3.84 3.73 Interesterifikasi enzimatik bahan baku berbasis minyak sawit untuk produksi cocoa butter equivalents
Keterangan: RF, Substrat RBDPOFHSO; OF, substrat Olein SawitFHSO; PF, substrat sPMFFHSO; 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 suhu- suhu 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
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 RBDPOFHSO masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2
Gambar 5.7 Profil SFC substrat RBDPOFHSO sebelum atas dan sesudah bawah transesterifikasi enzimatik pada berbagai rasio berat
Keterangan: OF21, OF32, OF11, OF23, OF12; rasio berat substrat OleinFHSO masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2
Gambar 5.8 Profil SFC substrat oleinFHSO sebelum atas dan sesudah bawah transesterifikasi pada berbagai rasio berat
Keterangan: PF21, PF32, PF11, PF23, PF12; rasio berat substrat sPMFFHSO masing-masing 2:1, 3:2, 1:1, 2:3 dan 1:2
Gambar 5.9 Profil SFC substrat sPMFFHSO 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 RBDPOFHSO dengan nilai SMP 46.3-51.6°C jauh lebih
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
Jenis Substrat RBDPOFHSO
OleinFHSO sPMFFHSO
SMP SMP
SMP BT
ST BT
ST BT
ST Rasio 2:1
Rasio 3:2 Rasio 1:1
Rasio 2:3 Rasio 1:2
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.
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
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
= 0.9 7; 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
TAG Gabungan
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
konsentrasi TAG StMM pada CB dengan SFC pada suhu pengukuran 30°C. SFC pada 30°C penting artinya untuk menunjukkan kompatibilitas terhadap CB.
Gambar 5.10 Prediksi SFC produk transesterifikasi pada 30°C dari kelompok TAG StMM
Simpulan
Interesterifikasi enzimatik substrat RBDPOFHSO, Olein SawitFHSO, sPMFFHSO menghasilkan terbentuknya campuran kompleks asilgliserol dan
asam lemak bebas. Selama interesterifikasi enzimatik, pertukaran asil terjadi terutama antara TAG dari fraksi-fraksi minyak sawit dengan TAG dari FHSO.
Konsentrasi beberapa TAG meningkat, beberapa TAG menurun dan beberapa TAG baru terbentuk.
Reaksi transesterifikasi diperkirakan mencapai kesetimbangan setelah waktu reaksi 8-12 jam untuk masing-masing jenis substrat RBDPOFHSO, Olein
SawitFHSO, sPMFGHSO pada rasio berat substrat 1:1, konsentrasi enzim 6 bb, suhu reaksi 68-70°C dan kecepatan orbital shaker 200 rpm. Sintesis TAG
khas CB POS, SOS yang dinyatakan sebagai indeks CBE IC meningkat seiring meningkatnya proporsi FHSO dalam campuran substrat, tetapi tidak selalu seiring
dengan meningkatnya derajat intersterifikasi DI. Perubahan komposisi TAG dalam produk transesterifikasi tercermin dalam profil SFC dan nilai SMP.
Hubungan antara komposisi TAG kelompok TAG dan nilai SFC hasil 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 ataupun gabungan.
Daftar Pustaka
Abigor RD, Marmer WN, Foglia TA, Jones KC, DiCiccio RJ, Ashby R, Uadia PO. 2003. Production of cocoa butter-like fats by the lipase-catalyzed
interesterification of palm oil and hydrogenated soybean oil. J Am Oil Chem Soc 8012:1193-1196.
[AOCS] American Oil Chemists’ Society. 2005. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists’ Society. Illinois: Am
Oil Chem Soc Press, Champaign. Balle J. 2006. Business Area Chocolate and Confectionery Fats. Capital Market
Day, October 3, 2006. Bloomer S, Adlercreutz P, Mattiasson B. 1990. Triglyceride interesterification by
lipases. 1. Cocoa butter equivalents from a fraction of palm oil. J Am Oil Chem Soc 678:519-524.
Chaibakhsh N, Rahman MBA, Abd-Azis S, Basri M, Salleh AB, Rahman RNZRA. 2009. Optimized lipase-catalyzed synthesis of adipate ester in a
solvent-free system. J Ind Microbiol Biotechnol 36:1149–1155.
Chang MK, Abraham G, John VT. 1990. Production of cocoa butter-Like fat from interesterification of vegetable oils. J Am Oil Chem Soc 6711:832-834.
Chen CW, Chong CL, Ghazali HM, Lai OM. 2007. Interpretation of triacylglycerol profiles of palm oil, palm kernel oil and their binary blends.
Food Chemistry 100:178-191. Fuji Oil Europe. 2004. Confectionery.
http:www.fujioileurope.comProductsConfectionary choccoat.htm [1
Februari 2007].
Ghazali HM, Hamidah S, Che Man YB. 1995. Enzymatic transesterification of palm olein with nonspecific and 1,3-specific lipases. J Am Oil Chem Soc
726:633-639. Gunstone FD. 2002. Food applications of lipids. Di dalam: Akoh CC, Min DB,
editor. Food Lipids Chemisty, Nutrition, and Biotechnology. Ed ke-2. New York: Marcel Dekker, Inc.
Idris NA, Dian NLHM. 2005. Interesterified palm products as alternatives to hydrogenation. Asia Pac J Clin Nutr 144:396-401.
[IUPAC] International Union of Pure and Applied Chemistry Norm Version. 1987. 2.150 Ex 2.323 Solid Content Determination in Fats by NMR Low
Resolution Nuclear Magnetic Resonance. Li D, Adhikari P, Shin JA, Lee JH, Kim YJ, Zhu XM, Hu JN, Jin J, Akoh CC,
Lee KT. 2010. Lipase-catalyzed interesterification of high oleic sunflower oil and fully hydrogenated soybean oil comparison of batch and continuous
reactor for production of zero trans shortening fats. LWT – Food Science and Technology 43:458-464.
Lipp M, Anklam E. 1998. Review of cocoa butter and alternatives fats for use in chocolate – Part A. Compositional data. Food Chemistry 621:73-97.
Lipp M, Simoneau C, Ulberth F, Anklam E, Crews C, Brereton P, Greyt W de, W Schwack W, Wiedmaiers C. 2001. Composition of genuine cocoa butter
and cocoa butter equivalents. Journal of Food Composition and Analysis 14:399-408.
Liu KJ, Chang HM, Liu KM. 2007. Enzymatic synthesis of cocoa butter analog through interesterification of lard and tristearin in supercritical carbon
dioxide by lipase. Food Chemistry 100:1303-1311. Liu, KJ, Cheng HM, Chang RC, Shaw JF. 1997. Synthesis of cocoa butter
equivalent by lipase-catalyzed interesterification in supercritical carbon dioxide. J Am Oil Chem Soc 7411:1477-1482.
Neff WE, List GR, Byrdwell WC. 1999. Effect of triacylglycerol composition on functionality of margarine basestocks. Lebensm-Wiss u-Technol 32:416-424.
Ronne TH, Pedersen LS, Xu X. 2005. Triglyceride selectivity of immobilized Thermomyces lanuginosa lipase in interesterification. J Am Oil Chem Soc
8210:737-743. Satiawihardja B, Hariyadi P, Budiyanto S. 2001. Studi Pembuatan Mentega
Coklat Tiruan dari Minyak Sawit dengan Proses Interesterifikasi Enzimatik. Laporan Penelitian Hibah Bersaing VII 1-3 Perguruan Tinggi Tahun
Anggaran 19982001. Bogor: Fateta, IPB.
Silva RC, Cotting LN, Poltronieri TP, Balcao VM, de Almeida DB, Goncalves LAG, Grimaldi R, Gioielli LA. 2009. The effects of enzymatic
interesterification on the physical-chemical properties of blends of lard and soybean oil. LWT – Food Science and Technology 42: 1275-1282.
Osborn HT, Akoh CC. 2002a. Structured lipids – novel fats with medical, nutraceutical, and food applications. Comprehensive Reviews in Food
Science and Food Safety 3:110-120. Torbica A, Jovanovic O, Pajin B. 2006. The advantages of solid fat content
determination in cocoa butter and cocoa butter equivalents by the Karlshamns method. Eu. Food Res Technol 222:385-391.
Wainwright B. 1999. Specialty fats and oils. Di dalam: Widlak N, editor. Physical Properties of Fats, Oils and Emulsifiers. Illinois: Am Oil Chem Soc Press,
Champaign. Willis WM, Marangoni AG. 2002. Enzymatic Interesterification. Di dalam: Akoh
CC, Min DB, editor. Food Lipids Chemistry, Nutrition and Biotechnology. Ed ke-2. New York: Marcel Dekker, Inc.
Zhang H, Xu X, Nilsson J, Mu H, Adler-Nissen J, Hoy CE. 2001. Production of margarine fats by enzymatic interesterification with silica-granulated
Thermomyces lanuginosa lipase in a large-scale study. J Am Oil Chem Soc 781:57-64.
Zaidul ISM, Nik Norulaini NA, Mohd Omar AK, Smith Jr RL. 2007. Blending of supercritical carbon dioxide SC-CO
2
extracted palm kernel oil fractions and palm oil to obtain cocoa butter replacers. Journal of Food Engineering
78: 1397-1409.
FRAKSINASI PRODUK TRANSESTERIFIKASI ENZIMATIK CAMPURAN FRAKSI MINYAK SAWIT DAN MINYAK
KEDELAI TERHIDROGENASI SEMPURNA UNTUK MENDAPATKAN
COCOA BUTTER EQUIVALENTS
Fractionation of enzymatic transesterified product of palm oil fractions and fully hydrogenated soybean oil blends for obtaining Cocoa Butter
Equivalents Abstract
Fractionation of enzymatic transesterified products of each palm oil fraction refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; palm olein; soft palm
midfraction, sPMF and fully hydrogenated soybean oil FHSO blends at various weight ratios were studied for the production of cocoa butter equivalents
CBE. The CBE were isolated from the crude transesterification products by fractional crystallization in organic solvent. Triacylglycerol TAG composition,
solid fat content SFC and slip melting point SMP were analyzed in the transesterified and fractionation CBE products. Enzymatic transesterification of
the substrates resulted in the formation of a complex mixture of acylglycerols and free fatty acids. Fractional crystallization of the fatty acid-free acylglycerols gave
the fat products CBE whose their TAG distributions were comparable to that of CB, but their SFC profiles less comparable. According to a CAOBISCO
definition of CBE, only eight of the fat products can be termed as CBE. The substrates RBDPOFHSO, palm oleinFHSO, sPMFFHSO weight ratios to
produce the fat products can be termed as CBE were 1:1 except palm oleinFHSO, 2:3 and 1:2. The fat products CBE had lower POP content than
that of CB, but their POS and SOS content were similar. The relationship between TAG composition TAG groups and the SFC values of fractionation
products at each measuring temperature can be expressed in a multiple linear regression model. The SFC values at various measuring temperature could be
predicted only from the proportion of StStM POP, POS, SOS TAG groups. Keywords: enzymatic transesterification, fractionation, palm oil fractions,
triacylglycerol, cocoa butter equivalents
Abstrak
Fraksinasi dari produk asidolisis enzimatik dari campuran masing-masing fraksi minyak sawit refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; olein sawit;
soft palm midfraction, sPMF dan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna pada berbagai rasio berat dipelajari untuk produksi cocoa butter equivalents CBE.
CBE diisolasi dari produk transesterifikasi dengan kristalisasi fraksinonal dalam solven organik. Komposisi triasilgliserol TAG, solid fat content SFC dan slip
melting point SMP dianalisis pada produk transesterifikasi dan produk fraksinasi
CBE. Transesterifikasi enzimatik dari substrat menghasilkan campuran kompleks asilgliserol dan asam lemak bebas. Kristalisasi fraksional dari
asilgliserol bebas asam lemak memberikan produk lemak CBE dengan distribusi TAG sebanding dengan CB, tetapi profil SFC-nya kurang serupa. Berdasarkan
definisi CBE menurut CAOBISCO, hanya delapan dari produk lemak yang dapat disebut sebagai CBE. Rasio berat substrat RBDPOFHSO, Olein SawitFHSO,
sPMFFHSO untuk menghasilkan produk lemak yang dapat disebut sebagai CBE adalah 1:1 kecuali Olein SawitFHSO, 2:3 dan 1:2. Produk kami CBE
mempunyai kandungan POP lebih rendah dari CB, tetapi kandungan POS dan SOS-nya serupa. Hubungan antara komposisi TAG kelompok TAG dan nilai
SFC produk fraksinasi pada masing-masing suhu pengukuran dapat dinyatakan dalam model regresi linear berganda. Nilai SFC pada berbagai suhu pengukuran
dapat diprediksi hanya dari proporsi kelompok TAG StStM POP, POS, SOS. Kata kunci: transesterifikasi enzimatik, fraksi minyak sawit, fraksinasi,
triasilgliserol, cocoa butter equivalents
Pendahuluan
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.
CBE didesain dengan sifat fisikokimia mirip cocoa butter CB, sehingga sepenuhnya kompatibel dengan CB dan dapat dicampur dengan CB pada proporsi
berapapun dalam formulasi coklat tanpa mengakibatkan perubahan yang berarti pada kualitas akhir produk Zaidul et al. 2007, Fuji Oil Europe 2004. CBE
mempunyai peranan antara lain untuk memperbaiki toleransi terhadap lemak susu; meningkatkan daya simpan pada suhu tinggi; mengendalikan blooming; serta
memberikan alternatif secara ekonomi dan fungsional lainnya terhadap penggunaan CB dalam formulasi coklat Wainwright 1999.
CB berkontribusi penting terhadap sifat-sifat tekstural dan sensori produk- produk coklat confectionery. CB bersifat keras dan rapuh di bawah suhu ruang,
tetapi ketika dimakan, CB meleleh sempurna di mulut dengan tekstur creamy yang lembut dan 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. Karakteristik tersebut sebagai konsekuensi dari komposisi TAG CB yang 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. Untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik dalam industri
pangan, biasanya campuran substrat minyak dan asam lemak bebas dilewatkan melalui suatu reaktor packed bed berisi enzim, diikuti dengan proses distilasi,
evaporasi, fraksinasi dan pemurnian Liu et al. 2007. Selain komponen TAG yang diinginkan, dalam interesterifikasi enzimatik juga dihasilkan berbagai
produk samping yang tidak diinginkan, antara lain diasilgliserol DAG dan TAG lain yang akan mengganggu kristalisasi produk CBE Wainwright 1999. Oleh
karena itu, fraksinasi terhadap hasil interesterifikasi harus dilakukan untuk menghilangkan asilgliserol dan komponen lain yang tidak diinginkan, sehingga
diperoleh komponen utama CBE yang lebih murni. Fraksinasi uap pada kondisi vakum merupakan proses distilasi yang dapat
memberikan pemisahan fisik secara sempurna untuk fraksi-fraksi bertitik leleh lebih rendah, seperti asam lemak bebas, dari komponen bertitik leleh tinggi,
seperti minyak dan lemak Chong et al. 1992. Fraksi gliserida bebas asam lemak selanjutnya dapat dijadikan subyek fraksinasi lemak konvensional seperti
ekstraksi cairan-cairan countercurrent dan kristalisasi dari solven untuk menghasilkan lemak dengan profil pelelehan tertentu Chang et al. 1990.
Keberhasilan fraksinasi lemak bergantung pada perilaku fase TAG penyusunnya. Konsep dari perilaku fase ini tidak hanya mengacu pada titik leleh
dari TAG atau karakter polimorfiknya, tetapi juga melibatkan campuran TAG yang berbeda pada keadaan cair dan padat Calliauw et al. 2007.
Menurut Hashimoto et al. 2001, penggunaan aseton solven polar lebih selektif terhadap kristalisasi TAG simetrik StUSt daripada TAG non-simetrik
StStU, sedangkan heksana solven non polar cenderung tidak selektif terhadap kristalisasi kedua jenis TAG tersebut. DAG dapat dihilangkan sebagai fraksi cair
dengan fraksinasi aseton atau fraksi padat dengan fraksinasi heksana. Di sisi lain, metode fraksinasi kering pengaturan suhu lebih murah secara ekonomi dan lebih
aman karena tidak menggunakan solven. Oleh karena itu, fraksinasi multitahap sebagai kombinasi dari fraksinasi kering dan fraksinasi solven aseton
diasumsikan sebagai metode yang paling sesuai dan efisien untuk mendapatkan komponen triasilgliserol simetrik.
Kristalisasi lemak penting peranannya dalam mengendalikan sifat-sifat fisik dari produk yang mengandung lemak yang dapat berada dalam bentuk
kristalin yang berbeda. Industri confectionery menginginkan bentuk βV, sebagai
polimorfisme optimal dalam pembuatan coklat. Bentuk βV merupakan fase
polimorfik stabil dengan titik leleh cukup tinggi bagi coklat untuk disimpan pada suhu ruang dan cukup rendah bagi coklat untuk menjadi cairan yang lembut ketika
menerima panas dalam mulut. Bentuk βV juga memberikan derak yang bersih,
penampakan yang mengkilap, dan warna yang optimal untuk coklat, tetapi bentuk ini tidak dapat diperoleh dengan pendinginan sederhana Maleky dan Marangoni
2008. Isolasi CB-like fat telah dilakukan oleh Abigor et al. 2003 menggunakan
fraksinasi aseton dengan pengaturan suhu, sedangkan pemurnian dilakukan dengan kromatografi kolom silica gel 60 dengan eluen campuran heksanaeter.
Sedangkan Ciftci et al. 2009 melakukan isolasi CB-like fat dalam dua tahap. Tahap pertama adalah netralisasi campuran reaksi hasil interesterifikasi untuk
menghilangkan asam lemak bebas, selanjutnya pemurnian dengan kromatografi kolom silika gel. Netralisasi menggunakan KOH dalam etanol, sedangkan
pemisahan TAG dari monoasilgliserol MAG dan DAG dilakukan menggunakan kromatografi kolom silika gel dengan eluen campuran petroleum eterdietil eter.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan teknologi proses fraksinasi untuk menghasilkan produk CBE dari hasil transesterifikasi substrat
fraksi-fraksi minyak sawit dengan FHSO pada skala laboratorium. Selain itu, juga
untuk mendapatkan informasi tentang karakteristik produk CBE yang dihasilkan pada berbagai rasio berat substrat, khususnya profil TAG dan sifat pelelehannya.
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 AM
University, USA. Lipase spesifik-1,3 amobil komersial dari Thermomyces lanuginosa yang disebut Lipozyme TL IM Novozyme AS, 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 minyaklemak yang telah diketahui komposisi TAG-nya, yaitu RBDPO PLO, PLP, OOO, POO, PPP, CB
POP, POS, SOS, SOA dan FHSO PPP, PPS, PSS,SSS. 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 pada berbagai rasio berat 2:1 sampai
1:2 dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer 25 mL. Selanjutnya enzim lipase sebanyak 6 bb 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 4 jam. Pemisahan enzim dari hasil transesterifikasi dilakukan dengan cara penyaringan
menggunakan kertas saring dalam keadaan panas.
Fraksinasi Produk Transesterifikasi.
Proses fraksinasi hasil transesterifikasi enzimatik mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chong et al. 1992 dan
Satiawihardja et al. 2001. Hasil transesterifikasi dilarutkan dalam heksana 1:5, bb kemudian dinetralisasi menggunakan NaOH 1 M dalam etanol 50. Filtrat
yang mengandung asilgliserol bebas asam lemak dipisahkan dari residu dengan
penyaringan, kemudian dilakukan fraksinasi pada suhu sekitar 4°C selama 4 jam. Selanjutnya fraksi cair dipisahkan dengan penyaringan dari residu padat yang
terbentuk, kemudian fraksi cair dievaporasi agar terbebas dari pelarut heksana. Hasil evaporasi dilarutkan dalam aseton 1:5, bb, kemudian dilakukan fraksinasi
pada suhu sekitar 4°C selama 4 jam. Fraksi padat yang terbentuk cocoa butter equivalents, CBE dipisahkan dengan penyaringan untuk dilakukan analisa.
Komposisi Triasilgliserol.
Analisis komposisi TAG mengacu pada metode yang dimodifikasi dari AOCS Official Methods Ce 5c, 1997 10. Komposisi TAG
dianalisis menggunakan HPLC Hewlett Packard series 1100 dengan detektor Indeks Refraksi Refractive index, RI. Laju aliran fase gerak aseton : asetonitril,
85 : 15 vv sebesar 0.8 mLmenit. 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 vv dengan konsentrasi 5, lalu disuntikkan ke dalam HPLC
sebanyak 20 μL. Analisis komposisi TAG dilakukan terhadap produk
transesterifikasi sebelum dan sesudah dilakukan fraksinasi.
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 masing-
masing 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 produk transesterifikasi sebelum dan sesudah fraksinasi. Sampel yang telah disaring dilelehkan dan dimasukkan ke dalam tabung kapiler 3
buah setinggi 1 cm. Selanjutnya disimpan dalam refrigerator pada suhu 4-10 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
C di bawah titik leleh sampel dan suhu air dipanaskan pelan-pelan dengan kenaikan 0.5
C – 1 Cmenit
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.
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
Proses transesterifikasi enzimatik masing-masing fraksi minyak sawit dengan FHSO pada berbagai rasio berat menghasilkan campuran kompleks
asilgliserol dan asam lemak bebas. Proses transesterifikasi mengakibatkan perubahan besar dalam komposisi TAG dan menghasilkan produk transesterifkasi
yang berbentuk padat pada suhu ruang. Untuk menghasilkan produk CBE dari hasil transesterifikasi, perlu
dilakukan proses fraksinasi untuk mengisolasi komponen utama CB POP, POS dan SOS serta menghilangkan komponen lain termasuk TAG lain yang tidak
diinginkan. Produk transesterifikasi pada awalnya dinetralisasi menggunakan NaOH dalam etanol untuk menghilangkan asam lemak bebas dari campuran
reaksi. Selanjutnya isolasi TAG utama CB dilakukan dengan kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton dan fraksinasi kering pengaturan suhu.
Profil Triasilgliserol
Proses netralisasi yang dilanjutkan dengan fraksinasi terhadap produk transesterifikasi enzimatik menghasilkan produk lemak CBE dengan distribusi
TAG serupa dengan CB, walaupun dengan konsentrasi yang berbeda-beda. ALB
dapat dihilangkan sama sekali, tetapi DAG dan TAG yang tidak diinginkan dalam produk CBE relatif masih lebih tinggi dibandingkan dengan CB.
Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG produk transesterifikasi sebelum dan sesudah fraksinasi disajikan pada Gambar 6.1. Sedangkan profil
kromatogram untuk produk fraksinasi dengan CB sebagai pembanding disajikan pada Gambar 6.2. Komposisi TAG produk transesterifikasi sebelum dan sesudah
fraksinasi untuk masing-masing substrat pada berbagai rasio berat disajikan pada Tabel 6.1 dan 6.2 RBDPOFHSO, 6.3 dan 6.4 Olein sawitFHSO, serta 6.5 dan
6.6 sPMFFHSO. Pada Tabel tersebut dapat dilihat juga komposisi TAG CB sebagai pembanding.
Kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton dan faksinasi kering pengaturan suhu memberikan hasil yang cukup menggembirakan. Konsentrasi
TAG target, TAG St2U POP, POS dan SOS meningkat cukup tajam, sebaliknya konsentrasi TAG yang tidak diinginkan seperti TAG St3 PSS, SSS
konsentrasinya menurun cukup tajam dibandingkan dengan hasil transesterifikasi sebelum difraksinasi. Sementara itu, konsentrasi TAG StU2 penurunannya relatif
lebih kecil, sedangkan TAG U3 relatif tidak banyak berubah. TAG St3 PPP, PPS, PSS, SSS banyak terkonsentrasi pada fraksi padat
heksana fraksinasi suhu 4°C, yaitu berkisar dari 47.28-72.33 area sesuai dengan rasio berat substrat, sedangkan TAG St2U POP, POS, SOS, TAG StU2
POO, SOO serta DAG banyak terkonsentrasi pada fraksi cair heksana setelah fraksi padat dipisahkan, masing-masing berkisar dari 40.78-61.35 area, 17.21-
29.73 area dan 13.86-19.16 area data tidak diperlihatkan. Selanjutnya dengan fraksinasi aseton pada suhu 4°C didapatkan fraksi padat CBE yang kaya
dengan TAG utama CB, yaitu TAG St2UStStM POP, POS, SOS. Konsentrasi TAG target POP, POS dan SOS untuk masing-masing jenis
substrat setelah fraksinasi tidak memperlihatkan kecenderungan yang sama dengan substrat sebelum fraksinasi. Pada produk fraksinasi CBE, terlihat bahwa
semakin tinggi rasio FHSO yang ditambahkan, maka semakin tinggi pula konsentrasi POS dan SOS yang terbentuk. Sebaliknya konsentrasi POP semakin
menurun dengan semakin tingginya rasio FHSO. Masing-masing jenis substrat memberikan konsentrasi TAG target yang variasinya tidak terlalu besar.
Gambar 6.1 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG hasil transesterifikasi atas dan produk fraksinasinya bawah
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
5000 10000
15000 20000
25000
PL P
PL O
OL O
PO O
PO P
PPP SO
O PO
S PPS
S OS
PSS
SSS D
ia s
ilg lis
e ro
l
10 20
30 40
50 60
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
PO S
10000 20000
30000 40000
PL O
PL P
PO O
PO P
SO O
SO S
D ia
s ilg
lis e
ro l
10 20
30 40
50 60
Gambar 6.2 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG produk fraksinasi hasil transesterifikasi CBE atas dan CB bawah
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
PO S
10000 20000
30000 40000
PL O
PL P
PO O
PO P
SO O
SO S
D ia
s ilg
lis e
ro l
10 20
30 40
50 60
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
10000 20000
30000 40000
50000 60000
PL O
PL P
PO O
PO P
SO O
PO S
SO S
SO A
D ia
s ilg
lis e
ro l
10 20
30 40
50 60
Tabel 6.1 Komposisi TAG hasil transesterifikasi enzimatik substrat RBDPOFHSO sebelum BF dan sesudah SF fraksinasi pada berbagai rasio berat substrat
Jenis TAG area
Rasio Berat Substrat RBDPOFHSO CB
2:1 3:2
1:1 2:3
1:2 BF
SF BF
SF BF
SF BF
SF BF
SF PLL
0.84 0.44
0.75 0.37
0.67 nd
0.71 nd
0.66 nd
0.38 OLO
1.36 1.23
1.07 0.98
0.87 0.73
0.45 0.58
nd 0.43
nd PLO
4.41 3.74
4.12 3.12
3.73 2.58
1.87 1.99
1.50 1.76
0.90 PLP
3.24 3.64
2.75 3.10
2.69 2.51
1.86 1.94
1.53 1.79
1.81 OOO
1.94 1.93
1.46 1.48
0.97 1.07
0.39 0.76
0.39 0.53
1.30 SLO
1.81 1.88
2.02 2.11
2.39 2.25
2.15 2.02
1.82 2.07
nd POO
9.37 8.93
7.45 7.12
5.88 5.36
3.32 3.78
2.40 2.53
2.44 SLP
2.69 4.06
2.97 5.03
3.55 5.54
2.92 5.65
2.90 5.86
2.55
POP 13.15