Karakteristik Fisik Dan Kimia Serta Profil Asam Lemak Tidak Jenuh Minyak Wijen Yang Dikapsulasi Dengan Berbagai Bahan Penyalut
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA SERTA PROFIL ASAM LEMAK
TIDAK JENUH MINYAK WIJEN YANG DIKAPSULASI DENGAN
BERBAGAI BAHAN PENYALUT
RADEN NOVIANI HANIPAH
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI SUMBER INFORMASI
SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Karakteristik
Fisik dan Kimia Serta Profil Asam Lemak Tidak Jenuh Minyak Wijen yang
Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan Penyalut adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Raden Noviani Hanipah
D24110059
ABSTRAK
RADEN NOVIANI HANIPAH. Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam
Lemak Tidak Jenuh Minyak Wijen yang Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan
Penyalut. Dibimbing oleh SRI SUHARTI dan SURYAHADI.
Salah satu cara untuk menghindari perombakan asam lemak tidak jenuh di
dalam rumen adalah dengan teknik mikroenkapsulasi. Penelitian ini bertujuan
untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan penyalut terhadap karakteristik
mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan. Komposisi bahan penyalut yang
digunakan, yaitu 25% maltodekstrin dan 75% sodium caseinat, 25% maltodekstrin
dan 75% gum arab, 50% maltodekstrin dan 50% sodium caseinat, 50%
maltodekstrin dan 50% gum arab. Peubah yang diamati adalah karakteristik fisik
dan kimia. Penambahan 50% maltodekstrin dan 50% gum arab berpengaruh nyata
terhadap nilai rendemen dan dapat menurunkan nilai kadar air dan aktivitas air.
Penambahan sodium caseinat dan gum arab berdampak pada tingginya kandungan
oleat, linoleat dan linolenat. Mikroenkapsulasi minyak wijen menghasilkan abu
0.15%-2.44%, LK 10.53%-15.13%, PK 2.12%-41.05%, dan SK 0.66%-1.47%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi optimum untuk mikroenkapsulasi
adalah 50% maltodekstrin dan 50% gum arab.
Kata kunci: gum arab, maltodekstrin, minyak wijen, mikroenkapsulasi sodium
caseinat
ABSTRACT
RADEN NOVIANI HANIPAH. Characteristic of Physical and Chemical and
Unsaturated Fatty Acid Profile of Sesame Oil Capsulated by Various Coating
Materials. Supervised by SRI SUHARTI and SURYAHADI.
One way to avoid the overhaul of unsaturated fatty acids in the rumen was
the microencapsulation technique. The purpose of this study was to evaluate the
effect of various combination of coating materials on sesame oil
microencapsulation products. Coating materials composition used that were 25%
maltodekstrin and 75% sodium caseinate, 25% maltodekstrin and 75% gum
arabic, 50% maltodekstrin and 50% sodium caseinte, 50% maltodekstrin and 50%
gum arabic. The variables observed were physical and chemical characteristics.
The addition of 50% maltodextrin and 50% gum arabic significant effect on yield
value and could be reduce the value of the water content and water activity . The
less addition of sodium caseinat and gum arabic impact on the high content of
oleic, linoleic and linolenic. Sesame oil microencapsulation produces ash 0.15%2.44%, LK 10.53%-15.13%, PK 2.12%-41.05%, and SK 0.66%-1.47%. Result of
the reaseach indicated that the optimum coating materials composition was 50%
maltodekstrin and 50% gum arabic.
Keywords : gum arab, maltodekstrin, sesame oil, microencapsulation, sodium
caseinate
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA SERTA PROFIL ASAM LEMAK
TIDAK JENUH MINYAK WIJEN YANG DIKAPSULASI DENGAN
BERBAGAI BAHAN PENYALUT
RADEN NOVIANI HANIPAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Peternakan
pada
Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi: Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam Lemak Tidak
Jenuh Minyak Wijen yang dikapsulasi dengan Berbagai Bahan
Penyalut
Nama
: Raden Noviani Hanipah
NIM
: D24110059
Disetujui oleh
ｾ＠
Dr Sri Suharti, SPt Msi
Pembimbing I
Dr Ir Suryahadi, DEA
Pembimbing II
MHKMSi
Tanggal Lulus: (
•o 1 SEP
2015
)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul
“Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam Lemak Tidak Jenuh Minyak
Wijen yang Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan Penyalut”.
Penelitian ini bertujun untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan
penyalut (gum arab, maltodekstrin, dan sodium caseinat) terhadap kualitas
mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan meliputi sifat fisik dan kimia.
Tugas akhir merupakan salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar
sarjana peternakan di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Asam lemak tidak jenuh mudah sekali mengalami degradasi didalam
rumen sehingga perlu dilakukan proteksi. Salah satu cara untuk memproteksinya
dengan teknik mikroenkapsulasi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
pengaruh komposisi bahan penyalut (maltodektrin, gum arab, dan sodium
caseinate) terhadap kualitas mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk kelulusan dan memperoleh gelar
Sarjana Peternakan. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat
kekurangan. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis sendiri, institusi
pendidikan dan pembaca secara umum.
Bogor, September 2015
Raden Noviani Hanipah
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Materi
2
Lokasi dan Waktu Penelitian
2
Prosedur
2
Uji Sifat Kimia
3
Uji Sifat Fisik
4
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
5
Karakteristik Fisik Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
5
Karakteristik Kimia Mikroenkapsualsi Minyak Wijen
7
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
11
RIWAYAT HIDUP
16
UCAPAN TERIMA KASIH
16
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Karakteristik fisik mikroenkapsulasi minyak wijen
Kadar air dan aktivitas air
Kandungan nutrien mikroenkapsulasi minyak wijen
Profil asam lemak mikroenkapsulasi minyak wijen
5
6
8
9
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir proses mikroenkapsulasi
2 Nilai rendemen mikroenkapsulasi pada berbagai komposisi bahan
penyalut
3 Karakteristik fisik mikroenkapsulasi pada berbagai bahan penyalut
3
5
6
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Hasil uji warna mikroenkapsulasi
Hasil uji tekstur mikroenkapsulasi
Hasil uji bau mikroenkapsulasi
Hasil analisi ragam rendemen
Hasil analisis ragam kadar air
Hasil analisis ragam aktivitas air
13
13
13
14
14
14
PENDAHULUAN
Daging sapi mengandung asam lemak jenuh yang tinggi. Kandungan asam
lemak jenuh yang tinggi ini disebabkan karena adanya proses perombakan dari
asam lemak tidak jenuh menjadi asam lemak jenuh. Oleh sebab itu, perlu adanya
upaya peningkatan komposisi asam lemak tak jenuh pada daging. Salah satu cara
yang dapat dilakukan untuk meningkatkan komposisi asam lemak tak jenuh pada
daging adalah dengan penambahan sumber minyak nabati yang banyak
mengandung asam lemak tak jenuh. Sumber minyak nabati yang dapat digunakan
antara lain minyak wijen, minyak kanola, minyak flaxseed, minyak lenseed,
minyak biji bunga matahari, dan lain-lain. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh Hidayah et al. (2014), profil asam lemak minyak wijen yang diproteksi
mikroenkapsulasi dengan penambahan bahan penyalut sodium caseinat dan
laktosa memiliki kandungan oleat yang lebih tinggi dibandingkan minyak flaxseed.
Minyak wijen adalah minyak yang berasal dari biji wijen. Kandungan asam lemak
tak jenuh utama pada minyak wijen adalah linoleat (C18:2) 46.26% dan oleat
(C18:1) 38.84% (Nzikou et al. 2009). Kandungan asam lemak tak jenuh pada
minyak wijen mudah sekali dirombak di dalam rumen. Lemak yang masuk ke
dalam rumen akan mengalami proses hidrolisis yang akan menghasilkan asam
lemak bebas. Asam lemak bebas di dalam rumen akan mengalami proses
biohidrogenasi yang membuat asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh
(Bauman dan Lock 2006). Salah satu cara untuk menghindari perombakan asam
lemak tidak jenuh di dalam rumen adalah dengan teknik mikroenkapsulasi
terhadap minyak wijen.
Menurut Sri et al. (2012), mikroenkapsulasi adalah proses pembentukan
partikel-partikel kecil yang dikelilingi oleh suatu lapisan penyalut.
Mikroenkapsulasi merupakan teknik penyalutan bahan inti (core) dengan bahan
penyalut (enkapsulan) yang memiliki hasil akhir berupa mikrokapsul dengan
ukuran micron (0.2-5000 µm) (King 1995). Pada proses mikroenkapsulasi minyak
wijen, tujuan mikroenkapsulasi adalah memproteksi asam lemak tidak jenuh yang
terdapat pada minyak wijen menggunakan berbagai bahan penyalut. Dalam proses
pembuatan mikroenkapsulasi dengan metode spray drying bahan cair akan
mengalami proses pembentukan emulsi yang stabil, hasil emulsi tersebut
kemudian akan diatomisasi dengan menghubungkan udara panas yang
dihembuskan ke ruang pengering menggunakan nozzle. Partikel yang
disemprotkan dari nozzle akan membentuk droplet. Akibat kontak dengan udara
panas, droplet kemudian akan diuapkan dan mendorong pembentukan
mikrokapsul (Dziezak 1988).
Pembuatan mikroenkapsulasi membutuhkan bahan penyalut yang
berfungsi sebagai bahan pengikat. Pemilihan bahan penyalut menjadi penting
karena akan mempengaruhi kemampuan penyalutan terhadap bahan inti. Bahan
penstabil emulsi yang baik digunakan dalam mikroenkapsulasi diantaranya
sodium caseinat, gum arab, dan maltodekstrin. Gum arab memiliki karakteristik
enkapsulasi yang baik (kelarutan tinggi, viskositas rendah) (Charve dan
Reineccius 2009). Selain itu, gum arab dapat melindungi fungsi koloid karena
memiliki emulsifying agent yang baik, sehingga dapat digunakan pada emulsi
minyak dalam air (Nurhasanah et al. 2011). Maltodekstrin memiliki sifat yang
2
dapat membentuk film, memiliki sifat browning yang rendah, dan memiliki daya
ikat kuat (Moore et al. 2005). Sodium caseinat memiliki sifat emulsifikasi yang
baik, agen pengental, agen pengeras dan water-fat binding (Ruis 2007). Penelitian
ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan penyalut
(maltodektrin, gum arab, dan sodium caseinat) terhadap kualitas mikroenkapsulasi
minyak wijen yang dihasilkan.
METODE
Materi
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah miyak wijen
yang diperoleh dari CV. MH Farm Bogor, maltodekstrin dari PT. Setia Guna
Bogor, sodium kaseinat dari Sigma Aldrich, dan gum arab dari PT. Brataco Bogor,
air, BaCl2, kertas saring whatman, kertas A4, NaOH 0.1 N, H2SO4, plastik,
akuades, NaOH dalam metanol 0.2 N, dan Na2SO4.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah spray drayer (Mini Spray
drier Buchi-190), gelas piala, desikator, erlenmeyer, kromatografi gas, gunting,
gelas ukur plastik, gelas ukur (100 ml dan 500 ml), sudip, cawan, alitea XV,
soxhlet, vacum pump, tanur, labu khjedal, timbangan analitik, hot plate, water
activity meter, alat pengepres, beaker glass cawan, homogenizer (armfield L4R),
oven 105°C, oven suhu 60°C, kuas, labu ukur, neraca digital, labu destilasi,
corong buchner dan desikator.
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Industri Pakan, Laboratorium
Terpadu Kimia, Laboratorium Penelitian Antar Universitas (PAU), Laboratorium
Ilmu dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan IPB dan Laboratorium Pilot Plant
SEAFAST Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan pada
bulan April sampai Juni 2015.
Prosedur
Pembuatan Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi dibuat mengacu pada Carneiro et al. (2013). Tahap
pertama yang dilakukan dalam pembuatan mikroenkapsulasi adalah pencampuran
bahan inti dengan bahan penyalut sampai homogen. Pembuatan proses
mikroenkapsulasi dengan menggunakan metode spray dryer (suhu inlet 180 ±
5˚C dan outlet 80 ± 5 ˚C serta tekanan 5 barr). Spray dryer yang digunakan adalah
3
tipe mini spray dryer Buchi 190. Bahan penyalut maltodekstrin dan sodium
caseinat dengan imbangan 25%:75%, maltodekstrin dan gum arab dengan
imbangan 25%:75%, maltodekstrin dan sodium caseinat dengan imbangan
50%:50%, maltodekstrin dan gum arab dengan imbangan 50%:50%. Bahan inti
dan bahan penyalut dihomogenisasi selama 10 menit dengan kecepatan 1000 rpm.
Penimbangan Bahan Inti
Penimbangan Bahan Penyalut
Diaduk dalam pelarut air
Homogenisasi selama 10 menit dengan
kecepatan 10.000 rpm
Mikroenkapsulasi dengan metode spray
dryer (suhu inlet 180±5 °C dan outlet
80±5 °C)
Produk mikroenkapsulasi berukuran
0.2-5000 µm
Gambar 1 Diagram alir proses pembuatan mikroenkapsulasi
Uji Sifat Kimia
Analisis Proksimat. Pengujian nutrien bahan mikroenkapsulasi menggunakan
analisis proksimat yang terdiri dari nilai abu, protein kasar (PK), lemak kasar
(LK), serat kasar (SK) dan bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN) (AOAC 2005).
Nilai total digestible nutrient (TDN) diperoleh dari persamaan (Owens et al.
2010):
TDN = (0.9918 x 18) + (1.272 x LK) + (0.0318 x SK) + (0.8904 x BETN)
Analisis Kadar Air (AOAC 2005). Sampel sebanyak 3 g ditimbang dan
dimasukkan dalam cawan yang telah diketahui bobotnya. Selanjutnya sampel dan
cawan dimasukkan dalam oven bersuhu 105°C selama 24 jam. Sampel dan cawan
didinginkan dan ditimbang. Kadar air sampel dapat dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air =
x 100%
4
Analisis Aktivitas Air (Aw). Aktivitas air produk mikroenkapsulasi diukur
dengan menggunakan water activity meter. Sebelum pengukuran, alat dikalibrasi
menggunakan barium klorida (BaCl2) selama 24 jam sampai menunjukkan angka
kalibrasi 0.9. Selanjutnya sampel ditimbang sebanyak 5 g. Sampel dimasukkan ke
dalam tempat sampel, lalu diletakkan ke dalam alat pengukur. Setelah 3 jam, nilai
aktivitas air akan terlihat pada layar alat pengukur. Aktivitas air ditentukan
dengan rumus:
Aktivitas air (Aw) = skala + [(suhu-20˚C) x 0.002]
Analisis Profil Asam Lemak. Asam lemak dianalisis menggunakan alat
kromatografi gas dengan kolom yang berisi teknokroma TR-CN 100 dengan
metode AOAC (2005):969.33.
Sampel sendiri berasal dari proses
mikroenkapsulasi berupa bubuk. Lemak sampel didapatkan dengan cara sampel
diekstraksi dengan cara menambahkan kloroform : methanol (2:1) sebanyak 5 ml
pada 5-10 g sampel, selama satu malam distirrer dengan putaran 300 rpm. Setelah
didistirrer, sampel disaring menggunakan kertas saring wathman yang
ditambahkan cairan Na2SO4 sebanyak 1 sendok. Setelah itu dievaporator dengan
suhu ± 70˚C. Selanjutnya, lemak sampel yang didapat dimestilisasi dengan
menambahkan NaOH dalam methanol 0.2 N sebanyak 10 ml. Selanjutnya lemak
sampel dipanaskan hingga mendidih untuk proses hidrolisis. Hasil yang didapat
tersebut dikocok hingga tercipta pisahan heptan dan NaCl secara jelas. Heptan
kemudian ditransfer sebanyak 1.5-2 ml ke dalam tabung gelas untuk analisis profil
asam lemak menggunakan kromatografi gas.
Uji Sifat Fisik
Rendemen. Analisis rendemen bertujuan untuk mengetahui efesiensi proses
pembuatan bubuk kapsul dari setiap formulasi bahan. Analisis perhitungan
rendemen menggunakan rumus:
Rendemen (%) =
x 100%
Warna, Bau, dan Tekstur. Uji warna, bau, dan tekstur dilakukan untuk
mengetahui perbedaan warna, bau, dan tekstur pada masing-masing perlakuan. Uji
warna, bau, dan tekstur dilakukan secara kualitatif dengan cara melihat secara
langsung terhadap warna, bau, dan tekstur dari masing-masing perlakuan.
Pengujian tersebut dilakukan oleh 10 orang panelis dengan pengujian warna
(putih, putih tulang, dan putih kekuningan), bau (sangat bau minyak wijen, bau
minyak wijen, tidak berbau), dan tekstur (sangat halus, halus, dan tidak halus)
5
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
rancangan acak lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 3 ulangan. Model
matematik yang digunakan adalah sebagai berikut :
Yij = µ + τi + ε ij
Keterangan :
Yij
: Respon percobaan dari perlakuan ke-I dan ulangan ke-j
µ
: Rataan umum
τi
: Efek perlakuan ke-i
ε ij
: Error perlakuan ke-I dan ulangan ke-j
Perlakuan
Perlakuan yang diberikan adalah :
A1 : 25% maltodekstrin + 75% sodium caseinat
A2 : 25% maltodekstrin + 75% gum arab
A3 : 50% maltodekstrin + 50% sodium caseinat
A4 : 50% maltodekstrin + 50% gum arab
Analisis Data
Data warna, bau, tekstur, abu, protein kasar (PK), lemak kasar (LK), serat
kasar (SK), BETN, dan profil asam lemak dianalisis secara deskriptif. Sedangkan
data rendemen, kadar air, dan aktivitas air dianalisis secara statistik menggunakan
analisis ragam (ANOVA). Perbedaan nyata diantara perlakuan diuji menggunakan
uji DUNCAN (Steel dan Torrie 1993).
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati meliputi warna, bau, tekstur, rendemen, kadar air,
aktivitas air, proksimat, dan profil asam lemak.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Fisik Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
Warna, Bau, Tekstur dan Rendemen Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
Hasil pengamatan uji fisik menunjukkan bahwa setiap perlakuan secara
deskriptif mempengaruhi warna. Pada perlakuan A1 menghasilkan warna putih,
memiliki bau minyak wijen, dan tekstur halus. Perlakuan A2 secara umum
menghasilkan warna putih tulang, bau minyak wijen, dan tekstur halus. Begitu
juga dengan perlakuan A3 memberikan warna putih tulang, bau minyak wijen,
dan tekstur halus. Berbeda dengan perlakuan sebelumnya, perlakuan A4
menghasilkan warna putih kekuningan, bau minyak wijen, dan tekstur halus.
Menurut Raudah et al. (2013), warna dari maltodekstrin adalah putih sampai
kuning sedangkan warna dari sodium caseinat adalah putih. Blanchard dan Katz
6
(2006) menyatakan bahwa gum arab memiliki warna putih sedikit gelap
sedangkan maltodekstrin memiliki warna putih kekuningan. Menurut Hidayah et
al. (2014), mikroenkapsulasi minyak wijen dengan penambahan sodium caseinat
dan laktosa memiliki bentuk serbuk kristal, berukuran sangat kecil, dan halus.
Hasil pengamatan sifat fisik mikroenkapsulasi minyak wijen disajikan pada Tabel
1.
Tabel 1 Analisis warna,bau, dan tekstur mikroenkapsulasi minyak wijen
Peubah yang diamati
Perlakuan
Warna
Bau
Tekstur
Mikroenkapsulasi A1
Putih
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A2
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A3
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A4
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
A1 : 25% maltodekstrin + 75% sodium caseinate, A2 : 25% maltodekstrin + 75% gum arab, A3 :
50% maltodekstrin + 50% sodium caseinate, A4 :50% maltodekstrin + 50% gum arab
Mikroenkapsulasi
A1
Mikroenkapsulasi
A2
Mikroenkapsulasi
A3
Mikroenkapsulasi
A4
Gambar 2 Karakteristik produk mikroenkapsulasi minyak wijen dengan berbagai
bahan penyalut
Penambahan 50% maltodekstrin + 50% gum arab pada mikroenkapsulasi
minyak wijen terhadap rendemen berbeda nyata (P
TIDAK JENUH MINYAK WIJEN YANG DIKAPSULASI DENGAN
BERBAGAI BAHAN PENYALUT
RADEN NOVIANI HANIPAH
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI SUMBER INFORMASI
SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Karakteristik
Fisik dan Kimia Serta Profil Asam Lemak Tidak Jenuh Minyak Wijen yang
Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan Penyalut adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Raden Noviani Hanipah
D24110059
ABSTRAK
RADEN NOVIANI HANIPAH. Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam
Lemak Tidak Jenuh Minyak Wijen yang Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan
Penyalut. Dibimbing oleh SRI SUHARTI dan SURYAHADI.
Salah satu cara untuk menghindari perombakan asam lemak tidak jenuh di
dalam rumen adalah dengan teknik mikroenkapsulasi. Penelitian ini bertujuan
untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan penyalut terhadap karakteristik
mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan. Komposisi bahan penyalut yang
digunakan, yaitu 25% maltodekstrin dan 75% sodium caseinat, 25% maltodekstrin
dan 75% gum arab, 50% maltodekstrin dan 50% sodium caseinat, 50%
maltodekstrin dan 50% gum arab. Peubah yang diamati adalah karakteristik fisik
dan kimia. Penambahan 50% maltodekstrin dan 50% gum arab berpengaruh nyata
terhadap nilai rendemen dan dapat menurunkan nilai kadar air dan aktivitas air.
Penambahan sodium caseinat dan gum arab berdampak pada tingginya kandungan
oleat, linoleat dan linolenat. Mikroenkapsulasi minyak wijen menghasilkan abu
0.15%-2.44%, LK 10.53%-15.13%, PK 2.12%-41.05%, dan SK 0.66%-1.47%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi optimum untuk mikroenkapsulasi
adalah 50% maltodekstrin dan 50% gum arab.
Kata kunci: gum arab, maltodekstrin, minyak wijen, mikroenkapsulasi sodium
caseinat
ABSTRACT
RADEN NOVIANI HANIPAH. Characteristic of Physical and Chemical and
Unsaturated Fatty Acid Profile of Sesame Oil Capsulated by Various Coating
Materials. Supervised by SRI SUHARTI and SURYAHADI.
One way to avoid the overhaul of unsaturated fatty acids in the rumen was
the microencapsulation technique. The purpose of this study was to evaluate the
effect of various combination of coating materials on sesame oil
microencapsulation products. Coating materials composition used that were 25%
maltodekstrin and 75% sodium caseinate, 25% maltodekstrin and 75% gum
arabic, 50% maltodekstrin and 50% sodium caseinte, 50% maltodekstrin and 50%
gum arabic. The variables observed were physical and chemical characteristics.
The addition of 50% maltodextrin and 50% gum arabic significant effect on yield
value and could be reduce the value of the water content and water activity . The
less addition of sodium caseinat and gum arabic impact on the high content of
oleic, linoleic and linolenic. Sesame oil microencapsulation produces ash 0.15%2.44%, LK 10.53%-15.13%, PK 2.12%-41.05%, and SK 0.66%-1.47%. Result of
the reaseach indicated that the optimum coating materials composition was 50%
maltodekstrin and 50% gum arabic.
Keywords : gum arab, maltodekstrin, sesame oil, microencapsulation, sodium
caseinate
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA SERTA PROFIL ASAM LEMAK
TIDAK JENUH MINYAK WIJEN YANG DIKAPSULASI DENGAN
BERBAGAI BAHAN PENYALUT
RADEN NOVIANI HANIPAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Peternakan
pada
Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi: Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam Lemak Tidak
Jenuh Minyak Wijen yang dikapsulasi dengan Berbagai Bahan
Penyalut
Nama
: Raden Noviani Hanipah
NIM
: D24110059
Disetujui oleh
ｾ＠
Dr Sri Suharti, SPt Msi
Pembimbing I
Dr Ir Suryahadi, DEA
Pembimbing II
MHKMSi
Tanggal Lulus: (
•o 1 SEP
2015
)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul
“Karakteristik Fisik dan Kimia serta Profil Asam Lemak Tidak Jenuh Minyak
Wijen yang Dikapsulasi dengan Berbagai Bahan Penyalut”.
Penelitian ini bertujun untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan
penyalut (gum arab, maltodekstrin, dan sodium caseinat) terhadap kualitas
mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan meliputi sifat fisik dan kimia.
Tugas akhir merupakan salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar
sarjana peternakan di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Asam lemak tidak jenuh mudah sekali mengalami degradasi didalam
rumen sehingga perlu dilakukan proteksi. Salah satu cara untuk memproteksinya
dengan teknik mikroenkapsulasi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis
pengaruh komposisi bahan penyalut (maltodektrin, gum arab, dan sodium
caseinate) terhadap kualitas mikroenkapsulasi minyak wijen yang dihasilkan.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk kelulusan dan memperoleh gelar
Sarjana Peternakan. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih terdapat
kekurangan. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis sendiri, institusi
pendidikan dan pembaca secara umum.
Bogor, September 2015
Raden Noviani Hanipah
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Materi
2
Lokasi dan Waktu Penelitian
2
Prosedur
2
Uji Sifat Kimia
3
Uji Sifat Fisik
4
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
5
Karakteristik Fisik Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
5
Karakteristik Kimia Mikroenkapsualsi Minyak Wijen
7
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
11
RIWAYAT HIDUP
16
UCAPAN TERIMA KASIH
16
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
Karakteristik fisik mikroenkapsulasi minyak wijen
Kadar air dan aktivitas air
Kandungan nutrien mikroenkapsulasi minyak wijen
Profil asam lemak mikroenkapsulasi minyak wijen
5
6
8
9
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir proses mikroenkapsulasi
2 Nilai rendemen mikroenkapsulasi pada berbagai komposisi bahan
penyalut
3 Karakteristik fisik mikroenkapsulasi pada berbagai bahan penyalut
3
5
6
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Hasil uji warna mikroenkapsulasi
Hasil uji tekstur mikroenkapsulasi
Hasil uji bau mikroenkapsulasi
Hasil analisi ragam rendemen
Hasil analisis ragam kadar air
Hasil analisis ragam aktivitas air
13
13
13
14
14
14
PENDAHULUAN
Daging sapi mengandung asam lemak jenuh yang tinggi. Kandungan asam
lemak jenuh yang tinggi ini disebabkan karena adanya proses perombakan dari
asam lemak tidak jenuh menjadi asam lemak jenuh. Oleh sebab itu, perlu adanya
upaya peningkatan komposisi asam lemak tak jenuh pada daging. Salah satu cara
yang dapat dilakukan untuk meningkatkan komposisi asam lemak tak jenuh pada
daging adalah dengan penambahan sumber minyak nabati yang banyak
mengandung asam lemak tak jenuh. Sumber minyak nabati yang dapat digunakan
antara lain minyak wijen, minyak kanola, minyak flaxseed, minyak lenseed,
minyak biji bunga matahari, dan lain-lain. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh Hidayah et al. (2014), profil asam lemak minyak wijen yang diproteksi
mikroenkapsulasi dengan penambahan bahan penyalut sodium caseinat dan
laktosa memiliki kandungan oleat yang lebih tinggi dibandingkan minyak flaxseed.
Minyak wijen adalah minyak yang berasal dari biji wijen. Kandungan asam lemak
tak jenuh utama pada minyak wijen adalah linoleat (C18:2) 46.26% dan oleat
(C18:1) 38.84% (Nzikou et al. 2009). Kandungan asam lemak tak jenuh pada
minyak wijen mudah sekali dirombak di dalam rumen. Lemak yang masuk ke
dalam rumen akan mengalami proses hidrolisis yang akan menghasilkan asam
lemak bebas. Asam lemak bebas di dalam rumen akan mengalami proses
biohidrogenasi yang membuat asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh
(Bauman dan Lock 2006). Salah satu cara untuk menghindari perombakan asam
lemak tidak jenuh di dalam rumen adalah dengan teknik mikroenkapsulasi
terhadap minyak wijen.
Menurut Sri et al. (2012), mikroenkapsulasi adalah proses pembentukan
partikel-partikel kecil yang dikelilingi oleh suatu lapisan penyalut.
Mikroenkapsulasi merupakan teknik penyalutan bahan inti (core) dengan bahan
penyalut (enkapsulan) yang memiliki hasil akhir berupa mikrokapsul dengan
ukuran micron (0.2-5000 µm) (King 1995). Pada proses mikroenkapsulasi minyak
wijen, tujuan mikroenkapsulasi adalah memproteksi asam lemak tidak jenuh yang
terdapat pada minyak wijen menggunakan berbagai bahan penyalut. Dalam proses
pembuatan mikroenkapsulasi dengan metode spray drying bahan cair akan
mengalami proses pembentukan emulsi yang stabil, hasil emulsi tersebut
kemudian akan diatomisasi dengan menghubungkan udara panas yang
dihembuskan ke ruang pengering menggunakan nozzle. Partikel yang
disemprotkan dari nozzle akan membentuk droplet. Akibat kontak dengan udara
panas, droplet kemudian akan diuapkan dan mendorong pembentukan
mikrokapsul (Dziezak 1988).
Pembuatan mikroenkapsulasi membutuhkan bahan penyalut yang
berfungsi sebagai bahan pengikat. Pemilihan bahan penyalut menjadi penting
karena akan mempengaruhi kemampuan penyalutan terhadap bahan inti. Bahan
penstabil emulsi yang baik digunakan dalam mikroenkapsulasi diantaranya
sodium caseinat, gum arab, dan maltodekstrin. Gum arab memiliki karakteristik
enkapsulasi yang baik (kelarutan tinggi, viskositas rendah) (Charve dan
Reineccius 2009). Selain itu, gum arab dapat melindungi fungsi koloid karena
memiliki emulsifying agent yang baik, sehingga dapat digunakan pada emulsi
minyak dalam air (Nurhasanah et al. 2011). Maltodekstrin memiliki sifat yang
2
dapat membentuk film, memiliki sifat browning yang rendah, dan memiliki daya
ikat kuat (Moore et al. 2005). Sodium caseinat memiliki sifat emulsifikasi yang
baik, agen pengental, agen pengeras dan water-fat binding (Ruis 2007). Penelitian
ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh komposisi bahan penyalut
(maltodektrin, gum arab, dan sodium caseinat) terhadap kualitas mikroenkapsulasi
minyak wijen yang dihasilkan.
METODE
Materi
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah miyak wijen
yang diperoleh dari CV. MH Farm Bogor, maltodekstrin dari PT. Setia Guna
Bogor, sodium kaseinat dari Sigma Aldrich, dan gum arab dari PT. Brataco Bogor,
air, BaCl2, kertas saring whatman, kertas A4, NaOH 0.1 N, H2SO4, plastik,
akuades, NaOH dalam metanol 0.2 N, dan Na2SO4.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah spray drayer (Mini Spray
drier Buchi-190), gelas piala, desikator, erlenmeyer, kromatografi gas, gunting,
gelas ukur plastik, gelas ukur (100 ml dan 500 ml), sudip, cawan, alitea XV,
soxhlet, vacum pump, tanur, labu khjedal, timbangan analitik, hot plate, water
activity meter, alat pengepres, beaker glass cawan, homogenizer (armfield L4R),
oven 105°C, oven suhu 60°C, kuas, labu ukur, neraca digital, labu destilasi,
corong buchner dan desikator.
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Industri Pakan, Laboratorium
Terpadu Kimia, Laboratorium Penelitian Antar Universitas (PAU), Laboratorium
Ilmu dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan IPB dan Laboratorium Pilot Plant
SEAFAST Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan pada
bulan April sampai Juni 2015.
Prosedur
Pembuatan Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi dibuat mengacu pada Carneiro et al. (2013). Tahap
pertama yang dilakukan dalam pembuatan mikroenkapsulasi adalah pencampuran
bahan inti dengan bahan penyalut sampai homogen. Pembuatan proses
mikroenkapsulasi dengan menggunakan metode spray dryer (suhu inlet 180 ±
5˚C dan outlet 80 ± 5 ˚C serta tekanan 5 barr). Spray dryer yang digunakan adalah
3
tipe mini spray dryer Buchi 190. Bahan penyalut maltodekstrin dan sodium
caseinat dengan imbangan 25%:75%, maltodekstrin dan gum arab dengan
imbangan 25%:75%, maltodekstrin dan sodium caseinat dengan imbangan
50%:50%, maltodekstrin dan gum arab dengan imbangan 50%:50%. Bahan inti
dan bahan penyalut dihomogenisasi selama 10 menit dengan kecepatan 1000 rpm.
Penimbangan Bahan Inti
Penimbangan Bahan Penyalut
Diaduk dalam pelarut air
Homogenisasi selama 10 menit dengan
kecepatan 10.000 rpm
Mikroenkapsulasi dengan metode spray
dryer (suhu inlet 180±5 °C dan outlet
80±5 °C)
Produk mikroenkapsulasi berukuran
0.2-5000 µm
Gambar 1 Diagram alir proses pembuatan mikroenkapsulasi
Uji Sifat Kimia
Analisis Proksimat. Pengujian nutrien bahan mikroenkapsulasi menggunakan
analisis proksimat yang terdiri dari nilai abu, protein kasar (PK), lemak kasar
(LK), serat kasar (SK) dan bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN) (AOAC 2005).
Nilai total digestible nutrient (TDN) diperoleh dari persamaan (Owens et al.
2010):
TDN = (0.9918 x 18) + (1.272 x LK) + (0.0318 x SK) + (0.8904 x BETN)
Analisis Kadar Air (AOAC 2005). Sampel sebanyak 3 g ditimbang dan
dimasukkan dalam cawan yang telah diketahui bobotnya. Selanjutnya sampel dan
cawan dimasukkan dalam oven bersuhu 105°C selama 24 jam. Sampel dan cawan
didinginkan dan ditimbang. Kadar air sampel dapat dihitung dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air =
x 100%
4
Analisis Aktivitas Air (Aw). Aktivitas air produk mikroenkapsulasi diukur
dengan menggunakan water activity meter. Sebelum pengukuran, alat dikalibrasi
menggunakan barium klorida (BaCl2) selama 24 jam sampai menunjukkan angka
kalibrasi 0.9. Selanjutnya sampel ditimbang sebanyak 5 g. Sampel dimasukkan ke
dalam tempat sampel, lalu diletakkan ke dalam alat pengukur. Setelah 3 jam, nilai
aktivitas air akan terlihat pada layar alat pengukur. Aktivitas air ditentukan
dengan rumus:
Aktivitas air (Aw) = skala + [(suhu-20˚C) x 0.002]
Analisis Profil Asam Lemak. Asam lemak dianalisis menggunakan alat
kromatografi gas dengan kolom yang berisi teknokroma TR-CN 100 dengan
metode AOAC (2005):969.33.
Sampel sendiri berasal dari proses
mikroenkapsulasi berupa bubuk. Lemak sampel didapatkan dengan cara sampel
diekstraksi dengan cara menambahkan kloroform : methanol (2:1) sebanyak 5 ml
pada 5-10 g sampel, selama satu malam distirrer dengan putaran 300 rpm. Setelah
didistirrer, sampel disaring menggunakan kertas saring wathman yang
ditambahkan cairan Na2SO4 sebanyak 1 sendok. Setelah itu dievaporator dengan
suhu ± 70˚C. Selanjutnya, lemak sampel yang didapat dimestilisasi dengan
menambahkan NaOH dalam methanol 0.2 N sebanyak 10 ml. Selanjutnya lemak
sampel dipanaskan hingga mendidih untuk proses hidrolisis. Hasil yang didapat
tersebut dikocok hingga tercipta pisahan heptan dan NaCl secara jelas. Heptan
kemudian ditransfer sebanyak 1.5-2 ml ke dalam tabung gelas untuk analisis profil
asam lemak menggunakan kromatografi gas.
Uji Sifat Fisik
Rendemen. Analisis rendemen bertujuan untuk mengetahui efesiensi proses
pembuatan bubuk kapsul dari setiap formulasi bahan. Analisis perhitungan
rendemen menggunakan rumus:
Rendemen (%) =
x 100%
Warna, Bau, dan Tekstur. Uji warna, bau, dan tekstur dilakukan untuk
mengetahui perbedaan warna, bau, dan tekstur pada masing-masing perlakuan. Uji
warna, bau, dan tekstur dilakukan secara kualitatif dengan cara melihat secara
langsung terhadap warna, bau, dan tekstur dari masing-masing perlakuan.
Pengujian tersebut dilakukan oleh 10 orang panelis dengan pengujian warna
(putih, putih tulang, dan putih kekuningan), bau (sangat bau minyak wijen, bau
minyak wijen, tidak berbau), dan tekstur (sangat halus, halus, dan tidak halus)
5
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
rancangan acak lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan dan 3 ulangan. Model
matematik yang digunakan adalah sebagai berikut :
Yij = µ + τi + ε ij
Keterangan :
Yij
: Respon percobaan dari perlakuan ke-I dan ulangan ke-j
µ
: Rataan umum
τi
: Efek perlakuan ke-i
ε ij
: Error perlakuan ke-I dan ulangan ke-j
Perlakuan
Perlakuan yang diberikan adalah :
A1 : 25% maltodekstrin + 75% sodium caseinat
A2 : 25% maltodekstrin + 75% gum arab
A3 : 50% maltodekstrin + 50% sodium caseinat
A4 : 50% maltodekstrin + 50% gum arab
Analisis Data
Data warna, bau, tekstur, abu, protein kasar (PK), lemak kasar (LK), serat
kasar (SK), BETN, dan profil asam lemak dianalisis secara deskriptif. Sedangkan
data rendemen, kadar air, dan aktivitas air dianalisis secara statistik menggunakan
analisis ragam (ANOVA). Perbedaan nyata diantara perlakuan diuji menggunakan
uji DUNCAN (Steel dan Torrie 1993).
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati meliputi warna, bau, tekstur, rendemen, kadar air,
aktivitas air, proksimat, dan profil asam lemak.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Fisik Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
Warna, Bau, Tekstur dan Rendemen Mikroenkapsulasi Minyak Wijen
Hasil pengamatan uji fisik menunjukkan bahwa setiap perlakuan secara
deskriptif mempengaruhi warna. Pada perlakuan A1 menghasilkan warna putih,
memiliki bau minyak wijen, dan tekstur halus. Perlakuan A2 secara umum
menghasilkan warna putih tulang, bau minyak wijen, dan tekstur halus. Begitu
juga dengan perlakuan A3 memberikan warna putih tulang, bau minyak wijen,
dan tekstur halus. Berbeda dengan perlakuan sebelumnya, perlakuan A4
menghasilkan warna putih kekuningan, bau minyak wijen, dan tekstur halus.
Menurut Raudah et al. (2013), warna dari maltodekstrin adalah putih sampai
kuning sedangkan warna dari sodium caseinat adalah putih. Blanchard dan Katz
6
(2006) menyatakan bahwa gum arab memiliki warna putih sedikit gelap
sedangkan maltodekstrin memiliki warna putih kekuningan. Menurut Hidayah et
al. (2014), mikroenkapsulasi minyak wijen dengan penambahan sodium caseinat
dan laktosa memiliki bentuk serbuk kristal, berukuran sangat kecil, dan halus.
Hasil pengamatan sifat fisik mikroenkapsulasi minyak wijen disajikan pada Tabel
1.
Tabel 1 Analisis warna,bau, dan tekstur mikroenkapsulasi minyak wijen
Peubah yang diamati
Perlakuan
Warna
Bau
Tekstur
Mikroenkapsulasi A1
Putih
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A2
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A3
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
Mikroenkapsulasi A4
Putih Tulang
Minyak Wijen
Halus
A1 : 25% maltodekstrin + 75% sodium caseinate, A2 : 25% maltodekstrin + 75% gum arab, A3 :
50% maltodekstrin + 50% sodium caseinate, A4 :50% maltodekstrin + 50% gum arab
Mikroenkapsulasi
A1
Mikroenkapsulasi
A2
Mikroenkapsulasi
A3
Mikroenkapsulasi
A4
Gambar 2 Karakteristik produk mikroenkapsulasi minyak wijen dengan berbagai
bahan penyalut
Penambahan 50% maltodekstrin + 50% gum arab pada mikroenkapsulasi
minyak wijen terhadap rendemen berbeda nyata (P