6.62 2.65 Rasio POS + SOS 1.02 Interesterifikasi enzimatik bahan baku berbasis minyak sawit untuk produksi cocoa butter equivalents

modifikasi teknik fraksinasi untuk produk asidolisis, sehingga dihasilkan produk CBE dengan komposisi TAG dan profil SFC sesuai yang diharapkan. 3 Untuk mengukur progress kemajuan reaksi dalam proses produksi CBE, perlu dirumuskan indeks baru yang dapat menggambarkan sifat fisik dan kimia maupun tingkat kualitas terhadap CB dari suatu produk lemak. Indeks CBE yang digunakan saat ini tidak menggambarkan sifat-sifat tersebut karena hanya mempertimbangkan proporsi TAG utama CB POP, POS, SOS, tidak mempertimbangkan komposisi TAG secara keseluruhan maupun sifat pelelehan dari produk lemak. 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. Ahmadi L, Marangoni AG. 2009. Functionality and physical properties of interesterified high oleic shortening structured with stearic acid. Food Chemistry 117:668-673. Anonim. 2008. Study on Industry and Market of Chocolate Confectionery in Indonesia. http:www.cic.co.idcicwp-contentthemesatahualpa [21 Agustus 2008] APOLIN Asosiasi Produsen Oleochemical Indonesia News. 2006. Kelapa Sawit: Pilar Pembangunan Perekonomian Nasional. No. 29 Tahun 4 Desember 2006. Balle J. 2006. Business Area Chocolate and Confectionery Fats. Capital Market Day, October 3, 2006. Basso RC, Ribeiro APB, Masuchi MH, Gioielli LA, Goncales LAG, dos Santos AO, Cardoso LP, Grimaldi R. 2010. Tripalmitin and monoacylglycerols as modifiers in the crystallization of palm oil. Food Chemistry 122:1185-1192. Bisinfocus Business Information Focus. 2006. Prospek Perkebunan Industri Minyak Sawit di Indonesia 2006-2020. Ed ke-2. Tangerang: PT Bisinfocus Data Pratama. Braipson-Danthine S, Gibon V. 2007. Comparative analysis of triacylglycerol composition, melting properties and polymorphic behavior of palm oil and fractions. Eur J Lipid Sci Technol 109:359-372. 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. Candy Industry. 2010. Cocoa Subs Expand Their Role. http:www.candyindustry.com [30 Agustus 2010] 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. 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. Ciftci ON, Kowalski B, Gogus F, Fadiloglu S. 2009a. Effect of addition of a cocoa butter-like fat enzymatically produced from olive pomace oil on the oxidative stability of cocoa butter. Journal of Food Science 744:E184- E190. Greyt W de. 2004. Chemical vs enzymatic interesterification. IUPAC-AOCS Workshop on Fats, Oils, Oilseeds Analysis Production. December 6-8, 2004. Tunis: IUPAC-AOCS. [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]. Gandhi NN. 1997. Application of lipase. J Am Oil Chem Soc 746: 621-634. Goh EM. 2002. Applications and uses of palm and palm kernel oils in speciality products. Malaysian Oil Science and Technology 111:46-50. 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. Hamm W. 1995. Trends in edible oil fractionation. Trends in Food Science Technology 6:121-126. Hamm, W. 2000. Fractionation Technology. http:www.britanniafood.comenglishinvite_03.htm [13 Nopember 2005] 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. Huey SM, Hock CC, Lin SW. 2009. Characterization of low saturation palm oil products after continuous enzymatic interesterification and dry fractionation. Journal of Food Science 744:E177-E183. Huyghebaert A, Verhaeghe D, Moor H de. 1994. Fat products using chemical and enzymatic interesterification. Di dalam: Moran DPJ, Rajah KK, editor. Fats In Food Products. London: Blackie Academic Professional. Idris NA, Dian NLHM. 2005. Interesterified palm products as alternatives to hydrogenation. Asia Pac J Clin Nutr 144:396-401. Illingworth D. 2002. Fractionation of fats. Di dalam: Marangoni AG, Narine SS, editor. Physical Properties of Lipids. New York: Marcel Dekker, Inc. Janurianto A. 2011. The role of palm oil business players to people prosperity: “BSP” Experience. International Conference and Exhibition of Palm Oil. Jakarta, 11-13 Mei 2011. Jeyarani T, Reddy SY. 2010. Effect of enzymatic interesterification on physicochemical properties of mahua oil and kokum fat blend. Food Chemistry 123:249-253. Khumalo LW, Majoko L, Read JS, Ncube I. 2002. Characterization of some underutilized vegetable oils and their evaluation as starting materials for lipase-catalysed production of cocoa butter equivalents. Industrial Crops and Products 16:237-244. Kim J, Kim DN, Lee SH, Yoo SH, Lee S. 2010. Correlation of fatty acid composition of vegetable oils with rheological behavior and oil uptake. Food Chemistry 118: 398-402. 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. Maleky F, Marangoni AG. 2008. Process development for continuous crystallization of fat under laminar shear. Journal of Food Engineering 89:399-407. Marangoni AG, Rousseau D. 1995. Engineering triacylglycerols: The role of interesterification. Trends in Food Science and Technology 6:329-335. Mamat H, Nor Aini I, Said M, Jamaludin R. 2005. Physicochemical characteristics of palm oil and sunflower oil blends fractionated at different temperatures. Food Chemistry 91:731-736. Minifie BW. 1999. Chocolate, Cocoa and Confectionery : Science and Technology. Gaithersburg: Aspen Publishers, Inc. 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. Nielsen K, Oliefabrik A, Bruunsgade MP. 2000. Interesterification in Use for the Production of Confectionery Fats. http:www.soci.org [23 Februari 2007] Ong ASH, Choo YM, Ooi CK. 1995. Development in palm oil. Di dalam: Hamilton RJ, editor. Development in Oils and Fats. London: Blackie Academic Professional. Osborn HT, Akoh CC. 2002. Enzymatically modified beef tallow as a substitute for cocoa butter. Food Chemistry and Toxicology 677:2480-2485. 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. Parker MP. 2005. The 2006-2011 World Outlook for Confectionery and Ice Cream Coatings Made from Cacao Bean Cocoa and Fats Other Than Cocoa Butter. http:www.icongrouponline.com [30 Agustus 2010] 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. PT Cahaya Kalbar Tbk. 2004. Cocoa Butter Equivalent CBE. http:www.cahayakalbar.comproductcbe_index.htm [16 April 2007] Ramli MR, Siew WL, Cheah KY. 2008. Properties of high-oleic palm oils derived by fractional crystallization. Journal of Food Science 733:C140-C145. Salas JJ, Bootello MA, Martinez-Force E, Garces R. 2011. Production of stearate- rich butters by solvent fractionation of high-stearic-high-oleic sunflower oil. Food Chemistry 124:450-458. Santini S, Crowet JM, Thomas A, Paquot M, Vandenbol M, Thonart P, Wathelet JP, Blecker C, Lognay G, Brasseur R, Lins L, Charloteaux B. 2009. Study of Thermomyces lanoginosa lipase in the presence of tributyrylglycerol and water. Biophysical Journal 96: 4814-4825. Sarmidi MR, El Enshasy HA, Hamid MA. 2009. Oil palm: the rich mine for pharma, food and fuel industries. Am-Euras J Agric Environ Sci 56:767- 776. 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. Shamsudin R, Mohamed IO, Nooi TS. 2006. Rheological properties of cocoa butter substitute CBS: effects of temperature and characteristics of fatty acids on viscocity. Journal of Food Lipids 13: 402-410. Shukla VKS. 2006. Cocoa butter, cocoa butter equivalents and cocoa butter substitutes. Di dalam: Akoh CC, editor. Handbook of Functional Lipids. London: Taylor Francis Group, LLC. 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. Soekopitojo S. 2009. Aplikasi CBE dalam industri snack berbasis coklat. Food Review Indonesia 411:24-27. Soon W. 1991. Speciality Fats versus Cocoa Butter. Malaysia Timms RE. 1997. Fractionation. Di dalam: Gunstone FD, editor. Lipid Technologies and Application. New York: Marcel Dekker. 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. 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. Yang T, Fruekilde MB, Xu X. 2003. Applications of immobilized Thermomyces lanuginosa lipase in interesterification. J Am Oil Chem Soc 809:881-887. 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. Zaliha O, Chong CL, Cheow CS, Norizzah AR, Kellens MJ. 2004. Crystallization properties of palm oil by dry fractionation. Food Chemistry 86:245-250. Zhang H, Xu X, Nilsson J, Mu H, Nissen JA, Hoy CE. 2001. Production of margarine fats by enzymatic interesterifikation with silica-granulated Thermomyces lanuginosa lipase in large-scale study. J Am Oil Chem Soc 781:57-64. ABSTRACT SOENAR SOEKOPITOJO. Enzymatic Interesterification of Palm Oil Based Starting Materials for the Production of Cocoa Butter Equivalents. Under direction of PURWIYATNO HARIYADI, TIEN R. MUCHTADI, and NURI ANDARWULAN. Cocoa butter CB is an ideal fat that contributes to the desirable textural and sensory properties of chocolate confectionery products. At below room temperature, CB is hard and brittle, but when it is consumed it melts completely in the mouth with a smooth, cool sensation. Cocoa butter equivalents CBEs have been designed to physicochemical properties compatible with those of CB and can be used to replaced CB in chocolate confectionery formulation. Palm oil is an important oil source in the development of substitutes or equivalents of CB. Enzymatic interesterification of fat blends containing palm oil fractions refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; palm olein; and soft palm midfraction, sPMF with fully hydrogenated soybean oil FHSO transesterification or with stearic acid acidolysis at various reaction times and weight ratios were studied for the production of CBEs. The objective of this research was to evaluate the synthesis of CBEs by enzymatic interesterification of palm oil based starting materials. The CBEs were isolated from the crude interesterification mixture by fractional crystallization in organic solvent. Triacylglycerol TAG composition, solid fat content SFC and slip melting point SMP were analyzed in the starting materials, the interesterified products and the fractionation products. Enzymatic interesterification of the substrates resulted in the formation of a complex mixture of acylglycerols and free fatty acids FFA. Concentration of several TAGs increased, some decreased, and several new TAGs were formed. Enzymatic transesterification reaction were predicted to reach equilibrium after 8-12 hours, whereas acidolysis reaction after 36-48 hours of reaction times. Synthesis of target TAGs POS, SOS increased with increasing proportion of FHSO or stearic acid up to 5:4 weight ratio of palm oil fractionsstearic acid in the substrates. Fractional crystallization of the fatty acid-free acylglycerols neutralized interesterified products gave the fat products CBEs whose their TAG distributions were comparable to that of CB. According to the CAOBISCO definition of CBE, only eight of the transesterified products and four of the acidolysis products can be termed as CBE. The substrates palm oil fractionsFHSO weight ratios to produce the fat products qualified as CBEs were 1:1 except palm oleinFHSO, 2:3 and 1:2, while the substrates of RBDPOStearic Acid and sPMFStearic Acid at weight ratios were 5:4 and 5:5. The substrates criteria of transesterification were concentration ratio of POO+POPPSS+SSS ≤ 0.85, and the POP content ≥ 14.85, whereas acidolysis were concentration ratio of POO+POPS ≤ 1.32, and the POP content ≥ 29.67. The products criteria of enzymatic transesterification were concentration ratio of POO+POPPSS+SSS ≤ 0.76, concentration ratio of POS+SOSPOO+POP ≥ 1.65, and concentration ratio of POS+SOS PSS+SS ≤ 1.32, whereas enzymatic acidolysis were concentration ratio of POO+POPPSS+SSS ≤ 0.45, concentration ratio of POS+SOS POO+POP ≥ 1.85, and concentration ratio of POS+SOS PSS+SS ≤ 0.84 . The criteria of substrates and enzymatic interesterification products could be used as parameter for the production of CBEs. The CBEs products of transesterification had lower POP content than that of CB, whereas acidolysis had lower POP and SOS content than that of CB. In the same reaction conditions, enzymatic transesterification produces target TAGs faster than that of acidolysis. In the same process of fractionation, enzymatic transesterification produces more the fat products qualified as CBEs than that of acidoysis. The resulting changes in the TAG composition of the substrates were reflected in the SFC and SMP values. The relationship between TAG composition TAG groups and the SFC value at each measuring temperature can be expressed in a multiple linear regression model. The SFC values of the substrates, the interesterified products and the fractionation products at various measuring temperature could be predicted from various groups of TAG, either single or combined. Keywords: interesterification, palm oil, soybean oil, CBE, triacylglycerol RINGKASAN SOENAR SOEKOPITOJO. Interesterifikasi Enzimatik Bahan Baku Berbasis Minyak Sawit Untuk Produksi Cocoa Butter Equivalents. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, TIEN R. MUCHTADI, dan NURI ANDARWULAN. Cocoa butter CB merupakan ingridien yang berkontribusi penting terhadap sifat-sifat tekstural dan sensori produk coklat confectionery. Di bawah suhu ruang, CB bersifat keras dan brittle, tetapi ketika dimakan, CB meleleh sempurna di mulut dengan tekstur creamy yang lembut dan sensasi dingin. Hal ini sebagai konsekuensi dari komposisi kimia CB yang unik, yang hampir 80 didominasi oleh tiga triasilgliserol TAG simetrik, yaitu palmitat-oleat-palmitat POP, palmitat-oleat-stearat POS dan stearat-oleat-stearat SOS. Cocoa butter equivalents CBE didesain dengan komposisi TAG dan sifat pelelehan kompatibel terhadap CB, sehingga dapat menggantikan CB serta dapat dicampur dengan CB pada proporsi berapa pun dalam formulasi coklat. Minyak sawit merupakan salah satu bahan baku penting untuk pengembangan cocoa butter substitutes CBS atau equivalents CBE. Minyak sawit kaya dengan TAG POP yang dapat dimodifikasi menjadi TAG POS dan SOS secara interesterifikasi enzimatik menggunakan katalis lipase spesifik-1,3. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan kajian serta evaluasi terhadap sifat fisikokimia produk-produk yang dihasilkan dari setiap tahapan proses produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik dari bahan baku berbasis minyak sawit dalam upaya mendapatkan informasi pengendalian proses produksi CBE. Selain itu juga dapat diperoleh teknologi proses produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik transesterifikasi maupun asidolisis skala laboratorium. Interesterifikasi enzimatik dari campuran masing-masing fraksi minyak sawit refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; olein sawit; soft palm midfraction, sPMF dengan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna fully hydrogenated soybean oil, FHSO transesterifikasi atau dengan asam stearat asidolisis pada berbagai waktu reaksi dan rasio berat dipelajari untuk produksi cocoa butter equivalents CBE. CBE diisolasi dari produk interesterifikasi melalui kristalisasi fraksional dalam solven organik. Analisis utama yang dilakukan meliputi komposisi triasilgliserol TAG, solid fat content SFC and slip melting point SMP dalam bahan baku awal, produk interesterifikasi dan produk fraksinasi lemak. Fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, olein sawit, sPMF dominan dengan asam palmitat C16:0 dan asam oleat C18:1 yang menyusun TAG utama POP dan POO. sPMF mengandung TAG POP tertinggi 39.03 diikuti oleh RBDPO 29.67 dan Olein Sawit 26.35. Kandungan TAG POO tertinggi terlihat pada Olein Sawit 28.62, diikuti oleh RBDPO 23.75 dan sPMF 19.62. FHSO didominasi oleh TAG PSS 38.05 dan SSS 35.11. Campuran masing- masing fraksi minyak sawit dengan FHSO transesterifikasi atau dengan asam stearat asidolisis merupakan substrat yang potensial untuk sintesis TAG khas CBE POP, POS, SOS dengan katalis lipase spesifik-1,3. Efek eutektik terlihat pada campuran fraksi minyak sawit dengan FHSO yang mengindikasikan bahwa kedua lemak tersebut tidak kompatibel. Interesterifikasi enzimatik terhadap substrat menghasilkan 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 atau dengan asam stearat. Konsentrasi beberapa TAG meningkat, beberapa TAG menurun dan beberapa TAG baru terbentuk. Reaksi transesterifikasi enzimatik mencapai kesetimbangan setelah 8-12 jam waktu reaksi pada rasio berat fraksi minyak sawitFHSO 1:1. Sedangkan reaksi asidolisis enzimatik mencapai kesetimbangan setelah 36-48 jam waktu reaksi pada rasio berat fraksi minyak sawitasam stearat 5:3. Kesetimbangan reaksi tersebut diduga dari nilai derajat interesterifikasi DI, indeks CBE IC, kandungan diasilgliserol DAG dan ALB. Kondisi reaksi interesterifikasi adalah suhu reaksi 68-70°C, konsentrasi enzim 6 bb minyak, dan kecepatan orbital shaker 200 rpm. Sintesis TAG target POS, SOS meningkat seiring dengan meningkatnya proporsi FHSO transesterifikasi dan asam stearat sampai rasio berat fraksi minyak sawitasam stearat 5:4 dalam campuran substrat. Kristalisasi fraksional dari asilgliserol bebas asam lemak hasil netralisasi produk interesterifikasi memberikan produk lemak CBE dengan distribusi TAG mirip dengan CB. Berdasarkan definisi CBE menurut CAOBISCO, hanya delapan hasil fraksinasi produk transesterifikasi dan empat hasil fraksinasi produk asidolisis yang dapat disebut sebagai CBE. Rasio berat substrat RBDPOFHSO, Olein SawitFHSO, sPMFFHSO untuk menghasilkan produk CBE yang sesuai standar tersebut adalah 1:1 kecuali Olein SawitFHSO, 2:3 dan 1:2 serta substrat RBDPOAsam Stearat, dan sPMFAsam Stearat untuk rasio berat 5:4 dan 5:5. Kriteria substrat untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik yang memenuhi standar CBE menurut CAOBISCO dapat ditentukan berdasarkan rasio konsentrasi POO+POPPSS+SSS serta kandungan POP dalam substrat. Substrat untuk reaksi transesterifikasi enzimatik harus memenuhi rasio konsentrasi POO+POPPSS+SSS ≤ 0.85 dan kandungan POP ≥ 14.85, sedangkan substrat untuk reaksi asidolisis harus memenuhi rasio konsentrasi POO+POPPSS+SSS ≤ 1.32 dan kandungan POP ≥ 29.67. Kriteria produk interesterifikasi yang menghasilkan produk CBE yang memenuhi standar CBE menurut CAOBISCO dapat ditentukan berdasarkan rasio konsentrasi POO+POPPSS+SSS, rasio konsentrasi POS+SOSPOO+POP serta rasio konsentrasi POS+SOSPOO+POP. Produk transesterifikasi harus memenuhi rasio konsentrasi POO+POP PSS+SSS ≤ 0.76, rasio konsentrasi POS+SOSPOO+POP ≥ 1.65 dan rasio konsentrasi POS+SOSPSS+SSS ≤ 1.32, sedangkan produk asidolisis harus memenuhi rasio konsentrasi POO+POPPSS+SSS ≤ 0.45, rasio konsentrasi POS+SOSPOO+POP ≥ 1.85 serta rasio konsentrasi POS+SOSPSS+SSS ≤ 0.84. Kriteria substrat dan produk interesterifikasi dapat digunakan sebagai parameter dalam proses produksi CBE. Produk CBE hasil fraksinasi produk transesterifikasi mempunyai kandungan TAG POP lebih rendah dari CB, sedangkan kandungan POS dan SOS- nya mendekati CB. Semakin tinggi proporsi FHSO dalam substrat awal semakin tinggi pula kandungan TAG POS dan SOS dalam produk. Sedangkan produk CBE hasil fraksinasi produk asidolisis mempunyai kandungan TAG POP dan SOS yang lebih rendah dari CB, sedangkan TAG POS-nya mendekati CB. Semakin tinggi proporsi asam stearat dalam substrat awal sampai rasio berat 5:4, fraksi minyak sawitasam stearat, semakin tinggi pula kandungan TAG POS dan SOS. Indeks CBE IC produk interesterifikasi tidak banyak berubah setelah fraksinasi, sehingga dapat dijadikan indikator awal terhadap proporsi TAG utama CB POP, POS, SOS hasil fraksinasi produk interesterifikasi. Walaupun demikian, IC tersebut tidak dapat memberi gambaran tentang komposisi TAG maupun profil SFC dari substratproduk lemak. Pada kondisi reaksi yang sama, proses transesterifikasi enzimatik lebih cepat menghasilkan TAG target dibandingkan dengan proses asidolisis enzimatik. Sedangkan pada proses fraksinasi yang sama, proses transesterifikasi enzimatik lebih banyak menghasilkan produk CBE yang memenuhi standar CAOBISCO dibandingkan dengan proses asidolisis enzimatik. Perubahan komposisi TAG dalam produk interesterifikasi maupun hasil fraksinasinya tercermin dalam profil SFC dan nilai SMP. Proses interesterifikasi yang dilanjutkan dengan proses fraksinasi mempersempit kisaran range profil pelelehan, sehingga dihasilkan produk dengan profil pelelehan yang lebih tajam. SMP CBE hasil fraksinasi produk interesterifikasi berada dalam kisaran SMP CB komersial. Hubungan komposisi TAG kelompok TAG dan SFC pada berbagai suhu pengukuran dapat dinyatakan melalui pendekatan model regresi linear berganda. SFC bahan baku, produk interesterifikasi maupun produk fraksinasi pada berbagai suhu pengukuran dapat diprediksi dari kelompok TAG yang berbeda-beda, baik secara tunggal maupun kombinasi. PENDAHULUAN Latar Belakang Berbagai jenis specialty fats telah dikembangkan oleh industri minyak dan lemak dari tahun ke tahun dalam upaya mendukung berkembangnya industri pangan, nutrisional, farmasi, kosmetik maupun perawatan personal. Specialty fats adalah suatu jenis lemak yang mempunyai fungsionalitas khusus, sehingga mempunyai potensi aplikasi yang khusus pula Hariyadi 2009. Specialty fats dapat dikategorikan sebagai lipida terstruktur structured lipids, yaitu TAG yang dimodifikasi komposisi asam lemak atau distribusi posisinya untuk memberikan karakteristik fisik, sifat-sifat kimia danatau manfaat nutrisional yang diinginkan Osborn dan Akoh 2002a. Di antara specialty fats, cocoa butter alternatives CBA mungkin mewakili jenis specialty fats yang paling beragam dan paling banyak dikembangkan. CBA didesain untuk memberikan alternatif, baik secara ekonomi maupun fungsional terhadap ingridien bernilai ekonomi tinggi, cocoa butter CB Wainwright 1999. Dalam industri confectionery, CB merupakan ingridien yang sangat penting yang berkontribusi terhadap sifat-sifat tekstural dan sensori produk confectionery, khususnya produk-produk coklat dapat mencapai 32 CB dalam formulasi coklat. CB merupakan lemak dengan komposisi kimia yang unik, karena komposisi triasilgliserolnya hampir 80 didominasi oleh tiga triasilgliserol 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. Keunikan komposisi inilah terutama yang bertanggung jawab terhadap fungsionalitas CB dan memberikan sifat-sifat fisik yang diinginkan dari produk coklat yang dibuat, seperti kilap gloss, derak snap, sifat pelelehan yang cepat dan tajam di mulut dan sebagainya Lipp et al. 2001. Ketika dimakan, CB meleleh sempurna di mulut dengan tekstur creamy yang lembut dan sensasi dingin Gunstone 2002. Banyak keterbatasan menyangkut penggunaan CB, antara lain suplai yang tidak stabil, harga relatif mahal, kurang memadai untuk digunakan pada iklim panas serta kualitasnya bervariasi. Selain itu, proses tempering diperlukan untuk produk coklat yang sepenuhnya menggunakan CB dalam formulasinya, karena cenderung akan mengalami blooming Zaidul et al. 2007, Torbica et al. 2006, Fuji Oil Europe 2004. Berbagai alasan tersebut mendorong dikembangkannya specialty fats alternatif CB oleh para peneliti maupun industri minyak dan lemak, sehingga dikenal istilah cocoa butter alternatives CBA, salah satu jenisnya adalah cocoa butter equivalents CBE. CBE berperilaku seperti CB dan dapat dicampur dengan CB pada proporsi berapapun tanpa mengubah karakteristik pelelehan, rheologi, dan pengolahan, sehingga kualitas akhir produk tetap dipertahankan. CBE didesain agar mengandung komposisi TAG yang mirip CB, sehingga sifat-sifatnya diharapkan mirip dan kompatibel dengan CB dalam campuran untuk pembuatan coklat Zaidul et al. 2007. Pada awalnya, CBE dikembangkan dengan pertimbangan ekonomi untuk menurunkan biaya produksi. Seiring dengan kemajuan teknologi dan kebutuhan industri, maka perkembangan selanjutnya bergeser ke arah peningkatan fungsionalitas dari produk CBE tersebut Soekopitojo 2009. CBE mempunyai peranan antara lain untuk memperbaiki toleransi terhadap lemak susu, meningkatkan daya simpan pada suhu tinggi, mengendalikan blooming, serta memberikan alternatif secara ekonomi terhadap penggunaan CB dalam formulasi coklat Wainwright 1999. Kondisi konsumsi makro secara global produk coklat confectionery sampai Oktober 2006 disajikan pada Gambar 1.1, dengan laju pertumbuhan terendah 1.4 Uni Eropa dan tertinggi 6.0 Afrika dan Timur Tengah Balle 2006. Pada tahun 2009 terjadi penurunan konsumsi produk-produk coklat sekitar 5-10 di Eropa dan Amerika Utara, serta 10 di Eropa Timur akibat resesi dunia Candy Industry 2010. Walaupun demikian, pasar internasional masih terbuka luas untuk produk-produk coklat confectionery Indonesia. Produsen Indonesia telah mengekspor produk coklat confectionery ke lebih dari 100 negara. Pada lima tahun terakhir, ekspor telah meningkat rata-rata 23.16 per tahun. Pada tahun 2007, ekspor bernilai USD 13.54 juta atau sekitar IDR 121.8 milyar Anonim 2008. Sementara itu pasar confectionery dan ice cream coatings yang terbuat dari lemak selain CB pada tahun 2011 diperkirakan mencapai USD 1.493 juta Parker 2005. Sedangkan pasar CBE diperkirakan dapat mengisi 10 dari total pasar CB dunia Abigor et al. 2003. Untuk pasar Uni Eropa khususnya, penggunaan CBE dalam produk-produk coklat diatur dalam EU Directive 200036EC. Gambar 1.1 Konsumsi makro secara global produk coklat confectionery Balle 2006 CBE umumnya diformulasi dari minyak yang secara alami mengandung TAG simetrik yang diperoleh dengan cara fraksinasi dari sumber minyak dan lemak yang berasal dari tanaman tropik. Sebagian besar berasal dari tanaman liar yang dikenal sebagai exotic fats illipe, shea, sal, kokum, kecuali sawit yang dibudidayakan di kebun Wainwright 1999. Tidak ada lemak yang dihasilkan secara alami dengan sifat-sifat fisik yang mirip CB. Masing-masing sumber lemak mempunyai kelebihan dan kekurangan TAG CB, sehingga semua alternatif CB dibuat dengan cara pencampuran blending danatau modifikasi lemak Soon 1991, Osborn dan Akoh 2002a. CBE dapat diformulasi dari fraksi tengah minyak sawit palm mid fraction, PMF yang kaya TAG POP dengan exotic fats yang kaya TAG POS dan SOS. Formulasi suatu CBE yang tepat merupakan seni terbesar dalam teknologi lemak Shukla 2006. U ni E ro pa E rop a T imu r A m eri k a U tar a A m eri k a La ti n Asi a A fr ik a T im u r T en gah Pr od uk C ok la t C on fe c ti o ne r y x 1000 ton Nama WilayahKawasan Mengingat semakin terbatasnya sumber exotic fats dari alam, maka akhir- akhir ini teknik interesterifikasi enzimatik menjadi salah satu pilihan untuk proses produksi CBE. Interesterifikasi enzimatik termasuk salah satu teknik modifikasi lemakminyak yang menawarkan pilihan lain untuk strukturisasi TAG yang memungkinkan lebih banyak bahan baku seperti PMF dan minyak kaya oleat lainnya untuk digunakan dalam proses produksi CBE Wainwright 1999, Fuji Oil Europe 2004. Selama interesterifikasi akan terjadi redistribusi asam lemak dalam TAG, sehingga akan mengubah komposisi 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. Karakteristik penting dari minyaklemak untuk modifikasi adalah kandungan asam lemak dan distribusinya dalam TAG. Pada banyak modifikasi enzimatik dimana produk yang dikehendaki adalah lipida terstruktur cocoa butter equivalents, milk fat substitutes, nutritional lipids, reaksi harus menjamin bahwa asam lemak pada posisi sn-2 tetap tidak berubah, sehingga digunakanlah lipase spesifik-1,3. Selain itu, harus ada asam lemak yang diinginkan pada posisi sn-2 dari TAG awal. Dengan demikian, pada sintesis CBE lebih difokuskan pada penggunaan TAG dengan asam oleat pada posisi sn-2 sebagai bahan baku awal Khumalo et al. 2002. Penggunaan lipase spesifik-1,3 sebagai katalis dalam proses produksi CBE lebih menguntungkan untuk substrat berbasis sawit, karena minyak sawit mengandung jumlah signifikan TAG simetrik POP yang merupakan satu dari TAG utama yang ada dalam CB Goh 2002 dan akan lebih mudah untuk dimodifikasi menjadi TAG POS dan SOS sebagai komponen utama CBE Nielsen et al. 2000. Indonesia merupakan produsen utama minyak sawit dunia yang produksinya terus meningkat dari tahun ke tahun, sehingga sangat potensial dalam mendukung berkembangnya produksi CBE secara enzimatik. Menurut Janurianto 2011, total produksi CPO crude palm oil Indonesia pada tahun 2010 sebesar 22.3 juta ton dan pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 44 juta ton. Sedangkan luas area tanam pada tahun 2010 diperkirakan 8.2 juta hektar dengan luas area panen sekitar 5.7 juta hektar yang pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 9.7 juta hektar luas area panen Janurianto 2011. Oleh karena itu, pengembangan produk hilir bernilai tambah tinggi menjadi alternatif potensial untuk meningkatkan daya saing produk minyak sawit Indonesia di pasar dunia maupun domestik. Interesterifikasi enzimatik lebih menawarkan banyak keuntungan dibandingkan dengan interesterifikasi kimia. Reaksi enzimatik lebih spesifik, kondisi reaksinya ringan mild serta limbah yang dihasilkannya minimal. Selain itu apabila enzim yang digunakan dalam bentuk amobil, maka dapat digunakan berulang sehingga secara ekonomi lebih menguntungkan Willis dan Marangoni 2002. Interesterifikasi kimia biasanya bersifat acak dan sulit dihentikan jika reaksi berlangsung sangat cepat, sedangkan reaksi interesterifikasi enzimatik biasanya berlangsung lebih lambat dan lebih mudah untuk dikendalikan. Interesterifikasi enzimatik untuk sintesis lemak dengan profil TAG yang mirip CB dapat dilakukan melalui reaksi transesterifikasi ataupun asidolisis. Transesterifikasi merupakan reaksi pertukaran gugus asil antara dua ester, yaitu antara dua triasilgliserol. Sedangkan asidolisis merupakan reaksi perpindahan gugus asil antara suatu asam dengan suatu ester, atau dapat diartikan sebagai inkorporasi asam lemak bebas baru ke dalam triasilgliserol Willis dan Marangoni 2002. Reaksi transesterifikasi enzimatik untuk sintesis CBE antara lain telah dilakukan oleh Chang et al. 1990 dari minyak biji kapas terhidrogenasi sempurna dan minyak zaitun; Liu et al. 1997 dari minyak sawit dan tristearin; Abigor et al. 2003 dari refined, bleached, deodorized palm oil RBDPO dan fully hydrogenated soybean oil FHSO; serta Liu et al. 2007 dari lard dan tristearin. Sedangkan reaksi asidolisis enzimatik antara lain telah dilakukan oleh Chong et al. 1992 dari asam stearat dan olein sawit; Mojovic et al. 1993 dari PMF dan asam stearat dalam n-heksana; Satiawihardja et al. 2001 dari asam stearat dan olein sawit dalam n-heksana ; Wang et al. 2006 dari minyak biji teh dan metil palmitatmetil stearat ; Ciftci et al. 2009 dari refined olive pomace oil ROPO dan asam palmitatasam stearat; serta Pinyaphong dan Phutrakul 2009 dari minyak sawit dan metil palmitatmetil stearat. 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. Untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik dalam industri pangan, biasanya menggunakan campuran substrat minyak dan asam lemak bebas yang dilewatkan melalui suatu reaktor packed bed berisi enzim, diikuti dengan proses distilasi, evaporasi, fraksinasi dan pemurnian Liu et al. 2007. Menurut Hashimoto et al. 2001, penggunaan aseton solvenpelarut polar lebih selektif terhadap kristalisasi TAG simetrik StUSt daripada TAG non-simetrik StStU, sedangkan heksana solvenpelarut 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 diasumsikan sebagai metode yang paling sesuai dan efisien untuk mendapatkan komponen TAG simetrik. Sampai saat ini, belum ada industri di Indonesia yang memanfaatkan teknik interesterifikasi enzimatik dalam proses produksi CBE. Teknik blending masih menjadi pilihan utama dalam proses produksi CBE di Indonesia. Oleh karena itu, pada penelitian ini dikaji proses sintesis komponen CBE dari bahan baku berbasis minyak sawit secara interesterifikasi enzimatik, baik melalui reaksi transesterifikasi maupun asidolisis termasuk proses fraksinasinya. Sebagai katalis digunakan lipase spesifik-1,3 komersial, sehingga sesuai untuk substrat berbasis sawit yang kaya TAG POP untuk menghasilkan TAG khas CBE POS dan SOS. Selain itu, lipase spesifik-1,3 amobil komersial dari Thermomyces lanuginosa Lipozyme TL IM telah tersedia dengan harga yang secara ekonomi bersaing dengan katalis untuk interesterifikasi kimia Yang et al. 2003. Disertasi ini tersusun dalam sepuluh bab, bab pertama merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, tujuan, hipotesis dan manfaat penelitian. Bab kedua berisi tinjauan pustaka secara umum, sedangkan pada bab ketiga diuraikan metodologi penelitian secara garis besar. Hasil-hasil penelitian diuraikan secara terperinci dalam bentuk artikel jurnal ilmiah pada bab keempat sampai bab kedelapan. Pada bab-bab tersebut masing-masing dibahas tentang karakterisasi fraksi-fraksi minyak sawit sebagai bahan baku untuk sintesis CBE secara interesterifikasi enzimatik; transesterifikasi enzimatik campuran fraksi minyak sawit dengan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna untuk sintesis CBE; fraksinasi produk transesterifikasi enzimatik campuran fraksi minyak sawit dengan minyak kedelai terhidrogenasi sempurna untuk mendapatkan CBE; asidolisis enzimatik fraksi minyak sawit dengan asam stearat untuk sintesis CBE serta fraksinasi produk asidolisis enzimatik minyak sawit dengan asam stearat untuk mendapatkan CBE. Akhirnya pada bab kesembilan diuraikan pembahasan umum terhadap keseluruhan hasil-hasil penelitian serta bab kesepuluh berisi simpulan dan saran dari penelitian ini. Tujuan Penelitian Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mendapatkan teknologi proses produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik pada skala laboratorium, baik melalui reaksi transesterifikasi maupun asidolisis dari bahan baku berbasis minyak sawit, yaitu RBDPO, Olein Sawit serta sPMF. Selain itu juga dikaji sifat fisikokimia produk, khususnya profil TAG dan profil pelelehannya, dalam setiap tahapan proses produksi, mulai dari bahan baku, tahap interesterifikasi sampai tahap fraksinasi, sehingga diperoleh informasi karakteristik proses reaksi interesterifikasi untuk pengendalian proses produksi CBE. Tujuan khusus penelitian ini adalah: 1 Mengkaji karakteristik fisikokimia fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit, sPMF dan FHSO serta masing-masing campurannya sebagai substrat untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik. Selain itu juga karakteristik fisikokimia hasil interesterifikasi maupun produk fraksinasinya yang dihasilkan selama proses produksi CBE. 2 Mengkaji karakteristik proses reaksi interesterifikasi enzimatik selama proses produksi CBE dari bahan baku berbasis minyak sawit, baik reaksi transesterifikasi maupun asidolisis enzimatik. 3 Menentukan kriteria substrat awal dan hasil interesterifikasinya sebagai parameter untuk proses produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik, sehingga menghasilkan produk CBE sesuai standar yang ditetapkan. 4 Mendapatkan informasi karakteristik fisikokimia produk CBE yang dihasilkan untuk memperkaya data produk specialty fats yang telah ada serta sebagai acuan dalam pengembangan produk specialty fats yang diinginkan. Hipotesis Komponen utama CBE triasilgliserol POS dan SOS dapat disintesis melalui reaksi interesterifikasi enzimatik antara fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit dan sPMF yang kaya triasilgliserol POP oleat pada posisi sn-2 dengan fully hydrogenated soybean oil FHSO yang kaya triasilgliserol SSS untuk reaksi transesterifikasi atau dengan asam stearat untuk reaksi asidolisis, menggunakan katalis lipase spesifik-1,3. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat: 1 Memberikan informasi tentang teknologi proses produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik skala laboratorium serta cara-cara pengendaliannya, sehingga dihasilkan produk CBE sesuai dengan karakteristik yang dikehendaki. 2 Memberikan panduan dalam menentukan pilihan bahan baku substrat yang sesuai dengan proses interesterifikasi enzimatik dalam produksi CBE, sehingga dihasilkan produk CBE sesuai dengan karakteristik yang diharapkan. 3 Memberikan informasi tentang karakteristik produk CBE yang dihasilkan serta aplikasi yang sesuai dengan karakterisitik produk CBE tersebut untuk produk-produk pangan. 4 Memberikan alternatif dalam pengembangan produk hilir sawit serta memberikan nilai tambah bagi produk berbasis sawit. TINJAUAN PUSTAKA Specialty Fats Bernilai Tinggi: Cocoa Butter Equivalents Specialty fats adalah suatu jenis lemak yang mempunyai fungsionalitas khusus, sehingga mempunyai potensi aplikasi yang khusus pula. Dalam konteks yang lebih luas, specialty fats dapat juga dikategorikan sebagai lipida terstruktur structured lipidsstructured fats, yaitu suatu triasilgliserol TAG yang mengandung campuran dari asam lemak dengan karakteristik tertentu dan teresterifikasi dalam kerangka gliserol untuk tujuan memberikan fungsionalitas tertentu, baik fungsionalitas kesehatan maupun fungsionalitas fisik lainnya Hariyadi 2009. Sedangkan menurut Osborn dan Akoh 2002a, lipida terstruktur adalah TAG yang dimodifikasi untuk diubah komposisi asam lemak atau distribusi posisinya dalam kerangka gliserol secara reaksi kimia danatau enzimatik danatau rekayasa genetika untuk memperbaiki nilai gizi atau sifat-sifat fungsionalnya. Berbagai jenis specialty fats telah dikembangkan oleh industri minyak dan lemak dari tahun ke tahun dalam upaya mendukung berkembangnya industri pangan, nutrisional, farmasi, kosmetik maupun perawatan personal. Di antara specialty fats, cocoa butter alternatives CBA mungkin mewakili specialty fats yang paling beragam dan paling banyak dikembangkan. CBA didesain untuk memberikan alternatif, baik secara ekonomi maupun fungsional terhadap ingridien bernilai ekonomi tinggi, cocoa butter CB. CB berkontribusi penting terhadap sifat-sifat tekstural dan sensori produk-produk coklat confectionery. Produsen CBA selalu membandingkan penampilan produk dan karakteristiknya dengan CB, karena CB dianggap mewakili standar emas untuk produk specialty fats Wainwright 1999. Cocoa Butter dan Cocoa Butter Alternatives Cocoa butter CB merupakan lemak alami titik leleh 32-35°C berwarna kuning terang yang diperoleh dari biji kakao Theobroma cacao, sedangkan menurut Minifie 1999, beberapa negara memberi batasan yang lebih spesifik tentang CB, yaitu sebagai hasil pengepresan cocoa nib kotiledon kakao setelah dipisahkan dari shell proses winnowing. CB bersifat keras dan mudah patah brittle 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. CB juga mengandung sejumlah kecil TAG yang tidak simetrik POO, PSO dan SSO. Komposisi TAG yang unik bersama-sama dengan kandungan diasilgliserol DAG yang sangat rendah membentuk CB dengan sifat fisik yang diinginkan dan kemampuannya untuk rekristalisasi selama pengolahan untuk membentuk suatu kristal stabil Shukla 2006, Liu et al. 2007. Karakteristik unik tersebut juga menjadi alasan yang membuat CB dianggap sebagai lemak ideal dan pilihan dalam industri coklat confectionery, sehingga menciptakan permintaan pasar yang besar melebihi pasokan. Biji kakao mengandung CB relatif kecil 52.5-55.5 dari nib. Sementara itu, hanya sedikit negara yang membudidayakan kakao, sehingga suplai menjadi tidak stabil dan harganya relatif paling mahal di antara lemak dan minyak alami Zaidul et al. 2007. Menurut Torbica et al. 2006, selain pasokan dan harga yang tidak menentu, CB juga kurang memadai untuk digunakan pada iklim panas serta kualitasnya bervariasi antar wilayah yang berbeda. Selain itu, proses tempering diperlukan untuk produk coklat yang sepenuhnya menggunakan CB dalam formulasinya, karena akan cenderung mengalami blooming Fuji Oil Europe 2004. Berbagai alasan tersebut mendorong dikembangkannya specialty fats alternatif CB, sehingga dikenal istilah cocoa butter alternatives CBA. Selanjutnya, pada Tabel 2.1 dapat dilihat komposisi dan sifat-sifat CB dari beberapa negara. Tabel 2.1 Komposisi dan sifat-sifat CB dari beberapa negara Faktor Negara Ghana India Brazil Nigeria Ivory Cost Malaysia Bilangan iod Titik leleh °C DAG ALB Komposisi AL: C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C20:0 Komposisi TAG: Trisat. PPS PSS Monounsat. POP POS SOS SOA Diunsat. POO SOO Polyunsat. OOO SFC tempering 40 jam, 26°C 20°C 25°C 30°C 35°C 35.8 32.2 1.9 1.53 24.8 37.1 33.1 2.6 1.1 0.7 0.3 0.4 84.0 15.3 40.1 27.5 1.1 14.0 2.1 3.8 1.3 0.4 76.0 69.6 45.0 1.1 34.9 32.4 1.5 1.06 25.3 36.2 33.5 2.8 1.1 1.1 0.6 0.5 85.2 15.2 39.4 29.3 1.3 12.8 1.9 3.3 0.9 Trace 81.5 76.8 54.9 2.3 40.7 32.0 2.0 1.24 23.7 32.9 37.4 4.0 1.0 Trace Trace Trace 71.9 13.6 33.7 23.8 0.8 24.1 6.2 9.5 4.0 1.0 62.6 53.3 23.3 1.0 35.3 33.1 2.8 1.95 25.5 35.8 33.2 3.1 1.1 0.8 0.3 0.5 85.8 15.5 28.8 40.5 1.0 12.7 1.7 3.0 0.7 Trace 76.1 69.1 43.3 36.3 32.0 2.1 2.28 25.4 35.0 34.1 3.3 1.0 0.6 0.3 0.3 82.6 15.2 39.0 27.1 1.3 15.5 2.7 4.1 1.3 Trace 75.1 66.7 42.8 34.2 34.3 1.8 1.21 24.8 37.1 33.2 2.6 1.1 1.3 0.8 0.5 87.5 15.1 40.4 31.0 1.0 10.9 1.5 2.7 0.3 - 82.6 77.1 57.7 2.6 Sumber : Shukla 2006 Keterangan: DAG, diasilgliserol; ALB, asam lemak bebas; AL, asam lemak; TAG, triasilgliserol; Trisat., trisaturated; Monounsat., monounsaturated; Diunsat., diunsaturated; Polyunsat., polyunsaturated; P, asam palmitat; O, asam oleat; S; asam stearat; A, asam arakhidat; SFC, solid fat content CBA yang kadang-kadang disebut sebagai hard butter atau confectionery fats atau specialty fats saja, biasanya diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimia dan kompatibilitasnya terhadap CB. Menurut Lipp dan Anklam 1998, CBA diklasifikasikan sebagai: a CB Equivalents CBE: lemak nabati non laurat tidak mengandung asam laurat yang mirip sifat-sifat fisik dan kimianya dengan CB dan dapat dicampur dengan CB pada jumlah berapapun tanpa mengubah sifat-sifat CB; 1 Cocoa butter extender CBX: subgroup dari CBE yang tidak dapat dicampur dengan CB pada semua rasio. 2 Cocoa butter improvers CBI: mirip dengan CBE, tetapi dengan kandungan TAG padat lebih tinggi, digunakan untuk memperbaiki CB yang lunak. b CB Replacers CBR: lemak non laurat dengan distribusi asam lemak mirip CB, tetapi struktur TAGnya berbeda sepenuhnya, hanya pada rasio kecil kompatibel dengan CB. c CB Substitutes CBS: lemak nabati laurat mengandung asam laurat, berbeda sepenuhnya dengan CB secara kimia, dengan beberapa kemiripan sifat fisik, hanya cocok untuk pensubstitusi CB sampai 100. CBR diproduksi dari minyak dan lemak non laurat terhidrogenasi parsial terutama dari minyak kedelai, biji kapas dan sawit. Profil pelelehannya diperbaiki dengan manipulasi parameter hidrogenasi. CBR atau sering disebut CBS non laurat memiliki sifat-sifat flavor, aroma, kilap dan retensi kilap yang baik serta tidak memerlukan tempering, tetapi cenderung mengalami blooming pada penyimpanan jangka panjang. Walaupun mempunyai kompatibilitas rendah terhadap CB, tetapi CBR sangat kompatibel dengan lemak non laurat lainnya. CBR cocok untuk enrobing produk bakery lunak atau berongga. CBR dapat dicampur dengan CB sampai 20-25 basis lemak jika digunakan sebagai confectionery coating Wainwright 1999, Shukla 2006, Fuji Oil Europe 2004, PT Cahaya Kalbar Tbk 2004. CBS adalah lemak modifikasi dari asam laurat La dan asam miristat Mi dengan TAG utama LaLaLa, LaLaMi, dan LaMiMi Shamdusin et al. 2006. CBS terutama diproduksi dari lemak laurat seperti minyak kelapa dan minyak inti sawit, walaupun sejumlah kecil dari minyak kedelai terhidrogenasi, biji kapas, sawit dan lemak nonlaurat lainnya juga digunakan. Teknik pengolahannya meliputi hidrogenasi, interesterifikasi dan fraksinasi. Hidrogenasi sempurna minyak inti sawit menghasilkan suatu lemak yang sangat keras, tetapi dengan interesterifikasi acak dapat memperbaiki sifat pelelehan secara dramatis. Sebagai alternatif, minyak inti sawit dapat difraksinasi untuk menghasilkan stearin dengan pelelehan yang tajam. Stearin inti sawit dapat dihidrogenasi untuk menghasilkan produk yang lebih keras. CBS tidak memerlukan tempering, cepat mengkristal, sifat pelelehan dan pelepasan flavor baik, serta kilap dan retensi kilap baik. CBS tidak kompatibel dengan CB, toleransinya dengan CB sampai 6, sehingga digunakan untuk komponen coating, diformulasi dengan bubuk coklat. Selain itu, jika terhidrolisis akan memberikan flavor sabun asam laurat serta mempunyai toleransi yang rendah terhadap lemak susu Wainwright 1999, Shukla 2006, Fuji Oil Europe 2004, PT Cahaya Kalbar Tbk 2004. Harga CBA ditentukan oleh fungsionalitasnya, antara lain daya tahan terhadap panas, daya tahan terhadap blooming, kemudahan tempering dan sebagainya. CBE mempunyai fungsionalitas yang paling tinggi diantara ketiga jenis CBA Gambar 2.1. Oleh karena itu, CBE mempunyai harga yang paling mahal dan CBS yang paling murah. Harga Fungsionalitas Gambar 2.1 Hubungan antara harga CBA dengan fungsionalitasnya Balle 2006 Cocoa Butter CBR CBE CBS Filling fats Harga CBE diperkirakan sekitar USD 4,000-4,500 per ton, CBR sekitar USD 1,000 – 1,500 per ton dan CBS sekitar USD 700 – 900 per ton. Walaupun demikian, harga CBA hanya sepertiga atau seperempat dari harga CB Idris dan Dian 2005. Harga CB akhir tahun 2010 mencapai IDR 100 ribu - IDR 150 ribu per kilogram. Cocoa Butter Equivalents Cocoa butter equivalents CBE adalah lemak yang berperilaku seperti CB dalam segala hal dan dapat dicampur dengan CB pada proporsi berapapun tanpa mengubah karakteristik pelelehan, rheologi dan pengolahan. CBE didesain agar mengandung komposisi TAG yang mirip dengan CB, sehingga sifat-sifatnya diharapkan mirip dan kompatibel dengan CB dalam campuran untuk pembuatan coklat. Zaidul et al. 2007. CBE mempunyai peranan antara lain untuk memperbaiki toleransi terhadap lemak susu; meningkatkan daya simpan pada suhu tinggi; mengendalikan blooming; serta memberikan alternatif secara ekonomi terhadap penggunaan CB dalam formulasi coklat Wainwright 1999. CB merupakan suatu sistem tiga komponen yang terdiri atas TAG POP, POS dan SOS dan jika tiga TAG ini dicampur pada proporsi yang sesuai, maka lemak nabati yang dihasilkan akan berperilaku sebagai CBE. Walaupun demikian, CBE tidak dapat dihasilkan dengan mencampur TAG secara individual, karena akan sangat mahal untuk diproduksi Shukla 2006. CBE biasanya diformulasi dari lemak yang sifat pelelehan dan kristalisasinya agak mirip dengan CB. CBE umumnya diformulasi dari minyak yang secara alami mengandung TAG simetrik yang diperoleh dengan cara fraksinasi dari sumber minyak dan lemak yang berasal dari tanaman tropik. Sebagian besar berasal dari tanaman liar yang dikenal sebagai exotic fats illipe, shea, sal, kokum, kecuali sawit yang dibudidayakan di kebun Wainwright 1999. Pada Tabel 2.2 disajikan sifat-sifat fisik dan kimia CBE komersial dan CB dari Indonesia. Pada dasarnya, tidak ada lemak yang dihasilkan secara alami dengan sifat-sifat fisik yang mirip CB, masing-masing sumber lemak mempunyai kelebihan dan kekurangan TAG CB, sehingga semua alternatif CB dibuat dengan blending danatau modifikasi lemak Soon 1991, Osborn dan Akoh 2002. Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik dan kimia CBE komersial dan CB dari Indonesia Spesifikasi Produk CBE Komersial CB Indonesia Asam Lemak Bebas 0.2 1.5 Titik Leleh tempered 36-38°C 33-36°C Bilangan Iod 30-34 33-38 SFC IUPAC 2.150 Method 10°C 90-95 86-90 20°C 85-92 80-83 25°C 80-88 74-78 30°C 65-89 45-50 35°C 10-25 1-3 40°C - - FAME Fatty Acid Methyl Ester C12:0 Laurat, La 0.1 max 0.1 max C14:0 Miristat, Mi 0.1 max 0.1 max C16:0 Palmitat, P 15-21 24-26 C18:0 Stearat, S 40-47 34-38 C18:1 Oleat, O 33-35 33-36 C18:2 Linoleat, L 2 max 2 max C20:0 Arakhidat, A 2 max 1 max CNP Carbon Number Profile C48 0.1 max 0.1 max C50 9-11 17-19 C52 39-42 44-47 C54 43-47 33-36 C56 3-5 1-2 POP 7-11 15-17 POS 35-40 40-42 SOS 40-45 28-30 SOA 3-5 1.5-2 Sumber : PT Cahaya Kalbar Tbk 2004 CBE dapat diformulasi dari fraksi tengah minyak sawit palm midfraction, PMF yang kaya TAG POP dengan exotic fats seperti shea, shal dan illipe yang kaya TAG POS dan SOS. Formulasi suatu CBE yang tepat merupakan seni terbesar dalam teknologi lemak Shukla 2006. CBE sebenarnya menggambarkan suatu kisaran range produk, beberapa di antaranya didesain untuk pengganti keseluruhan CB, sedangkan yang lainnya adalah pengganti sebagian Wainwright 1999. Sampai saat ini, definisi CBE menurut Masyarakat Ekonomi Eropa EEC melalui CAOBISCO asosiasi pembuat candy dan biskuit dalam EEC masih menjadi bahan diskusi dan perdebatan. Definisi CBE menurut EEC adalah sebagai berikut Minifie 1999 : 1 Kandungan triasilgliserol jenis StOSt ≥ 65 persen St = Saturated, O = Oleat. 2 Fraksi triasilgliserol dengan posisi sn-2 mengandung asam lemak tidak jenuh ≥ 85 persen. 3 Kandungan total asam lemak tidak jenuh ≤ 45 persen. 4 Asam lemak tidak jenuh dengan dua atau lebih ikatan rangkap ≤ 5 persen. 5 Kandungan asam laurat ≤ 1 persen. 6 Kandungan asam lemak trans ≤ 2 persen. Mengingat semakin terbatasnya sumber exotic fats dari alam, maka akhir- akhir ini teknik interesterifikasi enzimatik menjadi salah satu pilihan untuk proses produksi CBE Wainwright 1999. Interesterifikasi enzimatik termasuk salah satu teknik modifikasi lemakminyak yang menawarkan pilihan lain untuk strukturisasi TAG yang memungkinkan lebih banyak bahan baku seperti PMF dan minyak kaya oleat lainnya untuk digunakan dalam proses produksi CBE Wainwright 1999, Fuji Oil Europe 2004. 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. Jika proses enzimatik digunakan untuk produksi CBA, maka banyak faktor yang harus dipertimbangkan. Perilaku pelelehan harus mirip dengan CB untuk memberikan efek pendinginan yang sama di dalam mulut. Lemak alternatif yang digunakan tidak boleh terganggu dengan kristalisasi CB yang tepat selama tempering. Kristal β adalah polimorfisme yang diinginkan dalam industri confectionery Osborn dan Akoh 2002a. Selain itu, produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik masih menghadapi beberapa kendala seperti legislasi penggunaan CBE dalam formulasi coklat termasuk bahan baku yang diijinkan, harga enzim yang relatif mahal serta penerimaan konsumen berkaitan dengan aspek rekayasa genetika genetically modified food baik pada produk minyak nabati maupun pada mikroba penghasil enzim Nielsen et al. 2000. Sementara itu, penambahan CBE pada produk-produk coklat diatur melalui EU Directive 200036EC “Chocolate Directive” oleh Uni Eropa yang memperbolehkan penggantian CB dengan lemak nabati lain selain CB maksimal 5 dari total berat produk akhir, asalkan dalam label ditambahkan pernyataan “mengandung lemak nabati sebagai tambahan CB”. Enam lemak nabati disebut CBE yang dapat digunakan secara tunggal atau campuran adalah illipetengkawang Shorea spp, minyak sawit Elaeis guineensis, Elaeis olifera sal Shorea robusta, shea Butyrospermum parkii, kokum gurgi Garcinia indica dan mango kernel Mangifera indica. Produk CBE yang ada di pasaran umumnya direkomendasikan untuk aplikasi tertentu seperti untuk plain chocolate dan milk chocolate. Selain itu, beberapa produk CBE juga direkomendasikan untuk aplikasi enrobing coating pada berbagai produk pangan seperti cakes, wafer, biskuit dan confectionery lainnya. Aplikasi yang lain adalah untuk supercoating, filling atau sebagai barrier antara filling centres dan chocolate shells Soekopitojo 2009. Menurut Lipp et al. 2001, CB asli memperlihatkan kisaran range variasi komposisi yang cukup sempit dibandingkan CBE. Data komposisi asam lemak dan TAG dapat digunakan untuk deteksi dan kuantifikasi CBE dalam plain chocolate, dengan menggunakan model kalibrasi yang dimilikinya. Konstituen minor data tokoferol, tokotrienol dan stirene kegunaannya terbatas untuk tujuan kuantifikasi, tetapi dapat sebagai tambahan indikator adanya lemak nabati lain di dalam coklat. Interesterifikasi enzimatik untuk sintesis lemak dengan profil TAG mirip CB dapat dilakukan melalui reaksi transesterifikasi ataupun asidolisis. Transesterifikasi merupakan reaksi pertukaran gugus asil antara dua ester, yaitu antara dua TAG. Sedangkan asidolisis merupakan reaksi perpindahan gugus asil antara suatu asam dengan suatu ester, atau dapat diartikan sebagai inkorporasi asam lemak bebas baru ke dalam TAG Willis dan Marangoni 2002. Reaksi transesterifikasi enzimatik untuk sintesis CBE antara lain telah dilakukan oleh Chang et al. 1990 dari minyak biji kapas terhidrogenasi sempurna dan minyak zaitun; Liu et al. 1997 dari minyak sawit dan tristearin; Abigor et al. 2003 dari refined, bleached, deodorized palm oil RBDPO dan fully hydrogenated soybean oil FHSO; serta Liu et al. 2007 dari lard dan tristearin. Sedangkan reaksi asidolisis enzimatik antara lain telah dilakukan oleh Chong et al. 1992 dari asam stearat dan olein sawit; Mojovic et al. 1993 dari palm mid fraction PMF dan asam stearat dalam n-heksana; Satiawihardja et al. 2001 dari asam stearat dan olein sawit dalam n-heksana ; Wang et al. 2006 dari minyak biji teh dan metil palmitatmetil stearat ; Ciftci et al. 2009 dari refined olive pomace oil ROPO dan asam palmitatasam stearat; serta Pinyaphong dan Phutrakul 2009 dari minyak sawit dan metil palmitatmetil stearat. Minyak Sawit sebagai Bahan Baku Specialty Fats Potensi Sawit Industri minyak sawit telah lama berperan dalam perekonomian nasional melalui kontribusinya terhadap Produk Domestik Bruto PDB, penyerapan tenaga kerja serta perolehan devisa negara. Kontribusi industri minyak sawit yang sangat strategis dalam perkembangan perekonomian ini dapat terus ditingkatkan, mengingat penggunaan minyak sawit dunia yang sangat prospektif serta potensi yang dimiliki oleh industri minyak sawit nasional seperti antara lain ketersediaan lahan dan tenaga kerja Apolin News 2006. Indonesia merupakan produsen minyak sawit utama dunia dengan total produksi CPO crude palm oil pada tahun 2010 sebesar 22.3 juta ton dan pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 44 juta ton. Sedangkan luas area tanam pada tahun 2010 diperkirakan 8.2 juta hektar dengan luas area panen sekitar 5.7 juta hektar yang pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 9.7 juta hektar luas area panen Janurianto 2011. Produksi tersebut sekitar 70-80 diekspor ke berbagai negara dalam bentuk CPO maupun olah lanjut CPO, sedangkan sisanya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Pada saat ini, industri minyak sawit Indonesia masih didominasi oleh industri refinery yang menghasilkan RBD Refined Bleached Deodorized olein dan RBD stearin. Produk hilir yang dihasilkan dari olah lanjut CPO sebagian besar berupa produk untuk keperluan pangan seperti minyak goreng, margarin dan shortening. Sampai pertengahan tahun 2006, Indonesia memiliki 81 pabrik minyak goreng sawit yang tersebar di Sumatra, Jawa dan Kalimantan dengan total kapasitas mencapai 11.16 juta ton per tahun. Sedangkan perusahaan margarin dan shortening sebanyak 18 dengan kapasitas produksi sekitar 773 ribu ton per tahun Bisinfocus 2006. Sementara itu, industri hilir yang bernilai tambah tinggi seperti industri oleokimia misalnya, pertumbuhannya sangat lambat dan produksinya relatif masih kecil. Sampai pertengahan 2006, di Indonesia terdapat 11 produsen oleokimia dengan kapasitas produksi sekitar 855 ribu ton per tahun, sedangkan produksinya sekitar 700 ribu ton per tahun Bisinfocus 2006. Oleh karena itu, pengembangan produk hilir bernilai tambah tinggi menjadi alternatif potensial untuk meningkatkan daya saing produk minyak sawit Indonesia di pasar dunia maupun domestik. Fraksi-Fraksi Minyak Sawit dan Aplikasinya Minyak sawit merupakan bahan baku penting untuk produksi specialty fats. Minyak sawit dan produk turunannya secara luas telah digunakan untuk aplikasi pangan ~90, seperti margarin, shortening, minyak goreng, confectionery fats, vanaspati dan sebagainya serta aplikasi non pangan ~10, seperti industri sabun dan oleokimia Sarmidi et al. 2009, Idris dan Dian 2005 . Minyak sawit mengandung campuran TAG bertitik leleh tinggi dan rendah. Pada suhu ruang, TAG bertitik leleh tinggi akan mengkristal membentuk fraksi padat yang disebut stearin, sedangkan TAG bertitik leleh rendah akan tetap dalam bentuk cair yang disebut olein Zaliha et al. 2004. Campuran TAG dalam minyak sawit terdiri atas asam lemak jenuh, tidak jenuh tunggal monounsaturated dan tidak jenuh banyak polyunsaturated Huey et al. 2009. Komposisi asam lemak jenuh dan tidak jenuh dalam minyak sawit kira-kira berjumlah sama, khususnya asam palmitat dan oleat. Faktor lain yang berkaitan adalah jumlah yang signifikan dari asam lemak jenuh 10-16 yang berada pada posisi sn-2 dari TAG yang menentukan sifat- sifat kristalisasi Basso et al. 2010. Pada posisi sn-2, asam oleat terlihat paling dominan, diikuti oleh asam palmitat dan asam linoleat dengan jumlah yang hampir sama Lipp dan Anklam 1998. Minyak sawit mengandung jumlah signifikan TAG simetrik POP yang merupakan satu dari TAG utama yang ada dalam CB Goh 2002. Pada Tabel 2.3 dapat dilihat komposisi asam lemak dan profil TAG minyak sawit dan fraksi-fraksinya. Sedangkan pada Tabel 2.4 dapat dilihat komposisi asam lemak beberapa minyak nabati edibel yang dapat dimakan sebagai pembanding. Tabel 2.3 Komposisi asam lemak dan profil TAG minyak sawit dan fraksi- fraksi minyak sawit Faktor Fraksi Minyak Sawit Minyak sawit berat Olein berat Stearin berat PMF area Asam Lemak: C16:0 Palmitat, P 43.7 40.0 68.8 54.0 C18:0 Stearat, S 4.5 4.3 5.1 7.0 C18:1 Oleat, O 39.3 40.8 19.1 33.0 C18:2 Linoleat, L 10.1 12.3 4.5 3.5 C20:0 Arakhidat, A 0.3 - - 0.4 Triasilgliserol: area area LLP 1.0 2.0 1.0 - LLO - 0.3 - - LOO 1.0 1.6 0.8 - LOP 7.7 9.8 5.5 0.8 LPP 7.0 10.1 7.1 6.2 OOO 3.4 4.8 2.6 0.5 POO 24.4 27.6 16.3 5.0 POP 34.2 31.2 30.0 63.2 PPP 9.2 0.5 22.1 3.0 SOO - 2.8 1.5 0.9 PSO 5.3 5.9 4.4 13.0 PPS 0.8 - - 3.8 Lainnya 6.0 3.4 8.7 3.6 Sumber : Lipp dan Anklam 1998 Tabel 2.4 Komposisi asam lemak beberapa minyak nabati edibel Asam Lemak Minyak Nabati Sunflower Kedelai FHSO Jagung Olive C14:0 Miristat, Mi 0.1 0.1 - - - C16:0 Palmitat, P 9.1 14.6 13.5 16.1 15.9 C18:0 Stearat, S 4.6 4.9 82.6 2.6 5.4 C18:1 Oleat, O 26.4 20.6 3.1 28.3 68.4 C18:2 Linoleat, L 57.8 50.5 0.9 50.6 7.2 C18:3 Linolenat, Ln 0.1 7.8 - 1.2 1.0 C20:0 Arakhidat, A 0.3 0.5 - 0.6 0.6 AL Jenuh 15.4 20.7 96.1 19.5 21.9 AL Tidak Jenuh 84.6 79.3 3.9 80.5 78.1 Sumber: Kim et al. 2010; Fully Hydrogenated Soybean Oil Li et al. 2010 Seperti halnya minyak dan lemak nabati alami lainnya, minyak sawit mempunyai aplikasi yang terbatas dalam bentuk aslinya karena komposisi kimianya yang spesifik. Untuk memperluas penggunaannya, minyak nabati biasanya dimodifikasi, baik secara fisik dengan fraksinasi dan blending, atau secara kimia dengan hidrogenasi maupun interesterifikasi Chen et al. 2007. Pertumbuhan yang signifikan dari produksi minyak sawit di Malaysia dan selanjutnya Indonesia yang dimulai pada tahun 1970-an, berpengaruh besar dalam perkembangan teknologi fraksinasi minyak makan Hamm 2000. Seiring dengan perkembangan teknologi fraksinasi minyak sawit, maka saat ini berbagai produk dapat diperoleh dengan tingkat selektivitas tinggi. Operasi yang dilakukan secara multitahap, dapat menghasilkan banyak fraksi minyak sawit dengan karakteristik fisikokimia yang spesifik untuk aplikasi yang berbeda Braipson-Danthine dan Gibon 2007. Proses fraksinasi multitahap minyak sawit disajikan pada Gambar 2.2 Illingworth 2002. Dengan proses fraksinasi kering sederhana di bawah berbagai kondisi terkendali, minyak sawit dapat dipisahkan sebagai fraksi cair olein dan fraksi padat stearin berbagai grade Zaliha et al. 2004 yang masing-masing mempunyai karakteristik fisikokimia tertentu dan aplikasi khusus Sarmidi et al. 2009. Olein sawit yang diperoleh selanjutnya difraksinasi menjadi superolein yang stabil dingin dan soft palm mid fraction sPMF yang pelelehannya tajam. Fraksi terakhir mengandung TAG monounsaturated tinggi dan dapat difraksinasi lebih lanjut menghasilkan mid olein dan hard PMF, sebagai bahan dasar CBE Calliauw et al. 2007. Di antara minyak nabati, minyak sawit menghasilkan produk fraksinasi yang paling banyak. Fraksi cair olein, super olein dan top olein dapat digunakan sebagai minyak masak dan minyak salad, dan fraksi yang lebih keras stearin dan mid fractions mempunyai aplikasi sebagai ingridien minyak goreng, margarine, shortening, sebagaimana specialty fats cocoa butter equivalents Braipson-Danthine dan Gibon 2007. Gambar 2.2 Proses fraksinasi multitahap minyak sawit Illingworth 2002 Hard PMF hPMF dapat digunakan baik secara tunggal maupun dalam campurannya dengan fraksi SOS dari shea butter atau sal fat untuk menghasilkan CBE yang sangat kompatibel dengan CB Illingworth 2002. Hard PMF yang kaya dengan triasilgliserol POP dikarakterisasi oleh sifat keras pada suhu ruang dan sifat pelelehan yang tajam pada suhu sekitar 30-35°C seperti cocoa butter. Adanya triasilgliserol trisaturated StStSt dan diasilgliserol DAG walaupun sedikit dalam PMF akan berpengaruh buruk terhadap sifat pelelehan, sehingga Keterangan : IV : Iodine Value Palm Oil IV : 51-53 Hard Stearin IV : 32-36 Soft Stearin IV : 40-42 Super Stearin IV : 17-21 Olein IV : 57-59 Soft PMF IV : 42-48 Super Olein IV : 64-66 Top Olein IV : 70-72 OLEINS Hard PMF IV : 32-36 harus dihilangkan sama sekali agar terjadi pelelehan yang cepat dan sempurna di dalam mulut Hashimoto et al. 2001. Hard stearin kegunaannya terbatas, biasanya sebagai bahan baku industri sabun. Akhir-akhir ini kedudukan hard stearin menjadi penting, karena banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku industri oleokimia dan industri margarin setelah dilakukan modifikasi lebih lanjut zero-trans sebagai pengganti lemak hidrogenasi. Sementara itu, stearin dan soft PMF banyak digunakan dalam industri margarin dan shortening. Sedangkan berbagai jenis olein banyak dimanfaatkan sebagai minyak salad dan minyak goreng dengan stabilitas oksidatif yang tinggi Ong et al. 1995, Illingworth 2002. Karakteristik penting dari minyaklemak untuk modifikasi adalah kandungan asam lemak dan distribusinya dalam TAG. Pada banyak modifikasi enzimatik dimana produk yang dikehendaki adalah lipida terstruktur cocoa butter equivalents, milk fat substitutes, nutritional lipids, reaksi harus menjamin bahwa asam lemak pada posisi sn-2 tetap tidak berubah, sehingga digunakanlah lipase spesifik-1,3. Selain itu, harus ada asam lemak yang diinginkan pada posisi sn-2 dari TAG awal. Dengan demikian, pada sintesis CBE lebih difokuskan pada penggunaan TAG dengan asam oleat pada posisi sn-2 sebagai bahan baku awal Khumalo et al. 2002. Interesterifikasi Enzimatik Interesterifikasi termasuk salah satu teknik modifikasi selain strategi modifikasi lipida lainnya seperti blending, fraksinasi dan hidrogenasi yang banyak diaplikasikan dalam industri pangan untuk mengubah sifat fisikokimia minyak dan lemak Idris dan Dian 2005. Selain untuk tujuan modifikasi minyak dan lemak, akhir-akhir ini teknik interesterifikasi juga ditujukan untuk menghasilkan produk-produk yang bebas asam lemak trans seperti shortening, margarin, vanaspati, es krim dan confectionery. Intereterifikasi juga dapat menggantikan hidrogenasi sebagai sumber utama asam lemak trans trans fatty acids, TFA dan telah menjadi alat utama dalam menciptakan lemak plastik untuk produk bakery Ahmadi dan Marangoni 2009. 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; serta dapat memperbaiki sifat-sifat fisik dan fungsional pangan, juga dapat memperbaiki kualitas nutrisi lemak dan minyak. Produksi CBE merupakan suatu aplikasi yang menjanjikan dari produksi secara enzimatik lipida terstruktur Ciftci et al. 2009a. Sedangkan menurut Jeyarani dan Reddy 2010, interesterifikasi enzimatik telah digunakan untuk meningkatkan nilai ekonomi lemak yang murah dan jenuh atau untuk meningkatkan nilai tambah minyak dan lemak komersial. Reaksi Interesterifikasi Reaksi interesterifikasi dapat didefinisikan sebagai reaksi dari suatu ester yang menghasilkan satu atau lebih ikatan ester baru; atau dapat dikatakan sebagai reaksi penyusunan kembali gugus asil dalam triasilgliserol Huyghebaert et al. 1994. Sedangkan menurut Willis and Marangoni 2002, interesterifikasi adalah pertukaran gugus asil antara suatu ester dengan suatu asam asidolisis, antara suatu ester dengan suatu alkohol alkoholisis, antara suatu ester dengan suatu ester transesterifikasi. Beberapa peneliti ada yang lebih menyukai menggunakan istilah transesterifikasi untuk ketiga jenis reaksi tersebut dan istilah interesterifikasi hanya untuk jenis reaksi ketiga transesterifikasi. Prinsip reaksi interesterifikasi disajikan pada Gambar 2.3. Interesterifikasi dapat dilakukan secara kimia maupun enzimatik. Masing- masing jenis interesterifikasi mempunyai kelebihan dan kelemahan. Kelebihan interesterifikasi enzimatik adalah reaksinya lebih spesifik, kondisi reaksinya mild pH, suhu, tekanan serta limbah yang dihasilkannya minimal atau mengurangi polusi lingkungan Idris dan Dian 2005, Silva et al. 2009. Penggunaan lipase juga dapat mengurangi biaya dan konsumsi energi. Walaupun demikian, sifat yang paling penting dari lipase adalah tetap spesifisitasnya, karena telah memperlihatkan kemampuannya untuk mempersiapkan banyak jenis TAG baru Silva et al. 2009. Sedangkan kelemahan interesterifikasi enzimatik menurut Greyt 2004 adalah antara lain harga katalis enzim yang relatif mahal serta sifat enzim yang sensitif terhadap suhu, kadar air, gum dan kotoran, serta komposisi TAG untuk proses-proses tertentu. Selain itu, interesterifikasi enzimatik relatif masih baru dikembangkan, sehingga masih banyak hal yang belum diketahui. 1 Asidolisis H 2 O H 2 O H 2 O H 2 C–O–C–R O O 1 C–O–C–R C–O–C–R 1 C–O–C–R 1 H–O–C–R | O O | O | O | O O 1 HC–O–C–R 2 + HO–C–R HC–O–C–R 2 + HC–O–C–R + HC–O–C–R 2 + H–O–C–R | O | O | O | O O 2 C–O–C–R 3 C–O–C–R 3 C–O–C–R 3 C–O–C–R H–O–C–R H 3 2 H 2 H 2 H 2 TAG Asam lemak TAG Asam lemak 2 Alkoholisis H 2 O O H 2 O H 2 O H C–O–C–R 2 1 RO–C–R 1 C–O–C–R 1 C–O–C–R 1 | O O | | | C–OH HC–O–C–R 2 + ROH RO–C–R 2 | O O | | O | + HC–OH + HC–O–H + HC–OH C–O–C–R 3 RO–C–R 3 C–OH C–O–C–R 3 H C–OH 2 H 2 H 2 H 2 TAG Alkohol Mono Ester MAG DAG Gliserol 3 Transesterifikasi H 2 O H 2 O H 2 O H 2 C–O–C–R O 1 C–O–C–R 4 C–O–C–R 4 C–O–C–R | O | O | O | O 1 HC–O–C–R 2 + HC–O–C–R 5 HC–O–C–R 2 + HC–O–C–R 5 | O | O | O | O C–O–C–R 3 C–O–C–R 6 C–O–C–R 6 C–O–C–R 3 H 2 H 2 H 2 H 2 TAG TAG Keterangan: TAG, triasilgliserol; DAG, diasilgliserol; MAG, monoasilgliserol Gambar 2.3 Prinsip reaksi interesterifikasi Huyghebaert et al. 1994 Sementara itu, kelebihan interesterifikasi kimia dari reaksi enzimatik adalah biaya recovery dan investasi awal untuk katalis kimia lebih murah dibandingkan dengan lipase. Proses sudah berlangsung lama dengan prosedur dan peralatan industri yang sudah tersedia Idris dan Dian 2005. Sedangkan kelemahan interesterifikasi kimia adalah bahaya dari katalis itu sendiri, terjadinya reaksi yang tidak diinginkan apabila katalis berlebih atau suhu terlalu tinggi, berubahnya flavor atau berkurangnya stabilitas serta hilangnya komponen minor penting, misalnya tokoferol Greyt 2004. Lipase sebagai Katalis Reaksi Interesterifikasi Enzim lipase triacylglycerol acylhydrolase, E.C. 3.1.1.3 secara alami didesain untuk hidrolisis asilgliserol, tetapi pada kenyataannya beberapa lipase lebih cocok untuk sintesis daripada aplikasi hidrolisis Gandhi et al. 1997. Pada awal tahun 1980-an ditemukan bahwa lipase dapat mengkatalisis interesterifikasi grup asil dalam sistem mikroakueus. Berbagai jenis lipase telah diteliti untuk modifikasi enzimatik minyak dan lemak. Lipase telah tersedia secara komersial, baik dari sumber mikroba, tanaman dan hewan. Lipase dari mikroba termasuk enzim yang paling menarik di antara jenis-jenis lipase lainnya karena sifat-sifat katalisisnya, sehingga terus dipelajari dan dikembangkan dalam aplikasi komersial. Walaupun demikian, harga enzim yang mahal masih menjadi kendala dalam aplikasi modifikasi lemak dan minyak secara komersial Zhang et al. 2001, Yang et al. 2003. Menurut Santini et al. 2009, kandungan air dan aktivitas katalitik berpengaruh besar terhadap laju reaksi yang dikatalisis lipase. Pada sebagian besar lipase, kandungan air yang rendah 5 diperlukan untuk transesterifikasi atau interesterifikasi yang optimal. Sedangkan menurut Willis dan Marangoni 2002, aktivitas lipase dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, diantaranya adalah kadar air, pH, suhu, komposisi substrat, konsentrasi produk dan kandungan lipase. Suhu optimum untuk lipase amobil adalah antara 30-62°C, sedangkan pH optimum untuk aktivitas lipase adalah antara 7-9. Menurut Osborn dan Akoh 2002a, reaksi-reaksi yang dikatalisis lipase merupakan kombinasi dari esterifikasi dan hidrolisis. Air harus dihilangkan secara kontinyu dari medium reaksi untuk meningkatkan reaksi esterifikasi, sambil meminimalkan hidrolisis agar diperoleh laju konversi yang tinggi ke arah produk. Jika terdapat kelebihan air, hidrolisis akan dominan, menghasilkan akumulai gliserol, asam lemak bebas, monoasilgliserol MAG dan diasilgliserol DAG. Reaksi interesterifikasi terdiri atas empat tahap Marangoni dan Rousseau 1995. Pada tahap pertama, sisi aktif serin menyerang karbon karbonil dari TAG, asam lemak yang tidak terdissosiasi, suatu ester alkil asam lemak, membentuk intermediate tetrahedral Gambar 2.4. Peranan residu histidin dan asam aspartat Gambar 2.4 Mekanisme katalitik interesterifikasi enzimatik dengan katalis lipase. Sisi katalitik lipase mengandung residu AspGlu-His-Ser Marangoni dan Rousseau 1995 membuat grup hidroksil serin suatu nukleofil yang lebih kuat tanpa membutuhkan kondisi basa yang kuat. Intermediate tetrahedral distabilkan oleh grup rangka amida spesifik, yang membentuk struktur yang disebut sebagai “oxyanion hole” tidak terlihat pada gambar. Ikatan karbon-oksigen dari ester kemudian pecah tahap 3, melepaskan alkohol atau air tergantung pada apakah substrat TAG, metil ester asam lemak atau asam lemak. Pada tahap 4, alkohol akan bereaksi dengan intermediate asil-enzim acyl-enzyme intermediate, membentuk intermediate tetrahedral yang akan tersusun kembali, melepaskan TAG baru dan regenerasi sisi aktif serin. Akhir-akhir ini telah dikembangkan lipase mikroba komersial, yaitu Lipozyme TL IM, yang dalam aplikasinya secara ekonomi sangat kompetitif dengan proses interesterifikasi kimia konvensional. Lipozyme TL IM adalah lipase food grade dari Thermomyces Humicola lanuginosa yang diimobilisasi dengan metode granulasi silika, mempunyai spesifisitas sn-1,3 serta karakter hidrofobik Zhang et al. 2001; Yang et al. 2003. Zhang et al. 2001 mempelajari interesterifikasi dari campuran stearin sawit dan minyak kelapa 75:25, bb menggunakan katalis lipase T. lanuginosa. Suhu dalam selang 55-80°C sedikit berpengaruh terhadap derajat interesterifikasi selama 6 jam reaksi, tetapi mempunyai pengaruh sedikit terhadap kandungan asam lemak bebas. Pengeringan Lipozyme dari kadar air 6 menjadi 3 tidak mempengaruhi aktivitasnya, tetapi banyak menurunkan kandungan asam lemak bebas dan diasilgliserol dalam produk. Lipase T. lanuginosa tetap stabil dalam reaktor skala 1 kg untuk 11 batch, sedangkan untuk reaktor skala pilot 300 kg untuk 9 batch. Menurut Yang et al. 2003, lipase Thermomyces lanuginosa mempunyai aktivitas yang sama dengan lipase Rhizomucor miehei Lipozyme RM IM dalam gliserolisis minyak bunga matahari, tetapi lipase T. lanuginosa mempunyai aktivitas yang lebih tinggi pada suhu reaksi rendah. T. lanuginosa mempunyai aktivitas katalitik yang lebih rendah daripada Lipozyme RM IM dalam asidolisis minyak bunga matahari dengan asam kaprilat. Sementara itu, aktivitas T. lanuginosa hanya sedikit lebih rendah daripada Lipozyme RM IM dalam pertukaran ester-ester antara tripalmitin PPP dengan etil ester EPA asam eikosapentaenoat dan DHA asam dokosaheksaenoat. Lipase spesifik sn- 1,3, hanya bereaksi pada posisi α dari asilgliserol dan sangat menguntungkan untuk industri lemak modifikasi. Dalam modifikasi TAG untuk CBE, substrat seharusnya mempunyai asam lemak monounsaturated pada posisi sn-2 dari asilgliserol dan lebih disukai residu asam oleat Huyghebaert et al. 1994. Oleh karena itu, CBE yang kaya dengan POS dan SOS dapat dipersiapkan dari minyak yang secara alami tinggi kandungan POP dan SOS-nya. Berdasarkan pertimbangan harga pasar, maka minyak yang mengandung POP tinggi lebih disukai untuk produksi CBE secara enzimatik. Kandungan POP yang tinggi dapat diperoleh dari minyak sawit dan fraksi-fraksinya. Sintesis CBE Secara Transesterifikasi Enzimatik Banyak peneliti telah melakukan kajian sintesis komponen utama CBE POP, POS, SOS secara interesterifikasi enzimatik dari berbagai jenis bahan baku. Pada prinsipnya para peneliti menggunakan dua tipe reaksi interesterifikasi enzimatik, yaitu reaksi transesterifikasi dan asidolisis. Transesterifikasi merupakan reaksi pertukaran gugus asil antara dua ester, yaitu antara dua triasilgliserol. Sedangkan asidolisis merupakan reaksi perpindahan gugus asil antara suatu asam dengan suatu ester, atau dapat diartikan sebagai inkorporasi asam lemak bebas baru ke dalam triasilgliserol Willis dan Marangoni 2002. Berbagai manipulasi dilakukan terhadap jenis dan rasio substrat, kondisi dan waktu reaksi serta proses fraksinasi untuk menghasilkan komponen utama CBE. Chang et al. 1990 melakukan transesterifikasi enzimatik antara minyak biji kapas terhidrogenasi sempurna dengan minyak zaitun. Waktu reaksi optimum untuk menghasilkan komponen utama CBE, POS adalah 4 jam. Setelah fraksinasi aseton terhadap hasil interesterifikasi diperoleh rendemen sekitar 19 dari berat minyak awal dengan komposisi triasilgliserol POS dan SOS masing-masing 23 dan 28 serta titik leleh antara 29°C dan 49°C. Perbandingan substrat yang digunakan dalam reaksi interesterifikasi antara minyak biji kapas dan minyak zaitun adalah 1 :1, dengan konsentrasi enzim lipase Lipozyme 10, sedangkan reaksi dilakukan selama 4 jam pada suhu 70°C. Liu et al. 1997 menggunakan karbon dioksida superkritis sebagai medium untuk sintesis CBE secara interesterifikasi enzimatik dengan berbagai jenis lipase. Di antara lima jenis lipase yang digunakan lipase IM-20 dari Mucor miehei merupakan yang paling efektif dan spesifik dalam sintesis produk CBE secara interesterifikasi dengan komposisi POP, POS dan SOS masing-masing 31.8, 24.2 dan 4.3. Etil eter asam stearat merupakan substrat yang kurang baik untuk sintesis CBE dengan katalis lipase, sedangkan tristearin merupakan donor asil terbaik untuk sintesis CBE diikuti oleh stearat anhidrat dan asam stearat. Reaktor yang digunakan adalah reaktor tekanan tinggi 40 mL, yang diisi dengan 0.09 g lipas e amobil, 60 μL minyak sawit, 0.03 g tristearin, 5μL air dan 70μL campuran solven n-heksana dan t-butil alkohol 9 :1 vv. Lemak cocoa butter-like dipersiapkan oleh Abigor et al. 2003 dari refined, bleached and deodorized palm oil RBDPO dan fully hydrogenated soybean oil FHSO melalui interesterifikasi enzimatik. Lemak cocoa butter-like diisolasi dari hasil interesterifikasi melalui kristalisasi fraksional dari aseton. Distribusi TAG-nya mirip dengan CB, tetapi juga mengandung MAG dan DAG yang dapat dihilangkan melalui kromatografi silika. Rasio berat RBDPO terhadap FHSO 1.6 :1 menghasilkan TAG POP, POS dan SOS masing-masing 11, 39 dan 23 yang paling mendekati CB. Titik leleh produk murni 33.8°C relatif rendah dari CB 36°C dengan rendemen sekitar 45 dari berat substrat awal. Reaksi transesterifikasi dilakukan dalam vial bertutup dalam beaker berjaket dengan pengaduk magnet. Reaksi dilakukan pada suhu 70°C selama 4 jam dengan kecepatan pengaduk magnet 200 rpm dan jemlah enzim 10 dari berat substrat. Sementara itu, Liu et al. 2007 melakukan optimasi reaksi interesterifikasi transesterifikasi menggunakan lard dan tristearin pada rasio mol 1.4 sebagai substrat untuk menghasilkan analog CB dalam sistem SC-CO 2 Supercritical- CO 2 pada 17 MPa, 50°C, pH 9 selama 3 jam dengan lipase amobil Lipozyme IM-20. Sintesis CBE Secara Asidolisis Enzimatik Asidolisis merupakan reaksi interesterifikasi yang paling banyak digunakan untuk TAG terstruktur. Produksi CBE secara asidolisis enzimatik dapat dilakukan dengan menggunakan lipase spesifik sn-1,3 yang mengkatalisis inkorporasi asam stearat dan palmitat pada posisi sn-1,3 dari minyak awal yang mengandung asam oleat pada posisi sn-2 sampai komposisi yang mirip dengan CB diperoleh Ciftci et al. 2009. Efisiensi dari reaksi asidolisis untuk produksi CBE tergantung pada parameter reaksi yaitu rasio substrat, suhu reaksi, waktu reaksi, konsentrasi enzim dan kandungan air Ciftci et al. 2008. Chong et al. 1992 melakukan inkorporasi asam stearat dalam olein sawit dengan katalis lipase Lipozyme IM20. Interesterifikasi enzimatik asidolisis dilakukan tanpa solven antara olein sawit 1 kg dengan asam stearat 0.5 kg. Reaksi asidolisis berlangsung dalam reaktor gelas 5 L yang dilengkapi stirrer mekanik 200 rpm dan pemanas 60°C selama 20 jam serta dengan konsentrasi Lipozyme 10 bb minyak dan air 1 vb minyak. Hasil interesterifikasi olein sawit memberikan formasi 39.3 triasilgliserol cocoa butter-like yang diinginkan, yaitu SOS 10.8, POS 18.6 dan POP 9.9. Sedangkan setelah dilakukan fraksinasi menggunakan heksana dan aseton diperoleh fraksi dengan komposisi triasilgliserol yang sangat mirip dengan cocoa butter, yaitu SOS 29.6, POS 44.1 dan POP 15.3. Rendemen yang diperoleh sekitar 25 dari berat olein sawit awal. Lipase amobil dari Rhizopus arrhizus digunakan untuk asidolisis TAG palm mid fraction PMF dengan asam stearat dalam n-heksana menghasilkan produk interesterifikasi dengan komposisi triasilgliserol yang mirip dengan komposisi triasilgliserol cocoa butter, yaitu sekitar 80 Mojovic et al. 1993. Penambahan lesitin kedelai tanpa lemak secara signifikan meningkatkan konversi substrat. Reaksi asidolisis antara PMF dengan asam stearat dilakukan dalam labu Erlenmeyer 100 mL dengan shaking 130 strokes per menit pada 37°C selama 20 jam. PMF 1 g dan asam stearat 0.7 g dilarutkan dalam n-heksana jenuh air 4 mL dengan jumlah enzim lipase amobil yang ditambahkan sebanyak 0.1 gram. Asidolisis olein dengan asam stearat untuk menghasilkan produk CBE juga dilakukan oleh Satiawihardja et al. 2001. Kondisi terbaik yang diperoleh adalah olein 6 gram, asam stearat 3 gram, lipozyme IM 0.6 gram, silika gel 3 gram, heksana 30 mL, suhu reaksi 55°C, rotary shaker 250 rpm, waktu reaksi 60 jam, dengan komposisi POP, POS dan SOS masing-masing 14.83, 38.14 dan 23.69, tetapi profil SFC yang dihasilkannya sangat berbeda dengan profil SFC CBE, yaitu dengan nilai SFC yang masih sangat rendah untuk suhu di bawah 30°C. Fraksinasi yang dilakukan merupakan kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton serta fraksinasi kering pengaturan suhu. Wang et al. 2006 mempersiapkan cocoa butter equivalent melalui interesterifikasi dari minyak biji teh, metil palmitat dan metil stearat dengan katalis lipase. Kondisi reaksi adalah rasio mol substrat 1:8:8 minyak biji teh : metil stearat : metil palmitat, kandungan air 10 mgg, jumlah lipase amobil yang ditambahkan 15 bb, suhu reaksi 35°C. Reaksi dilakukan selama 60 jam dan setiap 5 jam dianalisis komposisi asil dalam TAG. Komposisi asil dari TAG CBE adalah palmitoil, oleoil dan stearoil masing-masing 31.43 mol, 35.30 mol dan 29.26 mol. Ciftci et al. 2009 menggunakan bahan baku refined olive pomace oil ROPO untuk produksi cocoa butter like fat. Reaksi dilakukan secara asidolisis dengan lipase spesifik-1,3 Lipozyme IM antara ROPO dengan asam palmitat PA dan asam stearat SA. Reaksi dilakukan pada suhu 45°C selama 8 jam, dengan konsentrasi enzim 20 dari berat substrat. Produk dengan rasio mol substrat 1:2:6 ROPO:PA:SA yang paling mirip dengan CB mengandung 11 POP, 21.8 POS dan 15.7 SOS. Produk mempunyai puncak pelelehan pada 29.9°C. Pinyaphong dan Phutrakul 2009 melakukan sintesis CBE dari minyak sawit dengan katalis lipase Carica papaya. Penelitian ini memperlihatkan bahwa komposisi CBE dipengaruhi oleh sumber asil donor, rasio substrat, kadar air enzim, waktu reaksi, suhu reaksi dan jumlah enzim. Metil stearat merupakan donol asil terbaik di antara metil stearat, etil stearat dan asam stearat. Kondisi reaksi terbaik adalah rasio mol substrat 1:4 minyak sawit : metil stearat, aktivitas enzim 0,11, waktu reaksi 4 jam, suhu reaksi 45°C dan konsentrasi berat enzim 18. Fraksinasi Untuk Produksi Cocoa Butter Equivalents Hidrogenasi, interesterifikasi, blending dan fraksinasi minyak dan lemak merupakan metode modifikasi yang sering digunakan untuk mencapai target kualitas produk berbasis lemak atau perbaikan proses. Selama modifikasi tersebut, sifat-sifat fisik dan kimia dari minyak dan lemak awal dapat berubah. Di antara semuanya, fraksinasi merupakan salah satu yang paling banyak diterapkan, khususnya untuk modifikasi minyak sawit Ramli et al. 2008. Fraksinasi merupakan suatu metode fisik menggunakan sifat-sifat kristalisasi dari TAG untuk memisahkan campuran ke dalam fraksi cair bertitik leleh rendah dan fraksi padat bertitik leleh tinggi Sarmidi et al. 2009. Konsep dari fraksinasi didasarkan pada perbedaan titik leleh TAG Huey et al. 2009. Ada tiga jenis proses fraksinasi, yaitu fraksinasi kering, fraksinasi solven dan fraksinasi deterjen. Pada dasarnya, fraksinasi kering melibatkan kristalisasi fraksional minyaklemak dengan mengendalikan suhu, diikuti dengan proses filtrasi untuk memisahkan fraksi cair “olein” dari kristal padat Calliauw et al. 2007, dengan penyaringan vakum atau membrane filter press Mamat et al. 2005. Proses fraksinasi solven melibatkan kristalisasi TAG bertitik leleh tinggi dari minyaklemak yang dilarutkan dalam solven organik, biasanya heksana atau aseton. Sesudah itu, padatan disaring vakum dan kemudian dicuci dengan solven segar untuk menghilangkan secara sempurna sisa fraksi cair “olein” yang terperangkap Timms 1997, Salas et al. 2011. Pada fraksinasi deterjen, larutan surfaktan digunakan untuk memindahkan bahan yang dikristalkan dari fase minyak ke fase air untuk mempermudah pemisahan selanjutnya Hamm 1995. Fraksinasi kering dianggap sebagai metode yang ramah lingkungan dan efektif secara ekonomi, karena merupakan proses fisik berdasarkan kristalisasi minyaklemak tanpa penambahan bahan kimia Chaleepa et al. 2010. Walaupun demikian, fraksinasi kering kurang efisien dan biasanya membutuhkan proses multitahap untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Fraksinasi solven lebih efisien, karena dapat menghasilkan TAG disaturated yang sangat banyak dalam satu tahap. Hal ini karena solven menginduksi kristalisasi β dari TAG yang meningkatkan selektivitas dan stabilitas kristal. Kekurangannya adalah bahwa fraksinasi solven membutuhkan biaya operasi yang lebih tinggi dan oleh karena itu biasanya diterapkan untuk menghasilkan fraksi minyak yang bernilai tinggi seperti confectionery fats dan CBE dari minyak yang kaya dengan asam lemak jenuh Salas et al. 2011. Fraksinasi melibatkan dua tahap, yaitu kristalisasi selektif dan filtrasi separasi. Proses kristalisasi lemak dapat dibagi ke dalam tiga tahap dasar, yaitu super cooling dari minyaklemak, pembentukan inti kristal dan pertumbuhan kristal Zaliha et al. 2004. 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. 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. Untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik dalam industri pangan, saat ini 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. 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. 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. Isolasi CB-like fat 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. METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat Pengembangan Ilmu dan Teknologi Pangan dan Pertanian Asia Tenggara SEAFAST Center, IPB, Bogor serta Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu penelitian dimulai dari bulan Februari 2007 sampai bulan Juni 2009. Bahan dan Alat 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 dari Sigma St. Louis, MO USA, standar asam lemak dari Supelco Bellefonte, PA USA serta bahan-bahan kimia untuk analisis. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain orbital shaker, water bath, pompa vakum, refrigerator, timbangan, High-Performance Liquid Chromatography HPLC Hewlett Packard series 1100 dengan detektor IR dan UV-Vis , Bruker Minispec PC 100 Nuclear Magnetic Resonance Analyzer, Gas Chromatography Shimadzu GC-9AM, Japan dengan detektor FID serta alat-alat gelas. Pelaksanaan Penelitian Diagram alir pelaksanaan penelitian secara skematik disajikan pada Gambar 3.1. Secara garis besar, pelaksanaan penelitian terdiri dari beberapa tahap, yang meliputi karakterisasi bahan baku dan enzim, sintesis komponen CBE secara interesterifikasi enzimatik, karakterisasi produk interesterifikasi, fraksinasi produk interesterifikasi dan karakterisasi produk fraksinasi CBE. Gambar 3.1 Diagram alir pelaksanaan penelitian Tidak Karakterisasi Bahan Baku Sesuai? Sintesis Komponen CBE Secara Interesterifikasi Enzimatik: A. Reaksi Transesterifikasi Gambar 3.2 B. Reaksi Asidolisis Gambar 3.3 Sesuai? Karakterisasi Produk Interesterifikasi Fraksinasi Komponen CBE Sesuai? Karakterisasi Produk Fraksinasi Parameter-1 Parameter-2 Parameter-3 Ya Tidak Ya Tidak Karakterisasi Enzim Tidak Ya Produk CBE Enzim Lipase spesifik-1,3 Substrat: RBDPO, Olein Sawit, sPMF, FHSO, Asam Stearat Karakterisasi Bahan Baku dan Enzim Karakterisasi sifat-sifat fisikokimia dilakukan terhadap fraksi-fraksi minyak sawit, yaitu RBDPO, olein sawit dan sPMF serta substrat campurannya, yaitu FHSO. Sifat-sifat fisikokimia yang dianalisis meliputi kadar air, kadar asam lemak bebas ALB, komposisi asam lemak AL, komposisi triasilgliserol TAG, profil solid fat content SFC serta slip melting point SMP. Karakterisasi enzim juga dilakukan, meliputi aktivitas air a w dan aktivitas interesterifikasi derajat interesterifikasi, DI. Karakterisasi bahan baku perlu dilakukan agar diketahui peluangnya dalam sintesis komponen CBE, sekaligus sebagai informasi awal untuk pengendalian proses produksi CBE. Sintesis Komponen CBE Secara Interesterifikasi Enzimatik Sintesis komponen CBE secara interesterifikasi enzimatik pada penelitian ini dilakukan dengan dua tipe reaksi, yaitu reaksi transesterifikasi dan asidolisis. Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara transesterifikasi enzimatik disajikan pada Gambar 3.2, mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chang et al. 1990 dan Abigor et al. 2003. Sedangkan diagram alir proses sintesis komponen CBE secara asidolisis disajikan pada Gambar 3.3, mengacu pada metode yang dimodifikasi dari Chong et al. 1992, Mojovic et al. 1993, dan Satiawihardja et al. 2001. Gambar 3.2 Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara transesterifikasi Chang et al. 1990 dan Abigor et al. 2003 yang dimodifikasi Pemanasan Substrat suhu reaksi, 10 menit Reaksi Transesterifikasi kondisi reaksi sesuai perlakuan Proses Fraksinasi Pencampuran Substrat rasio sesuai perlakuan Campuran Substrat Campuran Substrat Homogen Produk Transesterifikasi RBDPOOlein SawitsPMF Enzim Lipase spesifik-1,3 FHSO Gambar 3.3 Diagram alir proses sintesis komponen CBE secara asidolisis Chong et al. 1992, Mojovic et al. 1993, dan Satiawihardja et al. 2001 yang dimodifikasi Pemanasan Substrat suhu reaksi, 10 menit Reaksi Asidolisis kondisi reaksi sesuai perlakuan Proses Fraksinasi Pencampuran Substrat rasio sesuai perlakuan Campuran Substrat Campuran Substrat Homogen Produk Asidolisis RBDPOOlein SawitsPMF Asam Stearat Enzim Lipase spesifik-1,3 Karakterisasi Produk Interesterifikasi Parameter utama yang dianalisis untuk mengetahui karakteristik produk interesterifikasi transesterifikasi dan asidolisis adalah komposisi triasilgiserol TAG, profil solid fat content SFC dan slip melting point SMP. Kadar asam lemak bebas ALB dan kandungan diasilgliserol DAG juga akan terdeteksi dalam kromatogram hasil analisis profil triasilgliserol menggunakan HPLC. Karakterisasi sifat-sifat tersebut juga dilakukan terhadap substrat sebelum reaksi interesterifikasi. Fraksinasi Produk Interesterifikasi Proses fraksinasi dilakukan untuk mengisolisasi TAG khas CB POP, POS, SOS dari hasil interesterifikasi, sehingga diperoleh produk CBE yang diharapkan. Metode yang digunakan untuk fraksinasi merupakan modifikasi dari Chong et al. 1992 dan Satiawihardja et al. 2001. Proses fraksinasi diawali dengan proses netralisasi menggunakan NaOH dalam etanol untuk menghilangkan asam lemak bebas dari substrat hasil interesterifikasi. Selanjutnya dilakukan kombinasi fraksinasi solven heksana dan aseton dengan fraksinasi kering pengaturan suhu untuk mendapatkan produk CBE. Diagram alir proses fraksinasi untuk mendapatkan produk CBE disajikan pada Gambar 3.4. Karakterisasi Produk Fraksinasi CBE Parameter utama yang dianalisis untuk mengetahui karakteristik produk fraksinasi CBE adalah komposisi triasilgliserol TAG, profil solid fat content SFC dan slip melting point SMP. Kadar asam lemak bebas ALB dan kandungan diasilgliserol DAG juga akan terdeteksi dalam kromatogram hasil analisis profil triasilgliserol menggunakan HPLC. Karakterisasi sifat-sifat tersebut juga dilakukan terhadap fraksi-fraksi lain fraksi padat dan fraksi cair heksana yang dihasilkan selama proses fraksinasi. Gambar 3.4 Diagram alir proses fraksinasi produk interesterifikasi Chong et al. 1992 dan Satiawihardja et al. 2001 yang dimodifikasi Heksana Netralisasi NaOH dalam etanol Fraksinasi suhu 4°C, 4 jam Fraksinasi suhu 4°C, 4 jam Penyaringan Penyaringan Evaporasi Produk Interesterifikasi Pencampuran sesuai rasio Produk Interesterifikasi dalam heksana Asilgliserol bebas ALB Residu padat Fraksi padat heksana Penyaringan Filtrat Hasil Evaporasi Pencampuran sesuai rasio Fraksi cair aseton Fraksi padat CBE Aseton Penentuan Kriteria Substrat dan Produk Interesterifik asi sebagai Parameter dalam Proses Produksi CBE Kriteria substrat dan produk interesterifikasi yang dijadikan parameter dalam proses produksi CBE ditentukan berdasarkan produk CBE yang dihasilkan yang memenuhi standar CBE menurut CAOBISCO. Selanjutnya produk CBE tersebut dievaluasi, terutama komposisi TAG yang dominan pada substrat awal maupun produk interesterifikasinya, sehingga dapat ditentukan kriteria substrat parameter 1 maupun kriteria produk interesterifikasi parameter 2 yang menghasilkan produk CBE yang sesuai standar tersebut. Sedangkan sebagai parameter 3 adalah syarat pertama dari definisi standar CBE menurut CAOBISCO, yaitu TAG St2O POP, POS, SOS ≥ 65. KARAKTERISASI FRAKSI-FRAKSI MINYAK SAWIT SEBAGAI BAHAN BAKU UNTUK SINTESIS COCOA BUTTER EQUIVALENTS SECARA INTERESTERIFIKASI ENZIMATIK Characterisation of Palm Oil Fractions as Starting Materials for the Synthesis of Cocoa Butter Equivalents by Enzymatic Interesterification Abstract Three palm oil fractions refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; palm olein; and soft palm midfraction, sPMF were studied for their physicochemical properties along with each blend with fully hydrogenated soybean oil FHSO. The fat blends were used as substrates for the synthesis of cocoa butter equivalents by enzymatic transesterification. The main analysis were fatty acid composition, triacylglycerol TAG composition, solid fat content SFC and slip melting point SMP. Palm oil fractions RBDPO, palm olein, sPMF dominant with palmitic C16:O and oleic C18:1 acid which composed the main POP and POO TAG. sPMF contain the highest POP TAG 39.03 followed by RBDPO 29.67 and palm olein 26.35. The highest content of POO TAG 28.62 showed at palm olein, followed by RBDPO 23.75 and sPMF 19.62. FHSO was dominated by PSS 38.05 and SSS 35.11 TAG. Each palm oil fraction blend with FHSO can be considered as a potential substrate for the synthesis of the specific CBEs TAGs POP, POS, SOS by specific-1,3 lipase catalyst. The TAG composition of substrate represents a linear combination of the TAG composition of fatoil component of substrate, however the SFC values of susbrate showed deviation from the theoritically calculated. SFC deviation indicated that eutectic effects to be present between each palm oil fraction with FHSO in substrate. The TAG compositions of starting materials and substrates were reflected in the SFC profile and the SMP. The relationship between TAG composition TAG groups and the SFC values of substrates at each measuring temperature can be expressed in a multiple linear regression model. The SFC values at various measuring temperature could be accurately predicted from the proportion of StStSt PPP, PPS, PSS, SSS, StMM POO, SOO and StStD PLP TAG groups, either single or combined. Keywords: palm oil fractions, triacylglycerol, solid fat content, cocoa butter equivalents Abstrak Tiga fraksi minyak sawit refined, bleached, deodorized palm oil, RBDPO; olein sawit; dan soft palm midfraction, sPMF dipelajari sifat fisikokimianya beserta masing-masing campurannya dengan fully hydrogenated soybean oil FHSO. Campuran lemak digunakan sebagai substrat untuk sintesis cocoa butter equivalents CBE secara transesterifikasi enzimatik. Analisis utama meliputi komposisi asam lemak, komposisi triasilgliserol TAG, solid fat content SFC dan slip melting point SMP. Fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, olein sawit, sPMF dominan dengan asam palmitat C16:0 dan asam oleat C18:1 yang menyusun TAG utama POP dan POO. sPMF mengandung TAG POP tertinggi 39.03 diikuti oleh RBDPO 29.67 dan Olein Sawit 26.35. Kandungan TAG POO tertinggi terlihat pada Olein Sawit 28.62, diikuti oleh RBDPO 23.75 dan sPMF 19.62. FHSO didominasi oleh TAG PSS 38.05 dan SSS 35.11. Campuran masing-masing fraksi minyak sawit dengan FHSO dapat dipertimbangkan sebagai substrat yang potensial untuk sintesis TAG khas CBE POP, POS, SOS dengan katalis lipase spesifik-1,3. Komposisi TAG substrat merepresentasikan kombinasi linear komposisi TAG minyaklemak penyusunnya, tetapi nilai SFC substrat menunjukkan deviasi dari hasil perhitungan secara teoritik. Deviasi SFC mengindikasikan adanya efek eutektik antara masing-masing fraksi minyak sawit dengan FHSO dalam substrat. Komposisi TAG bahan baku dan substrat tercermin dalam profil SFC dan SMP. Hubungan antara komposisi TAG kelompok TAG dan nilai SFC substrat pada masing-masing suhu pengukuran dapat dinyatakan dalam model regresi linear berganda. Nilai SFC pada berbagai suhu pengukuran dapat diprediksi secara akurat dari proporsi kelompok TAG StStSt PPP, PPS, PSS, SSS, StMM PPP, PPS, PSS, SSS dan StStD PLP secara tunggal ataupun gabungan. Kata kunci: fraksi minyak sawit, triasilgliserol, solid fat content, cocoa butter equivalents Pendahuluan Karakteristik penting dari minyaklemak untuk modifikasi adalah kandungan asam lemak dan distribusinya dalam triasilgliserol TAG. Pada banyak modifikasi enzimatik dimana produk yang dikehendaki adalah lipida terstruktur cocoa butter equivalents, milk fat substitutes, nutritional lipids, reaksi harus menjamin bahwa asam lemak pada posisi sn-2 tetap tidak berubah, sehingga digunakanlah lipase spesifik-1,3. Selain itu, harus ada asam lemak yang diinginkan pada posisi sn-2 dari TAG awal. Dengan demikian, pada sintesis cocoa butter equivalents CBE lebih difokuskan pada penggunaan TAG dengan asam oleat pada posisi sn-2 sebagai bahan baku awal Khumalo et al. 2002. 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 suatu sensasi dingin Gunstone 2002. Polimorfismenya juga berpengaruh besar terhadap sifat-sifat fisik dari produk coklat, seperti kilap gloss, derak snap, kontraksi, ketahanan panas, pelelehan yang cepat dan tajam di mulut, serta ketahanan bloom Osborn dan Akoh 2002a. 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. Interesterifikasi enzimatik termasuk salah satu teknik modifikasi lemakminyak yang menawarkan pilihan lain untuk strukturisasi TAG yang memungkinkan lebih banyak bahan baku seperti PMF dan minyak kaya oleat lainnya untuk digunakan dalam proses produksi CBE Wainwright 1999, Fuji Oil Europe 2004. Selama interesterifikasi akan terjadi re-distribusi asam lemak dalam TAG, sehingga akan mengubah komposisi 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. Dalam modifikasi TAG untuk CBE, substrat seharusnya mempunyai asam lemak monounsaturated pada posisi sn-2 dari asilgliserol dan lebih disukai residu asam oleat Huyghebaert et al. 1994. Oleh karena itu, CBE yang kaya dengan POS dan SOS dapat dipersiapkan dari minyak yang secara alami tinggi kandungan POP dan SOS-nya. Berdasarkan pertimbangan harga pasar, maka minyak yang mengandung POP tinggi lebih disukai untuk produksi CBE secara enzimatik. Penggunaan lipase spesifik-1,3 sebagai katalis dalam proses produksi CBE lebih menguntungkan untuk substrat berbasis sawit, karena minyak sawit dan fraksi-fraksinya mengandung jumlah signifikan TAG simetrik POP yang merupakan satu dari TAG utama yang ada dalam CB Goh 2002 dan akan lebih mudah untuk dimodifikasi menjadi TAG POS dan SOS sebagai hasil reaksi antara TAG POP dengan bahan baku sumber asam stearat Nielsen et al. 2000. Seiring dengan perkembangan teknologi fraksinasi minyak sawit, maka saat ini berbagai produk dapat diperoleh dengan tingkat selektivitas tinggi. Operasi yang dilakukan secara multitahap dapat menghasilkan banyak fraksi minyak sawit dengan karakteristik fisikokimia yang spesifik untuk aplikasi yang berbeda Braipson-Danthine dan Gibon 2007. Di antara minyak nabati, minyak sawit menghasilkan produk fraksinasi yang paling banyak. Minyak sawit dan produk turunannya secara luas telah digunakan untuk aplikasi pangan ~90, seperti margarin, shortening, minyak goreng, confectionery fats, vanaspati dan sebagainya serta aplikasi non pangan ~10, seperti industri sabun dan oleokimia Sarmidi et al. 2009, Idris dan Dian 2005. Fraksi cair olein, super olein dan top olein dapat digunakan sebagai minyak goreng dan minyak salad, dan fraksi yang lebih keras stearin dan mid fractions mempunyai aplikasi sebagai ingridien minyak goreng, margarine, shortening, maupun specialty fats cocoa butter equivalents Braipson-Danthine dan Gibon 2007. Sementara itu, fully hydrogenated soybean oil FHSO yang merupakan bentuk minyak terhidrogenasi tanpa asam lemak trans serta rendah kalori, telah banyak diunggulkan oleh konsumen Li et al. 2010. FHSO merupakan produk minyak terhidrogenasi sempurna yang relatif murah, dapat digunakan sebagai bahan baku untuk produksi yang berbasis interesterifikasi lemak. Selain itu, keuntungan penggunaan FHSO sebagai bahan baku adalah kandungan asam stearatnya yang tinggi sekitar 85 Ribeiro et al. 2009 yang tidak atherogenic, sehingga tidak memberikan efek merugikan terhadap risiko penyakit kardiovaskuler. Reaksi interesterifikasi enzimatik untuk menghasilkan CBE dengan bahan baku minyak sawit dan fraksi-fraksinya telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Chong et al. 1992 menggunakan substrat olein dan asam stearat; Mojovic et al. 1993 menggunakan substrat palm oil mid fraction PMF dan asam stearat dalam n-heksana ; Liu et al. 1997 menggunakan minyak sawit dan tristearin dengan medium CO 2 superkritis; Satiawihardja et al. 2001 menggunakan olein dan asam stearat dalam n-heksana; Abigor et al. 2003 menggunakan substrat refined, bleached, deodorized palm oil RBDPO dan fully hydrogenated soybean oil FHSO; serta Pinyaphong dan Phutrakul 2009 menggunakan substrat minyak sawit dan beberapa asil donor metil stearat, etil stearat dan asam stearat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik fisikokimia fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, olein sawit dan sPMF dan FHSO serta campurannya sebagai substrat untuk produksi CBE secara interesterifikasi enzimatik. Karakteristik fisikokimia utama yang diamati meliputi komposisi asam lemak, komposisi triasilgliserol, profil solid fat content SFC serta slip melting point SMP. Bahan dan Metode Bahan. Bahan yang digunakan pada 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. Standar triasilgliserol TAG murni OOO, POO, SOO, PPP, SSS dari Sigma St. Louis, MO USA. 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. Standar asam lemak C8:0 sampai dengan C22:0 dari Supelco Bellefonte, PA USA serta bahan-bahan kimia untuk analisis. Komposisi Asam Lemak. Analisis komposisi asam lemak AOCS Official Methods Ce 1-62, 1997 dilakukan terhadap RBDPO, olein sawit, sPMF dan FHSO. Komposisi asam lemak ditentukan sebagai metil ester asam lemak FAME, fatty acid methyl ester. Prosedur metilasi mengacu pada AOCS Official Methods Ce 2-66 1997. Analisis komposisi asam lemak menggunakan GC Gas Chromatography Shimadzu GC-9AM yang dilengkapi dengan detektor FID Flame Ionization Detector. Kolom yang digunakan adalah DB-23 30 m, id 0.25 μm. Penyuntikan sampel sebanyak 1 μL menggunakan sistem langsung splitless mode dengan suhu injektor 250°C, suhu detektor 260°C, suhu kolom awal 140°C yang dipertahankan selama 6 menit. Peningkatan suhu kolom kemudian adalah 3°C per menit hingga suhu akhir 230°C dan dipertahankan selama 20 menit. Gas helium digunakan sebagai gas pembawa dengan tekanan 1 kgcm 2 , sedangkan tekanan gas hidrogen dan udara untuk FID masing-masing 0.5 kgcm 2 . Identifikasi dilakukan dengan menggunakan standar metil ester asam lemak dan kuantifikasi masing-masing jenis asam lemak dilakukan dengan perbandingan terhadap standar internal C17:0. Kadar Air. Kadar air fraksi-fraksi minyak sawit dan FHSO dianalisis mengikuti metode AOCS Ca 2b-38 1997. Sampel ditimbang dengan teliti sebanyak 5-20 gram, dimasukkan ke dalam gelas kimia kering yang telah ditimbang. Sampel dipanaskan di atas pemanas, gelas kimia diputar perlahan-lahan dengan tangan untuk menghindari percikan minyak terbuang. Akhir analisis ditandai dengan hilangnya bunyi gemericik dan tidak terbentuk busa pada sampel. Metode lain untuk menetapkan titik akhir analisis adalah dengan meletakkan gelas arloji kering dan bersih di atas gelas kimia sampai terjadi kondensasi pada gelas arloji. Pemanasan sampel selama analisis berlangsung tidak boleh melebihi suhu 130°C kecuali pada akhir analisis. Pemanasan dihentikan pada saat mulai terbentuk asap. Gelas kimia didinginkan dalam desikator pada suhu ruang, kemudian ditimbang. Kadar Asam Lemak Bebas. Kadar asam lemak bebas fraksi-fraksi minyak sawit dan FHSO dianalisis sesuai metode AOCS Ca 5a-40 1997. Sebelum ditimbang sampel harus dalam keadaan cair dan homogen serta tidak boleh dipanaskan sampai lebih dari 10°C di atas titik lelehnya. Sampel ditimbang dengan teliti dengan berat sampel mengacu pada tabel AOCS Ca 5a-40, kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Selanjutnya ke dalam erlenmeyer ditambahkan alkohol netral yang sudah dipanaskan pada suhu 60°C, lalu dikocok sampai semua larut dan homogen. Sampel selanjutnya dititrasi dengan NaOH 0.1 N menggunakan indikator fenolftalein hingga terbentuk warna merah muda yang stabil selama 30 detik. mL NaOH x N x 28.2 Kadar asam lemak bebas sebagai oleat = ---------------------------- Berat sampel mL NaOH x N x 25.6 Kadar asam lemak bebas sebagai palmitat = ------------------------------ Berat sampel Komposisi Triasilgliserol. Analisis komposisi TAG mengacu pada metode yang dimodifikasi dari AOCS Official Methods Ce 5c 1997. Komposisi TAG RBDPO, olein sawit, sPMF dan FHSO serta campuran masing-masing fraksi minyak sawit tersebut dengan FHSO dianalisis menggunakan HPLC Hewlett Packard series 1100 dengan detektor Indeks Refraksi Refractive index, RI. Sampel dilarutkan dalam aseton atau campuran aseton : kloroform 2:1 vv dengan konsentrasi 5, lalu disuntikkan ke dalam HPLC sebanyak 20 μL. HPLC yang digunakan memiliki tipe pompa isokratik dengan laju aliran fase gerak aseton : asetonitril, 85 : 15 vv 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. Solid Fat Content SFC. Analisis SFC IUPAC 2.150 ex 2.323, 1987 untuk tempering fats terhadap RBDPO, Olein Sawit, sPMF dan FHSO serta campuran masing-masing fraksi minyak sawit tersebut dengan FHSO 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 dan 40°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 RBDPO, Olein Sawit, sPMF dan FHSO serta campuran masing-masing fraksi minyak sawit tersebut dengan FHSO. 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 Karakteristik Fraksi-Fraksi Minyak Sawit Karakteristik fisikokimia fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit dan sPMF disajikan pada Tabel 4.1 yang meliputi komposisi asam lemak, kadar air serta kadar asam lemak bebas ALB. Sedangkan pada Tabel 4.2 dapat dilihat komposisi triasilgliserol TAG, profil solid fat content SFC serta slip melting point SMP masing-masing fraksi minyak sawit. Pada kedua tabel tersebut dapat juga dilihat karakteristik fisikokimia minyak kedelai terhidrogenasi sempurna fully hydrogenated soybean oil, FHSO sebagai campuran fraksi-fraksi minyak sawit untuk substrat dalam sintesis cocoa butter equivalents CBE secara interesterifikasi enzimatik. Fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit dan sPMF dikarakterisasi dengan kandungan asam palmitat C16:0 dan asam oleat C18:1 tinggi. sPMF mempunyai kandungan asam palmitat tertinggi 48.75 dan kandungan asam oleat terendah 35.30. Sebaliknya Olein Sawit mempunyai kandungan asam oleat tertinggi 40.80 dan kandungan asam palmitat terendah 40.48. Sedangkan pada RBDPO, konsentrasi kedua asam lemak tersebut berada di antara kedua fraksi minyak sawit. Fraksi-fraksi minyak sawit juga mengandung asam linoleat C18:2 dalam jumlah yang signifikan dengan konsentrasi paling tinggi 13.51 pada Olein Sawit dan paling rendah 9.65 pada sPMF. Tabel 4.1 Komposisi asam lemak AL, kadar air dan kadar ALB RBDPO, Olein Sawit, sPMF dan FHSO Karakteristik Bahan Baku RBDPO Olein Sawit sPMF FHSO Komposisi AL bb: C12:0 Laurat, La C14:0 Miristat, Mi C16:0 Palmitat, P C16:1 Palmitoleat, Po C18:0 Stearat, S C18:1 Oleat, O C18:2 Linoleat, L C18:3 Linolenat, Ln C20:0 Arakhidat, A C22:0 Behenat, B 0.21 1.14 45.26 0.19 3.26 37.45 11.80 0.27 0.28 nd 0.16 1.04 40.48 0.17 3.07 40.80 13.51 0.35 0.30 nd 0.25 1.11 48.75 0.14 4.05 35.30 9.65 0.32 0.32 nd 0.21 0.71 23.86 nd 73.14 0.67 0.97 nd 0.29 0.15 Saturated FA Monounsaturated FA Polyunsaturated FA 50.16 37.77 12.07 45.04 41.10 13.86 54.48 35.55 9.97 98.36 0.67 0.97 Kadar air bb Kadar ALB bb 0.05 0.15 0.04 0.14 0.05 0.10 0.10 0.17 nd = tidak terdeteksi FA = Fatty acids Berdasarkan ketidakjenuhannya, sPMF mengandung asam lemak jenuh saturated fatty acids, StFA paling banyak 54.48, tetapi kandungan asam lemak tidak jenuh tunggal monounsaturated fatty acids, MUFA dan jamak polyunsaturated fatty acids, PUFA paling sedikit, masing-masing 35.55 dan 9.97 . Demikian pula sebaliknya pada olein sawit, MUFA dan PUFA relatif paling tinggi 41.10 dan 13.86 di antara ketiga fraksi minyak sawit, tetapi paling rendah 45.04 kandungan StFA-nya. Sedangkan pada RBDPO, konsentrasi SFA, MUFA dan PUFA berada di antara kedua fraksi minyak sawit tersebut. Komposisi asam lemak hasil penelitian ini berada dalam kisaran komposisi asam lemak yang telah dilaporkan oleh Lipp dan Anklam 1998, Noor Lida et al. 2002, Zaliha et al. 2004 dan Tarmizi et al. 2007. Komposisi asam lemak minyak sawit sangat bervariasi tidak hanya berbeda dari pohon ke pohon, tetapi ada yang mendasari pola-pola komposisi asam lemak yang khas untuk wilayah tertentu Lipp dan Anklam 1998. Kualitas minyak sawit juga dipengaruhi oleh kualitas buah, kematangan dan penyimpanan, serta proses pemurnian selanjutnya Sarmidi et al. 2009. Sementara itu, FHSO dominan dengan asam lemak jenuh StFA 98.36, terutama terdiri atas asam stearat C18:0 73.14 diikuti oleh asam palmitat C16:0 23.86. FHSO pada penelitian ini relatif lebih rendah kandungan asam stearatnya dibandingkan dengan FHSO yang digunakan pada penelitian Ribeiro et al. 2009 dan Li et al. 2010 yang masing-masing mengandung asam stearat 86.62 dan 82.6. Kadar air fraksi-fraksi minyak sawit dan FHSO sebagai bahan baku pada penelitian ini berkisar antara 0.04 – 0.10 bb, sedangkan kadar asam lemak bebas berkisar antara 0.10 – 0.17 bb. Pada sebagian besar lipase, kandungan air yang rendah 5 diperlukan untuk transesterifikasi atau interesterifikasi yang optimal Santini et al. 2009. Sedangkan asam lemak bebas merupakan salah satu parameter mutu yang penting dalam industri minyak sawit sebagai indikator tingkat kerusakan minyak Tan et al. 2009. Hasil analisis komposisi TAG menunjukkan bahwa fraksi-fraksi minyak sawit mempunyai distribusi TAG yang hampir sama, tetapi dengan konsentrasi yang berbeda. Sedangkan FHSO mempunyai distribusi TAG yang berbeda. Pada Gambar 4.1 dapat dilihat profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG sPMF dan FHSO menggunakan HPLC. Komposisi TAG RBDPO, olein sawit, sPMF dan FHSO selengkapnya disajikan pada Tabel 4.2, termasuk juga SFC pada berbagai suhu pengukuran serta SMP masing-masing bahan baku. Ketiga fraksi minyak sawit tersebut didominasi oleh TAG POP dan POO. sPMF mempunyai kandungan TAG POP tertinggi 39.03 diikuti oleh RBDPO 29.67 dan Olein Sawit 26.35. Sedangkan kandungan TAG POO tertinggi terlihat pada Olein Sawit 28.62, diikuti oleh RBDPO 23.75 dan sPMF 19.62. Ketiga fraksi minyak sawit tersebut juga mengandung TAG PLP dan PLO dalam jumlah yang signifikan. RBDPO juga mengandung TAG PPP relatif tinggi 6.28 yang tidak ditemukan dalam olein sawit. Gambar 4.1 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG sPMF atas dan FHSO bawah menggunakan HPLC Waktu Retensi menit R es pon D et ek tor nR IU 10 20 30 40 50 60 10000 20000 30000 40000 50000 60000 D ia s ilg lis e ro l PL L OL O PL O PL P OOO PO O PPP SO O PO S SO S PO P 10 20 30 40 50 60 Waktu Retensi menit R es pon D et ek tor nR IU 5000 10000 15000 20000 25000 30000 PPP PPS PSS SSS D ia s ilg lis e ro l Tabel 4.2 Komposisi TAG, SFC dan SMP fraksi-fraksi minyak sawit RBDPO, Olein Sawit, sPMF dan FHSO Karakteristik Bahan Baku RBDPO Olein Sawit sPMF FHSO Komposisi TAG area: PLL 2.03 2.61 1.85 nd OLO 1.97 2.43 1.66 nd PLO 10.05 12.43 8.49 nd PLP 8.40 9.57 9.04 nd OOO 4.85 4.99 3.46 nd POO 23.75 28.62 19.62 nd POP 29.67

26.35 39.03

nd PPP 6.28 nd 1.67 1.25 SOO 2.78 3.43 2.43 nd POS 5.17

4.88 7.58

nd PPS 1.20 nd 0.39 13.75 SOS 0.64

0.67 0.93

nd PSS nd nd nd 38.05 SSS nd nd nd 35.11 TAG lain 3.23 4.02 3.86 11.84 DAG 5.55 6.48 4.63 3.15 St3 7.47 nd 2.06 88.16 St2U 43.86 41.47 56.58 nd StU2 38.61 47.09 32.39 nd U3 6.82 7.42 5.12 nd SFC, tempering 40 jam, 26°C: 10°C 47.08 31.52 61.33 90.12 20°C 19.26 1.20 33.93 89.33 25°C 14.18 10.68 89.12 30°C 11.58 4.30 88.81 35°C 7.47 1.88 88.26 40°C 4.33 87.27 Slip Melting Point SMP, °C 37.6-40.9 16.5-17.3 29.6-30.9 59.5-60.2 nd = tidak terdeteksi Komposisi TAG RBDPO dan Olein Sawit tidak berbeda jauh dengan hasil-hasil penelitian yang telah dilaporkan oleh Lipp dan Anklam 1998, Noor Lida et al. 2002 dan Braipson-Danthine et al. 2007. Sedangkan konsentrasi TAG POP pada sPMF relatif lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi TAG POP pada sPMF yang dilaporkan oleh Braipson-Danthine et al. 2007, yaitu 51.75 dan 44.52 dan Calliauw et al. 2007, yaitu 48.90 dan 40.75. Fraksi- fraksi minyak sawit juga mengandung sejumlah kecil diasilgliserol DAG. Menurut Ramli et al. 2008, DAG lebih terpisah ke dalam fase olein dibandingkan dengan fraksi stearin selama fraksinasi minyak sawit. Sedangkan selama fraksinasi olein sawit, DAG lebih terkonsentrasi pada superolein dibandingkan dengan fraksi sPMF Calliauw et al. 2007. Sementara itu, FHSO didominasi oleh TAG PSS 38.05 dan SSS 35.11. Konsentrasi TAG SSS pada FHSO pada penelitian ini jauh lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi TAG SSS pada FHSO yang dilaporkan oleh peneliti lain, yaitu 63.35 Ribeiro et al. 2009 dan 78.0 Li et al. 2010. Sebaliknya konsentrasi TAG PSS dan PPS lebih tinggi dari konsentrasi TAG PSS dan PPS pada FHSO yang dilaporkan oleh Ribeiro et al 2009, masing-masing 30.79 dan 4.17, serta Li et al. 2010, yaitu 22.0 untuk PSS dan tidak terdeteksi adanya PPS. Neff et al. 1999 dan Silva et al. 2009 mengelompokkan TAG menjadi empat kelompok menggunakan lambang U untuk gugus asam lemak tidak jenuh unsaturated dan St untuk gugus asam lemak jenuh saturated. Kelompok 1, TAG yang terdiri atas jenis UUUStUU rasio 1:1 dengan titik leleh berkisar antara -13 sampai 1°C. Kelompok 2, TAG yang terutama terdiri atas jenis StUU yang meleleh pada 6 – 23°C. Kelompok 3 dan 4 terdiri atas TAG disaturated StStU dan trisaturated StStSt yang masing-masing meleleh pada 27 – 42°C dan 56 – 65°C. Sebagai contoh dari TAG UUU U3 adalah OOO oleat-oleat- oleat, StUU StU2 adalah POO palmitat-oleat-oleat, StStU St2U adalah POP palmitat-oleat-palmitat dan StStSt St3 adalah PSS palmitat-stearat-stearat. Pengelompokan TAG tersebut pada masing-masing bahan baku juga dapat dilihat pada Tabel 4.2. Hasil analisis DSC Differential Scanning Calorimentry minyak sawit dan fraksi-fraksinya oleh Braipson-Danthine dan Gibon 2007 menunjukkan bahwa peak bertitik leleh rendah low melting peak, LMP, -25 – 8°C biasanya tersusun oleh komponen UUU, StUU dan StUSt. Komponen StUSt terlihat pada LMP dan peak bertitik leleh tinggi high melting peak, HMP, 10 – 45°C. Selain itu, HMP juga tersusun oleh beberapa StStSt. Sedangkan peak bertitik leleh sangat tinggi very high melting peak, VHMP tersusun atas StStSt. sPMF dominan dengan TAG St2U diikuti oleh TAG StU2. Sedangkan pada RBDPO dan olein sawit kedua kelompok TAG tersebut berada pada proporsi yang hampir sama, hanya saja pada RBDPO konsentrasi St2U sedikit lebih tinggi dan pada olein StU2 yang lebih tinggi. Sementara itu, FHSO tersusun atas kelompok TAG St3 dalam jumlah besar, yaitu sekitar 88.16. Kelompok TAG lain dalam FHSO tidak dapat teridentifikasi dengan baik menggunakan metode ini. Menurut AOCS 2005, metode yang mengacu pada AOCS Official Method Ce 5c-93 ini kurang cocok untuk lemak terhidrogenasi misalnya FHSO, karena akan memberikan peak yang melebar. Metode ini juga direkomendasikan untuk TAG berantai panjang. Sedangkan menurut Chen et al. 2007, interpretasi profil TAG menggunakan metode ini cukup sulit untuk TAG berantai pendek, karena prinsip pemisahan TAG menggunakan kolom RP-18 Reversed Phase C- 18 adalah berdasarkan equivalent carbon number ECN, mencakup panjang rantai karbon dan derajat ketidakjenuhan. Oleh karena itu, TAG dengan ECN sama akan sulit atau tidak mungkin untuk dibedakan. Sebagai contoh untuk kasus ini adalah TAG LaLaMi laurat-laurat-miristat dan DAG SS stearat-stearat yang sama-sama mempunyai ECN = 38 akan sulit untuk dibedakan. SFC dapat mengidentifikasi persentasi bagian padat dalam lipida pada berbagai suhu. Oleh karena itu, SFC menjadi parameter penting untuk menganalisis sifat-sifat lemak padat seperti margarine dan shortening Li et al. 2010. Hasil analisis SFC menunjukkan bahwa sPMF mempunyai nilai SFC relatif tinggi pada suhu rendah dan terjadi penurunan yang cukup tajam sampai suhu 25°C, kemudian laju penurunan nilai SFC-nya relatif konstan sampai suhu sekitar 30-35ºC. Pada RBDPO penurunan nilai SFC-nya relatif konstan seiring dengan meningkatnya suhu pengukuran. Sedangkan pada olein sawit menunjukkan nilai SFC yang sangat rendah 1.37 pada suhu pengukuran 20°C, hal ini mengindikasikan bahwa pada suhu tersebut olein sudah melewati slip melting point SMP-nya. Lemak di dalam tabung kapiler akan mengalami slip ketika kandungan lemak padatnya sekitar 4-5 Noor Lida dan Ali 1998, sehingga dapat dianalogikan bahwa SMP menunjukkan kondisi ketika minyaklemak mempunyai nilai SFC sekitar 4-5. Sementara itu, FHSO mempunyai nilai SFC yang sangat tinggi pada semua suhu pengukuran dan penurunan nilai SFC-nya relatif kecil dengan meningkatnya suhu pengukuran. Nilai SFC yang tinggi berkorelasi dengan tingginya kandungan TAG St3 yang bertitik leleh tinggi. Hal itu juga berkaitan dengan slip melting point SMP FHSO yang lebih tinggi dibandingkan dengan fraksi-fraksi minyak sawit. Sedangkan di antara fraksi minyak sawit, RBDPO mempunyai SMP tertinggi diikuti oleh sPMF dan olein sawit. Meskipun TAG St2U pada sPMF lebih tinggi dibandingkan dengan RBDPO, tetapi RBDPO mengandung St3 yang lebih tinggi dibandingkan dengan sPMF, sehingga RBDPO mempunyai SMP yang lebih tinggi. Sedangkan olein sawit dominan dengan TAG bertitik leleh rendah StU2 dan U3, sehingga SMP-nya juga yang paling rendah. Menurut Braipson-Danthine dan Gibon 2007, ada hubungan yang jelas antara komposisi TAG, sifat pelelehan dan perilaku polimorfik dari minyak sawit dan fraksi-fraksinya. Komposisi TAG Substrat Untuk Sintesis CBE Substrat yang digunakan untuk sintesis CBE secara interesterifikasi transesterifikasi enzimatik pada penelitian ini merupakan campuran dari masing- masing fraksi minyak sawit dengan FHSO. Pada Tabel 4.3, 4.4 dan 4.5 disajikan komposisi TAG substrat campuran masing-masing fraksi minyak sawit RBDPO, olein sawit dan sPMF dengan FHSO pada berbagai rasio berat. Secara umum, komposisi TAG substrat merepresentasikan kombinasi linear komposisi minyaklemak yang terdapat di dalam campuran substrat tersebut. Sebagai contoh, jika proporsi RBDPO, olein sawit dan sPMF meningkat, maka proporsi POP, POO, PLP, PLO dan TAG lain dalam masing-masing fraksi minyak sawit juga meningkat dalam substrat. Demikian pula sebaliknya bila proporsi FHSO meningkat, maka proporsi SSS, PSS, PPS serta TAG lain dalam FHSO juga akan meningkat dalam substrat. Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG substrat sPMF FHSO disajikan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 Profil kromatogram hasil analisis komposisi TAG substrat sPMFFHSO menggunakan HPLC Berbeda dengan pengelompokan TAG sebelumnya, Neff et al. 1999 juga mengelompokkan TAG berdasarkan derajat ketidakjenuhannya, dengan lambang St, M, D dan T. St mengandung asam lemak jenuh St = palmitat, oleat, M mengandung asam lemak monoene M = oleat, D mengandung asam lemak diene D = linoleat dan T mengandung asam lemak triene T = linolenat, sehingga diperoleh kombinasi StStSt PPP, SSS, StStM POP, POS, SOS , StStD PLP, StMM POO dan seterusnya. Pada dasarnya pengelompokan TAG tersebut merupakan penjabaran dari pengelompokan TAG sebelumnya secara lebih terperinci. Pengelompokan selengkapnya untuk masing-masing substrat pada berbagai rasio berat juga dapat dilihat pada Tabel 4.3, 4.4 dan 4.5. R es pon D et ek tor nR IU Waktu Retensi menit PO P 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 D ia s ilg lis e ro l SSS PSS SO S PPS PO S SO O PPP PO O OOO PL P PL O OL O PL L 10 20 30 40 50 60 Tabel 4.3 Komposisi TAG campuran RBDPO dengan FHSO pada berbagai rasio berat Kadar ALB diperoleh melalui perhitungan kadar ALB bahan baku Seperti halnya dengan TAG tunggal, komposisi masing-masing kelompok TAG juga merupakan kombinasi linear dari kelompok TAG penyusunnya. Sebagai contoh, konsentrasi TAG St2U merupakan konsentrasi kumulatif dari TAG StStM Jenis TAG area Rasio RBDPOFHSO bb 2:1 3:2 1:1 2:3 1:2 PLL 1.60 1.54 1.34 1.19 1.14 OLO 1.49 1.48 1.41 1.26 1.17 PLO 6.29 5.87 4.98 4.21 3.90 PLP 5.33 4.83 4.03 3.19 2.77 OOO 3.27 3.08 2.96 2.84 2.75 POO 16.27 14.96 12.39 10.34 9.08 POP 20.20

18.42 14.85

12.16 10.40

PPP 5.33 4.97 4.32 3.64 3.31 SOO 2.17 2.06 1.75 1.50 1.32 POS 3.68

3.28 2.73

2.27 2.00

PPS 5.77 6.46 7.81 9.21 10.26 SOS 0.56

0.50 0.49

0.44 0.43

PSS 12.62 15.21 19.41 22.82 26.69 SSS 11.12 13.71 17.46 18.81 20.65 TAG lain 4.33 3.65 4.06 6.11 4.13 DAG 5.35 5.14 5.00 4.59 4.20 ALB bb 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 St3: 34.83

40.35 49.01

54.48 60.91

StStSt 34.83

40.35 49.01

54.48 60.91

St2U: 29.77

27.02 22.11

18.06 15.60

StStM 24.44 22.19 18.08 14.87 12.83 StStD 5.33 4.83 4.03 3.19 2.77 StU2: 26.32

24.43 20.45

17.25 15.44

StMM 18.44 17.02 14.14 11.84 10.40 StMD 6.29 5.87 4.98 4.21 3.90 StDD 1.60 1.54 1.34 1.19 1.14 U3: 4.75

4.55 4.37

4.10 3.91

MMM 3.27 3.08 2.96 2.84 2.75 MMD 1.49 1.48 1.41 1.26 1.17