Minyak Kelapa Sawit Reaksi Esterifikasi

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kelapa Sawit

Kelapa sawit Elaeis guinensis JACQ merupakan tanaman berkeping satu yang termasuk ke dalam famili Palmae yang dapat menghasilkan minyak. Kelapa sawit dikenal terdiri dari empat tipe atau varietas, yaitu tipe Macrocarya, Dura, Tenera, dan Pisifera. Masing-masing tipe dibedakan berdasarkan tebal tempurung. Tabel. 2.1 Beda Tebal dari Berbagai Tipe Kelapa Sawit Tipe Tebal tempurung mm Macrocarya Dura Tenera Pisifera Tebal sekali : 5 Tebal : 3-5 Sedang : 2-3 Tipis Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah beriklim tropis dengan curah hujan 2000.mmtahun dan kisaran suhu 22 – 32 C. Daerah penanaman kelapa sawit di Indonesia adalah daerah Jawa Barat Lebak dan Tangerang, Lampung, Riau, Sumatera Barat, Sumatera Utara, dan Aceh. Warna daging buah putih kuning di waktu masih muda dan berwarna jingga setelah buah menjadi matang Ketaren, 1986.

2.1.1 Minyak Kelapa Sawit

Sumber minyak dari kelapa sawit ada dua, yaitu daging buah dan inti buah kelapa sawit. Minyak yang diperoleh dari daging buah disebut dengan minyak kelapa sawit kasar CPO, sedangkan minyak yang diperoleh dari biji buah disebut dengan minyak inti sawit PKO. Minyak sawit yang terkandung dalam sel-sel serat adalah sekitar 20 – 24 dari berat tandan sawit, sedangkan minyak inti sawit sekitar 2 – 4 Salunkhe, 1992. Beberapa sifat fisika-kimia dari minyak sawit dan minyak inti sawit dapat dilihat seperti yang terdapat pada tabel 2.2: UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Tabel 2.2 Nilai Sifat Fisika-Kimia Minyak Sawit dan Minyak Inti Sawit Minyak kelapa sawit merupakan lemak semi padat yang mempunyai komposisi tetap. Komposisi asam lemak dari minyak kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut : Tabel 2.3 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit Asam lemak Rumus kimia Jumlah Asam Miristat C 13 H 27 1,1 – 2,5 COOH Asam palmitat C 13 H 31 40 – 46 COOH Asam stearat C 13 H 35 3,6 – 4,7 COOH Asam oleat C 13 H 33 39 – 45 COOH Asam linoleat C 13 H 31 7 – 11 COOH Ketaren, 2005

2.1.2 Pengolahan Minyak Kelapa Sawit menjadi Minyak Goreng

Selain untuk memenuhi kebutuhan minyak goreng, minyak sawit dapat juga digunakan untuk bahan margarin, shortening dan emulsifier. Minyak goreng dari sawit yang dalam bahasa industri disebut RBDP Olein Refined Bleached Deodorized Palm Olein diperoleh dari CPO sebagai bahan bakunya. Proses pengolahan minyak goreng ini menghasilkan hasil samping RBD Stearin Refined Bleached Deodorized Stearin, dan PFAD Palm Fatty Acids Destillation yang dinamakan juga asam lemak bebas. RBD Stearin merupakan bahan baku untuk pembuatan margarin dan shortening, sedangkan PFAD dapat diolah lebih lanjut menjadi sabun. Tahapan tandan buah kelapa sawit dari kebun sawit sampai dengan minyak goreng dan produk lain yang dihasilkan disajikan pada diagram alir berikut Gambar 2.1. Sifat Minyak sawit Minyak inti sawit Bobot jenis 0,900 0,900-0,913 Indeks bias pada 40 1,4565-1,4585 c 1,495-1,415 Bilangan Iod 46-48 14-20 Bilangan Penyabunan 196-206 244-254 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Tandan buah segar Penghancuran dan ekstraksi Palm kernel CPO Tandan buah kosong Pengendapan Wet Degumming PemucatanBleaching Deodorisasi Destilasi Vakum Destilat PFAD + air Filtrasi Fraksinasi Kristalisasi Fraksi cair RBD Olein Fraksi padat RBD Stearin Residu RBDPO Filtrat DBP Oil Ampas + getah Filtrasi Gambar 2.1. Diagram alir proses pemurnian minyak sawit Ismail, 2009. Produksi minyak goreng dari CPO dilakukan melalui tahapan, pemurnian, fraksinasi, pengemasan, dan pengepakan. Tahap pemurnian terdiri dari proses degumming, pemucatan bleaching, deodorisasi deodorisation, dan fraksinasi fractionation Ismail, 2009. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA a. Degumming Degumming merupakan proses pemisahan getah atau lendir yang merupakan zat-zat terlarut seperti resin, protein, pospatida, atau zat-zat yang bersifat koloidal. Biasanya proses ini dilakukan dengan cara penambahan asam posfat. b. Bleaching Bleaching adalah suatu tahap pemurnian untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak. Proses pemucatan ini dilakukan dengan cara penyerapan zat warna oleh adsorben. c. Deodorisasi Deodorisasi merupakan tahap pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa aldehid, keton, asam lemak bebas yang tidak dikehendaki. Proses ini perlu dilakukan terhadap minyak yang digunakan untuk bahan pangan. Minyak yang dihasilkan pada proses deodorisasi ini disebut RBDPO Refined, Bleached, and Deodorized Palm Oil dan hasil samping dari proses ini dengan sistem pemurnian fisika menghasilkan asam lemak bebas. d. Fraksinasi Fraksinasi bertujuan untuk memisahkan fraksi cair olein dan fraksi padat stearin melalui tahap kristalisasi dan diikuti filtrasi. Hasil dari filtrasi ini adalah fraksi cair yang disebut RBD Olein dan fraksi padat yang disebut RBD Stearin Pahan, 2006. Selain minyaknya, ampas tandan kelapa sawit merupakan sumber pupuk kalium dan berpotensi untuk diproses menjadi pupuk organik melalui fermentasi pengomposan aerob dengan penambahan mikroba alami yang akan memperkaya pupuk yang dihasilkan Mubarak, 2009.

2.2 Asam lemak

Asam lemak adalah asam karboksilat berantai lurus yang dapat diperoleh dari lemak. Asam lemak ini terbagi dua, yaitu asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Beberapa contoh asam lemak jenuh yang paling umum, asam laurat dodecanoic acid, asam miristat tetradecanoic acid, asam palmitat hexadecanoic acid, asam stearat octadecanoic acid. Asam lemak tidak jenuh yang umum adalah asam lemak yang memiliki 18 atom C dengan satu atau dua ikatan rangkap. Misalnya, asam oleat, asam UNIVERSITAS SUMATERA UTARA linoleat, dan asam linolenat Streitwieser, 1992. Pada umumnya asam lemak mempunyai atom C yang jumlahnya genap dan berantai lurus. Rumus umum untuk asam lemak jenuh adalah C n H 2n O 2 Penamaan asam lemak dimulai dari rantai karbonnya yang paling panjang. Misalnya, asam lemak dengan C 16 diberi nama asam heksadekanoat dan asam lemak dengan C 18 diberi nama asam oktadekanoat, di mana nama umumnya adalah asam palmitat dan asam stearat Oullette, 1994. Ridwan, 1990. Dari tabel 2.3, dapat dilihat bahwa asam palmitat merupakan komposisi asam lemak yang paling besar pada minyak kelapa sawit yaitu sebesar 40-46. Nama lain dari asam palmitat adalah asam heksadekanoat, asam heksadecylik, ataupun asam cetylic. Rumus umum dari asam palmitat C 16 H 32 O 2 dengan berat molekul sebesar 256,42. Asam palmitat ini terdapat sebagai ester gliserida di dalam minyak ataupun lemak. Dapat diperoleh dari minyak kelapa sawit, lilin Jepang Japan Wax, ataupun lemak sayuran China. Kristalnya berwarna putih dengan densitas 0,853, titik leburnya sebesar 63 – 64 o C, dan titik didihnya sebesar 215 o C. Asam palmitat tidak larut dalam air. Dapat larut dalam alkohol dingin ataupun dalam petrolium eter. Larut cepat dalam alkohol panas, dalam eter, propil alkohol, dan kloroform Anonimous, 1976.

2.3 Ester Asam Lemak

Ester asam lemak dialam terdapat dalam bentuk ester antara gliserol dengan asam lemak ataupun terkadang ada gugus hidroksilnya yang teresterkan tidak dengan asam lemak tetapi dengan phospat seperti pada phospolipid. Disamping itu ada juga ester antara asam lemak dengan alkoholnya yang membentuk monoester seperti terdapat pada minyak jojoba. Ester asam lemak sering dimodifikasi baik untuk bahan makan maupun untuk bahan surfaktan, aditif, detergen dan lain sebagainya. Ester asam lemak dalam bentuk trigliserida sering dilakukan reaksi interesterifikasi antara 2 lemak yang padat dengan minyak yang cair untuk mengubah posisi asam lemak tersebut yang teresterkan pada gugus hidroksil dari C 1,2,3 gliserol, sehingga dengan demikian kandungan padatan minyak lemak tersebut yang terukur secara pulsa NMR akan menurun. Hal ini dapat terjadi karena asam lemak tidak jenuh yang tadinya berada pada posisi C 2 serta diapit oleh asam lemak jenuh pada posisi C 1,3 dan berbentuk padat akan menjadi lebih cair apabila pada posisi C 1 atau C 3 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA berupa asam lemak tidak jenuh. Hal ini telah dibuktikan untuk mempertukarkan posisi Eikosapentanoat dari posisi C 1 atau C 3 ke posisi C 2 atau sebaliknya. OR 1 OR 2 OR 1 OR 1 OR 1 OR 1 OR 1 OR 2 OR 2 OR 2 OR 2 OR 2 OR 2 OR 2 OR 2 + + + R 1 = C 15 H 31 R -CO Asam Palmitat 2 = C 19 H 29 -CO Asam Eikosapentanoat Perubahan letak posisi asam lemak secara reaksi interesterifikasi akhirnya digunakan untuk merekayasa lipida yang tersabunkan menjadi sumber bahan makan yang bermanfaat bagi kesehatan. Trigliserida di dalam tubuh manusia hanya terhidrolisa oleh enzim pankreas pada posisi C 1 dan C 3 sedangkan C 2 tetap dalam bentuk esternya. Ester yang masih terikat dengan gliserol pada posisi C 2 biar bagaimanapun panjang rantainya tetap dapat diserap oleh tubuh sebagai sumber energi, sedangkan asam lemak bebas hasil hidrolisa pada posisi C 1 dan C 3 apabila berantai panjang sulit terabsorbsi oleh tubuh Tarigan, 2002

2.3.1 Reaksi Esterifikasi

Suatu ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus –CO 2 RCOH ROH RCOR H 2 O O O + + H + , kalor R dengan R dapat berbentuk alkil maupun aril. Suatu ester dapat dibentuk dengan reaksi langsung antara suatu asam karboksilat dan suatu alkohol. Reaksi ini sering disebut dengan esterifikasi. Esterifikasi dengan katalis asam merupakan reaksi yang reversibel. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut : Asam karboksilat alkohol ester air Fesenden, 1986. Ester diberi nama seperti penamaan pada garam. Ester-ester umumnya mempunyai bau yang enak, seperti rasa buah dan wangi buah-buahan Hart, 2003. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain : UNIVERSITAS SUMATERA UTARA a. Esterifikasi R - C - O H R - OH R - C - O - R H 2 O O O + + b. Interesterifikasi R - C - O -R O + + R - C - O - R O R - C - O - R O R- C - O - R O c. Alkoholisis R - OH R - C - O - R O + R- C - O - R O + R - OH d. Asidolisis R - C - O - R O + + R - C - O - R O R - C - OH O R - C - OH O Ketiga reaksi yang terakhir di atas dikelompokkan ke dalam reaksi transesterifikasi Gandi, 1997. Contoh reaksi, misalnya, Minyak kelapa sawit dan inti sawit dapat ditransesterifikasikan dengan metanol serta katalis NaOH ataupun KOH dengan kecepatan pengadukan 3000 rpm pada suhu kamar selama 30 menit untuk menghasilkan metil ester asam lemak dengan hasil 97 – 98 Brahmana, 1998.

2.3.2 Mengurangi Kadar ALB dalam Minyak dengan Reaksi Esterifikasi