TINJAUAN PUSTAKA Minyak Goreng Minyak goreng adalah minyak nabati yang telah dimurnikan dan dapat digunakan sebagai bahan pangan. Minyak goreng merupakan salah satu dari sembilan bahan pokok yang dikonsumsi oleh seluruh lapisan masyarakat. Minyak goreng biasanya digunakan sebagai media menggoreng bahan pangan, penambah cita rasa, ataupun shortening yang membentuk tekstur pada pembuatan roti. Lemak dan minyak adalah bahan-bahan yang tidak larut dalam air yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan hewan. Lemak dan minyak yang digunakan dalam makanan sebagian besar adalah trigliserida yang merupakan ester dari gliserol dan berbagai asam lemak (Buckle, et al., 1987). Lemak hewani mengandung banyak sterol (kolesterol) sedangkan lemak nabati mengandung fitosterol dan lebih banyak mengandung asam lemak tak jenuh sehingga umumnya berbentuk cair. Lemak nabati yang berbentuk cair dapat dibedakan atas tiga golongan yaitu : (a). Drying oil yang akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara, misalnya minyak yang digunakan untuk cat dan pernis (b). Semi drying oil seperti minyak jagung, minyak kapas dan minyak bunga matahari, dan (c). Non drying oil, misalnya minyak kelapa dan minyak kacang tanah (Winarno, 1997).
Berdasarkan sifat titik cair, dikenal dua macam istilah dalam gliserida yaitu minyak dan lemak. Minyak adalah gliserida yang berbentuk cair sedangkan lemak berbentuk padat pada suhu kamar. Oleh karena ketidakjenuhan gliserida mengakibatkan perbedaan titik cair gliserida (Winarno, et al., 1980). Minyak goreng yang baik mempunyai sifat tahan panas, stabil pada cahaya matahari, tidak merusak flavour hasil gorengan, sedikit gum, menghasilkan produk dengan tekstur dan rasa yang bagus, asapnya sedikit setelah digunakan berulang-ulang, serta menghasilkan warna keemasan pada produk (Wijana, 2005). Standar mutu minyak goreng di Indonesia diatur dalam SNI-3741-1995 sebagai berikut : Tabel 1. Standar Mutu Minyak Goreng Indonesia No. Kriteria Uji Persyaratan No. Kriteria Uji Persyaratan 1. Bau Normal 11. Titik asap Min 200ºC 2. Rasa Normal 12. Indeks bias 1,448-1,450 3. Warna Muda jernih 13. Cemaran logam 4. Cita rasa Hambar Besi Max 1,5 mg/kg 5. Kadar air Max 0,3 % Timbal Max 0,1 mg/kg 6. Berat jenis 0,900 g/l Tembaga Max 40 mg/kg 7. Asam lemak bebas Max 0,3 % Seng Max 0,05 mg/kg 8. Bilangan peroksida Max 2 Raksa Max 0,1 meg/kg mg/kg 9. Bilangan iodium 45-46 Timah Max 0,1 10. Bilangan penyabunan Sumber : Wijana, (2005). mg/kg 196-206 Arsen Max 0,1 mg/kg Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia sebagai alat pengolah bahan makanan. Minyak goreng berfungsi sebagai media penggoreng sangat penting dan kebutuhannya semakin meningkat. Minyak goreng nabati biasa diproduksi dari kelapa sawit, kelapa atau jagung. Selama
penggorengan sebagian minyak akan teradsorbsi dan masuk ke bagian luar bahan yang digoreng dan mengisi ruang kosong yang semula diisi oleh air. Hasil penggorengan biasanya mengandung 5-40 % minyak. Konsumsi minyak yang rusak dapat menyebabkan berbagai penyakit seperti pengendapan lemak dalam pembuluh darah (Artherosclerosis) dan penurunan nilai cerna lemak (Wijana, 2005). Kerusakan minyak akan mempengaruhi mutu dan nilai gizi bahan pangan yang digoreng. Minyak yang rusak akibat proses oksidasi dan polimerisasi akan menghasilkan bahan dengan rupa yang kurang menarik dan cita rasa yang tidak enak, serta kerusakan sebagian vitamin dan asam lemak esensial yang terdapat dalam minyak. Oksidasi minyak akan menghasilkan senyawa aldehida, keton, hidrokarbon, alkohol, lakton serta senyawa aromatis yang mempunyai bau tengik dan rasa getir. Pembentukan senyawa polimer selama proses menggoreng terjadi karena reaksi polimerisasi adisi dari asam lemak tidak jenuh. Hal ini terbukti dengan terbentuknya bahan menyerupai gum yang mengendap di dasar tempat penggorengan (Ketaren, 1986). Kerusakan minyak atau lemak akibat pemanasan pada suhu tinggi (200-250 C) akan mengakibatkan keracunan dalam tubuh dan berbagai macam penyakit, misalnya diarhea, pengendapan lemak dalam pembuluh darah, kanker dan menurunkan nilai cerna lemak. Namun, kerusakan minyak juga bisa terjadi selama penyimpanan. Penyimpanan yang salah dalam jangka waktu tertentu dapat menyebabkan pecahnya ikatan trigliserida pada minyak lalu membentuk gliserol dan asam lemak bebas (Ketaren, 1986).
Sehubungan dengan banyaknya minyak goreng bekas dari sisa industri maupun rumah tangga dalam jumlah tinggi dan menyadari adanya bahaya konsumsi minyak goreng bekas, maka perlu dilakukan upaya-upaya untuk memanfaatkan minyak goreng bekas tersebut agar tidak terbuang dan mencemari lingkungan. Pemanfaatan minyak goreng dapat dilakukan dengan pemurnian melalui proses adsorbsi dengan adsorben zeolit alam yang telah diaktifkan. Unsur-unsur kimia dalam minyak goreng (misalnya trigliserida) memiliki diameter kinetik yang terlalu besar dan akan membuat unsur-unsur ini tidak dapat melewati pori-pori zeolit sehingga secara efektif unsur-unsur kimia ini akan tersaring. Dengan demikian, secara teori maka separasi unsur-unsur kimia dari minyak goreng bekas dapat dilakukan oleh zeolit (Saputra, 2006). Asam lemak bebas adalah asam lemak yang terpisahkan dari trigliserida, digliserida, monogliserida, dan gliserin bebas. Hal ini dapat disebabkan oleh pemanasan dan terdapatnya air sehingga terjadi proses hidrolisis. Oksidasi juga dapat meningkatkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati ( Destianna, et al., 2007) Kerusakan atau ketengikan dalam minyak dapat disebabkan oleh 4 faktor yaitu (1) absorbsi bau oleh minyak, (2) aksi oleh enzim dalam jaringan bahan mengandung minyak, (3) aksi mikroba dan (4) oksidasi oleh oksigen udara atau kombinasi dari dua atau dari penyebab kerusakan minyak (Ketaren, 1986). Minyak Jelantah Minyak jelantah adalah minyak makan hasil penggorengan yang telah digunakan berulang-ulang kali, akibat penggunaan yang berulang-ulang, otomatis minyak akan menerima banyak panas selama pemakaian sehingga memutus ikatan
rangkap dan membuat minyak jelantah memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi (Anonimous, 2007). Minyak jelantah dapat menimbulkan karsinogenik seperti kanker dan penyempitan pembuluh darah apabila pengkonsumsiannya dalam jumlah yang banyak dan berulang-ulang, karena jumlah ALB pada minyak jelantah amat tinggi dapat menyebabkan penyumbatan pada sel-sel pembuluh darah (Anonimous, 2007). Netralisasi adalah suatu proses pemisahan asam lemak bebas dari minyak atau lemak dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun. Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara penyulingan yang dikenal dengan istilah deasidifikasi (Hambali, et al., 2006). Jika kita mengumpulkan minyak goreng bekas (disebut juga recycled frying oil) keuntungan yang bisa diperoleh antara lain adalah : - Mencegah terjadinya polusi lingkungan (air dan tanah) dengan tidak adanya pembuangan minyak bekas goreng ke sembarang tempat - Mengurangi bahan karsinogenik yang beredar di masyarakat. Seperti diketahui, penggunaan minyak goreng yang berulang-ulang (ditandai dengan warna coklat tua, hitam, dan mengandung sekitar 400 senyawa kimia) akan mengoksidasi asam lemak tidak jenuh membentuk gugus peroksida dan monomer siklik. Senyawa ini memicu penyakit kanker kolon, pembesaran hati, ginjal dan gangguan jantung (Prihandana, et al., 2007)
Zeolit Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka 3 dimensinya. Ion ion logam tersebut dapat diganti oleh kation lain tanpa merusak struktur zeolit dan dapat menyerap air secara reversibel. Gambar 1. Zeolit alam Gambar 2. Struktur mikromolekul zeolit (Anonimous, 1994). Zeolit mempunyai struktur berongga dan biasanya rongga ini diisi oleh air dan kation yang dapat dipertukarkan dan memiliki ukuran pori yang tertentu. Oleh karena itu zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekular, penukar ion, penyerap bahan dan katalisator. Kerangka dasar struktur zeolit terdiri dari unit unit tetrahedral AlO 4 dan SiO 4 yang saling berhubungan melalui atom O dan di dalam struktur tersebut Si 4+ dapat diganti dengan Al 3+, sehingga rumus empiris zeolit menjadi :
M 2n O.Al 2 O 3.xSiO 2.yH 2 O Keterangan : M = kation alkali atau alkali tanah n = valensi logam alkali x = bilangan tertentu (2 s/d 10) y = bilangan tertentu (2 s/d 7) Selain mampu menyerap gas atau zat, zeolit juga mampu memisahkan molekul zat berdasarkan ukuran dan kepolarannya. Meskipun ada dua molekul atau lebih yang dapat melintas, hanya sebuah saja yang dapat lolos karena adanya pengaruh kutub antara molekul zeolit dengan zat tersebut. Molekul yang tidak jenuh atau mempunyai kutub akan lebih mudah lolos daripada yang tidak berkutub atau yang jenuh. Selektivitas adsorbsi zeolit terhadap ukuran molekul tertentu dapat disesuaikan dengan jalan : penukaran kation, dekationisasi, dealuminasi secara hidrotermal, dan pengubahan perbandingan kadar Si dan Al (Anonimous, 1994). Jenis-jenis Zeolit Menurut proses pembentukannya maka zeolit dapat digolongkan menjadi 2 (dua) kelompok, yaitu zeolit alam dan zeolit sintetis. a. Zeolit alam Zeolit alam terbentuk karena adanya proses perubahan alam (zeolitisasi) dari batuan vulkanik tuf, sedangkan zeolit sintetis direkayasa oleh manusia secara proses kimia. Jenis zeolit alam dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu :
1. Zeolit yang terdapat di antara celah-celah batuan atau di antara lapisan batuan. Zeolit jenis ini biasanya terdiri dari beberapa jenis mineral zeolit bersama-sama dengan mineral lainnya seperti kalsit, kwarsa, renit, klorit, flourit, mineral sulfida, dan lain-lain 2. Zeolit yang berupa batuan Hanya sedikit jenis zeolit yang berbentuk batuan diantaranya adalah klinoptilotit, analsim laumontit, mordenit, filipsit, erionit, kabasit, dan heulandit. Menurut proses terbentuknya maka batuan zeolit dapat dibedakan menjadi 7 kelompok, yaitu : 1. Mineral zeolit yang terbentuk dari endapan gunung berapi di dalam danau asin yang tertutup. 2. Mineral zeolit yang terbentuk di dalam danau air tawar atau di dalam lingkungan air tanah terbuka. 3. Mineral zeolit yang terbentuk di lingkungan laut. 4. Mineral zeolit yang terbentuk karena proses metamorfosis berderajat rendah karena pengaruh timbunan. 5. Mineral zeolit yang terbentuk oleh aktivitas hidrotermal atau air panas. 6. Mineral zeolit yang terbentuk dari endapan gunung berapi di dalam tanah yang bersifat alkali. 7. Mineral zeolit yang terbentuk dari batuan atau mineral lain yang tidak menunjukkan bukti adanya hubungan langsung dengan kegiatan vulkanis.
Beberapa keuntungan pemakaian zeolit alam sebagai adsorben pada adsorbsi minyak goreng bekas antara lain yaitu zeolit alam mempunyai efesiensi yang tinggi dalam menghilangkan VOC (volatile organic compound), mudah pemeliharaannya, mudah ditempatkan di dalam wadah, menggunakan teknologi yang sederhana, dan bernilai ekonomis. (Anonimous, 2006). b. Zeolit sintetis Zeolit sintetis dapat diproduksi dengan cara hidrotermal dan kebanyakan diproduksi di bawah kondisi tidak setimbang, akibatnya zeolit yang dihasilkan merupakan bahan metastabil (mudah berubah). Tahap pertama dalam pembuatan zeolit adalah reaksi bahan dasar seperti gel atau zat padat amorf, hidroksida alkali metal dengan ph tinggi dan basa kuat. Kondisi operasinya yaitu suhu hidrotermal rendah, dan arus reaktan yang berlawan (Anonimous, 1994). Zeolit merupakan kelompok senyawa berbagai jenis mineral alumino silikat hidrat dengan logam alkali. Zeolit cocok digunakan sebagai adsorben untuk substansi yang bersifat polar (misalnya : air dan larutan cair lainnya). Zeolit terdiri dari dua jenis yaitu zeolit alam dan zeolit sintetis (Anonimous, 2007). Proses Aktivasi Zeolit Alam Proses aktivasi zeolit alam dapat dilakukan dalam 2 cara yaitu secara fisika dan secara kimiawi. Aktivasi secara fisika berupa pemanasan zeolit dengan tujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit, sehingga luas permukaan pori-pori bertambah. Pemanasan dilakukan dalam oven biasa pada
suhu 300-400ºC (untuk skala laboratorium) atau menggunakan tungku putar dengan pemanasan secara penghampaan selama 3 jam atau tanpa penghampaan selama 5-6 jam (skala besar). Pengaktifan zeolit yang akan dimanfaatkan di bidang pertanian dan pengolahan air dilakukan pada suhu 230ºC selama 2,5 jam sampai 3 jam dalam oven putar. Aktivasi secara kimia dilakukan dengan larutan asam (H 2 SO 4 ) atau basa (NaOH) dengan tujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor, dan mengatur kembali letak atom yang dapat dipertukarkan. Pereaksi kimia ditambahkan pada zeolit yang telah disusun dalam suatu tangki dan diaduk selama jangka waktu tertentu. Zeolit kemudian dicuci dengan air sampai netral dan selanjutnya dikeringkan. Permukaan yang luas ini tersusun oleh banyaknya pori halus pada padatan tersebut. Di samping luas spesifik dan diameter pori, distribusi ukuran partikel, maupun kekerasannya merupakan sifat karakterisik yang penting dari suatu adsorben. Tergantung pada tujuan penggunaannya, adsorben dapat berupa granulat ( biasanya untuk menyerap gas) atau serbuk (biasanya untuk adsorpsi campuran cair) (Bernasconi, 1995). Asam Sulfat Asam sulfat adalah bahan kimia yang diproduksi dalam jumlah besar di dunia. Manfaatnya berkisar mulai dari pengolahan logam sampai produksi obatobatan dan manufaktur pupuk. Sejumlah kecil SO 3 yang dihasilkan (bersama dengan SO 2 yang menjadi produk utamanya) diembunkan dan dimasukkan kedalam air untuk membuat asam sulfat. Suatu penemuan yang tidak disengaja
mengungkapkan bahwa penambahan natrium nirat atau kalium nitrat meningkatkan rendemen SO 3. Bahan baku utama untuk membuat asam sulfat adalah sulfur atau sulfur dioksida. Sumber untuk bahan kimia ini telah berubah dari waktu ke waktu, didasari atas pertimbangan harga dan keinginan untuk mengurangi pencemaran udara. Asam sulfat murni tidak berwarna, berupa cairan kental yang membeku pada suhu 10,4 0 C dan mendidih pada suhu 279,6 0 C. Asam sulfat dapat dicampur dengan air dalam segala perbandingan, dengan membebaskan banyak sekali kalor. Dalam pengasaman, lapisan oksida pada permukaan logam dilarutkan melalui reaksi dengan asam (Oxtoby, et al., 2003) Asam sulfat mempunyai rumus kimia H 2 SO 4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, antara lain pemrosesan bijih, sintesis kimia, pemrosesan air dan penghilangan bau minyak (Wikipedia, 2008). Pada minyak nabati dengan kandungan asam lemak bebas tinggi, sebelum dilakukan proses transesterifikasi dengan katalis basa dilakukan proses esterifikasi terlebih dahulu. Katalis yang digunakan pada proses esterifikasi adalah katalis asam yaitu dengan menggunakan asam sulfat (Susilo, 2006). Asam Nitrat Salah satu produk yang dibuat dari amonia yang paling penting adalah asam nitrat. Asam nitrat memiliki konsentrasi sekitar 50 sampai 65% berdasarkan massa. Penyulingan untuk mengeluarkan air tidak meningkatkan konsentrasi di atas 69% HNO 3, Yaitu konsentrasi asam nitrat yang umumnya digunakan di laboratorium. Penambahan zat pendehidrasi kuat (asam sulfat pekat) dan
penyulingan memisahkan lebih banyak air dan menghasilkan larutan yang mengandung 95 sampai 98% asam nitrat (Oxtoby, et al., 2003). Karbon aktif Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup, sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi terhadap zat warna. Pori-pori dalam arang biasanya diisi oleh tar, hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari fixed carbon, abu, air persenyawaan yang mengandung nitrogen dan sulfur (Ketaren, 1986) Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Dari satu gram karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m 2 (didapat dari pengukuran gas). Pengaktifan bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, dan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri (Wikipedia, 2008) Keuntungan menggunakan arang aktif sebagai bahan pemucat minyak ialah karena lebih efektif untuk menyerap warna dibandingkan dengan bleaching clay, sehingga arang aktif dapat digunakan dalam jumlah kecil. Arang yang digunakan sebagai bahan pemucat biasanya berjumlah kurang lebih 0,1-0,2 persen dari berat minyak. Arang aktif dapat juga menghilangkan sebagian bau yang tidak dikehendaki dan mengurangi jumlah peroksida sehingga memperbaiki mutu minyak (Ketaren, 1986).