4.17 2.95 Interesterifikasi enzimatik bahan baku berbasis minyak sawit untuk produksi cocoa butter equivalents
Gambar 7.7 Indeks CBE IC masing-masing jenis substrat pada berbagai rasio berat. Keterangan: RS, RBDPOAsam Stearat; OS, Olein SawitAsam Stearat;
PS, sPMFAsam Stearat
Pengaruh Rasio Substrat Terhadap Profil SFC dan SMP
Profil SFC campuran substrat dengan bahan baku RBDPOAsam Stearat, Olein SawitAsam Stearat dan sPMFAsam Stearat sesudah reaksi interesterifikasi
asidolisis disajikan pada Gambar 7.8 dan 7.9. Sebagai pembanding digunakan SFC masing-masing fraksi minyak sawit sebelum dicampur asam stearat, karena asam
stearat yang terlalu tinggi dalam campuran substrat akan mengganggu kristalisasi. Hal ini tentu saja akan berpengaruh terhadap hasil pengukuran SFC. Menurut Hashimoto
et al. 2001, adanya triasilgliserol St3, diasilgiserol DAG dan asam lemak bebas ALB akan mengganggu kristalisasi PMF, sehingga harus dihilangkan.
Profil SFC produk asidolisis memberikan kisaran range pelelehan yang lebih melebar dibandingkan dengan bahan bakunya. Tinggi rendahnya nilai SFC
dipengaruhi oleh proporsi antara bahan baku dengan asam stearat dalam campuran substrat awal. Semakin tinggi konsentrasi RBDPO, Olein Sawit dan sPMF dalam
campuran substrat, maka nilai SFC produk asidolisis semakin rendah pada masing- masing suhu pengukuran.
Keterangan: RS51, RS52, RS53, RS54, RS55; rasio berat substrat RBDPOAsam Stearat masing-masing 5:1, 5:2, 5:3, 5:4 dan 5:5
Gambar 7.8 Profil SFC fraksi-fraksi minyak sawit atas serta hasil asidolisis substrat RBDPOAsam Stearat bawah pada berbagai rasio berat
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
PS51, PS52, PS53, PS54, PS55; rasio berat substrat sPMFAsam Stearat masing-masing 5:1, 5:2, 5:3, 5:4 dan 5:5
Gambar 7.9 Profil SFC hasil asidolisis substrat Olein SawitAsam Stearat atas dan sPMFAsam Stearat bawah pada berbagai rasio berat
Proses interesterifikasi enzimatik asidolisis juga mengakibatkan terjadinya penurunan SMP pada berbagai jenis dan rasio berat substrat RBDPO, Olein Sawit,
sPMF Tabel 7.8. Produk hasil asidolisis berbentuk padat pada suhu ruang, dengan SMP berkisar antara 37.0 sampai 58.5°C Tabel 7.9. SMP tersebut relatif lebih
rendah dibandingkan dengan substrat awal sebelum asidolisis yang mempunyai nilai SMP berkisar antara 51.1-62.1°C.
Penurunan nilai SMP terutama disebabkan oleh perubahan komposisi TAG dalam produk asidolisis enzimatik, selain akibat berubahnya komposisi ALB dan
DAG dalam campuran substrat tersebut. Selain itu juga terlihat bahwa pada substrat dengan proporsi asam stearat tinggi, penurunan nilai SMP-nya relatif lebih kecil
dibandingkan dengan substrat dengan proporsi asam stearat yang relatif lebih kecil. Hal ini mengindikasikan bahwa nilai SMP pada produk asidolisis sangat ditentukan
oleh proporsi ALB dalam campuran substrat. SMP menunjukkan suhu ketika lemak dalam pipa kapiler yang diletakkan dalam air menjadi cukup lunak untuk melesat
slip ke atas dan diperkirakan mengandung lemak padat sekitar 5 Noor Lida et al., 1998.
Tabel 7.9 SMP masing-masing jenis substrat sebelum BA dan sesudah SA reaksi asidolisis enzimatik pada berbagai rasio berat
Rasio Berat Substrat
Jenis Substrat RBDPOAsam Stearat
Olein SawitAsam Stearat
sPMFAsam Stearat SMP
SMP SMP
BA SA
BA SA
BA SA
Rasio 5:1 Rasio 5:2
Rasio 5:3 Rasio 5:4
Rasio 5:5 52.0-52.6
57.2-57.6 59.7-59.8
60.6-61.3 61.0-62.1
40.9-43.0 43.1-44.5
47.0-48.0 53.0-53.2
58.3-58.5 52.9-53.1
57.0-57.4 59.5-59.7
60.5-61.5 61.0-62.0
37.0-37.2 40.0-40.2
44.8-45.2 50.8-51.4
55.8-56.0 51.1-52.0
57.0-57.2 60.0-60.3
60.7-61.0 61.4-61.9
39.5-40.2 41.0-41.2
45.0-45.8 53.1-53.3
56.2-56.3
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 7.10 dapat dilihat
model untuk memprediksi SFC produk asidolisis pada berbagai suhu pengukuran dari konsentrasi area kelompok TAG secara tunggal maupun gabungan. Data yang
dianalisis merupakan data gabungan dari produk asidolisis semua jenis substrat pada berbagai rasio berat.
Tabel 7.10 Model untuk memprediksi SFC produk asidolisis pada berbagai suhu pengukuran dari konsentrasi kelompok TAG secara tunggal
maupun gabungan
SFC10 = 1.89 StStM – 11.55 R
2
= 0.97; σ = 1.29 SFC20 = 65.22 – 9.79 MMM R
2
= 0.94; σ = 2.04 SFC25 = 2.12 StStM – 32.16 R
2
= 0.94; σ = 2,12 SFC30 = 2.22 StStM – 38.99 R
2
= 0.94; σ = 2.25 SFC35 = 2.36 StStM – 49.97 R
2
= 0.93; σ = 2.55 SFC40 = 0.83 ALB – 4.97 R
2
= 0. 96; σ = 1.91
SFC10 = 15.69 + 1.30 StStM – 3.05 MMM R
2
= 0.99; σ = 1.29 SFC20 = 51.77 – 7.25 MMM + 0.23 ALB R
2
= 0.97; σ = 1.39 SFC25 = 11.42 + 1.18 StStM – 4.88 MMM R
2
= 0.96; σ = 1.62 SFC30 = 1.79 StStM + 1.53 StStD – 36.73 R
2
= 0.97; σ = 1.59 SFC35 = 1.77 StStM + 2.07 StStD – 46.91 R
2
= 0.98; σ = 1.26 SFC40 = 0.56 ALB + 0.87 StStM – 25.83 R
2
= 0.99; σ = 1.07
Solid Fat Content pada 10°C SFC10, SFC25, SFC30, SFC35 dapat diprediksi secara akurat dari konsentrasi area kelompok TAG yang sama, yaitu
T AG
T ungga
l
T AG
G abunga
n
StStM POP, POS, SOS secara tunggal. Sedangkan SFC20 dapat diprediksi dari TAG MMM OOO, dan SFC40 dari ALB. Sementara itu, gabungan dari TAG
StMM dan MMM dapat digunakan untuk memprediksi SFC10 dan SFC25, sedangkan TAG StStM dan StStD PLP, SLP untuk memprediksi SFC30 dan
SFC35. Sementara itu SFC10 dapat diprediksi dari TAG MMM dan ALB, sedangkan SFC40 dapat diprediksi dari TAG StStM dan ALB.
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 7.10 terlihat bahwa TAG secara tunggal maupun gabungan
mempunyai nilai R
2
Sebagai ilustrasi, pada Gambar 7.10 dapat dilihat SFC hasil pengukuran produk asidolisis 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 7.9. Pada Gambar 7.9 tersebut terlihat bahwa
hasil prediksi dari TAG StStM POP, POS, SOS tersebut tidak berbeda jauh dari SFC hasil pengukuran R
yang hampir sama, sehingga ketepatan prediksinya juga hampir sama. Oleh karena itu, prediksi SFC produk asidolisis dari kelompok TAG secara
tunggal sudah cukup untuk memberikan prediksi yang akurat dan model yang lebih sederhana tentu saja lebih disukai.
2
= 0.94. Sebagai pembanding konsentrasi TAG StStM pada CB dengan SFC pada suhu pengukuran 30°C. SFC pada 30°C penting untuk
menunjukkan kompatibilitas terhadap CB.
Gambar 7.10 Prediksi SFC hasil asidolisis pada 30°C dari kelompok TAG StStM
Simpulan
Asidolisis enzimatik substrat menghasilkan terbentuknya campuran kompleks asilgliserol dan asam lemak bebas. Selama asidolisis enzimatik, pertukaran asil terjadi
terutama antara grup palmitoil dari substrat berbasis sawit dengan stearoil dari asam stearat. Konsentrasi beberapa TAG meningkat, beberapa TAG menurun dan beberapa
TAG baru terbentuk. Reaksi asidolisis enzimatik diperkirakan mencapai kesetimbangan setelah
waktu reaksi 36-48 jam untuk masing-masing fraksi minyak sawitasam stearat pada rasio berat 5:3, konsentrasi enzim 6 bb minyak, 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 asam
stearat sampai rasio berat 5:4 fraksi minyak sawit : asam stearat dalam campuran substrat, tetapi tidak selalu seiring dengan derajat intersterifikasi DI. Sintesis TAG
khas CBE POS, SOS diperkirakan mencapai kesetimbangan setelah waktu reaksi 36-48 jam. Perubahan komposisi TAG dalam produk asidolisis enzimatik tercermin
dalam profil SFC dan menentukan nilai SMP.
Hubungan antara komposisi TAG kelompok TAG dan nilai SFC 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 MMM OOO, StStM POP, POS, SOS dan StStD PLP, SLP, SLS,
secara tunggal ataupun gabungan.
Daftar Pustaka
[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.
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. 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.
Ciftci ON, Fadiloglu S, Kowalski B, Gogus F. 2008. Synthesis of cocoa butter triacylglycerols using a model acidolysis system. Grasas Y Aceites 594:316-
320. 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. 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.
Malcata FX, Reyes HR, Garcia HS, Hill CG, Amudson CH. 1992. Kinetics and mechanisms of reactions catalysed by immobilized lipases. Enzyme Microb
Technol 14:426-446. Mojovic L, Marinkovic SS, Kukic G, and Novakovic GV. 1993. Rhizopus arrhizus
lipase-catalyzed interesterification of the midfraction of palm oil to a cocoa butter equivalent Fat. Enzyme Microb Technol 15:438-443.
Neff WE, List GR, Byrdwell WC. 1999. Effect of triacylglycerol composition on functionality of margarine basestocks. Lebensm-Wiss u-Technol 32:416-424.
Noor Lida HMD, Rahim Md. Ali A. 1998. Physicochemical characteristics of palm- based oil blends for the production of reduced fat spreads. J Am Oil Chem Soc
75:1625-1631. Pinyaphong P, Phutrakul S. 2009. Synthesis of cocoa butter equivalent from palm oil
by Carica papaya lipase-catalyzed interesterification. Chiang Mai J Sci 363:359-368.
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. Wang HX, Wou H, Ho CT, Weng XC. 2006. Cocoa butter equivalent from enzymatic
interesterification tea seed oil and fatty acid methyl esters. Food Chemistry 97:661-665.
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. 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.
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.
FRAKSINASI PRODUK ASIDOLISIS ENZIMATIK FRAKSI MINYAK SAWIT DENGAN ASAM STEARAT UNTUK
MENDAPATKAN COCOA BUTTER EQUIVALENTS
Fractionation of enzymatic acidolysis product of palm oil fractions with stearic acid for obtaining Cocoa Butter Equivalents
Abstract
Fractionation of enzymatic acidolysis products of each palm oil fractions refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; palm olein; soft palm midfraction, sPMF
with stearic acid at various weight ratios were studied for the production of cocoa butter equivalents CBE. The CBEs were isolated from the crude acidolysis products
by fractional crystallization in organic solvent. Triacylglycerol TAG composition, solid fat content SFC and slip melting point SMP were analyzed in the acidolysis
and fractionation CBE products. Enzymatic acidolysis 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 resulted in the fat products CBE whose TAG distributions and SFC values were not comparable to that of CB, with
lower SMP values than that of CB. According to a CAOBISCO definition of CBE, only four of the fat products can be termed as CBE, namely fractionation product of
substrates of RBDPOStearic Acid and sPMFStearic Acid at weight ratios of 5:4 and 5:5. While palm oleinStearic Acid substrate, none fulfill that criteria, although had
IC values similar to that of CB. The acidolysis products CBE had lower POP and SOS content than that of CB, but their POS content were similar. The relationship
between TAG composition TAG groups and the SFC value at each measuring temperature can be expressed in a multiple linear regression model. Only SFC10 at
10°C and SFC25 at 25°C could be predicted from the proportion of StMM POO, SOO, StStM POP, POS, SOS, and StStSt PPP, PPS, PSS, SSS TAG groups,
either single or combined. Keywords: enzymatic acidolysis, fractionation, palm oil fractions, triacylglycerol,
cocoa butter equivalents
Abstrak
Fraksinasi dari produk asidolisis enzimatik dari masing-masing fraksi minyak sawit refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; olein sawit; soft palm midfraction,
sPMF dengan asam stearatpada berbagai rasio berat dipelajari untuk produksi cocoa butter equivalents CBE. CBE diisolasi dari produk asidolisis 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. Asidolisis 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 dan profil SFC agak berbeda dengan CB serta nilai SMP yang relatif lebih rendah dari
CB. 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. Kata kunci: asidolisis 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, tetapi fraksinasi dengan banyak solven dinilai tidak ekonomis dan kurang efisien. 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 dipanaskan 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 asidolisis substrat fraksi-fraksi minyak sawit dengan asam stearat 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. 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, asam stearat Merck 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.
Asidolisis Enzimatik.
Reaksi asidolisis enzimatik mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chong et al. 1992, Mojovic et al. 1993 dan Satiawihardja et al.
2001. Sebanyak 5 g substrat campuran masing-masing fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit, sPMF dengan asam stearat pada rasio berat 5:1 sampai
dengan 5:5 dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer 25 mL. Selanjutnya enzim lipase sebanyak 6 bb minyak ditambahkan ke dalam campuran substrat yang sudah
dipanaskan terlebih dahulu pada suhu sekitar 68-70°C selama 10 menit. Reaksi interesterifikasi asidolisis dilakukan secara batch dengan kecepatan orbital shaker
200 rpm, suhu reaksi 68-70°C dan waktu reaksi 20 jam. Pemisahan enzim dari hasil
asidolisis dilakukan dengan cara penyaringan menggunakan kertas saring dalam keadaan panas.
Fraksinasi Produk Asidolisis.
Proses fraksinasi hasil asidolisis enzimatik mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chong et al. 1992 dan Satiawihardja et al.
2001. Hasil asidolisis 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. 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, ukuran partikel 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 hasil asidolisis sebelum dan sesudah
fraksinasi.
Solid Fat Content SFC. Analisis SFC IUPAC 2.150 ex 2.323, 1987 hasil
interesterifikasi menggunakan Bruker Minispec PC 100 NMR Analyzer. Sebelum analisis, sampel dilelehkan terlebih dahulu pada suhu 80°C. Sampel dimasukkan ke
dalam tabung NMR dengan menggunakan pipet tetes sebanyak 2.5 mL setinggi dry block, lalu dipanaskan pada suhu 60°C selama 30 menit pada alat pemanas kering.
Setelah itu sampel disimpan pada suhu 0°C selama 90 menit, selanjutnya sampel disimpan selama 40 jam pada suhu 26°C. Sampel disimpan lagi pada suhu 0°C
selama 90 menit. Setelah itu sampel diinkubasi pada suhu 10, 20, 25, 30, 35, 40 dan 45°C selama 60 menit. Setelah inkubasi, sampel siap dianalisis. 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 hasil asidolisis 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.
Hasil dan Pembahasan
Proses asidolisis enzimatik masing-masing fraksi minyak sawit dengan asam stearat pada berbagai rasio berat menghasilkan campuran kompleks asilgliserol dan
asam lemak bebas. Proses asidolisis mengakibatkan perubahan besar dalam komposisi TAG dan menghasilkan produk transesterifkasi yang berbentuk padat pada
suhu ruang. Untuk menghasilkan produk CBE dari produk asidolisis, perlu dilakukan
proses fraksinasi untuk mengisolasi komponen utama CB POP, POS dan SOS. Produk asidolisis pada awalnya dinetralisasi menggunakan NaOH dalam etanol
untuk menghilangkan asam lemak bebas dari campuran reaksi. Selanjutnya isolasi
TAG dilakukan dengan kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton dan fraksinasi kering pengaturan suhu.
Profil Triasilgliserol
Proses netralisasi yang dilanjutkan dengan fraksinasi terhadap produk asidolisis 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 asidolisis dan
produk fraksinasinya CBE disajikan pada Gambar 8.1. Sedangkan pada Gambar 8.2 disajikan profil kromatogram hasil fraksinasi produk asidolisis dibandingkan dengan
CB. Komposisi TAG produk asidolisis enzimatik sebelum dan sesudah fraksinasi untuk masing-masing substrat pada berbagai rasio berat disajikan pada Tabel 8.1 dan
8.2 RBDPOAsam Stearat, 8.3 dan 8.4 Olein sawitAsam Stearat, serta 8.5 dan 8.6 sPMFAsam Stearat. Pada Tabel tersebut dapat dilihat juga komposisi TAG CB
sebagai pembanding. Kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton dan faksinasi kering
pengaturan suhu memberikan hasil cukup menggembirakan, walaupun masih belum mendekati komposisi TAG target. Meskipun demikian, konsentrasi TAG target, TAG
St2U POP, POS dan SOS meningkat cukup tajam dibandingkan dengan hasil asidolisis sebelum fraksinasi. Sebaliknya konsentrasi TAG yang tidak diinginkan
seperti TAG St3 PSS, SSS konsentrasinya menurun cukup tajam, walaupun konsentrasinya masih di atas konsentrasi TAG St3 CB. Sedangkan konsentrasi TAG
StU2 relatif masih tinggi pada produk akhir, walaupun terlihat adanya penurunan dibandingkan hasil asidolisis sebelum fraksinasi. Hal ini dapat dimaklumi, karena
konsentrasi TAG StU2 memang cukup tinggi pada hasil asidolisis. Sedangkan TAG U3 relatif tidak banyak berubah.
Gambar 8.1 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG produk asidolisis sebelum atas dan sesudah bawah fraksinasi
Konsentrasi TAG target 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 asam stearat yang ditambahkan, maka semakin tinggi pula konsentrasi POS
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
5000 10000
15000 20000
25000
OL O
PL O
PL P
OOO PO
O PO
P
PPP SO
O PO
S
PPS SO
S
PSS SSS
D ia
s ilg
lis e
ro l
20 30
40 50
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
10 20
30 40
50 10000
20000 30000
40000 50000
D ia
s ilg
lis e
ro l
OL O
PL O
PL P
OOO PO
O PO
P SO
O PO
S
SO S
10 20
30 40
50
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.
Gambar 8.2 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG produk fraksinasi hasil asidolisis atas dan CB bawah
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
10 20
30 40
50 10000
20000 30000
40000 50000
D ia
s ilg
lis e
ro l
OL O
PL O
PL P
OOO PO
O PO
P SO
O PO
S
SO S
10 20
30 40
50 40
Waktu Retensi menit R
es pon D
et ek
tor nR
IU
10000 20000
30000 40000
50000 60000
PO P
PO S
SO S
D ia
s ilg
lis e
ro l
SO A
10 20
30 40
50
Tabel 8.1 Komposisi TAG hasil asidolisis enzimatik substrat RBDPOAsam Stearat sebelum BF dan sesudah SF fraksinasi pada berbagai rasio berat substrat
Jenis TAG area
Rasio Berat Substrat RBDPOAsam Stearat CB
5:1 5:2
5:3 5:4
5:5 BF
SF BF
SF BF
SF BF
SF BF
SF PLL
0.84 0.53
0.64 0.39
0.54 0.31
0.51 0.37
0.57 0.30
0.38 OLO
2.57 1.74
1.78 1.19
1.47 0.89
1.35 1.00
1.29 0.79
nd PLO
6.75 4.24
5.09 3.21
4.62 2.52
4.31 2.82
4.33 2.98
0.90 PLP
3.75 3.77
2.78 2.55
2.42 1.87
2.44 1.92
2.51 1.95
1.81 OOO
3.51 2.54
2.37 1.80
1.85 1.29
1.78 1.34
1.82 1.34
1.30 SLO
2.70 1.60
3.79 2.48
4.43 2.50
4.33 2.80
4.08 2.66
nd POO
12.85 9.34
9.03 6.94
7.24 5.07
7.23 4.62
7.55 5.21
2.44 SLP
3.02 3.83
4.20 4.12
4.90 4.46
5.09 4.38
4.98 4.52
2.55
POP 15.42