelas kimia yang sudah kering, kemudian dikeringkan dalam oven selama semalaman (16 jam). Kadar air dihitung dengan persamaan (2) : %Kadar air (g/100 g bahan basah) = (2) W = Berat sampel sebelum dikeringkan (g) W1 = Berat sampel + cawan kering kosong (g) W2 = Berat cawan kosong (g). 2. Analisis kadar kotoran (BSN 2006) Kertas saring Whatman No.41 (alat penyaring) dicuci dengan n-heksana, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103 C selama 30 menit, lalu ditimbang. CPO yang digunakan dalam analisis ini yaitu CPO hasil penentuan kadar air yang sudah diketahui beratnya. Sebanyak 50 ml n-heksana ditambahkan ke dalam CPO tersebut dan dipanaskan pada penangas air sambil digoyang-goyang sampai minyak larut seluruhnya. Setelah minyak larut, CPO disaring melalui alat penyaring yang telah disiapkan sebelumnya. Kertas saring tersebut dicuci beberapa kali menggunakan n-heksana setiap kalinya 10 ml sampai alat penyaringnya bersih dari minyak. Alat penyaring dengan seluruh isinya kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103 C selama 30 menit. Kadar kotoran dihitung dengan persamaan (3). % Kadar kotoran = (3) W = berat sampel (g) 14
W1 = berat alat penyaring setelah dikeringkan (g) W2 = berat alat penyaring kering (g) 3. Analisis asam lemak bebas (BSN 2006) Sampel CPO dipanaskan pada suhu 60-70 C sambil diaduk hingga homogen. Sampel tersebut ditimbang sebanyak 5 g pada erlenmeyer, 50 ml etanol 95% yang sudah dinetralkan ditambahkan ke dalam erlenmeyer tersebut. Sampel dan etanol kemudian dipanaskan di atas pemanas dan suhunya diatur 40 C hingga sampel larut semua. Sebanyak 1-2 tetes larutan indikator fenolftalin ditambahkan ke dalam erlenmeyer kemudian dititrasi dengan NaOH 0.1 N hingga titik akhir yang ditandai dengan perubahan warna menjadi merah muda yang stabil minimal 30 detik. Volume NaOH 0.1 N yang terpakai kemudian dicatat. Kadar asam lemak bebas dihitung dengan persamaan (4). %Asam lemak bebas = (4) V = volume larutan NaOH 0.1 N yang digunakan (ml) N = normalitas larutan NaOH yang digunakan W = berat sampel uji (g) 25.6 = konstanta untuk menghitung kadar asam lemak bebas sebagai asam palmitat. 4. Analisis bilangan iod (BSN 2006) Sampel CPO dilelehkan pada suhu 60-70 C dan diaduk hingga rata. Kemudian sebanyak 0.4-0.6 g dari sampel tersebut ditimbang dalam erlenmeyer bertutup asah 250 ml atau 500 ml. Setelah itu sebanyak 15 ml larutan sikloheksana ditambahkan dengan menggunakan pipet untuk melarutkan larutan uji tersebut. Sebanyak 25 ml larutan Wijs ditambahkan lalu erlenmeyer tersebut ditutup dengan penutupnya, dikocok kemudian disimpan dalam tempat/ruang gelap selama 30 menit. Setelah itu sebanyak 10 ml larutan KI 10% ditambahkan dengan pipet dan 50 ml air suling. Erlenmeyer ditutup, dikocok sebentar, kemudian dilakukan titrasi dengan larutan natrium tiosulfat 0.1 N sampai terjadi perubahan warna dari biru tua menjadi kuning muda. Indikator kanji ditambahkan sebanyak 1-2 ml, kemudian titrasi dilanjutkan sampai warna birunya hilang setelah dikocok kuat-kuat. Penetapan blanko dilakukan dengan cara yang sama. Bilangan iod dihitung dengan persamaan (5). Bilangan iod = (5) ) N = normalitas larutan tiosulfat 0.1 N V 2 = volume natrium tiosulfat yang digunakan pada penetapan blanko (ml) V 1 = volume natrium tiosulfat yang digunakan pada penetapan sampel (ml) W = berat sampel uji (g) 12.69 = konstanta untuk menghitung bilangan iod. 5. Analisis Kadar Karotenoid, Metode Spektrofotometri (PORIM 1995) Sampel ditimbang sebanyak 0.1 g ke dalam labu takar 25 ml, kemudian ditepatkan hingga tanda tera dengan heksana. Pengenceran dilakukan apabila absorbansi yang diperoleh 15
nilainya lebih dari 0.700. Absorbansi diukur pada panjang gelombang 446 nm. Kadar karotenoid dihitung dengan persamaan (4). Karoten (ppm) = (6) Keterangan: W = Bobot sampel yang dianalisis (g) As = Absorbansi sampel Ab = Absorbansi blanko 6. Slip melting point (AOCS Official Methods Cc 3-25, 1993) Sampel yang telah disaring dilelehkan dan dimasukkan ke dalam tabung kapiler (3 buah) setinggi 1 cm. Selanjutnya tabung kapiler disimpan dalam refrigerator pada suhu 4-10 C selama 16 jam. Tabung kapiler diikatkan pada termometer dan termometer tersebut dimasukkan ke dalam beaker glass (600 ml) berisi air distilasi (sekitar 300 ml). Suhu air dalam gelas kimia diatur pada suhu 8 10 C di bawah titik leleh sampel dan suhu air dipanaskan pelan-pelan (dengan kenaikan 0.5 1 C/menit ) dengan pengadukan (magnetic stirrer). Pemanasan dilanjutkan dan suhu diamati dari saat sampel meleleh sampai sampel naik pada tanda batas atas. Slip melting point dihitung berdasarkan rata-rata suhu dari ketiga sampel yang diamati. 7. Deterioration of Bleachability Index (DOBI) (Ketaren 2008) Sampel CPO ditimbang sebanyak 0.04 g ke dalam labu takar 25 ml yang telah diukur berat kosongnya. Sampel ditepatkan dengan pelarut iso-oktana dan digoncang agar minyak larut sempurna. Ukur absorbansi pada panjang gelombang 446 nm (Ab) dan 269 nm (As). Nilai DOBI dapat ditentukan dengan persamaan (7). DOBI = (7) Keterangan ; Ab = Absorbansi blanko As = Absorbansi sampel 8. Recovery Karotenoid Recovery karotenoid adalah total karotenoid CPO yang dapat diperoleh kembali setelah proses fraksinasi. Recovery karotenoid dapat dihitung dengan persamaan (8). Recovery Karotenoid = X 100% (8) Total karotenoid = konsentrasi karotenoid (ppm) x volume sampel (ml) 16