TRANSESTERIFIKASI ENZIMATIK CAMPURAN FRAKSI MINYAK SAWIT DAN MINYAK KEDELAI TERHIDROGENASI SEMPURNA UNTUK SINTESIS COCOA BUTTER EQUIVALENTS

75 TRANSESTERIFIKASI ENZIMATIK CAMPURAN FRAKSI MINYAK SAWIT DAN MINYAK KEDELAI TERHIDROGENASI SEMPURNA UNTUK SINTESIS COCOA BUTTER EQUIVALENTS (Enzymatic Transesterification of palm oil fractions and fully hydrogenated soybean oil blends for the synthesis of cocoa butter equivalents) Abstract Enzymatic transesterification of each palm oil fraction (refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; palm olein; soft palm midfraction, spmf) and fully hydrogenated soybean oil (FHSO) at various reaction times and weight ratios was studied for the synthesis of cocoa butter equivalents (CBE). Triacylglycerol (TAG) composition, solid fat content (SFC) and slip melting point (SMP) were analyzed in the reaction mixtures, before dan after enzymatic transesterification reaction. Enzymatic transesterification of the substrates resulted in the formation of a complex mixture of acylglycerols and free fatty acids. Concentration of several TAG were increased, some were decreased, and several new TAG were formed. Enzymatic transesterification reaction reached equilibrium after 8-12 hours reaction times was reflected in the degree of interesterification (DI) and CBE index (IC) values. Synthesis of target TAG (POS, SOS) that expressed in IC values increased with increasing proportion of FHSO in the substrates. The resulting changes in the TAG composition of the substrates were reflected in the SFC and SMP values. The relationship between TAG composition (TAG groups) and the SFC values of transesterified products at each measuring temperature can be expressed in a multiple linear regression model. The SFC values at various measuring temperature could be accurately predicted from the proportion of StMM (POO, SOO) and StStM (POP, POS, SOS) TAG groups, either single or combined. Keywords : enzymatic transesterification, palm oil fractions, triacylglycerol, solid fat content, cocoa butter equivalents Abstrak Transesterifikasi enzimatik dari masing-masing fraksi minyak sawit (refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; olein sawit; soft palm midfraction, spmf) dan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna (fully hydrogenated soybean oil, FHSO) pada berbagai rasio berat dan waktu reaksi dengan katalis lipase amobil dipelajari untuk sintesis Cocoa Butter Equivalents (CBE). Analisis dilakukan terhadap komposisi triasilgliserol (TAG), solid fat content (SFC) and slip melting point (SMP) dalam campuran reaksi sebelum dan sesudah reaksi transesterifikasi enzimatik. Transesteferikasi enzimatik dari substrat menghasilkan pembentukan campuran kompleks dari asilgliserol dan asam lemak bebas. Konsentrasi beberapa TAG meningkat, beberapa menurun dan beberapa TAG

76 baru terbentuk. Reaksi transesterifikasi mencapai kesetimbangan setelah 8-12 jam waktu reaksi yang tercermin dalam nilai derajat interesterifikasi (DI) dan indeks CBE (IC). Sintesis TAG target (POS, SOS) yang dinyatakan sebagai IC meningkat seiring dengan meningkatnya proporsi FHSO dalam substrat. Perubahan dalam komposisi TAG substrat tercermin dalam profil SFC dan nilai SMP. Hubungan antara komposisi TAG (kelompok TAG) dan nilai SFC produk transesterifikasi pada masing-masing suhu pengukuran dapat dinyatakan dalam model regresi linear berganda. Nilai SFC pada berbagai suhu pengukuran secara akurat dapat diprediksi dari proporsi kelompok TAG StMM (POO, SOO) dan StStM (POP, POS, SOS) secara tunggal atau pun gabungan. Kata kunci : transesterifikasi enzimatik, fraksi minyak sawit, triasilgliserol, solid fat content, cocoa butter equivalents Pendahuluan CB dianggap sebagai lemak ideal dan pilihan dalam industri coklat confectionery karena mempunyai karakteristik unik. Komposisi CB hampir 80% didominasi oleh tiga TAG simetrik, saturated-unsaturated-saturated (StUSt), yaitu palmitat-oleat-palmitat (POP, 16.8-19.0%), palmitat-oleat-stearat (POS, 38.0-43.8%) dan stearat-oleat-stearat (SOS, 22.8-30.0%) (Lipp et al. 2001). Konsekuensinya CB bersifat keras dan rapuh di bawah suhu ruang, tetapi ketika dimakan, CB meleleh sempurna di mulut dengan tekstur creamy yang lembut dan suatu sensasi dingin (Gunstone 2002). Polimorfismenya juga berpengaruh besar terhadap sifat-sifat fisik dari produk coklat, seperti kilap (gloss), derak (snap), kontraksi, ketahanan panas, pelelehan yang cepat dan tajam di mulut, serta ketahanan bloom (Osborn dan Akoh 2002a). Banyak keterbatasan menyangkut penggunaan CB, antara lain suplai yang tidak stabil, harga relatif mahal, kurang memadai untuk digunakan pada iklim panas serta kualitasnya bervariasi. Selain itu, proses tempering diperlukan untuk produk coklat yang sepenuhnya menggunakan CB dalam formulasinya, karena cenderung akan mengalami blooming (Zaidul et al. 2007, Torbica et al. 2006, Fuji Oil Europe 2004). Berbagai alasan tersebut mendorong dikembangkannya specialty fats alternatif CB oleh para peneliti maupun industri minyak dan lemak, sehingga dikenal istilah cocoa butter alternatives (CBA). Review tentang CBA yang meliputi klasifikasi dan sifat-sifatnya dapat ditemukan dalam artikel Lipp

77 dan Anklam (1998). Salah satu jenis CBA yang mempunyai sifat fisikokimia mirip CB dan sepenuhnya kompatibel dengan CB adalah cocoa butter equivalents (CBE). CBE berperilaku seperti CB dan dapat dicampur dengan CB pada proporsi berapapun tanpa mengubah karakteristik pelelehan, rheologi, dan pengolahan, sehingga kualitas akhir produk tetap dipertahankan. CBE didesain agar mengandung komposisi TAG mirip CB, sehingga sifat-sifatnya diharapkan mirip dan kompatibel dengan CB dalam campuran untuk pembuatan coklat (Zaidul et al. 2007). Oleh karena itu, CBEs mempunyai nilai ekonomi paling tinggi di antara jenis CBA lainnya (Balle 2006). CBE mempunyai peranan antara lain untuk memperbaiki toleransi terhadap lemak susu, meningkatkan daya simpan pada suhu tinggi, mengendalikan blooming, serta memberikan alternatif secara ekonomi terhadap penggunaan CB dalam formulasi coklat (Wainwright 1999). Akhir-akhir ini teknik interesterifikasi enzimatik menjadi salah satu pilihan dalam proses produksi CBE. Menurut Osborn dan Akoh (2002a) perhatian terhadap reaksi interesterifikasi, baik dari sudut pandang gizi maupun fungsional terus meningkat karena memungkinkan untuk dihasilkannya margarin bebas asam lemak trans, cocoa butter alternatives (CBA), dan pangan rendah kalori; memperbaiki sifat-sifat fisik dan fungsional pangan serta memperbaiki kualitas nutrisi lemak dan minyak. Selama interesterifikasi akan terjadi redistribusi asam lemak dalam TAG, sehingga akan mengubah komposisi asam lemak dalam TAG. Perubahan jumlah dan jenis TAG tersebut akan mempengaruhi karakteristik fisik minyak dan lemak, seperti sifat pelelehan dan kristalisasi (Idris dan Dian 2005). Interesterifikasi enzimatik lebih menawarkan banyak keuntungan dibandingkan dengan interesterifikasi kimia. Reaksi enzimatik lebih spesifik, kondisi reaksinya mild serta limbah yang dihasilkannya minimal. Selain itu apabila enzim yang digunakan dalam bentuk amobil, maka dapat digunakan berulang sehingga secara ekonomi lebih menguntungkan (Willis dan Marangoni 2002). Interesterifikasi kimia biasanya bersifat acak dan sulit dihentikan jika reaksi berlangsung sangat cepat, sedangkan reaksi interesterifikasi enzimatik biasanya berlangsung lebih lambat dan lebih mudah untuk dikendalikan.

78 Interesterifikasi enzimatik untuk sintesis lemak dengan profil TAG mirip CB dapat dilakukan melalui reaksi transesterifikasi ataupun asidolisis. Transesterifikasi merupakan reaksi pertukaran gugus asil antara dua ester, yaitu antara dua triasilgliserol. Sedangkan asidolisis merupakan reaksi perpindahan gugus asil antara suatu asam dengan suatu ester, atau dapat diartikan sebagai inkorporasi asam lemak bebas baru ke dalam triasilgliserol (Willis dan Marangoni 2002). Reaksi transesterifikasi enzimatik untuk sintesis CBE antara lain telah dilakukan oleh Chang et al. (1990) dari minyak biji kapas terhidrogenasi sempurna dan minyak zaitun; Liu et al. (1997) dari minyak sawit dan tristearin; Abigor et al. (2003) dari refined, bleached, deodorized palm oil (RBDPO) dan fully hydrogenated soybean oil (FHSO); serta Liu et al. (2007) dari lard dan tristearin. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi proses sintesis triasilgliserol khas CBE secara transesterifikasi enzimatik dari substrat fraksifraksi minyak sawit dengan FHSO dalam upaya mendapatkan teknologi proses produksi CBE skala laboratorium beserta informasi pengendaliannya. Evaluasi yang dilakukan meliputi kajian terhadap pengaruh jenis substrat, rasio substrat dan waktu reaksi terhadap perubahan profil TAG dan sifat pelelehannya (profil SFC) setelah reaksi transesterifikasi serta mendapatkan hubungan antara profil TAG dengan sifat pelelehannya (profil SFC). Bahan dan Metode Bahan. 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 (TAG) murni (OOO, POO, SOO, PPP, SSS) dari Sigma (St. Louis, MO USA) serta bahan-bahan kimia untuk analisis. Untuk melengkapi standar TAG, TAG murni dicampur dengan minyak/lemak yang telah

79 diketahui komposisi TAG-nya, yaitu RBDPO (PLO, PLP, OOO, POO, PPP), CB (POP, POS, SOS, SOA) dan FHSO (PPP, PPS, PSS,SSS). Pengukuran a w enzim. Pengukuran aktivitas air (a w ) enzim dilakukan secara langsung menggunakan a w -meter Shibaura WA-60. Kalibrasi dilakukan menggunakan NaCl dengan a w = 0.7509. Sebanyak 1 gram sampel enzim diletakkan pada tempat sampel pada a w -meter Shibaura WA-60. Selanjutnya a w - meter ditutup dan ditunggu sampai angka hasil pengukuran pada a w -meter konstan. Transesterifikasi Enzimatik. Reaksi transesterifkasi enzimatik mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chang et al. (1990) dan Abigor et al. (2003). Sebanyak 5 g substrat campuran masing-masing fraksi minyak sawit (RBDPO, Olein Sawit, spmf) dengan FHSO pada rasio berat 1:1 dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer 25 ml. Selanjutnya enzim lipase sebanyak 6% (b/b substrat) ditambahkan ke dalam campuran substrat yang sudah dipanaskan terlebih dahulu pada suhu sekitar 68-70 C selama 10 menit. Reaksi interesterifikasi (transesterifikasi) dilakukan secara batch dengan kecepatan orbital shaker 200 rpm, suhu reaksi 68-70 C dan waktu reaksi 2 sampai 24 jam. Pemisahan enzim dari hasil transesterifikasi dilakukan dengan cara penyaringan menggunakan kertas saring (dalam keadaan panas). Selain itu reaksi transesterifikasi juga dilakukan terhadap substrat pada berbagai rasio berat (2:1 sampai 1:2) untuk masing-masing fraksi minyak sawit dengan FHSO dengan waktu reaksi 4 jam. Komposisi Triasilgliserol. Analisis komposisi TAG mengacu pada metode yang dimodifikasi dari AOCS Official Methods Ce 5c (1997). Komposisi TAG dianalisis menggunakan HPLC Hewlett Packard series 1100 dengan detektor Indeks Refraksi (Refractive index, RI). Laju aliran fase gerak (aseton : asetonitril, 85 : 15 v/v) sebesar 0.8 ml/menit. Kolom yang digunakan adalah dua kolom C- 18 (Microsorb MV dan Zorbax Eclipse XDB C18, 4.6 x 250 mm, 5 µm) yang dipasang secara seri. Sampel dilarutkan dalam aseton atau campuran aseton : kloroform (2:1 v/v) dengan konsentrasi 5%, lalu disuntikkan ke dalam HPLC

80 sebanyak 20 μl. Analisis komposisi TAG dilakukan terhadap substrat sebelum dan sesudah reaksi transesterifikasi. Derajat Interesterifikasi (DI). Peningkatan konsentrasi TAG selama interesterifikasi dinyatakan sebagai derajat interesterifikasi (DI) yang didefinisikan sebagai total konsentrasi TAG (%area) yang meningkat konsentrasinya pada waktu reaksi tertentu, [TAGI t ], terhadap total konsentrasi TAG (%area) yang meningkat tersebut pada awal reaksi, [TAGI 0 ] (Ghazali et al. 1995 dan Chen et al. 2007). Sedangkan [TAGI t ] dan [TAGI 0 ] dihitung relatif terhadap total konsentrasi TAG pada masing-masing campuran reaksi. Selanjutnya DI dapat dapat dihitung menggunakan formula berikut: [TAGIt] DI = ----------- [TAGI 0 ] Solid Fat Content (SFC). Analisis SFC (IUPAC 2.150 ex 2.323, 1987 untuk tempering fats) menggunakan Bruker Minispec PC 100 NMR Analyzer. Sampel yang sudah dilelehkan dimasukkan ke dalam tabung NMR sebanyak 2.5 ml dan dipanaskan pada suhu 60 C selama 30 menit. Setelah itu sampel disimpan pada suhu 0 C selama 90 menit, lalu disimpan pada suhu 26 C selama 40 jam, selanjutnya disimpan lagi pada suhu 0 C selama 90 menit. Sebelum analisis dilakukan, sampel diinkubasi pada suhu 10, 20, 25, 30, 35 dan 40 C masingmasing selama 60 menit. Kalibrasi NMR menggunakan standar SFC 0%, 31.5% dan 72.9%. Slip Melting Point (SMP). Analisis SMP (AOCS Official Methods Cc 3-25, 2005) dilakukan terhadap substrat sebelum dan sesudah reaksi transesterifikasi. Sampel yang telah disaring dilelehkan dan dimasukkan ke dalam tabung kapiler (3 buah) setinggi 1 cm. Selanjutnya disimpan dalam refrigerator pada suhu 4-10 0 C selama 16 jam. Tabung kapiler diikatkan pada termometer dan termometer tersebut dimasukkan ke dalam gelas kimia (600 ml) berisi air (sekitar 300 ml). Suhu air dalam gelas kimia diatur pada suhu 8 10 0 C di bawah titik leleh sampel dan suhu air dipanaskan pelan-pelan (dengan kenaikan 0.5 0 C 1 0 C/menit ) dengan pengadukan (magnetic stirrer). Pemanasan dilanjutkan dan suhu diamati

81 dari saat sampel meleleh sampai sampel naik pada tanda batas atas. Slip melting point dihitung berdasarkan rata-rata suhu dari ketiga sampel yang diamati. Analisis Statistik. Hubungan matematik antara komposisi triasilgliserol dengan solid fat content diduga melalui regresi linear berganda dengan pendekatan regresi bertahap (stepwise regression) menggunakan Software SPSS Statistics 17.0. R 2 digunakan untuk mengukur proporsi variabilitas dari variabel bebas untuk model yang digunakan. Hasil dan Pembahasan Reaksi interesterifikasi yang dikatalisis enzim lipase dapat dilakukan pada media yang berbeda, baik dalam pelarut organik maupun dalam sistem bebas pelarut organik. Sintesis dalam sistem bebas pelarut organik menawarkan beberapa keuntungan meliputi dampak lingkungan yang minimal dengan menghindarkan penggunaan pelarut organik yang toksik dan mudah terbakar, penghematan biaya yang signifikan karena tidak adanya proses lebih lanjut serta tahap purifikasi yang lebih mudah dan lebih sedikit (Chaibakhsh et al. 2009). Pada penelitian ini, proses transesterifikasi enzimatik dilakukan pada sistem bebas pelarut organik dengan suhu reaksi dipertahankan pada 68-70 C, sehingga substrat tetap dalam keadaan cair. FHSO yang digunakan pada penelitian ini mempunyai SMP tinggi (59.5-60,2 C), sehingga digunakan suhu minimum 65 C untuk menjaga berlangsungnya reaksi. Lipase (Lipozyme TL IM) yang digunakan pada penelitian ini mempunyai a w sekitar (0.369 ± 0.027). Reaktivitas Lipozyme TL IM tidak dipengaruhi oleh perubahan a w dari 0.1130 ke 0.5289, tetapi peningkatan a w mengakibatkan peningkatan pembentukan ALB (Ronne et al. 2005). Sedangkan menurut Zhang et al. (2001), pengurangan kadar air lipase dari 6% sampai 3% tidak mempengaruhi aktivitas lipase, tetapi cenderung menurunkan pembentukan DAG dalam sistem. Hal ini mengindikasikan bahwa air di dalam sistem, baik yang dibawa oleh enzim atau bahan baku dapat meningkatkan pembentukan produk samping, seperti ALB dan DAG.

82 Lipozyme TL IM relatif stabil pada sistem bebas pelarut organik pada kisaran suhu 55 80 C. Interesterifikasi dengan katalis Lipozyme TL IM sedikitnya membutuhkan 6% enzim untuk mencapai kesetimbangan derajat interesterifikasi dalam 6 jam reaksi pada 60 C. Selain itu, Lipozyme TL IM tidak selektif terhadap asam lemak atau TAG dalam sistem yang digunakan (Zhang et al. 2001). Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Komposisi TAG Pengaruh waktu reaksi terhadap komposisi TAG selama sintesis CBE secara transesterifikasi enzimatik dipelajari masing-masing pada substrat RBDPO/FHSO (1:1, b/b), Olein Sawit/FHSO (1:1, b/b) serta spmf/fhso (1:1, b/b) dengan waktu reaksi dari 2 sampai 24 jam. Pada Gambar 5.1 dapat dilihat profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG substrat (spmf/fhso) sebelum dan sesudah reaksi transesterifikasi. Sedangkan komposisi TAG selengkapnya pada beberapa jenis substrat (RBDPO/FHSO, Olein Sawit/FHSO, spmf/fhso) pada berbagai waktu reaksi dapat dilihat pada Tabel 5.1, 5.2 dan 5.3. Proses transesterifikasi enzimatik terhadap masing-masing substrat mengakibatkan terbentuknya campuran kompleks asilgliserol dan asam lemak bebas. Menurut Zhang et al. (2001), untuk interesterifikasi dengan katalis lipase spesifik-1,3, asam lemak bebas (ALB) dan sn-1,2(2,3)-dag yang terbentuk merupakan produk samping hidrolisis. Proses transesterifikasi enzimatik juga mengakibatkan perubahan besar dalam komposisi TAG substrat. Profil TAG memperlihatkan adanya peningkatan dan penurunan konsentrasi beberapa TAG serta terbentuknya beberapa TAG baru. Hasil ini konsisten dengan hasil-hasil penelitian transesterifikasi enzimatik sebelumnya yang dilaporkan oleh Chen et al. (2007) dengan bahan baku minyak sawit dan minyak inti sawit, serta Li et al. (2010) dengan bahan baku minyak bunga matahari dan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna (FHSO). Proses transesterifikasi enzimatik memberikan pola perubahan yang hampir sama dalam komposisi TAG untuk ketiga jenis substrat. Sebagai ilustrasi, untuk waktu reaksi 4 jam, pada substrat RBDPO/FHSO (1:1, b/b), konsentrasi TAG POP dan SSS menurun masing-masing dari 14.85% dan 17.46% menjadi

83 9.27% dan 6.01%. Pada substrat Olein Sawit/FHSO, konsentrasi TAG POP dan SSS menurun masing-masing dari 13.71% dan 16.53% menjadi 7.72% dan 5.40%. Sedangkan pada substrat spmf/fhso, konsentrasi TAG POP dan SSS menurun masing-masing dari 19.23% dan 17.17% menjadi 8.96% dan 5.43%. 35000 Respon Detektor (nriu) 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 PLL OLO PLO PLP OOO POO POP PSS Diasilgliserol PPP SOO POS PPS SOS SSS -5000 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 Waktu Retensi (menit) 25000 Respon Detektor (nriu) 20000 15000 10000 5000 OLO POS PPS PLO PLP PSS Diasilgliserol POO POP PPP SOO SOS SSS 0 10 20 30 40 50 60 Waktu Retensi (menit) Gambar 5.1 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG substrat spmf/fhso (1:1, b/b) sebelum (atas) dan sesudah (bawah) transesterifikasi enzimatik

84 Tabel 5.1 Komposisi TAG hasil transesterifikasi enzimatik substrat RBDPO/FHSO (1 : 1, b/b) pada berbagai waktu reaksi Jenis TAG (%area) Waktu Reaksi (jam) 0 2 4 8 12 16 20 24 PLL 1.34 0.85 0.67 0.71 0.75 0.73 0.65 0.63 OLO 1.41 1.00 0.87 0.91 0.99 0.97 0.91 0.89 PLO 4.98 4.04 3.73 3.20 2.91 2.96 2.97 2.92 PLP 4.03 3.00 2.69 2.70 2.53 2.53 2.50 2.47 OOO 2.96 1.33 0.97 1.00 0.97 1.02 1.05 0.94 SLO nd* 2.19 2.39 2.49 2.55 2.55 2.54 2.34 POO 12.39 7.03 5.88 5.78 5.54 5.53 5.41 5.41 SLP nd 3.70 3.55 3.61 3.78 3.79 3.29 3.31 POP 14.85 9.74 9.27 9.37 9.29 9.16 9.22 8.92 PPP 4.32 4.56 4.64 4.64 4.91 4.84 4.85 5.17 SOO 1.75 5.02 5.71 5.42 5.54 5.55 5.44 5.48 SLS nd 1.66 1.70 1.65 1.64 1.79 1.52 1.42 POS 2.73 16.02 16.49 17.04 17.09 17.10 16.80 16.84 PPS 7.81 11.73 12.13 12.79 12.89 12.76 12.76 13.60 SOS 0.49 7.35 8.44 8.49 8.72 8.71 8.56 8.64 PSS 19.41 13.04 13.92 13.29 13.40 12.61 12.80 13.25 SSS 17.46 6.48 6.01 4.78 4.94 4.45 4.34 4.62 TAG lain 4.06 1.26 0.94 2.13 0.95 2.94 4.38 3.16 DAG 5.00 12.95 14.54 16.34 18.70 18.14 18.22 17.95 ALB 0.16 2.04 4.61 6.14 8.08 8.25 8.18 8.09 St3: 49.01 35.81 36.69 35.50 36.15 34.66 34.76 36.63 StStSt 49.01 35.81 36.69 35.50 36.15 34.66 34.76 36.63 St2U: 22.11 41.46 42.14 42.85 43.05 43.08 41.89 41.59 StStM 18.08 33.11 34.20 34.90 35.10 34.96 34.58 34.40 StStD 4.03 8.35 7.94 7.95 7.95 8.11 7.31 7.20 StU2: 20.45 19.14 18.38 17.61 17.28 17.32 17.02 16.78 StMM 14.14 12.05 11.59 11.20 11.07 11.08 10.85 10.89 StMD 4.98 6.23 6.12 5.69 5.46 5.51 5.51 5.26 StDD 1.34 0.85 0.67 0.71 0.75 0.73 0.65 0.63 U3: 4.37 2.33 1.84 1.91 1.96 2.00 1.96 1.84 MMM 2.96 1.33 0.97 1.00 0.97 1.02 1.05 0.94 MMD 1.41 1.00 0.87 0.91 0.99 0.97 0.91 0.89 *nd = tidak terdeteksi

85 Tabel 5.2 Komposisi TAG hasil transesterifikasi enzimatik substrat Olein Sawit/FHSO (1 : 1, b/b) pada berbagai waktu reaksi Jenis TAG (%area) Waktu Reaksi (jam) 0 2 4 8 12 16 20 24 PLL 2.07 0.97 0.86 0.84 0.81 0.81 0.83 0.77 OLO 1.78 1.35 1.24 1.28 1.34 1.31 1.34 1.34 PLO 7.62 4.45 3.92 3.82 3.82 3.97 3.87 3.77 PLP 5.12 2.85 2.65 2.69 2.78 2.78 2.80 2.73 OOO 3.59 1.59 1.36 1.37 1.31 1.43 1.29 1.31 SLO nd* 2.76 3.38 3.53 3.57 3.57 3.58 3.49 POO 16.37 8.28 5.93 5.83 5.90 5.92 6.01 5.95 SLP nd 3.29 4.23 4.12 4.02 4.22 4.07 3.96 POP 13.71 9.46 7.72 7.78 7.86 8.03 8.11 7.95 PPP 0.69 2.53 3.04 3.66 3.70 3.81 3.95 3.79 SOO 2.26 6.30 6.39 6.69 6.77 6.64 6.74 6.78 SLS nd 1.48 2.30 2.28 2.10 2.11 2.16 2.10 POS 2.61 16.13 16.47 16.44 16.43 16.80 16.60 16.59 PPS 7.05 9.79 10.48 10.76 10.51 10.63 10.89 9.98 SOS 0.46 8.28 9.22 9.55 9.40 9.34 9.38 9.46 PSS 18.85 12.70 13.00 12.23 11.23 11.25 11.18 11.84 SSS 16.53 5.81 5.40 4.80 4.21 4.36 4.03 4.61 TAG lain 1.28 1.99 2.41 2.33 4.24 3.01 3.17 3.58 DAG 4.89 14.90 15.20 16.36 17.55 18.24 18.16 18.53 ALB 0.16 3.87 5.54 6.53 7.33 7.97 7.25 6.72 St3: 43.12 30.83 31.92 31.45 29.64 30.05 30.05 30.23 StStSt 43.12 30.83 31.92 31.45 29.64 30.05 30.05 30.23 St2U: 21.90 41.49 42.59 42.86 42.59 43.29 43.11 42.78 StStM 16.78 33.87 33.42 33.77 33.69 34.18 34.08 33.99 StStD 5.12 7.62 9.18 9.09 8.89 9.12 9.03 8.79 StU2: 28.33 22.76 20.49 20.70 20.87 20.90 21.03 20.77 StMM 18.63 14.58 12.32 12.52 12.67 12.56 12.75 12.73 StMD 7.62 7.21 7.31 7.35 7.39 7.54 7.45 7.26 StDD 2.07 0.97 0.86 0.84 0.81 0.81 0.83 0.77 U3: 5.36 2.93 2.60 2.65 2.65 2.74 2.64 2.65 MMM 3.59 1.59 1.36 1.37 1.31 1.43 1.29 1.31 MMD 1.78 1.35 1.24 1.28 1.34 1.31 1.34 1.34 *nd = tidak terdeteksi

86 Tabel 5.3 Komposisi TAG hasil transesterifikasi enzimatik substrat spmf/fhso (1 : 1, b/b) pada berbagai waktu reaksi Jenis TAG (%area) Waktu Reaksi (jam) 0 2 4 8 12 16 20 24 PLL 1.33 0.74 0.65 0.69 0.65 0.64 0.67 0.62 OLO 1.29 0.86 0.90 0.93 0.95 0.91 0.87 0.91 PLO 4.85 3.54 3.03 3.01 3.21 3.14 2.78 3.07 PLP 4.54 2.89 2.27 2.30 2.43 2.39 2.19 2.52 OOO 2.79 1.16 1.10 1.12 1.03 1.04 1.08 0.92 SLO nd* 2.14 2.36 2.52 2.67 2.54 2.15 2.66 POO 10.87 6.64 5.74 5.83 5.85 5.52 5.30 5.64 SLP nd 3.58 3.70 3.55 3.71 3.70 3.75 3.68 POP 19.23 11.00 8.96 9.10 9.49 9.17 9.57 9.25 PPP 1.54 3.29 4.40 5.00 4.93 5.14 4.95 5.16 SOO 1.70 4.77 5.18 6.00 5.95 5.49 5.54 5.76 SLS nd 1.45 1.64 1.75 1.78 1.58 1.53 1.78 POS 4.03 16.72 17.20 17.09 17.57 17.11 17.18 17.38 PPS 6.96 11.64 13.05 12.32 12.42 13.28 13.39 13.48 SOS 0.58 7.60 8.58 9.02 8.89 8.52 8.67 8.90 PSS 18.38 13.89 14.17 13.43 13.20 12.74 12.73 13.01 SSS 17.17 5.91 5.43 4.49 4.36 4.28 4.37 4.44 TAG lain 4.71 2.17 1.62 1.84 0.91 2.81 3.27 0.82 DAG 4.06 12.66 14.13 15.80 18.12 18.56 18.81 18.24 ALB 0.14 3.09 4.84 7.03 8.01 7.99 8.03 6.79 St3: 44.05 34.74 37.05 35.25 34.91 35.44 35.45 36.08 StStSt 44.05 34.74 37.05 35.25 34.91 35.44 35.45 36.08 St2U: 28.40 43.24 42.36 42.81 43.87 42.47 42.89 43.52 StStM 23.85 35.32 34.75 35.21 35.95 34.80 35.42 35.53 StStD 4.54 7.91 7.61 7.60 7.92 7.67 7.47 7.98 StU2: 18.75 17.83 16.96 18.05 18.33 17.34 16.44 17.75 StMM 12.57 11.41 10.92 11.83 11.81 11.01 10.85 11.40 StMD 4.85 5.68 5.39 5.53 5.88 5.69 4.93 5.73 StDD 1.33 0.74 0.65 0.69 0.65 0.64 0.67 0.62 U3: 4.09 2.02 2.01 2.05 1.98 1.95 1.95 1.83 MMM 2.79 1.16 1.10 1.12 1.03 1.04 1.08 0.92 MMD 1.29 0.86 0.90 0.93 0.95 0.91 0.87 0.91 *nd = tidak terdeteksi

87 Sementara itu, komponen TAG target (POS dan SOS), konsentrasinya meningkat cukup tinggi. Pada substrat RBDPO/FHSO, konsentrasi TAG POS dan SOS meningkat masing-masing dari 2.73% dan 0.49% menjadi 16.49% dan 8.44%. Pada substrat Olein Sawit/FHSO, konsentrasi TAG POS dan SOS meningkat masing-masing dari 2.61% dan 0.46% menjadi 16.47% dan 9.22%. Sedangkan pada substrat spmf/fhso, konsentrasi TAG POS dan SOS meningkat masing-masing dari 4.03% dan 0.58% menjadi 17.20% dan 8.58%. Bahkan TAG POS menjadi TAG dominan pada semua jenis substrat untuk semua waktu reaksi. Secara umum substrat spmf/fhso memberikan TAG POS tertinggi diikuti dengan substrat RBDPO/FHSO dan Olein Sawit/FHSO. Selain itu, beberapa TAG baru juga terbentuk pada semua jenis substrat seperti SLO, SLP dan SLS dengan konsentrasi yang tidak berbeda jauh, masingmasing berkisar dari 2.36-3.38; 3.55-4.23 dan 1.64-2.30. Perubahan-perubahan ini mengindikasikan terjadinya pertukaran asil antara TAG dari fraksi-fraksi minyak sawit (sumber POP, POO) dengan TAG dari FHSO (sumber PSS, SSS) dalam campuran reaksi selama reaksi transesterifikasi. Perubahan yang drastis dalam komposisi TAG dibandingkan dengan substrat awal (0 jam reaksi) terlihat pada awal reaksi (2 jam reaksi), selanjutnya komposisi TAG cenderung tidak banyak berfluktuasi setelah waktu reaksi 8-12 jam. Sementara itu, konsentrasi DAG meningkat secara bertahap selama transesterifikasi enzimatik sampai waktu reaksi 12 jam. Setelah itu, konsentrasi DAG cenderung konstan dengan kecenderungan yang sama untuk semua jenis substrat. Demikian pula konsentrasi ALB juga mengalami peningkatan sampai waktu reaksi 12 jam dan setelah itu juga cenderung konstan. Menurut Jeyarani dan Reddy (2010), meningkatnya kandungan ALB merupakan suatu kenyataan bahwa reaksi interesterifikasi terjadi bersama-sama dengan hidrolisis. Ketika hidrolisis telah mendominasi, maka dapat dijadikan indikator bahwa reaksi interesterifikasi telah mencapai kesetimbangan (Chen et al. 2007). Reaksi interesterifikasi yang dikatalisis lipase melibatkan peranan air selama reaksi dan disertai oleh pembentukan produk TAG baru serta produk samping DAG dan ALB (FFA) dalam sistem (Zhang et al. 2001). Reaksi berikut

88 menggambarkan proses interesterifikasi antar TAG dengan katalis lipase berdasarkan pada pembentukan kompleks asil enzim. TAG 1 + E TAG 1.E DAG 1 + FA 1.E [1] TAG2 + E TAG 2.E DAG 2 + FA 2.E [2] DAG1 + FA 2.E TAG 3.E TAG 3 + E [3] DAG2 + FA 1.E TAG 4.E TAG 4 + E [4] TAG TAG 3 4.E [5].E [6] FA1.E + H 2 O FA 1 + E [7] FA2.E + H 2 O FA 2 + E [8] Menurut Zhang et al. (2001), reaksi akan terus berlanjut sampai mencapai kesetimbangan dalam sistem, proses ini akan melibatkan produksi intermediate baru dan pembentukan produk TAG baru (Persamaan 1-6). Jika kandungan air dalam sistem meningkat, maka kandungan ALB (FFA) akan meningkat (Persamaan 7-8), sedangkan FA 1.E atau FA 2.E menurun. Konsekuensinya, kandungan DAG juga akan meningkat (Persamaan 1-2). Oleh karena itu, produk TAG baru hasil interesterifikasi yang dihasilkan akan menurun. Peningkatan konsentrasi TAG selama transesterifikasi, menurut Ghazali et al. (1995) dan Chen et al. (2007) dapat dinyatakan sebagai derajat interesterifikasi (transesterifikasi) (DI) yang didefinisikan sebagai total konsentrasi TAG (%area) yang meningkat konsentrasinya pada waktu reaksi tertentu, [TAGIt], terhadap total konsentrasi TAG (%area) yang meningkat tersebut pada awal reaksi, [TAGI 0 ]. Sedangkan [TAGI t ] dan [TAGI 0 ] dihitung relatif terhadap total konsentrasi TAG pada masing-masing campuran reaksi. Pada Gambar 5.2 dapat dilihat Derajat Interesterifikasi (DI) masingmasing jenis substrat pada berbagai waktu reaksi. TAG yang meningkat konsentrasinya setelah transesterifikasi adalah TAG SLO, SLP, PPP, SOO, SLS, POS, PPS dan SOS, sehingga dijadikan dasar perhitungan DI. Jenis-jenis TAG selengkapnya yang meningkat dan yang menurun konsentrasinya serta yang terbentuk selama proses transesterifikasi dapat dilihat pada Tabel 5.4.

89 Tabel 5.4 Perubahan komposisi TAG substrat setelah transesterifikasi enzimatik Perubahan komposisi TAG TAG yang meningkat konsentrasinya TAG yang menurun konsentrasinya TAG baru yang terbentuk Jenis TAG PPP, SOO, POS, PPS, SOS PLL, OLO, PLO, PLP, OOO, POO, POP, PSS, SSS SLO, SLP, SLS Pada Gambar 5.2 terlihat bahwa substrat Olein Sawit/FHSO mempunyai DI yang paling tinggi diikuti oleh substrat spmf/fhso dan RBDPO/FHSO pada semua waktu reaksi. Pada substrat Olein Sawit/FHSO terlihat bahwa konsentrasi TAG SOS meningkat paling tinggi relatif terhadap TAG SOS awal, diikuti TAG POS dan PPP. Peningkatan konsentrasi tersebut juga relatif paling tinggi dibandingkan dengan substrat RBDPO/FHSO dan spmf/fhso. Sebagai ilustrasi, TAG SOS dan POS dapat terbentuk dari reaksi transesterifikasi antara TAG POP atau POO dengan TAG SSS atau PSS dengan katalis lipase spesifik-1,3: POP + SSS POS + SOS + PSS + PSP POP + PSS POP + POS + PSP + PSS POO + SSS POS + SOO + PSS + SSO + SOS POO + PSS POS + POP + POO + SOO + PSP + PSO + PSS + OSS Konsentrasi TAG (POP+POO) dan TAG (SSS+PSS) yang tinggi dalam substrat tidak selalu menghasilkan produk TAG POS dan SOS dengan konsentrasi yang tinggi pula. Hal ini mengindikasikan bahwa proporsi antara TAG (POP+POO) dan TAG (SSS+PSS) yang menentukan konsentrasi TAG POS dan SOS yang dihasilkan. Sebagaimana nilai DI yang terlihat pada Gambar 5.2, substrat Olein Sawit/FHSO diduga memberikan komposisi TAG substrat yang paling proporsional, sehingga memberikan peningkatan konsentrasi TAG yang paling tinggi relatif terhadap konsentrasi TAG substrat awal. Analogi yang sama juga berlaku untuk substrat spmf/fhso dan RBDPO/FHSO. Sementara itu, DI mulai menunjukkan nilai konstan setelah waktu reaksi 8-12 jam. Menurut Zhang et al. (2001), interesterifikasi dari campuran stearin

90 sawit dan minyak kelapa (75:25, b/b) dengan katalis Lipozyme TL IM sedikitnya membutuhkan 6% enzim untuk mencapai kesetimbangan derajat interesterifikasi dalam 6 jam reaksi pada suhu 60 C. DI dapat digunakan sebagai salah satu acuan untuk menentukan waktu reaksi yang sesuai untuk menghasilkan TAG target yang diinginkan atau untuk mengetahui sampai seberapa lama tidak ada lagi peningkatan konsentrasi TAG dengan bertambahnya waktu reaksi. Selain itu, DI juga dapat disetarakan dengan aktivitas interesterifikasi jika konsentrasi enzim serta kondisi reaksi diperhitungkan. Sementara itu, Bloomer et al. (1990) mengukur aktivitas interesterifikasi berdasarkan reaksi etil stearat dan PMF yang dinyatakan sebagai inkorporasi stearat ke dalam TAG monounsaturated dari produk, yang dirumuskan dengan formula: Σ = (% POS + 2 [% SOS]) / 2 (% POP + % POS + % SOS) x 100 Selanjutnya formula tersebut dalam penelitian ini dinyatakan sebagai indeks CBE (IC) seperti yang dilakukan oleh Satiawihardja et al. (2001) untuk mengetahui kedekatan proporsi TAG POP, POS dan SOS hasil interesterifikasi maupun hasil fraksinasi produk interesterifikasi (CBE) terhadap proporsi TAG utama CB tersebut. CB yang digunakan pada penelitian ini mempunyai indeks CBE 56.89 (POP = 15.40%, POS = 38.57%, SOS = 26.49%). Pada Gambar 5.2 juga dapat dilihat indeks CBE (IC) masing-masing jenis substrat setelah interesterifikasi pada berbagai waktu reaksi. Proses transesterifikasi mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai IC. Sebagai contoh setelah waktu reaksi 2 jam, IC substrat Olein Sawit/FHSO meningkat dari 10.53 menjadi 48.27. Hal yang sama juga terjadi pada substrat RBDPO/FHSO dan spmf/fhso. Nilai IC terus meningkat sampai waktu reaksi 8-12 jam dan setelah waktu reaksi tersebut nilai IC cenderung konstan. Substrat Olein Sawit/FHSO juga memberikan nilai IC tertinggi seperti halnya nilai DI pada semua waktu reaksi, tetapi berbeda untuk substrat RBDPO/FHSO dan spmf/fhso yang memberikan nilai IC yang hampir sama, tetapi nilai DI-nya berbeda. Nilai DI dan IC tidak selalu seiring dalam peningkatan atau penurunannya, karena dasar perhitungannya berbeda. Walaupun

91 demikian, nilai DI dan IC dapat dijadikan dasar untuk penentuan waktu reaksi yang tepat apabila proporsi TAG target sangat menentukan seperti halnya dalam sintesis komponen CBE. Keterangan: RF, Substrat RBDPO/FHSO; OF, substrat Olein Sawit/FHSO; PF, substrat spmf/fhso; CB, Cocoa Butter Gambar 5.2 Derajat Interesterifikasi (DI) (atas) dan Indeks CBE (IC) (bawah) masing-masing jenis substrat pada berbagai waktu reaksi

92 Nilai IC memberikan gambaran tentang proporsi TAG utama CB (POP, POS dan SOS) dalam substrat maupun hasil interesterifikasinya. Seperti halnya dengan nilai DI, proporsi TAG (POP+POO) dan (SSS+PSS) dalam substrat sangat menentukan konsentrasi TAG target (POS dan SOS) yang terbentuk, sebagaimana reaksi yang diilustrasikan sebelumnya. Substrat Olein Sawit/FHSO memberikan komposisi TAG substrat dengan proporsi yang paling baik, sehingga memberikan nilai IC yang paling tinggi. Sedangkan substrat RBDPO/FHSO dan spmf/fhso memberikan nilai IC yang hampir sama. Pada Tabel 5.1, 5.2 dan 5.3 dapat dilihat pula pengelompokan TAG berdasarkan kejenuhan/ketidakjenuhannya (Neff et al. 1999; Silva et al. 2009) untuk masing-masing jenis substrat pada berbagai rasio berat. Secara umum, proses transesterifikasi mengakibatkan peningkatan kelompok TAG St2U (terutama StStM), sedangkan kelompok TAG yang lain mengalami penurunan. Hal ini terutama disebabkan oleh meningkatnya TAG target (POS dan SOS yang termasuk kelompok StStM). Perubahan paling besar terlihat pada awal reaksi (waktu reaksi 2 jam), selanjutnya hanya terjadi sedikit perubahan pada konsentrasi masing-masing kelompok TAG pada waktu-waktu reaksi berikutnya. Komposisi TAG St3, St2U, StU2, U3 relatif konstan setelah waktu reaksi 8-12 jam. Pengaruh Waktu Reaksi Terhadap Profil SFC dan SMP Pada Gambar 5.3 dan 5.4 disajikan profil SFC masing-masing substrat (RBDPO/FHSO, Olein Sawit/FHSO, spmf/fhso, 1:1 b/b) setelah reaksi interesterifikasi pada berbagai waktu reaksi. Perubahan yang terjadi dalam komposisi TAG substrat tercermin dalam profil SFC. Seperti halnya yang terjadi pada komposisi TAG yang tidak banyak berubah setelah 8-12 jam waktu reaksi, maka keadaan tersebut juga tercermin dalam profil SFC. Profil SFC untuk masing-masing jenis substrat pada berbagai waktu reaksi menunjukkan profil yang sangat mirip (hampir berhimpit), kecuali SFC substrat awal dan waktu reaksi 2 jam. Secara umum, SFC substrat awal dan substrat pada waktu reaksi 2 jam terlihat lebih rendah nilai SFC-nya dibawah suhu pengukuran 30-35 C dan lebih tinggi di atas suhu pengukuran 30-35 C dibandingkan dengan

93 Gambar 5.3 Profil SFC substrat RBDPO/FHSO (atas) dan substrat Olein Sawit/FHSO (bawah) setelah transesterifikasi enzimatik pada berbagai waktu reaksi waktu reaksi yang lain. Hal ini berkaitan dengan komposisi TAG yang berbeda, substrat awal dan waktu reaksi 2 jam mengandung TAG St3 (titik leleh 56-65 C) dan TAG St2U (titik leleh 27-42 C) yang lebih rendah serta TAG StU2 (6-23 C) dan U3 (titik leleh -13-1 C) yang lebih tinggi dibandingkan dengan waktu reaksi

94 lainnya. Selain itu, juga mungandung DAG dan ALB yang lebih rendah dibandingkan dengan waktu reaksi lainnya. Gambar 5.4 Profil SFC substrat spmf/fhso setelah transesterifikasi enzimatik pada berbagai waktu reaksi Seperti halnya dengan nilai SFC, nilai SMP produk transesterifikasi tidak berbeda jauh setelah waktu reaksi 8-12 jam. Pada Tabel 5.5 terlihat bahwa SMP produk transesterifikasi untuk berbagai jenis substrat pada berbagai waktu reaksi tidak Tabel 5.5 SMP masing-masing jenis substrat (1:1, b/b) setelah transesterifikasi enzimatik pada berbagai waktu reaksi Waktu Reaksi RBDPO/FHSO (1:1, b/b) Jenis Substrat Olein/FHSO (1:1, b/b) spmf/fhso (1:1, b/b) S M P ( C) 0 jam 2 jam 4 jam 8 jam 12 jam 16 jam 20 jam 24 jam 57.5-58.2 50.8-51.0 47.7-48.9 49.0-49.6 47.5-47.7 47.8-48.0 47.2-47.6 47.4-48.0 56.9-57.3 49.2-49.7 47.0-47.1 47.6-48.0 45.8-46.0 46.5-47.1 45.6-46.2 46.2-46.8 56.4-57.8 50.4-51.0 47.8-48.0 49.0-49.1 46.6-47.0 47.1-47.5 47.5-47.8 47.0-47.2

95 banyak berbeda. Nilai SMP yang lebih tinggi hanya terlihat pada awal reaksi (waktu reaksi 0 dan 2 jam), selanjutnya untuk waktu reaksi berikutnya nilai SMP untuk masing-masing jenis substrat menunjukkan nilai yang hampir sama. Profil SFC maupun profil TAG yang hampir sama akan memberikan nilai SMP yang hampir sama pula. Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Komposisi TAG Pada penelitian ini dipelajari pengaruh rasio berat substrat campuran masing-masing fraksi minyak sawit dengan FHSO terhadap komposisi TAG setelah reaksi transesterifikasi enzimatik. Komposisi TAG pada masing-masing jenis substrat sebelum dan sesudah reaksi transesterifikasi disajikan pada Tabel 5.6 (RBDPO/FHSO), Tabel 5.7 (Olein Sawit/FHSO), dan Tabel 5.8 (spmf/fhso). Sementara itu, TAG target (POS dan SOS) untuk masing-masing jenis substrat memperlihatkan kecenderungan bahwa semakin tinggi rasio FHSO yang ditambahkan, maka semakin tinggi pula konsentrasi SOS yang terbentuk, sebaliknya konsentrasi POP semakin menurun. Sedangkan tinggi rendahnya POP, tergantung dari tinggi rendahnya konsentrasi POP pada substrat awal. Sementara itu, konsentrasi POS meningkat dengan meningkatnya rasio FHSO sampai rasio 1:1 (b/b), selanjutnya konsentrasi TAG POS menurun dengan meningkatnya proporsi FHSO. TAG POS menjadi TAG dominan untuk masing-masing jenis substrat pada semua rasio berat substrat. Pada Gambar 5.5 dapat dilihat Derajat Interesterifikasi (DI) masingmasing jenis substrat pada berbagai rasio berat. TAG yang dijadikan dasar perhitungan DI hampir sama dengan sebelumnya. Hanya saja untuk substrat RBDPO/FHSO, TAG PPP tidak diperhitungkan karena konsentrasinya menurun. Masing-masing jenis substrat mempunyai nilai DI yang hampir sama untuk masing-masing rasio berat. Hal ini sangat dipengaruhi oleh proporsi masingmasing jenis TAG pada substrat awal yang sangat menentukan komposisi TAG yang dihasilkan setelah reaksi transesterifikasi enzimatik sebagaimana fenomena yang telah diuraikan sebelumnya.

96 Tabel 5.6 Komposisi TAG substrat RBDPO/FHSO sebelum (BT) dan sesudah (ST) transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat Jenis TAG (%area) Rasio Berat Substrat (RBDPO/FHSO) Rasio 2:1 Rasio 3:2 Rasio 1:1 Rasio 2:3 Rasio 1:2 BT ST BT ST BT ST BT ST BT ST PLL 1.60 0.84 1.54 0.75 1.34 0.67 1.19 0.71 1.14 0.66 OLO 1.49 1.36 1.48 1.07 1.41 0.87 1.26 0.45 1.17 0.00 PLO 6.29 4.41 5.87 4.12 4.98 3.73 4.21 1.87 3.90 1.50 PLP 5.33 3.24 4.83 2.75 4.03 2.69 3.19 1.86 2.77 1.53 OOO 3.27 1.94 3.08 1.46 2.96 0.97 2.84 0.39 2.75 0.39 SLO nd* 1.81 nd 2.02 nd 2.39 nd 2.15 nd 1.82 POO 16.27 9.37 14.96 7.45 12.39 5.88 10.34 3.32 9.08 2.40 SLP nd 2.69 nd 2.97 nd 3.55 nd 2.92 nd 2.90 POP 20.20 13.15 18.42 11.30 14.85 9.27 12.16 6.24 10.40 5.09 PPP 5.33 6.00 4.97 5.52 4.32 4.64 3.64 3.84 3.31 3.41 SOO 2.17 5.17 2.06 5.33 1.75 5.71 1.50 3.80 1.32 3.35 SLS nd 0.70 nd 0.95 nd 1.70 nd 1.78 nd 1.86 POS 3.68 15.60 3.28 16.20 2.73 16.49 2.27 15.34 2.00 14.85 PPS 5.77 12.05 6.46 13.06 7.81 12.13 9.21 14.49 10.26 14.30 SOS 0.56 5.25 0.50 6.46 0.49 8.44 0.44 9.24 0.43 9.81 PSS 12.62 8.76 15.21 11.36 19.41 13.92 22.82 20.13 26.69 22.30 SSS 11.12 2.30 13.71 3.42 17.46 6.01 18.81 9.31 20.65 11.73 TAG lain 4.33 5.36 3.65 3.81 4.06 0.94 6.11 2.17 4.13 2.10 DAG 5.35 14.89 5.14 15.05 5.00 14.54 4.59 14.34 4.20 14.54 ALB 0.16 4.66 0.16 4.53 0.16 4.61 0.16 4.71 0.16 4.71 St3: 34.83 29.11 40.35 33.36 49.01 36.69 54.48 47.77 60.91 51.75 StStSt 34.83 29.11 40.35 33.36 49.01 36.69 54.48 47.77 60.91 51.75 St2U: 29.77 40.63 27.02 40.63 22.11 42.14 18.06 37.37 15.60 36.04 StStM 24.44 34.00 22.19 33.96 18.08 34.20 14.87 30.82 12.83 29.74 StStD 5.33 6.62 4.83 6.67 4.03 7.94 3.19 6.56 2.77 6.30 StU2: 26.32 21.60 24.43 19.67 20.45 18.38 17.25 11.85 15.44 9.72 StMM 18.44 14.54 17.02 12.78 14.14 11.59 11.84 7.12 10.40 5.75 StMD 6.29 6.22 5.87 6.14 4.98 6.12 4.21 4.03 3.90 3.32 StDD 1.60 0.84 1.54 0.75 1.34 0.67 1.19 0.71 1.14 0.66 U3: 4.75 3.31 4.55 2.53 4.37 1.84 4.10 0.84 3.91 0.39 MMM 3.27 1.94 3.08 1.46 2.96 0.97 2.84 0.39 2.75 0.39 MMD 1.49 1.36 1.48 1.07 1.41 0.87 1.26 0.45 1.17 nd *nd = tidak terdeteksi

97 Tabel 5.7 Komposisi TAG substrat Olein Sawit/FHSO sebelum (BT) dan sesudah (ST) transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat Jenis TAG (%area) Rasio Berat Substrat (Olein Sawit/FHSO) Rasio 2:1 Rasio 3:2 Rasio 1:1 Rasio 2:3 Rasio 1:2 BT ST BT ST BT ST BT ST BT ST PLL 2.49 1.27 2.28 1.08 2.07 0.86 1.71 0.61 1.59 0.41 OLO 2.02 2.46 1.94 1.97 1.78 1.24 1.59 0.69 1.51 0.43 PLO 9.23 6.34 8.37 5.25 7.62 3.92 6.09 2.53 5.37 2.05 PLP 6.80 3.62 6.04 3.66 5.12 2.65 4.12 2.03 3.54 1.31 OOO 4.21 3.23 4.09 2.22 3.59 1.36 3.21 0.52 2.97 0.46 SLO nd* 3.31 nd 3.46 nd 3.38 nd 3.41 nd 2.25 POO 20.67 10.70 18.51 8.65 16.37 5.93 13.26 3.63 11.40 2.54 SLP nd 3.31 nd 3.74 nd 4.23 nd 3.91 nd 3.71 POP 17.26 11.60 15.57 9.90 13.71 7.72 10.49 5.68 8.91 4.55 PPP 0.59 3.67 0.63 3.59 0.69 3.04 0.80 2.99 0.85 2.70 SOO 2.82 7.30 2.77 7.04 2.26 6.39 1.89 5.05 1.51 3.99 SLS nd 1.05 nd 1.56 nd 2.30 nd 2.56 nd 2.70 POS 3.41 15.11 3.10 16.35 2.61 16.47 2.09 15.72 1.74 15.05 PPS 4.51 8.38 5.57 9.69 7.05 10.48 8.31 12.01 9.33 12.42 SOS 0.64 5.82 0.52 7.58 0.46 9.22 0.45 10.43 0.40 10.96 PSS 12.22 8.06 14.85 9.51 18.85 13.00 23.14 17.03 25.99 20.41 SSS 11.15 1.99 13.68 3.20 16.53 5.40 20.70 8.46 22.73 11.70 TAG lain 1.98 2.76 2.08 1.55 1.28 2.41 2.15 2.74 2.16 2.37 DAG 5.73 14.72 5.02 15.15 4.89 15.20 4.15 14.66 3.95 14.83 ALB 0.15 5.07 0.15 4.46 0.16 5.54 0.16 4.61 0.16 3.94 St3: 28.47 22.10 34.73 25.98 43.12 31.92 52.95 40.48 58.90 47.22 StStSt 28.47 22.10 34.73 25.98 43.12 31.92 52.95 40.48 58.90 47.22 St2U: 28.10 40.53 25.23 42.80 21.90 42.59 17.14 40.34 14.59 38.29 StStM 21.30 32.54 19.19 33.84 16.78 33.42 13.02 31.83 11.05 30.57 StStD 6.80 7.99 6.04 8.96 5.12 9.18 4.12 8.51 3.54 7.72 StU2: 35.21 28.93 31.94 25.48 28.33 20.49 22.95 15.23 19.88 11.23 StMM 23.49 18.00 21.28 15.69 18.63 12.32 15.15 8.67 12.91 6.53 StMD 9.23 9.66 8.37 8.71 7.62 7.31 6.09 5.94 5.37 4.29 StDD 2.49 1.27 2.28 1.08 2.07 0.86 1.71 0.61 1.59 0.41 U3: 6.23 5.69 6.02 4.20 5.36 2.60 4.80 1.21 4.48 0.89 MMM 4.21 3.23 4.09 2.22 3.59 1.36 3.21 0.52 2.97 0.46 MMD 2.02 2.46 1.94 1.97 1.78 1.24 1.59 0.69 1.51 0.43 *nd = tidak terdeteksi

98 Tabel 5.8 Komposisi TAG substrat spmf/fhso sebelum (BT) dan sesudah (ST) transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat Jenis TAG (%area) Rasio Berat Substrat (spmf/fhso) (2:1) (3:2) (1:1) (2:3) (1:2) BT ST BT ST BT ST BT ST BT ST PLL 1.56 0.91 1.39 0.73 1.33 0.65 1.20 0.55 1.15 0.40 OLO 1.38 1.55 1.37 1.23 1.29 0.90 1.25 0.49 1.20 0.33 PLO 6.12 5.01 5.65 3.97 4.85 3.03 4.13 2.19 3.83 1.70 PLP 6.01 3.48 5.58 3.00 4.54 2.27 3.71 1.72 3.13 1.36 OOO 3.11 2.08 2.84 1.57 2.79 1.10 2.59 0.58 2.52 0.43 SLO 0.00 2.59 0.00 2.52 0.00 2.36 0.00 2.04 0.00 1.66 POO 13.92 10.00 12.83 6.93 10.87 5.74 9.04 3.46 8.15 2.44 SLP nd* 3.16 nd 3.01 nd 3.70 nd 3.58 nd 3.37 POP 26.10 13.55 23.21 11.71 19.23 8.96 15.37 6.66 13.29 5.45 PPP 1.61 5.41 1.56 5.22 1.54 4.40 1.37 3.58 1.35 3.29 SOO 1.95 5.85 1.79 5.84 1.70 5.18 1.36 4.35 1.21 3.55 SLS nd 1.07 nd 1.12 nd 1.64 nd 2.21 nd 2.30 POS 5.17 16.48 4.72 17.00 4.03 17.20 3.16 16.75 2.70 15.64 PPS 4.99 10.93 5.66 12.41 6.96 13.05 8.19 13.14 9.39 13.38 SOS 0.72 5.66 0.69 6.62 0.58 8.58 0.58 10.10 0.51 10.60 PSS 12.96 7.99 14.70 10.77 18.38 14.17 22.12 18.06 25.20 20.93 SSS 11.90 2.09 13.61 3.24 17.17 5.43 20.87 8.34 22.91 10.81 TAG lain 2.51 2.19 4.42 3.11 4.71 1.62 5.04 2.20 3.45 2.33 DAG 4.24 14.27 4.21 14.74 4.06 14.13 3.98 14.19 3.69 14.22 ALB 0.12 4.83 0.13 5.07 0.14 4.84 0.14 4.85 0.15 4.71 St3: 31.46 26.42 35.53 31.64 44.05 37.05 52.56 43.13 58.85 48.41 StStSt 31.46 26.42 35.53 31.64 44.05 37.05 52.56 43.13 58.85 48.41 St2U: 37.99 43.41 34.19 42.45 28.40 42.36 22.82 41.02 19.63 38.74 StStM 31.99 35.69 28.62 35.33 23.85 34.75 19.11 33.51 16.50 31.70 StStD 6.01 7.72 5.58 7.13 4.54 7.61 3.71 7.51 3.13 7.04 StU2: 23.55 24.35 21.65 19.98 18.75 16.96 15.74 12.59 14.35 9.76 StMM 15.87 15.85 14.62 12.76 12.57 10.92 10.41 7.80 9.37 5.99 StMD 6.12 7.60 5.65 6.49 4.85 5.39 4.13 4.23 3.83 3.36 StDD 1.56 0.91 1.39 0.73 1.33 0.65 1.20 0.55 1.15 0.40 U3: 4.49 3.63 4.21 2.81 4.09 2.01 3.84 1.07 3.73 0.76 MMM 3.11 2.08 2.84 1.57 2.79 1.10 2.59 0.58 2.52 0.43 MMD 1.38 1.55 1.37 1.23 1.29 0.90 1.25 0.49 1.20 0.33 *nd = tidak terdeteksi

99 Keterangan: RF, Substrat RBDPO/FHSO; OF, substrat Olein Sawit/FHSO; PF, substrat spmf/fhso Gambar 5.5 Derajat Interesterifikasi (DI) masing-masing jenis substrat pada berbagai rasio berat Pada Gambar 5.6 dapat dilihat indeks CBE (IC) masing-masing jenis substrat setelah reaksi transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat. Proses transesterifikasi mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai IC. Nilai IC tertinggi diperoleh pada substrat Olein Sawit/FHSO diikuti oleh spmf/fhso dan RBDPO/FHSO. Nilai IC meningkat dengan meningkatnya konsentrasi FHSO untuk semua jenis substrat. Seperti halnya nilai DI, nilai IC juga sangat ditentukan oleh proporsi TAG, khususnya TAG (POP+POO) terhadap TAG (SSS+PSS) yang dapat menghasilkan TAG POS dan SOS. Tinggi rendahnya nilai IC tidak selalu sejalan dengan tinggi rendahnya nilai DI, karena IC ditentukan hanya berdasarkan proporsi TAG utama CB (POP, POS dan SOS), sedangkan DI ditentukan berdasarkan peningkatan konsentrasi TAG secara keseluruhan setelah reaksi transesterifikasi enzimatik.

100 Keterangan: RF, Substrat RBDPO/FHSO; OF, substrat Olein Sawit/FHSO; PF, substrat spmf/fhso; CB, Cocoa Butter Gambar 5.6 Indeks CBE (IC) masing-masing jenis substrat sebelum (BT) dan sesudah (ST) transesterifikasi pada berbagai rasio berat Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Profil SFC dan SMP Profil SFC masing-masing campuran substrat sebelum dan sesudah reaksi interesterifikasi (transesterifikasi) disajikan pada Gambar 5.7, 5.8 dan 5.9. Nilai SFC campuran substrat sesudah interesterifikasi relatif lebih tinggi pada suhusuhu rendah (di bawah 30-35 C) dan relatif lebih rendah pada suhu-suhu tinggi (di atas 30-35 C) dibandingkan dengan nilai SFC campuran substrat sebelum interesterifikasi. Hal ini menunjukkan bahwa produk interesterifikasi bersifat lebih keras di bawah suhu 30-35 C dan bersifat lebih lunak di atas suhu 30-35 C dibandingkan dengan substrat awal. Perubahan nilai SFC setelah proses transesterifikasi dipengaruhi oleh terjadinya perubahan dalam komposisi TAG. Secara umum, proses transesterifikasi enzimatik meningkatkan TAG St2U dan menurunkan TAG St3, StU2 dan U3. Semakin tinggi proporsi FHSO, semakin rendah konsentrasi TAG St3, StU2 dan U3, sedangkan peningkatan TAG St2U tidak proporsional dengan

101 proporsi FHSO dari substrat awal. Sedangkan konsentrasi DAG dan ALB yang terbentuk selama transesterifikasi tidak dipengaruhi proporsi FHSO. Keterangan: RF21, RF32, RF11, RF23, RF12; rasio berat substrat RBDPO/FHSO masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2 Gambar 5.7 Profil SFC substrat RBDPO/FHSO sebelum (atas) dan sesudah (bawah) transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat

102 Keterangan: OF21, OF32, OF11, OF23, OF12; rasio berat substrat Olein/FHSO masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2 Gambar 5.8 Profil SFC substrat olein/fhso sebelum (atas) dan sesudah (bawah) transesterifikasi pada berbagai rasio berat

103 Keterangan: PF21, PF32, PF11, PF23, PF12; rasio berat substrat spmf/fhso masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2 Gambar 5.9 Profil SFC substrat spmf/fhso sebelum (atas) dan sesudah (bawah) transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat Produk transesterifikasi enzimatik berbentuk padat pada suhu ruang. Proses interesterifikasi enzimatik (transesterifikasi) mengakibatkan terjadinya penurunan SMP pada semua rasio substrat untuk semua jenis substrat (Tabel 5.9). Sebagai contoh substrat RBDPO/FHSO dengan nilai SMP 46.3-51.6 C jauh lebih

104 rendah dari nilai SMP substrat awal (sekitar 54.2-59.6 C). Walaupun demikian, nilai SMP ini masih jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan SMP CB (32-34 C). Hal ini diakibatkan komposisi TAG hasil interesterifikasi masih sangat beragam jenis TAG-nya dibandingkan dengan komposisi TAG CB yang didominasi oleh TAG simetrik (monounsaturated), yaitu POP, POS dan SOS. Komposisi TAG sangat menentukan profil SFC, sehingga juga menentukan nilai SMP. Selain itu adanya TAG trisaturated, diasillgiserol dan asam lemak bebas dalam campuran substrat akan menganggu sifat kristalisasi dan pelelehan (Hashimoto et al. 2001), sehingga juga akan berpengaruh terhadap nilai SMP. Tabel 5.9 SMP masing-masing jenis substrat sebelum (BT) dan sesudah (ST) reaksi transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat Rasio Berat Substrat Rasio 2:1 Rasio 3:2 Rasio 1:1 Rasio 2:3 Rasio 1:2 Jenis Substrat RBDPO/FHSO Olein/FHSO spmf/fhso SMP SMP SMP BT ST BT ST BT ST 54.2-54.6 55.9-57.0 57.5-58.2 58.2-59.1 58.6-59.6 46.3-46.9 46.7-47.0 47.7-48.9 49.8-50.2 50.9-51.6 52.3-53.3 54.2-54.9 56.9-57.3 57.2-58.0 57.2-58.1 43.9-44.0 44.8-45.1 47.0-47.1 48.7-49.0 50.0-50.2 53.0-53.8 54.0-54.6 56.4-57.8 56.8-57.8 57.6-58.4 45.0-45.3 45.6-46.0 47.8-48.0 49.4-49.8 50.2-50.4 Hubungan Komposisi TAG dan SFC Menurut Neff et al. (1999), pengelompokan TAG dengan lambang St, M, D dan T lebih mencerminkan korelasi komposisi TAG dengan titik leleh, solid fat index dan kemungkinan peningkatan stabilitas oksidatif. Oleh karena itu, pada penelitian ini dibuat model berdasarkan pendugaan melalui regresi linear berganda dengan pendekatan regresi bertahap (stepwise regression) dari hubungan matematik antara SFC dengan konsentrasi (%area) kelompok TAG. Pada Tabel 5.10 dapat dilihat model untuk memprediksi SFC produk transesterifikasi pada berbagai suhu pengukuran dari konsentrasi (%area) kelompok TAG secara tunggal maupun gabungan. Data yang dianalisis merupakan data gabungan dari hasil transesterifikasi semua jenis substrat pada berbagai rasio berat.

105 Solid Fat Content pada 10 C (SFC10) sampai dengan SFC pada 40 C (SFC40) dapat diprediksi secara akurat dari konsentrasi (%area) kelompok TAG yang sama, yaitu StMM (POO, SOO) secara tunggal. Sementara itu, gabungan dari TAG StMM dan StStM (POP, POS, SOS) dapat digunakan untuk memprediksi SFC10 dan SFC25. R 2 dapat digunakan untuk membandingkan dua regresi berganda dengan variabel terikat (Y) yang sama, tetapi banyaknya variabel bebas (X) berbeda. Semakin besar nilai R 2 (mendekati 1), maka semakin baik model tersebut memprediksi. Pada Tabel 5.10 terlihat bahwa TAG secara tunggal maupun gabungan mempunyai nilai R 2 yang hampir sama, sehingga ketepatan prediksinya juga hampir sama. Oleh karena itu, prediksi SFC produk transesterifikasi dari kelompok TAG secara tunggal sudah cukup untuk memberikan prediksi yang akurat dan model yang lebih sederhana tentu saja lebih disukai. Tabel 5.10 Model untuk memprediksi SFC produk transesterifikasi pada berbagai suhu pengukuran dari konsentrasi kelompok TAG secara tunggal maupun gabungan TAG Tunggal TAG Gabungan SFC10 = 95.27 2.49 StMM (R 2 = 0.97; σ = 1.84) SFC20 = 94.11 3.10 StMM (R 2 = 0.97; σ = 2.02) SFC25 = 92.52 3.15 StMM (R 2 = 0.97; σ = 2.24) SFC30 = 89.41 3.18 StMM (R 2 = 0.97; σ = 2.11) SFC35 = 82.36 3.33 StMM (R 2 = 0.97; σ = 2.20) SFC40 = 70.95 3.17 StMM (R 2 = 0.96; σ = 2.46) SFC10 = 65.94 2.80 StMM + 0.99 StStM (R 2 = 0.98; σ = 1.31) SFC25 = 65.89 3.44 StMM + 0.90 StStM (R 2 = 0.98; σ = 1.96) Sebagai ilustrasi, pada Gambar 5.10 dapat dilihat SFC hasil pengukuran produk transesterifikasi pada 30 C menggunakan NMR Analyzer dengan SFC pada suhu tersebut sebagai hasil prediksi SFC berdasarkan kelompok TAG secara tunggal (TAG StMM) sesuai dengan model pada Tabel 5.10. Pada Gambar 5.10 tersebut terlihat bahwa hasil prediksi dari TAG StMM (POO, SOO) tersebut tidak berbeda jauh dari SFC hasil pengukuran (R 2 = 0.97). Sebagai pembanding