1.30 Interesterifikasi enzimatik bahan baku berbasis minyak sawit untuk produksi cocoa butter equivalents
Profil SFC dan SMP
Profil SFC CB dan CBE hasil penelitian ini disajikan pada Gambar 8.5, 8.6 dan 8.7. Profil SFC hasil transesterifikasi masing-masing jenis substrat
berubah secara drastis setelah mengalami proses fraksinasi. Produk CBE hasil fraksinasi cenderung mempunyai nilai SFC yang lebih rendah dibandingkan hasil
interesterifikasi, kecuali pada suhu pengukuran 10°C. Proses fraksinasi juga mengakibatkan range pelelehan produk CBE relatif lebih sempit dibandingkan
dengan profil pelelehan hasil transesterifikasi. Profil pelelehan yang tajam terlihat pada suhu 30-35°C. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi TAG St2U
terutama TAG StStM dan menurunnya konsentrasi TAG St3. Selain itu juga menurunnya konsentrasi DAG dan ALB.
Profil SFC produk CBE pada penelitian ini mempunyai pola yang agak berbeda dengan profil SFC CB dan cenderung mempunyai nilai SFC lebih rendah
daripada nilai SFC CB pada suhu pengukuran di bawah 30-35°C, tetapi lebih tinggi pada suhu pengukuran di atas 30-35°C. Kandungan TAG St3 yang bertitik
leleh tinggi dalam produk CBE, beserta DAG dan ALB mempunyai efek yang kurang baik terhadap sifat pelelehannya Hashimoto et al. 2001. Demikian
halnya yang terjadi dengan produk CBE. Sementara itu, SMP produk CBE hasil asidolisis enzimatik berada pada
kisaran suhu 28-32.9°C, relatif lebih rendah dari SMP CB 31.8-32.6°C. Walaupun demikian, nilai SMP saja tidak cukup memberikan informasi tentang
sifat CBE, karena sifat CBE sangat ditentukan oleh komposisi TAG yang akan tercermin dalam profil SFC dan nilai SMP. Selain itu, tidak kalah pentingnya
adalah tingkat kompatibilitasnya terhadap CB. Sedangkan beberapa peneliti melaporkan SMP CB-like fats, antara lain Ciftci et al. 2009, 29.9°C; Abigor et
al. 2003, 33.8°C; Liu et al. 1997, 34.3°C dan Chang et al. 1990, 39°C. Rendemen CBE yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar antara 23.4-
30.6 dari berat lemakminyak. Beberapa peneliti lain juga melakukan proses produksi CBE menggunakan bahan baku, teknik produksi maupun teknik
fraksinasi yang berbeda dengan yang dilakukan pada penelitian ini. Chong et al. 1992 mendapatkan rendemen CB-like fats 25.0, sedangkan Abigor et al.
2003 mendapatkan rendemen 45.6. Sementara itu, Chang et al. 1990
melaporkan rendemen 19.0 dan Liu et al. 1997 mendapatkan rendemen 53.0.
Keterangan: RS51, RS52, RS53, RS54, RF55; rasio berat substrat RBDPOAsam Stearat masing-masing 5:1, 5:2, 5:3, 5:4 dan 5:5; CB, Cocoa Butter
Gambar 8.5 Profil SFC hasil asidolisis enzimatik substrat RBDPOAsam Stearat sebelum atas dan sesudah bawah fraksinasi pada berbagai
rasio berat substrat
Keterangan: OS51, OS52, OS53, OS54, OS55; rasio berat substrat Olein SawitAsam Stearat masing-masing 5:1, 5:2, 5:3, 5:4 dan 5:5;
CB, Cocoa Butter Gambar 8.6 Profil SFC hasil asidolisis enzimatik substrat Olein
SawitAsam Stearat sebelum atas dan sesudah bawah fraksinasi pada berbagai rasio berat substrat
Keterangan: PS51, PS52, PS53, PS54, PS55; rasio berat substrat sPMFAsam Stearat masing-masing 5:1, 5:2, 5:3, 5:4 dan 5:5; CB, Cocoa Butter
Gambar 8.7 Profil SFC hasil asidolisis enzimatik substrat sPMFAsam Stearat sebelum atas dan sesudah bawah fraksinasi pada
berbagai rasio berat substrat
Tabel 8.7 SMP masing-masing jenis substrat sebelum BF dan sesudah SF fraksinasi pada berbagai rasio berat
Rasio Berat Substrat
Jenis Substrat RBDPOAsam Stearat
Olein SawitAsam Stearat
sPMFAsam Stearat SMP
SMP SMP
BF SF
BF SF
BF SF
Rasio 2:1 Rasio 3:2
Rasio 1:1 Rasio 2:3
Rasio 1:2 40.9-43.0
43.1-44.5 47.0-48.0
53.0-53.2 58.3-58.5
29.4-30.8 30.8-31.4
30.2-32.1 29.9-32.9
30.8-32.4 37.0-37.2
40.0-40.2 44.8-45.2
50.8-51.4 55.8-56.0
28.0-29.8 28.5-30.2
30.0-31.9 30.6-31.4
30.0-31.1 39.5-40.2
41.0-41.2 45.0-45.8
53.1-53.3 56.2-56.3
29.0-30.2 30.2-31.1
30.0-32.5 31.0-32.5
30.5-32.4
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, hubungan matematik antara kelompok TAG tersebut dengan solid fat content pada
penelitian ini dilakukan pendugaan melalui regresi linear berganda dengan pendekatan regresi bertahap stepwise regression. Pada Tabel 8.8 dapat dilihat
regresi linear berganda hubungan antara kelompok TAG dengan SFC pada berbagai suhu pengukuran. Data yang dianalisis merupakan data gabungan hasil
fraksinasi produk asidolisis dari semua jenis substrat pada berbagai rasio berat.
Tabel 8.8 Model untuk memprediksi SFC produk fraksinasi pada beberapa suhu pengukuran dari konsentrasi kelompok TAG secara tunggal
maupun gabungan
TAG Tunggal SFC10 = 119.72 – 1.36 StMM R
2
= 0.84; σ = 2.57 TAG Gabungan
SFC25 = 1.45 StStM + 6.95 StStSt – 73.75 R
2
= 0.94; σ = 2.57
Pada Tabel 8.8 dapat dilihat bahwa hanya SFC10 pada 10°C yang dapat diprediksi dari kelompok TAG StMM POO, SOO secara tunggal, sedangkan
untuk kelompok TAG secara gabungan hanya SFC25 pada 25°C yang dapat
diprediksi dari TAG StStM POP, POS, SOS dan StStSt PPP, PPS, PSS, SSS. Semakin besar nilai R
2
mendekati 1, semakin baik model tersebut untuk memprediksi. Sebagai ilustrasi, pada Gambar 8.8 dapat dilihat SFC hasil
pengukuran produk fraksinasi pada10°C menggunakan NMR Analyzer dengan SFC pada suhu tersebut sebagai hasil prediksi berdasarkan kelompok TAG secara
tunggal TAG StMM sesuai dengan model pada Tabel 8.8. Sebagai pembanding konsentrasi TAG StMM pada CB dengan SFC pada suhu pengukuran 10°C.
Gambar 8.8 Prediksi SFC produk fraksinasi hasil asidolisis pada 10°C dari kelompok TAG StMM
Simpulan
Asidolisis enzimatik dari substrat menghasilkan campuran kompleks asilgliserol dan asam lemak bebas. Kombinasi fraksinasi solven heksana dan
aseton dan fraksinasi kering pengaturan suhu terhadap asilgliserol bebas asam lemak memberikan produk lemak CBE dengan distribusi TAG mendekati CB,
tetapi profil SFC-nya agak berbeda dengan CB dan nilai SMP relatif lebih rendah dari CB. Semakin tinggi rasio asam stearat yang ditambahkan, maka semakin
tinggi pula konsentrasi POS yang terbentuk, sedangkan konsentrasi SOS meningkat sampai rasio berat substrat 5:4 fraksi minyak sawitasam stearat.
Sementara itu, penurunan konsentrasi POP tidak proporsional dengan semakin tingginya proporsi asam stearat.
Pada proporsi asam stearat yang semakin tinggi dalam campuran substrat, IC juga semakin tinggi sampai rasio berat 5:4 fraksi minyak sawitAsam Stearat,
selanjutnya nilai IC menurun dengan meningkatnya proporsi asam stearat. IC produk asidolisis tidak selalu dapat dijadikan sebagai indikator awal terhadap
proporsi TAG utama CB POP, POS, SOS produk asidolisis apabila difraksinasi. Berdasarkan definisi CBE menurut CAOBISCO, hanya empat dari produk
lemak yang dapat disebut sebagai CBE, yaitu produk fraksinasi substrat RBDPOAsam Stearat, dan sPMFAsam Stearat untuk rasio berat 5:4 dan 5:5.
Sedangkan untuk Olein SawitAsam Stearat, tidak ada yang memenuhi kriteria tersebut, walaupun substrat tersebut mempunyai nilai IC yang mendekati CB.
Produk CBE yang dihasilkan mempunyai kandungan POP dan SOS lebih rendah dari CB, walaupun kandungan POS-nya mendekati CB.
Hubungan antara komposisi TAG kelompok TAG dan nilai SFC pada masing-masing suhu pengukuran dapat dinyatakan dalam model regresi linear
berganda. Hanya SFC10 pada 10°C dan SFC25 pada 25°C dapat diprediksi dari proporsi kelompok TAG StMM POO, SOO, StStM POP, POS, SOS dan
StStSt PPP, PPS, PSS, SSS secara tunggal atau pun 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. 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.
Calliauw G, Gibon V, Greyt WD, Plees L, Foubert I, Dewettinck K. 2007. Phase composition during palm olein fractionation and its effect on soft PMF and
superolein quality. J Am Oil Chem Soc 84:885-891. 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. Chong CN, Hoh YM, Wang CW. 1992. Fractionation procedures for obtaining
cocoa butter-like fat from enzymatically interesterified palm olein. J Am Oil Chem Soc 692:137-140.
Ciftci ON, Fadiloglu S, Gogus F. 2009. Utilization of olive-pomace oil for enzymatic production of cocoa butter-like fat. J Am Oil Chem Soc 86:119-
125. [EU] European Union: Directive 200036EC of the European Parliament and of
the Council of 23 June 2000 relating to cocoa and chocolate products intended for human consumption. OJ L197, 3.08.2000, p. 19.
Fuji Oil Europe. 2004. Confectionery. http:www.fujioileurope.comProductsConfectionary choccoat.htm
[1 Februari 2007].
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. Hariyadi, P. 2009. High grade specialty fats dari sawit sky is the limit. Jurnal
Infosawit Edisi Khusus Desember 2009:41-43. Hashimoto S, Nezu T, Arakawa H, Ito T, Maruzeni S. 2001. Preparation of sharp-
melting hard palmidfraction and its use as hard butter in chocolate. J Am Oil Chem Soc 785:455-460.
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. 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. Maleky F, Marangoni AG. 2008. Process development for continuous
crystallization of fat under laminar shear. Journal of Food Engineering 89:399-407.
Minifie BW. 1999. Chocolate, Cocoa and Confectionery : Science and Technology. Gaithersburg: Aspen Publishers, Inc.
Neff WE, List GR, Byrdwell WC. 1999. Effect of triacylglycerol composition on functionality of margarine basestocks. Lebensm-Wiss u-Technol 32:416-424.
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. 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.
Soon W. 1991. Speciality Fats versus Cocoa Butter. Malaysia 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.
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.
PEMBAHASAN UMUM
Karakteristik Reaksi Transesterifikasi dan Asidolisis Enzimatik dalam Proses Produksi CBE
Reaksi transesterifikasi maupun asidolisis enzimatik dalam proses produksi CBE menghasilkan campuran kompleks asilgliserol dan asam lemak
bebas. Kedua proses tersebut mengakibatkan perubahan besar dalam komposisi TAG, beberapa TAG meningkat dan menurun konsentrasinya, serta terbentuk
beberapa TAG baru. Distribusi jenis TAG produk transesterifikasi maupun produk asidolisis enzimatik hampir sama, walaupun dengan konsentrasi yang berbeda-
beda. Berdasarkan nilai DI, IC, konsentrasi DAG dan ALB, maka diduga
kesetimbangan reaksi transesterifikasi terjadi setelah 8-12 jam reaksi pada rasio berat substrat 1:1 fraksi minyak sawitFHSO, sedangkan kesetimbangan reaksi
asidolisis diduga terjadi setelah 36-48 jam reaksi pada rasio berat substrat 5:3 fraksi minyak sawitasam stearat. Kondisi reaksi lainnya sama, yaitu konsentrasi
enzim lipase 6 bb minyaklemak, suhu reaksi 68-70°C dan kecepatan orbital shaker 200 rpm.
Sementara itu, untuk produksi CBE secara transesterifikasi enzimatik digunakan masing-masing jenis substrat pada berbagai rasio berat dengan waktu
reaksi 4 jam Abigor et al. 2003. Sedangkan untuk produksi CBE secara asidolisis enzimatik digunakan masing-masing jenis substrat pada berbagai rasio
berat dengan waktu reaksi 20 jam Chong et al. 1992. Meskipun waktu reaksi transesterifikasi 4 jam yang digunakan belum mencapai kesetimbangan 8-12
jam, tetapi komposisi TAG hasil transesterifikasi tidak berbeda jauh dengan komposisi TAG hasil transesterifikasi setelah tercapainya kesetimbangan reaksi.
Bahkan konsentrasi DAG dan ALB-nya juga relatif lebih rendah. Hal ini tentu saja lebih menguntungkan secara ekonomi maupun dalam proses netralisasi dan
fraksinasi. Demikian halnya dengan reaksi asidolisis, ternyata dengan waktu reaksi asidolisis yang relatif lebih singkat 20 jam dibandingkan dengan waktu
tercapainya kesetimbangan reaksi 28-36 jam, komposisi TAG hasil asidolisis tidak berbeda jauh.
Proses netralisasi yang dilanjutkan dengan proses fraksinasi terhadap hasil interesterifikasi enzimatik menghasilkan produk lemak CBE dengan distribusi
TAG serupa dengan CB, walaupun dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Ada delapan produk dari lima belas produk fraksinasi hasil transesterifikasi yang
memenuhi syarat pertama dari definisi standar CBE menurut CAOBISCO, yaitu yang mempunyai kandungan TAG St2O StStM
≥ 65 Minifie, 1999. Produk - produk tersebut diperoleh dari substrat RBDPOFHSO dan sPMFFHSO untuk
rasio berat 1:1, 2:3 dan 1:2. Sedangkan untuk substrat Olein SawitFHSO untuk rasio berat 2:3 dan 1:2.
Sedangkan produk fraksinasi hasil asidolisis yang memenuhi syarat pertama dari definisi tersebut ada empat dari lima belas produk, yaitu substrat
RBDPOAsam Stearat, dan sPMFAsam Stearat untuk rasio berat 5:4 dan 5:5. Sedangkan untuk Olein SawitAsam Stearat, tidak ada yang memenuhi kriteria
tersebut. Meskipun demikian, definisi CBE menurut CAOBISCO sebenarnya
masih menjadi bahan diskusi dan perdebatan sampai saat ini. Produk CBE hasil fraksinasi produk transesterifikasi yang dihasilkan pada
penelitian ini dapat memberikan produk dengan kandungan POS dan SOS yang mendekati CB, tetapi dengan kandungan POP yang lebih rendah dari CB.
Sedangkan hasil fraksinasi produk asidolisis, memberikan produk dengan kandungan POS yang mendekati CB, tetapi POP dan SOS-nya relatif lebih
rendah. Berdasarkan komposisi TAG tersebut, maka produk CBE yang dihasilkan
pada penelitian ini dapat direkomendasikan sebagai pengganti exotic fats yang dapat dicampur blending dengan hPMF yang kaya kandungan POP-nya untuk
menghasilkan CBE. Salah satu jenis exotic fats yang banyak digunakan dalam proses produksi CBE secara blending dengan hPMF adalah lemak tengkawang
Illipe butter yang mempunyai kandungan TAG POP sekitar 10.35, POS 37.47 dan SOS 34.02.
Sementara itu, perhitungan Indeks CBE IC berdasarkan Formula Bloomer et al. 1990 yang diterapkan untuk hasil interesterifikasi maupun produk
fraksinasi hasil interesterifikasi ternyata tidak dapat memberikan gambaran tentang perbedaan dalam komposisi TAG substratproduk maupun profil SFC
substratproduk. Hal ini disebabkan oleh perhitungan Indeks CBE yang hanya didasarkan pada proporsi TAG POP, POS dan SOS dalam campuran
substratproduk. Walaupun substratproduk mempunyai nilai Indeks CBE yang mendekati CB, belum tentu mempunyai komposisi TAG yang mirip dengan CB,
apalagi profil SFC-nya. Bahkan ada beberapa substratproduk yang mempunyai Indeks CBE lebih tinggi dari Indeks CBE CB belum tentu substratproduk
mempunyai sifat secara fisikokimia lebih baik dari CB. Sebagai ilustrasi dapat dilihat pada Tabel 9.1 hasil perhitungan indeks
CBE terhadap hasil interesterifikasi maupun produk fraksinasi hasil interesterifikasi substrat sPMFFHSO. Sedangkan profil SFC hasil interesterifikasi
dan hasil fraksinasinya untuk masing-masing substrat tersebut dapat dilihat pada Gambar 9.1. Pada Gambar tersebut terlihat bahwa profil SFC yang sangat berbeda
untuk masing-masing substrat hasil interesterifikasi maupun hasil fraksinasinya, walaupun hasil perhitungan nilai IC menunjukkan hasil yang hampir sama Tabel
9.1. Demikian pula nilai IC yang lebih tinggi atau lebih rendah dari CB, belum tentu menunjukkan profil SFC yang lebih dekat atau lebih jauh dengan profil SFC
CB. Oleh karena itu perlu dirumuskan Indeks CB yang baru yang dapat memberikan gambaran tentang komposisi TAG maupun profil pelelehan dari
produk lemakminyak serta kedekatannya dengan karakteristik fisikokimia CB.
Tabel 9.1 Perhitungan indeks CBE IC hasil interesterifikasi substrat sPMFFHSO sebelum BF dan sesudah SF
Jenis TAG area Rasio sPMFFHSO bb
CB 1:1
1:2 BF
SF BF
SF POO
5.74 4.58
2.44 2.27
2.44 POP