BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Minyak Nabati Minyak Nabati ialah sejenis minyak yang terbuat dari tumbuh-tumbuhan. Beberapa jenis minyak nabati yang biasa digunakan ialah minyak kelapa sawit, minyak kemiri, minyak jarak, minyak kedelai, dan minyak jagung. Dewasa ini, selain mengkonsumsi minyak tumbuh-tumbuhan berlebihan dan minyak nabati yang diproses halus, lemak yang sungguh-sungguh jelek ialah minyak panas, minyak hidrogenasi dan minyak dari bahan transgenik. Yang disebut minyak panas adalah minyak untuk penggorengan dalam suhu tinggi yang digunakan secara berulang-ulang, sedangkan minyak hidrogenasi dan minyak dari bahan transgenik memerlukan perhatian konsumen ketika akan membelinya. Daging berlemak, minyak ikan, kuning telur, mentega dan lemak hewan lainnya tidak saja tidak dapat menambah kolesterol dalam tubuh, tapi malah dapat menjaga kesehatan badan, namun sejumlah minyak nabati sebaliknya malah dapat merugikan kesehatan. Minyak tumbuh-tumbuhan yang diproses halus tidak begitu cocok bagi badan manusia. Tapi mengapa orang pada umumnya memilih mengkonsumsi minyak tumbuh-tumbuhan, ini disebabkan perasaan takut mengkonsumsi minyak hewani. Lemak termasuk asam lemak linoleat, asam lemak linoleat, lemak tak jenuh mono serta lemak jenuh. Di antaranya yang paling penting ialah asam lemak linolenic dan asam lemak linoleic yang tergolong lemak tidak jenuh multi dan harus diserap dari luar tubuh. Badan manusia dapat menghasilkan 20 macam asam lemak lewat persenyawaan kedua jenis asam lemak tersebut, termasuk berbagai macam asam lemak tak jenuh mono dan asam lemak jenuh. Asam lemak linolenic dan asam lemak linoleic sangat diperlukan tubuh, mereka masing-masing adalah bahan pembuatan untuk sel otak dan prostaglandin. Maka sama sekali tidak perlu takut mengkonsumsi lemak jenuh, karena lemak tersebut tidak dapat mengurangi kolesterol yang baik, juga tidak dapat menambah oksidasi kolesterol yang jelek.
2.1.1 Jenis-jenis Minyak Nabati Beberapa jenis minyak yang bersumber dari bahan nabati antara lain : 1. Minyak Kelapa Sawit Minyak Kelapa Sawit dapat dihasilkan dari buahnya yang disebut CPO (Crude Palm Oil). Kelapa sawit di Indonesia dewasa ini merupakan komoditas primadona. Minyak yang berasal dari kelapa sawit terbagi menjadi beberapa macam. Olein dan stearin atau yang biasa disebut minyak goreng dan margarin adalah minyak yang berasal dari daging buah kelapa sawit. Olein berbentuk cair dan stearin berbentuk padat dalam suhu kamar. Disamping digunakan sebagai bahan mentah industri pangan juga digunakan sebagai bahan mentah industri nonpangan. Jika dilihat dari biaya bahan bakunya, komoditas kelapa sawit jauh lebih rendah daripada minyak nabati lainnya. Kelapa Sawit mengandung kurang lebih 80 persen perikarp dan 20 persen buah yang dilapisi kulit yang tipis, kadar minyak dalam perikarp sekitar 34-40 persen. Minyak kelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap. Standar mutu adalah merupakan hal yang penting untuk menentukan minyak bermutu baik. Ada beberapa faktor yang menentukan standar mutu yaitu kandungan air dan kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna, dan bilangan peroksida. Mutu minyak kelapa sawit yang baik mempunyai kadar air kurang dari 0,1 persen dan kadar kotoron lebih kecil dari 0,01 persen, kandungan asam lemak bebas serendah mungkin (kurang lebih 2 persen), bilangan peroksida dibawah 2, bebas dari warna merah dan kuning (harus berwarna pucat) tidak berwarna hijau, jernih, dan kandungan logam berat serendah mungkin atau bebas dari ion logam. Bahan untuk mendapatkan minyak sawit dan minyak inti sawit adalah buah. Buah yang baik berasal dari tandan buah yang sudah matang sempurna. 2. Minyak Kemiri Mula-mula minyak kemiri dipakai sebagai pengganti linseed oil, yaitu minyak yang dapat digunakan sebagai cat dan pernis, karena mempunyai sifat yang lebih baik dari linseed oil. Minyak kemiri mempunyai sifat lebih mudah
menguap dibanding dengan linseed oil, sehingga minyak kemiri termasuk golongan minyak yang mudah menguap. Minyak kemiri dikenal dengan istilah lumbang di negara Filipina atau candle nut oil di beberapa negara lainnya. Istilah ini timbul karena kebiasaan pemakaian tempurung buah kemiri yang ditusukkan pada ujung bambu, sehingga menyerupai lilin bila tempurung dibakar. Daging buah kemiri digunakan sebagai bumbu dalam jumlah yang relatif kecil. Minyak kemiri tidak dapat dicerna karena bersifat laksatif dan biasanya digunakan sebagai bahan dasar cat atau pernis, tinta cetak dan pembuatan sabun atau sebagai pengawet kayu. Di Filipina minyak ini sudah lama digunakan untuk melapisi bagian dasar perahu, agar tahan terhadap korosif akibat air laut. Minyak kemiri dapat digunakan sebagai minyak rambut dan di pulau jawa sebagai bahan pembatik dan juga untuk penerangan. 3. Minyak Jarak Minyak Jarak merupakan minyak yang di dapatkan dari tanaman jarak. Minyak jarak mempunyai rasa asam dan dapat dibedakan dengan trigliserida lainnya karena bobot jenis. Kekentalan (viskositas) dan bilangan asetil serta kelarutannya dalam alkohol nilainya relatif tinggi. Minyak jarak larut dalam etil alkohol 95 persen pada suhu kamar serta pelarut organik yang polar dan sedikit larut dalam golongan hidrokarbon alifatis. Nilai kelarutan dalam petroleum eter relatif rendah dan dapat dipakai untuk membedakannya dengan golongan trigliserida lainnya. Kandungan tokoferol relatif kecil (0,05 persen), serta kandungan asam lemak esensial yang sangat rendah menyebabkan minyak jarak tersebut berbeda dengan minyak nabati lainnya. Minyak jarak mempunyai sifat sangat beracun di samping kandungan asam lemak esensialnya yang sangat rendah. Hal yang demikian menyebabkan minyak jarak tidak dapat digunakan sebagai minyak makan dan bahan pangan. Sebelum dipergunakan untuk berbagai macam keperluan, minyak jarak perlu di olah lebih dahulu. Pengolahan ini meliputi dehidrasi, oksidasi hidrogenasi, sulfitasi, penyabunan dan sebagainya. Pengolahan tersebut mengakibatkan perubahan sifat fisika-kimia minyak jarak.
Minyak jarak dan turunannya digunakan dalam industri cat, varnish, lacquer, pelumas, tinta cetak, linoleum dan sebagai bahan baku dalam industri-industri plastik dan nilon. Dalam jumlah kecil minyak jarak dan turunannya juga digunakan untuk pembuatan kosmetik, semir dan lilin. 4. Minyak Kedelai Kedelai (Glycine max L) adalah tanaman semusim yang biasa diusahakan pada musim kemarau, karena tidak memerlukan air dalam jumlah besar. Secara fisik berbeda dalam hal warna, ukuran dan bentuk dan juga terdapat perbedaan pada komposisi kimianya. Perbedaan sifat fisik dan kimia tersebut dipengaruhi oleh varietas dan kondisi dimana kedelai itu tumbuh. Kadar minyak kedelai relatif lebih rendah dibandingkan dengan jenis kacangkacangan lainnya, tetapi lebih tinggi dari pada kadar minyak serealida. Kadar protein kedelai yang tinggi menyebabkan kedelai lebih banyak digunakan sebagai sumber protein daripada sebagai sumber minyak. Asam lemak dalam minyak kedelai sebagian besar terdiri dari asam lemak esensial yang sangat dibutuhkan oleh tubuh. Asam lemak esensial dalam minyak dapat mencegah timbulnya atherosclerosis atau penyumbatan pembuluh darah. Minyak kedelai yang sudah dimurnikan dapat digunakan untuk pembuatan minyak salad, minyak goreng serta untuk segala keperluan pangan. Lebih dari 50 persen produk pangan dibuat dari minyak kedelai, terutama margarin dan shortening. Hampir 90 persendari produksi minyak kedelai digunakan di bidang pangan dan dalam bentuk yang telah dihidrogenasi, karena minyak kedelai mengandung lebih kurang 85 persen asam lemak tidak jenuh. Bila minyak kedelai akan digunakan di bidang non pangan, maka tidak perlu seluruh tahap pemurnian dilakukan, misalnya untuk pembuatan sabun hanya perlu proses pemucatan dan deodorisasi, agar warna dan bau minyak kedelai tidak mencemari warna dan bau sabun yang dihasilkan. 5. Minyak Jagung Minyak Jagung diperoleh dengan mengekstrak bagian lembaga dari jagung. Sistem ekstraksi yang digunakan biasanya adalah sistem penekanan (pressing). Minyak jagung mempunyai nilai gizi yang sangat tinggi yaitu sekitar 250 kilo kalori/ons. Selain itu juga minyak jagung lebih disenangi
konsumen karena selain harganya yang murah juga mengandung sitosterol sehingga para konsumen dapat terhindar dari gejala atherosclerosis (endapan pada pembuluh darah) yang mengakibatkan terjadinya ikatan kompleks antara sitosterol dan Ca ++ dalam darah (Ketaren, 1986). Selama ini jagung hanya digunakan sebagai bahan baku pembuatan tepung dan bahan pakan ternak dengan jumlah 76,5% dari jumlah produksi jagung setiap tahunnya. Sisanya dipergunakan untuk keperluan lainnya misalnya minyak jagung. Dalam Tugas Akhir ini akan menggunakan Minyak Jagung sebagai bahan baku, oleh karena itu akan dijelaskan Minyak Jagung secara lebih rinci. 2.1.2 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung Minyak jagung merupakan trigliserida yang disusun oleh gliserol dan asamasam lemak. Persentase trigliserida sekitar 98,6 %, sedangkan sisanya merupakan bahan non minyak, seperti abu, air, zat warna atau lilin. Asam lemak yang menyusun minyak jagung terdiri dari asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh (Ketaren, 1986). Jumlah asam lemak jenuh dalam minyak jagung sekitar 13 persen. Golongan asam lemak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung adalah: asam palmitat dan asam stearat. Golongan asam lemak tidak jenuh yang menyusun trigliserida minyak jagung berjumlah sekitar 86 persen yang terdiri dari: asam oleat dan asam linoleat. Pada tabel 2.1 dapat dilihat komposisi asam lemak dalam minyak jagung. Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Jagung Jenis asam lemak Jumlah (%) Miristat 0,1 Palmitat 8,1 Stearat 4,9 Oleat 30,1 Linoleat 56,8 Sumber : Ketaren (1986)
Adapun sifat-sifat fisika dan kimia dalam minyak jagung adalah sebagai berikut : a. Sifat Fisika : - berat jenis : 0,918-0,925 - titik lebur : 26-34 0 C - titik didih : 272 0 C - indeks bias : 1,4567-1,4569 (25 0 C) - spesifik gravity : 0,915-0,920 - kemurnian : 98,06 % (sisanya air dan kotoran) - viskositas : 58 cp (pada suhu 25 0 C) b. Sifat Kimia : - Larut dalam etanol, isopropil alkohol dan fulfural - Dapat dihidrolisa O CH 2 O C R CH 2 OH O O CH O C R + 3H OH CHO + 3RCOOH O CH 2 O C R CH 2 OH Trigliserida air gliserol asam lemak bebas 2.2 Asam Oleat Asam Oleat merupakan asam lemak tak jenuh yang banyak dikandung dalam Minyak Jagung. Asam ini tersusun dari 18 atom C dengan satu ikatan rangkap di antara atom C ke-9 dan ke-10. Selain dalam Minyak Jagung (55-80%), asam lemak ini juga terkandung dalam CNO, CPKO, miyak jarak serta minyak biji anggur. Rumus kimia: CH 3 (CH 2 ) 7 CHCH(CH 2 ) 7 )COOH.
Asam Oleat memberikan Minyak Jagung karakteristik yang unik dan dalam bidang kuliner Minyak Jagung menempati posisi "terhormat" di antara minyakminyak masak yang lain. Asam Oleat dapat dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari proses pengubahan minyak menjadi asam lemak. Dalam hal ini proses yang digunakan adalah proses hidrolisa. Asam Oleat dapat juga dihasilkan dari fraksinasi asam lemak yang diperoleh dari hidrolisis lemak. Dalam Industri Asam Oleat banyak digunakan sebagai surface active, emulsifier, dan dalam produk-produk kosmetika. Sifat-sifat fisika dan kimia Asam Oleat adalah sebagai berikut : a. Sifat Fisika : - berat molekul : 280,45 (kg/mol) - titik leleh : 16,3 0 C - titik didih : 285 0 C - indeks bias : 1,4565 - spesifik gravity : 0,917-0,919 (25 0 C) - densitas : 0,8910 gr/ml - tidak larut dalam air - mudah terhidrogenasi - merupakan asam lemak tak jenuh - memiliki aroma yang khas b. Sifat Kimia : - Larut dalam pelarut organik seperti alkohol - bersifat hidrolisis - tidak stabil pada suhu kamar - Asam lemak bebas 2,5-2,4 % (Sumber : Perry s, 1999) 2.3 Asam Linoleat Asam linoleat (LA) adalah asam lemak tak jenuh omega-6. secara fisiologis disebut 18:2 (n-6). Secara kimiawi asam linoleat adalah asam yang berantai karbon
18 pada rantai karbon dan 2 cis ikatan rangkap. Ikatan rangkap pertama terdapat pada karbon ke-6 dan omega terakhir. Asam linoleat adalah poli asam lemak tak jenuh yang digunakan dalam biosintesis prostaglandin. Ditemukan dalam lemak dan membran sel. Sangat besar manfaatnya untuk tubuh, asam linoleat harus dimasukkan ke dalam gamma-asam linoleat, reaksi katalisis dilakukan oleh enzim delta-6-desaturase (D6D). Asam linoleat adalah kelompok dari asam lemak esensial yang disebut asam lemak omega- 6, disebut demikian karena merupakan zat makanan esensial yang dibutuhkan oleh semua mamalia. Kelompok lain dari asam lemak esensial adalah asam linoleat omega-3, contohnya asam Alpha-linoleic. Kekurangan omega-6 gejalanya termasuk rambut kering, rambut rontok dan memperlambat penyembuhan luka. Asam linoleat digunakan untuk membuat sabun, pengemulsi, dan minyak pengering. Reduksi asam lemak menghasilkan linoleyl alkohol. Asam linoleat dikenal dalam produk industri kecantikan karena bahannya diperlukan oleh kulit. Penelitian utama dari asam linoleat bersifat mempengaruhi saat tersedia berlimpah di dalam kulit, antara lain; anti-peradangan, mengurangi jerawat, menjaga kulit agar tetap lembab. Non Seed Oil sangat berlimpah pada asam linoleat dan salah satu produk kecantikan yang mengandung Non Seed Oil. Minyak dan bahan makanan yang mengandung asam linoleat termasuk minyak safflower (78%), minyak biji opium (70%), minyak rami (50-70%), minyak kacang kenari, rumput makanan sapi perah, minyak zaitun, minyak kelapa, kuning telur (10%), spirulina, minyak kacang, okra, minyak gandum, minyak biji anggur, minyak macademia, minyak biji kenari hijau, minyak wijen. Sifat-sifat fisika dan kimia Asam Linoleat adalah sebagai berikut : a. Sifat Fisika : - berat molekul : 280.44548(1724) g/mol - titik leleh : -5 C - titik didih : 229 0 C - tidak larut dalam air - mudah terhidrogenasi - merupakan asam lemak tak jenuh - tidak berwarna
b. Sifat Kimia : - Larut dalam pelarut organik - bersifat hidrolisis - tidak stabil pada suhu kamar - Rumus Kimia Asam Linoleat : C 18 H 32 O 2 (Sumber : Perry s, 1999) 2.4 Asam Stearat Asam Stearat atau asam oktadekanoat, adalah asam lemak jenuh yang mudah diperoleh dari lemak hewani. Wujudnya padat pada suhu ruang, dengan rumus kimia CH 3 (CH 2 ) 16 COOH.. Asam stearat diproses dengan memperlakukan lemak hewan dengan air pada suhu dan tekanan tinggi. Asam ini dapat pula diperoleh dari hidrogenasi minyak nabati. Dalam bidang industri asam stearat dipakai sebagai bahan pembuatan lilin, sabun, plastik, kosmetika, dan untuk melunakkan karet. Reduksi asam stearat menghasilkan stearil alkohol. Asam stearat adalah asam lemak jenuh yang terdapat dalam lemak dan minyak dari hewan. Merupakan bahan padat pembuat lilin dan dengan rumus kimia C18H36O2. namanya berasal dari bahasa yunani yaitu dari kata Stear (genitive=steatos), yang artinya lemak atau gemuk. Garam dan ester dari asam stearat disebut stearates. Asam stearat diperoleh dari pengolahan lemak hewan dengan menggunakan air pada temperatur dan tekanan yang tinggi, terutama pada hidrolisis trigliserida. Asam stearat diperoleh dari hidrogenasi beberapa minyak sayur tak jenuh. Sebenarnya, pada umumnya asam stearat adalah campuran dari asam stearat dan asam palmitat, meskipun asam stearat di dapatkan secara terpisah. Sifat-sifat fisika dan kimia Asam Stearat adalah sebagai berikut : a. Sifat Fisika : - berat molekul : 284.478 g/mol - titik leleh : 69.6 C - titik didih : 291 0 C - densitas : 0.847 g/cm 3 at 70 C - mudah terhidrogenasi - merupakan asam lemak tak jenuh
b. Sifat Kimia : - Larut dalam pelarut organik - bersifat hidrolisis - Rumus Kimia Asam Stearat : C 18 H 36 O 2 (Sumber : Perry s, 1999) 2.5 Gliserol Gliserol dengan nama lain propana-1,2,3-triol, atau gliserin, pada temperatur kamar berbentuk cairan memiliki warna bening seperti air, kental, higroskopis dengan rasa yang manis. Gliserol terdapat secara alami dalam persenyawaaan sebagai gliserida didalam semua jenis minyak dan lemak baik dari tumbuhan maupun hewan, dan gliserol didapatkan dari proses saponifikasi minyak pada pembuatan sabun, atau pemisahan secara langsung dari lemak pada pemroduksian asam lemak. Sejak 1949 gliserol juga diproduksi secara sintetis dari propilen. Dan proses secara sintetis tercatat kurang lebih sekitar 50% dari total gliserol di pasaran. Kegunaan dari gliserol sangatlah banyak tetapi kebutuhan yang paling besar pada pembuatan resin sintetis dan ester gums, obat - obatan, kosmetika, dan pasta gigi. Pemrosesan tembakau dan makanan juga membutuhkan gliserol dalam jumlah yang besar. Sifat-sifat fisika dan kimia Gliserol adalah sebagai berikut : a. Sifat Fisika : - berat molekul : 92,09 kg/kmol - titik beku : 17,9 0 C - titik didh : 290 0 C - spesifik gravity : 1,260 - densitas : 0.847 g/cm 3 70 C - viskositas : 34 cp - Fasa : Cair ( 30 0 C, 1 atm ) - sempurna dalam air - mudah terhidrogenasi - merupakan asam lemak tak jenuh
b. Sifat Kimia : - Larut dalam air - Merupakan senyawa hidroskopis - tidak stabil pada suhu kamar - Rumus Kimia Gliserol : C 3 H 8 O 3 2.6 Deskripsi Proses Pada Prinsipnya pembuatan Asam Oleat dibagi menjadi dua tahap yaitu : 1. Proses Hidrolisa minyak jagung, dan 2. Proses Fraksinasi Asam Lemak Minyak Jagung yang merupakan bahan baku pembuatan asam oleat ini dipanaskan dengan exchanger (HE-01) sampai temperatur 130 0 C dan kemudian dipompakan ke kolom hidrolisa. Begitu juga pada air, sebelum direaksikan dengan minyak jagung terlebih dahulu dipanaskan dengan exchanger (HE-02) sampai temperatur mencapai 90 0 C. Air dan minyak jagung yang sudah dipanaskan kemudian dihidrolisa dalam reaktor hidrolisa yang biasa disebut splitting, secara continue dan berlawanan arah pada temperatur dan tekanan yang tinggi sehingga menghasilkan asam lemak dan gliserin yang berupa sweet water. Sistem berlawanan arah pada temperatur 255 0 C dan tekanan 50-56 bar (Bailey, 1964), akan mempercepat reaksi hidrolisa. Untuk mencapai kondisi operasi yang diinginkan, maka Steam bertekanan 60 bar diinjeksikan kedalam kolom hidrolisa. Minyak dipompa dari bagian bawah menara, sedangkan air dialirkan melalui puncak menara,. Perbandingan antara minyak jagung dengan air yang direaksikan adalah 40-60 % berat minyak (Bailey, 1964). Minyak disemburkan menembus campuran gliserin yang terakumulasi dibagian bawah menara, selanjutnya menembus campuran air dan minyak hingga mencapai hidrolisa yang sempurna. Sistem yang kontiniu dan berlawanan arah dengan temperatur dan tekanan tinggi akan menghasilkan derajat hidrolisa yang tinggi. Asam lemak yang keluar dari kolom hidrolisa berbentuk cairan yang kemudian diekspansikan ke flash tank asam lemak (FT-01) 255 0 C, 1 atm. Gliserol yang keluar dibawah kolom menara diekspansikan
ke flash tank Gliserol (FT-02) 99 0 C, 1 atm dan kemudian dimasukkan ke tangki produk gliserol (Bailey, 1982). Untuk menghasilkan asam oleat dengan kemurnian yang tinggi > 98 % maka dilakukan fraksinasi asam lemak yang merupakan hasil hidrolisa minyak jagung dengan air. Kolom fraksinasi I untuk pemisahan asam lemak antara fraksi berat dan fraksi ringan berdasarkan titik didih. Asam lemak yang berasal dari flash tank akan dipompakan ke kolom fraksinasi I kemudian di panaskan pada suhu 255 0 C dan tekanan 1 atm pada bagian bawah kolom dan 230 0 C dan tekanan 1 atm pada bagian atas kolom. Pada kolom fraksinasi I ini akan dipisahkan asam lemak fraksi ringan yaitu 0,150% C 14, 15,068% C 16, 83,874% C 18 F 1, 0,908% C 18 F 2, sebagai produk atas dan fraksi berat 1,72% C 18 F 1, 90,57% C 18 F 2 dan 7,70% C 18 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap akan dikondensasikan pada unit kondensor I (CD-01) dan kemudian dipompakan ke Cooler I (CO-01) sebelum disimpan ke tangki asam linoleat. Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke kolom fraksinasi II untuk pemisahan lanjutan agar mendapatkan asam oleat. Kolom fraksinasi II ini bertujuan untuk memisahkan asam oleat dari produk bawah kolom fraksinasi I. Pemisahan ini dilakukan dengan temperatur 260 0 C dan tekanan 1 atm pada bagian bawah dan 230 0 C tekanan 1 atm pada bagian atas. Pada kolom fraksinasi II ini akan dipisahkan asam lemak fraksi ringan yaitu 1,886% C 18 F 1, 98,3% C 18 F 2, 0,084% C 18 sebagai produk atas dan fraksi berat yaitu 10,615% C 18 F 2, 89,385% C 18 sebagai produk bawah. Produk atas sebagai fraksi ringan pada fase uap dikondensasikan pada unit kondensor I (CD-01) dan kemudian dipompakan ke Cooler II (CO-01) sebelum disimpan ke tangki asam oleat. Sedangkan produk bawah sebagai fraksi berat akan dipompakan ke Cooler III (CO-03) yang kemudian di simpan ke dalam tangki asam stearat.