Kajian Pengaruh Kadar Asam Lemak Bebas Terhadap Sifat Termal Minyak Sawit Kasar
KAJIAN PENGARUH KADAR ASAM LEMAK BEBAS
TERHADAP SIFAT TERMAL MINYAK SAWIT KASAR
HARRIDIL HAQ
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Pengaruh Kadar
Asam Lemak Bebas terhadap Sifat Termal Minyak Sawit Kasar adalah benar
karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun 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, Agustus 2014
Harridil Haq
NIM F24100079
ABSTRAK
HARRIDIL HAQ. Kajian Pengaruh Kadar Asam Lemak Bebas terhadap
Sifat Termal Minyak Sawit Kasar. Dibimbing oleh NUR WULANDARI.
Minyak sawit merupakan salah satu komoditas pertanian terbesar di
Indonesia. Sejak tahun 2006, Indonesia bahkan tercatat sebagai produsen minyak
sawit terbesar dunia. Pencapaian ini tentu didukung oleh industri minyak sawit
kasar atau Crude Palm Oil (CPO) yang merupakan bahan baku minyak sawit.
Indonesia mampu memproduksi 19,85 ton CPO pada tahun 2010 dengan 30,25%
merupakan komoditas ekspor. CPO di Indonesia mengacu pada SNI 01-29012006 tentang minyak kelapa sawit kasar. Di dalam aturan tersebut CPO yang
layak diperjualbelikan memiliki kadar asam lemak bebas (ALB) yang kurang
dari 5%. Dalam prakteknya, industri masih merasa sulit untuk memenuhinya. Hal
ini terutama disebabkan oleh proses penanganan yang kurang baik sehingga
aktifitas enzim lipoksigenase dapat dengan mudah meningkatkan ALB. Dengan
keadaan tersebut, mendorong terjadinya praktek adulterasi dengan cara
mencampurkan CPO yang telah out of spec (kadar ALB lebih dari 5%) dengan
CPO berkadar ALB kurang dari 5% sehingga didapatkan kadar ALB yang sesuai
dengan standar. Proses pencampuran ini disinyalir dapat memberikan dampak
pada sifat fisikokimia khususnya sifat termal serta memengaruhi proses awal
pengolahan CPO, yakni fraksinasi. Hal ini disebabkan ALB, yang merupakan
impurities, dicurigai memiliki pengaruh terhadap sifat termal CPO. Penelitian ini
merupakan pemetaan awal dari sifat fisikokimia CPO yang dapat menjadi dasar
untuk menemukan adanya parameter fisik yang mampu mendeteksi terjadinya
proses pencampuran CPO. Penelitian ini dibatasi pada uji SNI 01-2901-2006 dan
uji penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan. Hasil telah menunjukkan
bahwa terdapat korelasi antara kadar ALB terhadap sifat termal dari CPO
campuran. Namun korelasi yang kuat terjadi hanya pada beberapa sifat termal
yaitu titik potong kurva kristalisasi, peak pelelehan olein, dan titik potong kurva
pelelehan.
Kata kunci: Crude Palm Oil, asam lemak bebas, sifat termal, thermogram
kristalisasi dan pelelehan
ABSTRACT
HARRIDIL HAQ. Study on the Effect of Free Fatty Acid Content to the
Thermal Properties of Crude Palm Oil. Supervised by NUR WULANDARI
Palm oil is one of the biggest agricultural commodity from Indonesia.
Since 2006, Indonesia known as the biggest palm oil producer in the world. This
achievement is supported by crude palm oil (CPO) industry as the main raw
material for palm oil products. Indonesia produced 19,85 tons of CPO in the end
of 2010. More than thirty percent of CPO was exported from this country. The
distribution of CPO in Indonesia refers to SNI 01- 2901-2006 for crude palm oil.
From this regulation, good quality CPO must have free fatty acid (FFA) content
less than 5%. It is still difficult for industry to comply the standards in their
practices. This difficulities because of the number of FFA will always be rised if
the handling doesn’t proper enough that makes lipoxygenase active to break
fatty acid of CPO. This condition will induce the number of adulteration of CPO
by mix the out of spec CPO (FFA more than 5%) with the in spec CPO (FFA
less than 5%). This adulteration gave some effect to physicochemistry
characteristic especially thermal characteristic of CPO. The study is an early
research in mapping the correlation between FFA and thermal characteristics in
mixed CPO which can be a science base to find a physical characteristics in
detecting mixing process of CPO. All of the experiments based on SNI 01-29012006 and crystallization and melting thermogram analysis. The result is the
amount of FFA affects thermal characteristics. But strong correlation only
appears on some thermal characteristics such as intersection point of
crystallization, melting peak of olein, and intersection point of melting.
Keywords: crude palm oil, free fatty acid, thermal characteristics, crystalization
and melting thermogram
KAJIAN PENGARUH KADAR ASAM LEMAK BEBAS
TERHADAP SIFAT TERMAL MINYAK SAWIT KASAR
HARRIDIL HAQ
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga tulisan ini dapat diselesaikan. Penelitian berjudul Kajian Pengaruh
Kadar Asam Lemak Bebas terhadap Sifat Termal Minyak Sawit Kasar mulai
dilaksanakan sejak Juni 2013 dan selesai pada Mei 2014.
Penelitian
dilaksanakan di laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Institut
Pertanian Bogor dan laboratorium SEAFAST CENTER, IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr. Nur Wulandari, STP. MSi
selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan dan arahan selama penelitian
ini berlangsung. Terima kasih penulis juga sampaikan kepada Bapak Andri
Camus dari PT. SMART Tbk. yang telah membantu sehingga penelitian ini
dapat berjalan dengan lancar. Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada
teman-teman yang bersama-sama berjuang dalam penelitian terkait minyak sawit
Rahmalia Susanti, Raditya Prabowo, Stephanie Angka, Alfia Nurul Ilma, Ayu
Pramesti, Striwicesa Hangganararas, Arintiara Ramadhyastasari dan Rizki
Ardhiwan atas segala kebersamaan, kerjasama dan bantuannya selama penelitian
berlangsung. Selain itu terima kasih disampaikan juga kepada seluruh teknisi
laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan dan laboratorium
SEAFAST CENTER serta staf UPT ITP atas segala bimbingan dan bantuan
yang telah diberikan selama penelitian ini berlangsung.
Tidak lupa ungkapan terima kasih disampaikan kepada Papa, Mama, Uni,
Riri, dan Rakan atas segala semangat yang diberikan. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada temen-teman dari UKM MAX!!, Himitepa, Jakarta
Community, Wisma Baitussalam, teman-teman ITP Angkatan 47 (Doa Ibu!!)
dan khususnya kepada teman-teman Qobs yang senantiasa membangkitkan
semangat dalam menyelesaikan penelitian ini.
Sebagai penutup, penulis sangat menyadari bahwa penelitian ini masih
belum sempurna. Untuk itu, penulis membuka ruang seluas-luasnya untuk kritik
serta saran yang dapat membangun penelitian ini agar lebih baik. Penulis juga
berharap agar tulisan ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak terutama terhadap
perkembangan pangan Indonesia.
Bogor, Agustus 2014
Harridil Haq
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat
2
METODOLOGI PENELITIAN
3
Bahan dan Alat
3
Metode Penelitian
3
Metode Analisis
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
11
11
Proses Pencampuran untuk Mendapatkan Sampel CPO pada Berbagai Kadar
Asam Lemak Bebas
12
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel CPO Hasil Pencampuran
13
Uji Korelasi Parameter Fisikokimia CPO Hasil Pencampuran
22
SIMPULAN DAN SARAN
25
Simpulan
25
Saran
26
DAFTAR PUSTAKA
27
RIWAYAT HIDUP
43
DAFTAR TABEL
1. Hasil Pengujian SNI 01-2901-2006 Dua Sampel CPO Awal
2. Formulasi pencampuran dua sampel CPO berdasarkan Metode
Pearson’s square
3. Uji konfirmasi kadar asam lemak bebas sampel campuran
4. Uji SNI 01-2901-2006 sampel CPO campuran
5. Uji Slip Melting Point Sampel CPO
6. Suhu sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram kristalisasi sampel
7. Suhu sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram pelelehan sampel
8. Energi sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram kristalisasi sampel
9. Energi sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram pelelehan sampel
10. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap suhu sifat
termal sampel CPO
11. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap suhu sifat
termal sampel CPO
12. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap satuan
energi DSC sifat termal sampel CPO
13. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap satuan
energi DSC sifat termal sampel CPO
11
12
13
14
15
20
21
22
22
23
23
24
25
DAFTAR GAMBAR
1. Diagram alir penelitian minyak sawit kasar
2. Perhitungan fraksi sampel pencampur menurut metode
pearson's square
3. Grafik kontinyu proses kristalisasi dan pelelehan
4. Kurva tipikal thermogram kristalisasi sampel CPO yang
diperoleh dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
5. Kurva tipikal thermogram pelelehan sampel CPO yang
diperoleh dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
6. Uji warna seluruh sampel CPO
7. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 2,81% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
8. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,05% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
4
5
9
10
10
14
16
16
9. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,55% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
10. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,91% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
11. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 4,65% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
12. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 5,33% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
13. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 5,75% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
14. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 6,22% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
15. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 6,30% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
17
17
17
18
18
18
19
DAFTAR LAMPIRAN
1. Kadar asam lemak bebas sampel crude palm oil beserta hasil
ANOVA dan uji Duncan
2. Bilangan iod sampel crude palm oil beserta hasil ANOVA dan
uji Duncan
3. Kadar air dan pengotor sampel crude palm oil beserta hasil
ANOVA dan uji Duncan
4. Uji korelasi Pearson kadar asam lemak bebas terhadap bilangan
iod serta kadar air dan pengotor
5. Sifat termal dari sampel CPO berdasarkan thermogram
kristalisasi dan pelelehan
6. ANOVA dan uji Duncan titik potong kristalisasi sampel crude
palm oil
7. ANOVA dan uji Duncan peak pelelehan stearin sampel crude
palm oil
8. ANOVA dan uji Duncan titik potong kristalisasi sampel crude
palm oil
29
32
35
38
39
40
41
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak sawit merupakan salah satu komoditas pertanian terbesar di Indonesia.
Sejak tahun 2006 Indonesia merupakan produsen minyak sawit terbesar di dunia
(USDA 2007). Keberadaan komoditi ini tidak lepas dari keberadaan minyak sawit
kasar yang tercatat oleh Direktorat Jenderal Perkebunan, Departemen Pertanian RI
yang mencapai 19,85 juta ton pada tahun 2010 (Ditjenbun 2011). Minyak sawit
kasar atau Crude Palm Oil (CPO) merupakan salah satu bentuk produk
intermediet yang berasal dari mesokarp tanaman sawit. Pemanfaatan mesokarp
dari tanaman sawit mampu memenuhi 56% total produksi minyak Indonesia
(Pasaribu 2004). Penggunaan minyak sawit tercatat mencapai 90% sebagai produk
pangan dan sisanya digunakan untuk produk non-pangan (Basiron 2005).
Penggunaan terbesar ialah sebagai minyak goreng yang mencapai 60,65% dari
total distribusi CPO dan diikuti oleh kebutuhan ekspor yang mencapai 30,25%
(DJIAK 2009). Oleh sebab itu, studi mengenai minyak sawit kasar di Indonesia
perlu mendapat perhatian khusus mengingat perdagangannya memiliki nilai
strategis terhadap perekonomian Indonesia.
CPO terdiri dari gliserida yang tersusun oleh serangkaian asam lemak (Choo
et al. 1989). Komponen utama CPO adalah triasilgliserida (TAG) yang mencapai
94% dari CPO. Selain itu, terdapat diasilgliserida (DAG) yang berjumlah 4% 7,5% dari bobot CPO (Chong et al. 2007). Komposisi asam lemak tertinggi pada
CPO adalah asam palmitat (C16:0) yang mencapai 47% (May, 1994). Keberadaan
asam lemak bebas dipengaruhi oleh keberadaan trigliserida dan diasilgliserida dan
perubahannya selama penanganan CPO berlangsung.
Keberadaan asam lemak mempengaruhi sifat fisikokimia dari CPO. Hal ini
senada dengan pernyataan Tan dan Che Man (2000) yang menyatakan bahwa
thermogram kristalisasi hanya dipengaruhi oleh komposisi kimia dari suatu
minyak. Beberapa karakteristik termal seperti melting point dan crystallization
point mempunyai peranan penting dalam quality control maupun usaha
pengolahan produk pangan seperti memberikan mouthfeel, memperbaiki proses
fraksinasi, memperbaiki kualitas dan stabilitas, bahkan mampu memperpanjang
umur simpan produk (Wulandari et al. 2011).
Proses yang sangat erat kaitannya dengan sifat termal adalah proses fraksinasi.
Fraksinasi merupakan proses pengkristalan dari sejumlah gliserida yang kemudian
dipisahkan dari bagian cairnya (Jacobsberg dan Ho 1976) yang selanjutnya
dikenal dengan dua fraksi yakni stearin dan olein. Proses fraksinasi merupakan
tahapan awal dari pengolahan CPO. Proses ini sangat dipengaruhi oleh
pembentukan kristal yang erat kaitannya dengan berbagai sifat termal yang
dimiliki CPO. Oleh sebab itu, tingginya kadar asam lemak bebas dicurigai
mempengaruhi titik leleh CPO yang dapat menyebabkan rendemen olein menjadi
rendah sehingga proses fraksinasi tidak optimal.
Jumlah ALB selama proses perlakuan maupun penyimpanan CPO dapat terus
bertambah akibat reaksi oksidasi, hidrolisis, maupun aktifitas enzim lipoksigenase
(Rohani et al. 2006). Peningkatan nilai ALB ini menjadi masalah tersendiri bagi
pelaku industri dan dihindari selama proses fraksinasi berlangsung.
2
Proses pendistribusian minyak sawit kasar di Indonesia dikelola dengan
persyaratan mutu yang diatur melalui Standar Nasional Indonesia (SNI). Standar
CPO yang digunakan adalah SNI 01-2901-2006 mengenai Minyak Kelapa Sawit
Mentah (Crude Palm Oil) yang disusun oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN).
Salah satu aturan mutu yang menjadi fokus kajian dalam penelitian ini adalah
keberadaan asam lemak bebas (ALB). Kadar ALB harus tidak lebih dari 5% (BSN
1992).
Keberadaan aturan SNI yang menghendaki nilai ALB berkisar 5%,
mendorong terjadinya praktek adulterasi dengan cara mencampurkan CPO yang
telah out of spec (kadar ALB lebih dari 5%) dengan CPO berkadar ALB kurang
dari 5%, sehingga didapat hasil CPO campuran dengan kadar yang sesuai dengan
standar yakni kurang dari 5%. Terjadinya praktek pencampuran tersebut
disinyalir mampu memberikan dampak terhadap sifat fisikokimia dari CPO
campuran, khususnya pada proses fraksinasi minyak sawit yang dapat dianalisis
melalui sifat termalnya.
Penelitian Chong et al. (2007) telah menunjukkan bagaimana korelasi struktur
kristal CPO menggunakan X-Ray Difraction dan Differential Scanning
Calorimetry (DSC) yang menghasilkan pola pembentukan kristal terhadap suhu
kristalisasi. Penelitian tersebut menunjukkan adanya keterkaitan komposisi DAG
terhadap struktur polimorfik dari sampel, sedangkan di dalam penelitian ini ingin
diketahui korelasi secara langsung antara kandungan asam lemak bebas di dalam
CPO terhadap sifat kristalisasi CPO yang dipelajari melalui sifat termal CPO
menggunakan DSC. Melalui penelitian ini akan diperoleh pemetaan sifat termal
pada sampel CPO dengan kandungan ALB yang memenuhi standar (ALB < 5%)
dan melewati standar (ALB > 5%). Data dasar tersebut akan berguna di dalam
menentukan apakah kadar ALB memiliki korelasi yang erat dengan sifat
termalnya, untuk digunakan lebih lanjut sebagai parameter penciri terjadinya
proses pencampuran antara CPO yang memenuhi standar dengan CPO yang
melewati standar. Selain itu data dasar ini juga dapat memberikan informasi
pendukung terkait sifat termal CPO yang berperan dalam desain proses fraksinasi
CPO yang lebih optimal sesuai dengan spesifikasi bahan baku CPO yang
digunakan.
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah memperoleh data dasar
berupa peta hubungan antara kadar asam lemak bebas CPO terhadap sifat
termalnya. Pemetaan data sifat termal CPO tersebut dilakukan pada kisaran ALB
yang lebih rendah dan lebih tinggi dari standar ALB CPO dalam SNI 01-29012006 sebesar maksimal 5%.
Manfaat
Penelitian ini memberikan manfaat berupa tersedianya data dasar hubungan
antara kadar ALB dengan sifat termal CPO yang terkait erat dengan kinerja
fraksinasi. Hal ini akan berguna di dalam mendesain proses fraksinasi CPO yang
lebih optimal sesuai dengan spesifikasi bahan baku CPO yang digunakan.
3
METODOLOGI PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah sampel CPO dengan kadar ALB di
bawah 5% dan di atas 5% yang diperoleh dari industri pengolahan minyak sawit
PT SMART Tbk. Dalam penelitian ini juga digunakan etanol 97% pro-analyses
(p.a), n-heksan pro-analyses (p.a), larutan Wijs, indikator phenolphtalein,
indikator kanji, larutan KI 10%, sikloheksana pro-analyses (p.a), kertas saring
Whatman No.41, larutan NaOH 0,1 N, larutan Na2SO3 0,1 N, kristal Kalium
Hidroxy Phtalate, K2CrO3, aluminium foil, es batu dan air destilata.
Alat
Peralatan yang digunakan adalah Differential Scanning Calorimetry (DSC)
tipe DSC-60 (Shimadzu Corp., Jepang) digunakan bersama software Thermal
Analysis System TA-60WS untuk memperoleh kurva profil entalpi (thermogram).
Selain itu digunakan penangas air, alat penimbang, homogenizer high-shear,
pompa vakum, penyaring buchner, hot plate, magnetic stirer, oven pengering,
cawan porselin, desikator, termometer, bulb, tabung kapiler Marienfeld, pan
aluminium, dan beberapa alat gelas lain.
Metode Penelitian
Penelitian ini terbagi atas empat tahap yakni analisis sifat fisikokimia
sampel awal CPO, proses pencampuran untuk mendapatkan sampel CPO pada
berbagai kadar asam lemak bebas, analisis sifat fisikokimia sampel CPO hasil
pencampuran, uji korelasi parameter fisikokimia CPO hasil pencampuran.
Keempat tahap tersebut ditunjukkan pada Gambar 1. Penelitian dilakukan
sebanyak dua kali pengulangan. Sampel awal yang diharapkan untuk diuji pada
keempat tahap berasal dari dua jenis CPO dengan kadar ALB yang berbeda yakni
sampel dengan Kadar ALB di bawah 5% dan di atas 5%.
4
Gambar 1 Diagram alir penelitian minyak sawit kasar
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik
fisikokimia dari sampel awal. Penelitian pendahuluan ini dilakukan berdasarkan
SNI 01-2901-2006 meliputi uji warna, kadar air dan pengotor, kadar asam lemak
bebas, dan bilangan iod. Uji warna dilakukan dengan metode visual, uji kadar air
dan pengotor menggunakan metode hot plate, uji kadar asam lemak bebas dengan
metode titrasi dan uji bilangan iod dengan metode titrasi. Secara lebih lengkap
metode analisis dapat dilihat di bagian Metode Analisis pada Metodologi
Penelitian. Setelah didapat kadar ALB sesuai dengan yang diharapkan, maka
pengujian dapat dilanjutkan ke proses selanjutnya.
5
Proses Pencampuran untuk Mendapatkan Sampel CPO pada Berbagai
Kadar Asam Lemak Bebas
Proses pencampuran sampel CPO dilakukan untuk mendapatkan suatu seri
sampel CPO campuran dengan perbedaan kadar ALB tiap sampelnya berkisar
0,5%. Pencampuran dilakukan dengan metode Pearson’s square berdasarkan
kadar asam lemak bebas awal. Metode ini merupakan cara untuk mengukur
jumlah fraksi dari dua pencampur. Fraksi dihitung berdasarkan perbandingan
jumlah pencampur terhadap total pencampuran sesuai contoh pada Gambar 2.
Gambar 2 Perhitungan fraksi sampel pencampur menurut metode pearson's
square
Pencampuran dimulai dengan memanaskan sampel kemudian mengukur
sesuai hasil perhitungan fraksi dengan menggunakan gelas ukur. Total volume
campuran ditepatkan sebanyak 500 mL. Sampel kemudian dihomogenkan dengan
homogenizer high-shear pada kecepatan rendah selama 60 detik. Selanjutnya
sampel diletakkan pada wadah tertutup kedap cahaya, kemudian dilakukan uji
konfirmasi kadar ALB agar memastikan proses pencampuran berjalan baik.
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel CPO Hasil Pencampuran
Setelah seri sampel CPO yang terkonfirmasi didapat, dilakukan analisis sifat
fisikokimia sampel CPO yang terdiri atas analisis CPO campuran berdasarkan
SNI 01-2901-2006 dan analisis sifat termal CPO campuran. Analisis CPO
campuran dilakukan menurut SNI 01-2901-2006 meliputi uji kadar asam lemak
bebas, warna, kadar air dan pengotor, serta bilangan iod. Uji kadar asam lemak
dilakukan dengan metode titrasi. Uji warna dilakukan secara visual. Kadar air dan
kadar pengotor dilakukan menggunakan metode hot plate, sedangkan bilangan iod
dilakukan dengan metode Wijs.
Analisis sifat termal terhadap CPO campuran terbagi atas uji slip melting
point dan penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dengan analisis
kalorimetri dinamis menurut Saberi et al. (2011). Pengujian slip melting point
dilakukan berdasarkan metode yang tercatat pada AOCS Cc 3-25 (1997).
6
Penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dilakukan dengan menggunakan
alat Differential Scanning Calorimetry. Data yang dihasilkan berupa suatu grafik
yang terdiri dari thermogram kristalisasi dan pelelehan yang bersifat kontinyu.
Berdasarkan grafik dapat ditentukan titik onset kristalisasi stearin, peak
kristalisasi stearin, titik potong kristalisasi, peak kristalisasi olein, titik offset
kristalisasi olein, titik onset pelelehan olein, peak pelelehan olein, titik potong
pelelehan, peak pelelehan stearin, dan titik offset kristalisasi stearin.
Uji Korelasi Parameter Fisikokimia CPO Hasil Pencampuran
Analisis korelasi ALB dilakukan dengan menggunakan Pearson’s
correlation setelah sebelumnya setiap parameter diuji menggunakan Analysis of
Variance (ANOVA) untuk mengetahui penyebaran nilai di dalam suatu parameter.
Pearson’s correlation merupakan uji yang digunakan untuk menentukan seberapa
kuat korelasi antar kedua parameter. Kadar ALB dikorelasikan terhadap setiap
titik dari thermogram untuk mengetahui parameter sifat termal yang paling
dipengaruhi oleh kadar ALB.
Metode Analisis
Analisis Warna (SNI 01-2901-2006)
Uji warna dilakukan secara visual. Atribut mutu visual yang baik
ditunjukkan dengan warna CPO jingga kemerah-merahan (BSN 2006).
Kadar Air (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar air CPO dilakukan berdasarkan metode hot plate (AOCS
1997). Contoh uji ditimbang dengan teliti sebanyak 10-20 g di dalam gelas piala
100 mL yang telah diketahui bobotnya. Contoh uji dipanaskan sambil
digoyangkan secara perlahan sampai tidak ada percikan lagi. Suhu pemanasan
tidak boleh melebihi 130 oC. Bila titik akhir telah tercapai, contoh uji dipanaskan
hingga mengeluarkan asap. Selanjutnya contoh uji dimasukkan dan didiamkan
lagi dalam desikator selama ±15 menit, lalu ditimbang bobotnya. Perlakuan
pemanasan dan pendinginan diulangi lagi beberapa kali hingga selisih bobot
antara dua kali penimbangan tidak melebihi 0,02% dari bobot uji. Kadar air
dilakukan secara duplo dan dinyatakan dalam 3 desimal.
( 1− 2)
Kadar air (%) = 100
1−
Keterangan:
W
adalah bobot wadah (g);
W1
adalah bobot wadah dengan contoh uji
sebelum dikeringkan (g);
W2
adalah bobot wadah dengan contoh uji
setelah dikeringkan (g).
Kadar Pengotor (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar pengotor dilakukan dengan metode gravimetri (BSN
2006). Kadar pengotor dihitung sebagai bahan yang terkandung dalam CPO yang
tidak larut dalam n-heksana. Pengujian menggunakan contoh uji hasil penentuan
7
kadar air yang telah diketahui bobotnya. Kertas saring Whatman No.41 yang akan
dipakai dicuci dengan n-heksana, dikeringkan dalam oven bersuhu 103 oC selama
30 menit, didinginkan di dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang.
Sementara itu ke dalam contoh uji ditambahkan 50 mL n-heksana dan dipanaskan
pada penangas air dengan suhu di bawah 70 oC sambil digoyang-goyangkan
sampai minyak terlarut semua. Contoh uji selanjutnya disaring melalui alat
penyaring yang telah disiapkan sebelumnya. Pencucian dilakukan beberapa kali
dengan menggunakan n-heksana setiap kalinya 10 mL sampai alat penyaringnya
bersih dari minyak. Kertas saring dikeringkan dengan seluruh isinya dalam oven
pada suhu 103 oC ± 2 oC selama 30 menit, dan didinginkan dalam desikator
selama 15 menit serta ditimbang bobotnya. Tahap pengeringan, pendinginan dan
penimbangan diulangi hingga selisih dua kali penimbangan berturut-turut tidak
melebihi 0,01% dari bobot contoh uji. Uji dilakukan secara duplo dan dinyatakan
dalam 3 desimal.
Kadar pengotor (%) = 100
1− 2
1−
Keterangan:
W
adalah bobot kertas saring (g);
W1
adalah bobot kertas saring dengan contoh uji
Sebelum dikeringkan (g);
W2
adalah bobot kertas saring dengan contoh uji
setelah dikeringkan (g).
Kadar Asam Lemak Bebas (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar asam lemak bebas dilakukan dengan metode titrasi
volumetri. Kadar asam lemak bebas dihitung sebagai presentasi bobot (w/w) dari
asam lemak yang terkandung dalam CPO dimana bobot molekul asam lemak
bebas tersebut dianggap sebesar 256 (sebagai asam palmitat).
Sampel CPO dipanaskan pada suhu 60 oC sampai 70 oC dan diaduk hingga
homogen. Contoh uji ditimbang sebanyak 10 g ke dalam erlenmeyer 250 mL, dan
didalamnya ditambahkan 50 mL pelarut (isopropanol atau etanol 95%) yang
sudah dinetralkan. Contoh uji dipanaskan di atas penangas air atau pemanas dan
diatur suhunya pada 40 oC sampai contoh uji larut semuanya. Ke dalamnya
ditambahkan larutan indikator phenolphtalein sebanyak 1-2 tetes, kemudian
dititrasi dengan larutan titar (NaOH 0,1 N atau 0,25 N atau KOH 0,1 N yang telah
distandardisasi) sambil digoyang-goyangkan hingga mencapai titik akhir yang
ditandai dengan perubahan warna menjadi merah muda (merah jambu) yang stabil
untuk minimal 30 detik. Volume (mL) larutan titar yang digunakan dicatat dan
dilakukan secara triplo, dengan perbedaan antara kedua hasil tidak boleh melebihi
0,05%. Persentase asam lemak dihitung sebagai asam palmitat, dinyatakan dalam
2 desimal.
8
Kadar asam lemak bebas (%) =
25,6 � � �
Keterangan:
V
adalah volume larutan titar yang digunakan
(mL);
N
adalah normalitas larutan titar;
W
adalah berat contoh uji (g)
25,6 adalah konstanta untuk menghitung
kadar asam lemak bebas sebagai
asam palmitat
Bilangan Iod (SNI 01-2901-2006)
Penentuan bilangan iod dilakukan dengan metode titrasi volumetri (BSN
2006). Bilangan iod dinyatakan sebagai gram (g) Iod yang diserap per 100 g
sampel. Sampel dipanaskan pada suhu 60 oC – 70 oC dan diaduk hingga rata.
Contoh uji kemudian ditimbang sebanyak 0,4 g sampai 0,6 g di dalam erlenmeyer
bertutup 250 mL. Ke dalamnya ditambahkan 25 mL larutan Wijs dengan
menggunakan pipet gondok dan erlenmeyer tersebut ditutup dengan penutupnya.
Campuran dikocok kemudian disimpan dalam tempat atau ruang gelap selama 30
menit. Selanjutnya ditambahkan 10 mL larutan KI 10% dengan pipet gondok dan
50 mL air destilata. Erlenmeyer tersebut kemudian ditutup, dikocok dan
selanjutnya dilakukan titrasi dengan larutan Natrium tiosulfat 0,1 N sampai terjadi
perubahan warna dari biru tua menjadi kuning muda. Setelah itu, ditambahkan 1-2
mL indikator kanji dan titrasi dilanjutkan sampai warna birunya hilang setelah
dikocok kuat-kuat.
Pengujian tersebut dilakukan secara duplo dengan perbedaan antara kedua
hasil uji tidak boleh lebih besar dari 0,5%. Selain itu dilakukan pula penetapan
blanko dengan cara yang sama. Bilangan iod dinyatakan dalam 1 desimal.
Bilangan iod diukur dengan formulasi
Bilangan iod (g Iod / 100 g sampel) =
12.69 � � � ( 2− 1)
Keterangan:
N
adalah normalitas larutan Natrium tiosulfat
0.1 N;
V2
adalah volume akhir Natrium tiosulfat yang
digunakan pada penetapan blanko (mL);
V1
adalah volume awal Natrium tiosulfat yang
digunakan pada penetapan blanko (mL)
12,69 adalah konstanta untuk menghitung bilangan
iod.
Slip Melting Point (AOCS Cc 3-25, 1997)
Sampel CPO yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam tabung kapiler
Marienfield (berdiameter 1,1 -1,2 mm). Sampel CPO dimasukkan setinggi tanda
batas yakni berkisar 1 cm dari dasar. Tabung kapiler kemudian disimpan dalam
refrigerator pada suhu 4 oC -10 oC selama 16 jam. Tabung kapiler yang telah
didinginkan diikatkan pada termometer dan dimasukkan ke dalam beaker glass
(600 mL) berisi air destilasi. Suhu air diatur berkisar 8 oC -10 oC di bawah titik
leleh sampel. Kemudian air dipanaskan secara perlahan dengan kenaikan berkisar
9
0,5 oC – 1 oC sambil dilakukan pengadukan dengan magnetic stirer. Pemanasan
dilanjutkan hingga suhu awal didapatkan yakni pada saat sampel mulai meleleh.
Suhu akhir dicatat saat sampel mencapai tanda batas. Uji dilakukan secara triplo.
Penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dengan analisis kalorimetri
dinamis (Saberi et al. 2011)
Contoh uji dimasukkan sekitar 10 mg ke dalam pan aluminium yang
tertutup hermetis. Differential Scanning Calorimetry (DSC) dikalibrasi dengan
Indium pro analyses (p.a) bertitik leleh 156 oC dan digunakan pembanding berupa
pan aluminium bertutup yang kosong. Pengukuran DSC dimulai pada contoh uji
pada suhu 80 oC selama 10 menit, yang dilanjutkan dengan pendinginan ke suhu 50 oC dengan laju pendinginan 5 oC/menit. Untuk memperoleh kurva endotermik,
contoh uji ditahan pada suhu 50 oC selama 10 menit dan kemudian dipanaskan ke
suhu 80 oC pada laju pemanasan 5 oC/menit. Setelah analisis ini dilakukan maka
akan didapat kurva profil entalpi (thermogram) selama kristalisasi dan pelelehan
sampel CPO seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3, serta dapat ditentukan
parameter sifat termal sampel CPO yang mengalami proses pendinginan dan
pemanasan tersebut. Onset kristalisasi ditentukan pada kurva eksotermik (kurva
kristalisasi) berdasarkan suhu ketika mulai terjadi pelepasan entalpi, sedangkan
offset pelelehan ditentukan pada kurva endotermik (kurva pelelehan) berdasarkan
suhu ketika penyerapan entalpi telah selesai.
Thermogram yang dihasilkan merupakan thermogram yang bersifat
kontinyu. Hal ini disebabkan proses kristalisasi dan pelelehan yang dilakukan
secara berurutan. Menentukan titik-titik dalam thermogram dimulai dengan
membagi hasil uji menjadi dua proses termal utama yaitu kristalisasi dan
pelelehan. Proses kristalisasi ditunjukkan oleh sekumpulan peak yang dihasilkan
di awal proses pada tahap pemanasan, sedangkan proses pelelehan ditunjukkan
oleh sekumpulan peak yang dihasilkan di akhir proses pada tahap pemanasan.
Gambar 3 Grafik kontinyu proses kristalisasi dan pelelehan
10
Umumnya thermogram kristalisasi memiliki bentuk yang sederhana
dibandingkan thermogram pelelehan. Parameter sifat termal yang dimiliki CPO
dari tiap proses dijelaskan menurut Gambar 4 yang merupakan kurva tipikal dari
thermogram kristalisasi dan Gambar 5 yang merupakan kurva tipikal dari
thermogram pelelehan.
Gambar 4 Kurva tipikal thermogram kristalisasi sampel CPO yang diperoleh
dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
Gambar 5 Kurva tipikal thermogram pelelehan sampel CPO yang diperoleh
dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
Titik 1 sampai 2 merupakan peak kristalisasi dan pelelehan olein, sedangkan
titik 2 sampai 3 menunjukkan peak kristalisasi dan pelelehan stearin (Wulandari et
al. 2011). Pada penelitian ini titik-titik tersebut dijabarkan lebih luas. Peak
kristalisasi maupun pelelehan didapat dari nilai tertinggi pada selang antara titik 1
sampai titik 2 maupun selang 2 sampai 3. Titik 1 disebut sebagai titik onset
kristalisasi atau pelelehan.Titik 2 disebut sebagai titik potong kristalisasi atau
pelelehan, sedangkan titik 3 disebut sebagai titik offset kristalisasi atau pelelehan.
Penentuan titik-titik tersebut dimiliki oleh olein atau stearin didapat berdasarkan
fraksi mana yang terlebih dahulu mengalami kristalisasi atau pelelehan.
11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui apakah sampel CPO
awal yang diterima memenuhi kriteria uji. Sampel CPO awal diuji warna, kadar
asam bebas, bilangan iod, kadar air dan pengotor berdasarkan SNI 01-2901-2006.
Dalam penelitian ini digunakan sampel CPO A dengan kadar ALB yang lebih
tinggi dari standar SNI (>5%), dan sampel CPO B dengan kadar ALB yang lebih
rendah dari standar SNI (
TERHADAP SIFAT TERMAL MINYAK SAWIT KASAR
HARRIDIL HAQ
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Pengaruh Kadar
Asam Lemak Bebas terhadap Sifat Termal Minyak Sawit Kasar adalah benar
karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun 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, Agustus 2014
Harridil Haq
NIM F24100079
ABSTRAK
HARRIDIL HAQ. Kajian Pengaruh Kadar Asam Lemak Bebas terhadap
Sifat Termal Minyak Sawit Kasar. Dibimbing oleh NUR WULANDARI.
Minyak sawit merupakan salah satu komoditas pertanian terbesar di
Indonesia. Sejak tahun 2006, Indonesia bahkan tercatat sebagai produsen minyak
sawit terbesar dunia. Pencapaian ini tentu didukung oleh industri minyak sawit
kasar atau Crude Palm Oil (CPO) yang merupakan bahan baku minyak sawit.
Indonesia mampu memproduksi 19,85 ton CPO pada tahun 2010 dengan 30,25%
merupakan komoditas ekspor. CPO di Indonesia mengacu pada SNI 01-29012006 tentang minyak kelapa sawit kasar. Di dalam aturan tersebut CPO yang
layak diperjualbelikan memiliki kadar asam lemak bebas (ALB) yang kurang
dari 5%. Dalam prakteknya, industri masih merasa sulit untuk memenuhinya. Hal
ini terutama disebabkan oleh proses penanganan yang kurang baik sehingga
aktifitas enzim lipoksigenase dapat dengan mudah meningkatkan ALB. Dengan
keadaan tersebut, mendorong terjadinya praktek adulterasi dengan cara
mencampurkan CPO yang telah out of spec (kadar ALB lebih dari 5%) dengan
CPO berkadar ALB kurang dari 5% sehingga didapatkan kadar ALB yang sesuai
dengan standar. Proses pencampuran ini disinyalir dapat memberikan dampak
pada sifat fisikokimia khususnya sifat termal serta memengaruhi proses awal
pengolahan CPO, yakni fraksinasi. Hal ini disebabkan ALB, yang merupakan
impurities, dicurigai memiliki pengaruh terhadap sifat termal CPO. Penelitian ini
merupakan pemetaan awal dari sifat fisikokimia CPO yang dapat menjadi dasar
untuk menemukan adanya parameter fisik yang mampu mendeteksi terjadinya
proses pencampuran CPO. Penelitian ini dibatasi pada uji SNI 01-2901-2006 dan
uji penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan. Hasil telah menunjukkan
bahwa terdapat korelasi antara kadar ALB terhadap sifat termal dari CPO
campuran. Namun korelasi yang kuat terjadi hanya pada beberapa sifat termal
yaitu titik potong kurva kristalisasi, peak pelelehan olein, dan titik potong kurva
pelelehan.
Kata kunci: Crude Palm Oil, asam lemak bebas, sifat termal, thermogram
kristalisasi dan pelelehan
ABSTRACT
HARRIDIL HAQ. Study on the Effect of Free Fatty Acid Content to the
Thermal Properties of Crude Palm Oil. Supervised by NUR WULANDARI
Palm oil is one of the biggest agricultural commodity from Indonesia.
Since 2006, Indonesia known as the biggest palm oil producer in the world. This
achievement is supported by crude palm oil (CPO) industry as the main raw
material for palm oil products. Indonesia produced 19,85 tons of CPO in the end
of 2010. More than thirty percent of CPO was exported from this country. The
distribution of CPO in Indonesia refers to SNI 01- 2901-2006 for crude palm oil.
From this regulation, good quality CPO must have free fatty acid (FFA) content
less than 5%. It is still difficult for industry to comply the standards in their
practices. This difficulities because of the number of FFA will always be rised if
the handling doesn’t proper enough that makes lipoxygenase active to break
fatty acid of CPO. This condition will induce the number of adulteration of CPO
by mix the out of spec CPO (FFA more than 5%) with the in spec CPO (FFA
less than 5%). This adulteration gave some effect to physicochemistry
characteristic especially thermal characteristic of CPO. The study is an early
research in mapping the correlation between FFA and thermal characteristics in
mixed CPO which can be a science base to find a physical characteristics in
detecting mixing process of CPO. All of the experiments based on SNI 01-29012006 and crystallization and melting thermogram analysis. The result is the
amount of FFA affects thermal characteristics. But strong correlation only
appears on some thermal characteristics such as intersection point of
crystallization, melting peak of olein, and intersection point of melting.
Keywords: crude palm oil, free fatty acid, thermal characteristics, crystalization
and melting thermogram
KAJIAN PENGARUH KADAR ASAM LEMAK BEBAS
TERHADAP SIFAT TERMAL MINYAK SAWIT KASAR
HARRIDIL HAQ
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga tulisan ini dapat diselesaikan. Penelitian berjudul Kajian Pengaruh
Kadar Asam Lemak Bebas terhadap Sifat Termal Minyak Sawit Kasar mulai
dilaksanakan sejak Juni 2013 dan selesai pada Mei 2014.
Penelitian
dilaksanakan di laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Institut
Pertanian Bogor dan laboratorium SEAFAST CENTER, IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr. Nur Wulandari, STP. MSi
selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan dan arahan selama penelitian
ini berlangsung. Terima kasih penulis juga sampaikan kepada Bapak Andri
Camus dari PT. SMART Tbk. yang telah membantu sehingga penelitian ini
dapat berjalan dengan lancar. Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada
teman-teman yang bersama-sama berjuang dalam penelitian terkait minyak sawit
Rahmalia Susanti, Raditya Prabowo, Stephanie Angka, Alfia Nurul Ilma, Ayu
Pramesti, Striwicesa Hangganararas, Arintiara Ramadhyastasari dan Rizki
Ardhiwan atas segala kebersamaan, kerjasama dan bantuannya selama penelitian
berlangsung. Selain itu terima kasih disampaikan juga kepada seluruh teknisi
laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan dan laboratorium
SEAFAST CENTER serta staf UPT ITP atas segala bimbingan dan bantuan
yang telah diberikan selama penelitian ini berlangsung.
Tidak lupa ungkapan terima kasih disampaikan kepada Papa, Mama, Uni,
Riri, dan Rakan atas segala semangat yang diberikan. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada temen-teman dari UKM MAX!!, Himitepa, Jakarta
Community, Wisma Baitussalam, teman-teman ITP Angkatan 47 (Doa Ibu!!)
dan khususnya kepada teman-teman Qobs yang senantiasa membangkitkan
semangat dalam menyelesaikan penelitian ini.
Sebagai penutup, penulis sangat menyadari bahwa penelitian ini masih
belum sempurna. Untuk itu, penulis membuka ruang seluas-luasnya untuk kritik
serta saran yang dapat membangun penelitian ini agar lebih baik. Penulis juga
berharap agar tulisan ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak terutama terhadap
perkembangan pangan Indonesia.
Bogor, Agustus 2014
Harridil Haq
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat
2
METODOLOGI PENELITIAN
3
Bahan dan Alat
3
Metode Penelitian
3
Metode Analisis
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
11
11
Proses Pencampuran untuk Mendapatkan Sampel CPO pada Berbagai Kadar
Asam Lemak Bebas
12
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel CPO Hasil Pencampuran
13
Uji Korelasi Parameter Fisikokimia CPO Hasil Pencampuran
22
SIMPULAN DAN SARAN
25
Simpulan
25
Saran
26
DAFTAR PUSTAKA
27
RIWAYAT HIDUP
43
DAFTAR TABEL
1. Hasil Pengujian SNI 01-2901-2006 Dua Sampel CPO Awal
2. Formulasi pencampuran dua sampel CPO berdasarkan Metode
Pearson’s square
3. Uji konfirmasi kadar asam lemak bebas sampel campuran
4. Uji SNI 01-2901-2006 sampel CPO campuran
5. Uji Slip Melting Point Sampel CPO
6. Suhu sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram kristalisasi sampel
7. Suhu sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram pelelehan sampel
8. Energi sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram kristalisasi sampel
9. Energi sifat termal yang dimiliki sampel CPO campuran pada
thermogram pelelehan sampel
10. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap suhu sifat
termal sampel CPO
11. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap suhu sifat
termal sampel CPO
12. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap satuan
energi DSC sifat termal sampel CPO
13. Nilai koefisien korelasi Pearson kadar ALB terhadap satuan
energi DSC sifat termal sampel CPO
11
12
13
14
15
20
21
22
22
23
23
24
25
DAFTAR GAMBAR
1. Diagram alir penelitian minyak sawit kasar
2. Perhitungan fraksi sampel pencampur menurut metode
pearson's square
3. Grafik kontinyu proses kristalisasi dan pelelehan
4. Kurva tipikal thermogram kristalisasi sampel CPO yang
diperoleh dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
5. Kurva tipikal thermogram pelelehan sampel CPO yang
diperoleh dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
6. Uji warna seluruh sampel CPO
7. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 2,81% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
8. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,05% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
4
5
9
10
10
14
16
16
9. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,55% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
10. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 3,91% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
11. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 4,65% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
12. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 5,33% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
13. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 5,75% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
14. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 6,22% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
15. Thermogram kristalisasi (a) dan pelelehan (b) pada sampel CPO
berkadar ALB 6,30% hasil analisis kalorimetri dinamis dengan
DSC
17
17
17
18
18
18
19
DAFTAR LAMPIRAN
1. Kadar asam lemak bebas sampel crude palm oil beserta hasil
ANOVA dan uji Duncan
2. Bilangan iod sampel crude palm oil beserta hasil ANOVA dan
uji Duncan
3. Kadar air dan pengotor sampel crude palm oil beserta hasil
ANOVA dan uji Duncan
4. Uji korelasi Pearson kadar asam lemak bebas terhadap bilangan
iod serta kadar air dan pengotor
5. Sifat termal dari sampel CPO berdasarkan thermogram
kristalisasi dan pelelehan
6. ANOVA dan uji Duncan titik potong kristalisasi sampel crude
palm oil
7. ANOVA dan uji Duncan peak pelelehan stearin sampel crude
palm oil
8. ANOVA dan uji Duncan titik potong kristalisasi sampel crude
palm oil
29
32
35
38
39
40
41
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak sawit merupakan salah satu komoditas pertanian terbesar di Indonesia.
Sejak tahun 2006 Indonesia merupakan produsen minyak sawit terbesar di dunia
(USDA 2007). Keberadaan komoditi ini tidak lepas dari keberadaan minyak sawit
kasar yang tercatat oleh Direktorat Jenderal Perkebunan, Departemen Pertanian RI
yang mencapai 19,85 juta ton pada tahun 2010 (Ditjenbun 2011). Minyak sawit
kasar atau Crude Palm Oil (CPO) merupakan salah satu bentuk produk
intermediet yang berasal dari mesokarp tanaman sawit. Pemanfaatan mesokarp
dari tanaman sawit mampu memenuhi 56% total produksi minyak Indonesia
(Pasaribu 2004). Penggunaan minyak sawit tercatat mencapai 90% sebagai produk
pangan dan sisanya digunakan untuk produk non-pangan (Basiron 2005).
Penggunaan terbesar ialah sebagai minyak goreng yang mencapai 60,65% dari
total distribusi CPO dan diikuti oleh kebutuhan ekspor yang mencapai 30,25%
(DJIAK 2009). Oleh sebab itu, studi mengenai minyak sawit kasar di Indonesia
perlu mendapat perhatian khusus mengingat perdagangannya memiliki nilai
strategis terhadap perekonomian Indonesia.
CPO terdiri dari gliserida yang tersusun oleh serangkaian asam lemak (Choo
et al. 1989). Komponen utama CPO adalah triasilgliserida (TAG) yang mencapai
94% dari CPO. Selain itu, terdapat diasilgliserida (DAG) yang berjumlah 4% 7,5% dari bobot CPO (Chong et al. 2007). Komposisi asam lemak tertinggi pada
CPO adalah asam palmitat (C16:0) yang mencapai 47% (May, 1994). Keberadaan
asam lemak bebas dipengaruhi oleh keberadaan trigliserida dan diasilgliserida dan
perubahannya selama penanganan CPO berlangsung.
Keberadaan asam lemak mempengaruhi sifat fisikokimia dari CPO. Hal ini
senada dengan pernyataan Tan dan Che Man (2000) yang menyatakan bahwa
thermogram kristalisasi hanya dipengaruhi oleh komposisi kimia dari suatu
minyak. Beberapa karakteristik termal seperti melting point dan crystallization
point mempunyai peranan penting dalam quality control maupun usaha
pengolahan produk pangan seperti memberikan mouthfeel, memperbaiki proses
fraksinasi, memperbaiki kualitas dan stabilitas, bahkan mampu memperpanjang
umur simpan produk (Wulandari et al. 2011).
Proses yang sangat erat kaitannya dengan sifat termal adalah proses fraksinasi.
Fraksinasi merupakan proses pengkristalan dari sejumlah gliserida yang kemudian
dipisahkan dari bagian cairnya (Jacobsberg dan Ho 1976) yang selanjutnya
dikenal dengan dua fraksi yakni stearin dan olein. Proses fraksinasi merupakan
tahapan awal dari pengolahan CPO. Proses ini sangat dipengaruhi oleh
pembentukan kristal yang erat kaitannya dengan berbagai sifat termal yang
dimiliki CPO. Oleh sebab itu, tingginya kadar asam lemak bebas dicurigai
mempengaruhi titik leleh CPO yang dapat menyebabkan rendemen olein menjadi
rendah sehingga proses fraksinasi tidak optimal.
Jumlah ALB selama proses perlakuan maupun penyimpanan CPO dapat terus
bertambah akibat reaksi oksidasi, hidrolisis, maupun aktifitas enzim lipoksigenase
(Rohani et al. 2006). Peningkatan nilai ALB ini menjadi masalah tersendiri bagi
pelaku industri dan dihindari selama proses fraksinasi berlangsung.
2
Proses pendistribusian minyak sawit kasar di Indonesia dikelola dengan
persyaratan mutu yang diatur melalui Standar Nasional Indonesia (SNI). Standar
CPO yang digunakan adalah SNI 01-2901-2006 mengenai Minyak Kelapa Sawit
Mentah (Crude Palm Oil) yang disusun oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN).
Salah satu aturan mutu yang menjadi fokus kajian dalam penelitian ini adalah
keberadaan asam lemak bebas (ALB). Kadar ALB harus tidak lebih dari 5% (BSN
1992).
Keberadaan aturan SNI yang menghendaki nilai ALB berkisar 5%,
mendorong terjadinya praktek adulterasi dengan cara mencampurkan CPO yang
telah out of spec (kadar ALB lebih dari 5%) dengan CPO berkadar ALB kurang
dari 5%, sehingga didapat hasil CPO campuran dengan kadar yang sesuai dengan
standar yakni kurang dari 5%. Terjadinya praktek pencampuran tersebut
disinyalir mampu memberikan dampak terhadap sifat fisikokimia dari CPO
campuran, khususnya pada proses fraksinasi minyak sawit yang dapat dianalisis
melalui sifat termalnya.
Penelitian Chong et al. (2007) telah menunjukkan bagaimana korelasi struktur
kristal CPO menggunakan X-Ray Difraction dan Differential Scanning
Calorimetry (DSC) yang menghasilkan pola pembentukan kristal terhadap suhu
kristalisasi. Penelitian tersebut menunjukkan adanya keterkaitan komposisi DAG
terhadap struktur polimorfik dari sampel, sedangkan di dalam penelitian ini ingin
diketahui korelasi secara langsung antara kandungan asam lemak bebas di dalam
CPO terhadap sifat kristalisasi CPO yang dipelajari melalui sifat termal CPO
menggunakan DSC. Melalui penelitian ini akan diperoleh pemetaan sifat termal
pada sampel CPO dengan kandungan ALB yang memenuhi standar (ALB < 5%)
dan melewati standar (ALB > 5%). Data dasar tersebut akan berguna di dalam
menentukan apakah kadar ALB memiliki korelasi yang erat dengan sifat
termalnya, untuk digunakan lebih lanjut sebagai parameter penciri terjadinya
proses pencampuran antara CPO yang memenuhi standar dengan CPO yang
melewati standar. Selain itu data dasar ini juga dapat memberikan informasi
pendukung terkait sifat termal CPO yang berperan dalam desain proses fraksinasi
CPO yang lebih optimal sesuai dengan spesifikasi bahan baku CPO yang
digunakan.
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah memperoleh data dasar
berupa peta hubungan antara kadar asam lemak bebas CPO terhadap sifat
termalnya. Pemetaan data sifat termal CPO tersebut dilakukan pada kisaran ALB
yang lebih rendah dan lebih tinggi dari standar ALB CPO dalam SNI 01-29012006 sebesar maksimal 5%.
Manfaat
Penelitian ini memberikan manfaat berupa tersedianya data dasar hubungan
antara kadar ALB dengan sifat termal CPO yang terkait erat dengan kinerja
fraksinasi. Hal ini akan berguna di dalam mendesain proses fraksinasi CPO yang
lebih optimal sesuai dengan spesifikasi bahan baku CPO yang digunakan.
3
METODOLOGI PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah sampel CPO dengan kadar ALB di
bawah 5% dan di atas 5% yang diperoleh dari industri pengolahan minyak sawit
PT SMART Tbk. Dalam penelitian ini juga digunakan etanol 97% pro-analyses
(p.a), n-heksan pro-analyses (p.a), larutan Wijs, indikator phenolphtalein,
indikator kanji, larutan KI 10%, sikloheksana pro-analyses (p.a), kertas saring
Whatman No.41, larutan NaOH 0,1 N, larutan Na2SO3 0,1 N, kristal Kalium
Hidroxy Phtalate, K2CrO3, aluminium foil, es batu dan air destilata.
Alat
Peralatan yang digunakan adalah Differential Scanning Calorimetry (DSC)
tipe DSC-60 (Shimadzu Corp., Jepang) digunakan bersama software Thermal
Analysis System TA-60WS untuk memperoleh kurva profil entalpi (thermogram).
Selain itu digunakan penangas air, alat penimbang, homogenizer high-shear,
pompa vakum, penyaring buchner, hot plate, magnetic stirer, oven pengering,
cawan porselin, desikator, termometer, bulb, tabung kapiler Marienfeld, pan
aluminium, dan beberapa alat gelas lain.
Metode Penelitian
Penelitian ini terbagi atas empat tahap yakni analisis sifat fisikokimia
sampel awal CPO, proses pencampuran untuk mendapatkan sampel CPO pada
berbagai kadar asam lemak bebas, analisis sifat fisikokimia sampel CPO hasil
pencampuran, uji korelasi parameter fisikokimia CPO hasil pencampuran.
Keempat tahap tersebut ditunjukkan pada Gambar 1. Penelitian dilakukan
sebanyak dua kali pengulangan. Sampel awal yang diharapkan untuk diuji pada
keempat tahap berasal dari dua jenis CPO dengan kadar ALB yang berbeda yakni
sampel dengan Kadar ALB di bawah 5% dan di atas 5%.
4
Gambar 1 Diagram alir penelitian minyak sawit kasar
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik
fisikokimia dari sampel awal. Penelitian pendahuluan ini dilakukan berdasarkan
SNI 01-2901-2006 meliputi uji warna, kadar air dan pengotor, kadar asam lemak
bebas, dan bilangan iod. Uji warna dilakukan dengan metode visual, uji kadar air
dan pengotor menggunakan metode hot plate, uji kadar asam lemak bebas dengan
metode titrasi dan uji bilangan iod dengan metode titrasi. Secara lebih lengkap
metode analisis dapat dilihat di bagian Metode Analisis pada Metodologi
Penelitian. Setelah didapat kadar ALB sesuai dengan yang diharapkan, maka
pengujian dapat dilanjutkan ke proses selanjutnya.
5
Proses Pencampuran untuk Mendapatkan Sampel CPO pada Berbagai
Kadar Asam Lemak Bebas
Proses pencampuran sampel CPO dilakukan untuk mendapatkan suatu seri
sampel CPO campuran dengan perbedaan kadar ALB tiap sampelnya berkisar
0,5%. Pencampuran dilakukan dengan metode Pearson’s square berdasarkan
kadar asam lemak bebas awal. Metode ini merupakan cara untuk mengukur
jumlah fraksi dari dua pencampur. Fraksi dihitung berdasarkan perbandingan
jumlah pencampur terhadap total pencampuran sesuai contoh pada Gambar 2.
Gambar 2 Perhitungan fraksi sampel pencampur menurut metode pearson's
square
Pencampuran dimulai dengan memanaskan sampel kemudian mengukur
sesuai hasil perhitungan fraksi dengan menggunakan gelas ukur. Total volume
campuran ditepatkan sebanyak 500 mL. Sampel kemudian dihomogenkan dengan
homogenizer high-shear pada kecepatan rendah selama 60 detik. Selanjutnya
sampel diletakkan pada wadah tertutup kedap cahaya, kemudian dilakukan uji
konfirmasi kadar ALB agar memastikan proses pencampuran berjalan baik.
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel CPO Hasil Pencampuran
Setelah seri sampel CPO yang terkonfirmasi didapat, dilakukan analisis sifat
fisikokimia sampel CPO yang terdiri atas analisis CPO campuran berdasarkan
SNI 01-2901-2006 dan analisis sifat termal CPO campuran. Analisis CPO
campuran dilakukan menurut SNI 01-2901-2006 meliputi uji kadar asam lemak
bebas, warna, kadar air dan pengotor, serta bilangan iod. Uji kadar asam lemak
dilakukan dengan metode titrasi. Uji warna dilakukan secara visual. Kadar air dan
kadar pengotor dilakukan menggunakan metode hot plate, sedangkan bilangan iod
dilakukan dengan metode Wijs.
Analisis sifat termal terhadap CPO campuran terbagi atas uji slip melting
point dan penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dengan analisis
kalorimetri dinamis menurut Saberi et al. (2011). Pengujian slip melting point
dilakukan berdasarkan metode yang tercatat pada AOCS Cc 3-25 (1997).
6
Penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dilakukan dengan menggunakan
alat Differential Scanning Calorimetry. Data yang dihasilkan berupa suatu grafik
yang terdiri dari thermogram kristalisasi dan pelelehan yang bersifat kontinyu.
Berdasarkan grafik dapat ditentukan titik onset kristalisasi stearin, peak
kristalisasi stearin, titik potong kristalisasi, peak kristalisasi olein, titik offset
kristalisasi olein, titik onset pelelehan olein, peak pelelehan olein, titik potong
pelelehan, peak pelelehan stearin, dan titik offset kristalisasi stearin.
Uji Korelasi Parameter Fisikokimia CPO Hasil Pencampuran
Analisis korelasi ALB dilakukan dengan menggunakan Pearson’s
correlation setelah sebelumnya setiap parameter diuji menggunakan Analysis of
Variance (ANOVA) untuk mengetahui penyebaran nilai di dalam suatu parameter.
Pearson’s correlation merupakan uji yang digunakan untuk menentukan seberapa
kuat korelasi antar kedua parameter. Kadar ALB dikorelasikan terhadap setiap
titik dari thermogram untuk mengetahui parameter sifat termal yang paling
dipengaruhi oleh kadar ALB.
Metode Analisis
Analisis Warna (SNI 01-2901-2006)
Uji warna dilakukan secara visual. Atribut mutu visual yang baik
ditunjukkan dengan warna CPO jingga kemerah-merahan (BSN 2006).
Kadar Air (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar air CPO dilakukan berdasarkan metode hot plate (AOCS
1997). Contoh uji ditimbang dengan teliti sebanyak 10-20 g di dalam gelas piala
100 mL yang telah diketahui bobotnya. Contoh uji dipanaskan sambil
digoyangkan secara perlahan sampai tidak ada percikan lagi. Suhu pemanasan
tidak boleh melebihi 130 oC. Bila titik akhir telah tercapai, contoh uji dipanaskan
hingga mengeluarkan asap. Selanjutnya contoh uji dimasukkan dan didiamkan
lagi dalam desikator selama ±15 menit, lalu ditimbang bobotnya. Perlakuan
pemanasan dan pendinginan diulangi lagi beberapa kali hingga selisih bobot
antara dua kali penimbangan tidak melebihi 0,02% dari bobot uji. Kadar air
dilakukan secara duplo dan dinyatakan dalam 3 desimal.
( 1− 2)
Kadar air (%) = 100
1−
Keterangan:
W
adalah bobot wadah (g);
W1
adalah bobot wadah dengan contoh uji
sebelum dikeringkan (g);
W2
adalah bobot wadah dengan contoh uji
setelah dikeringkan (g).
Kadar Pengotor (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar pengotor dilakukan dengan metode gravimetri (BSN
2006). Kadar pengotor dihitung sebagai bahan yang terkandung dalam CPO yang
tidak larut dalam n-heksana. Pengujian menggunakan contoh uji hasil penentuan
7
kadar air yang telah diketahui bobotnya. Kertas saring Whatman No.41 yang akan
dipakai dicuci dengan n-heksana, dikeringkan dalam oven bersuhu 103 oC selama
30 menit, didinginkan di dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang.
Sementara itu ke dalam contoh uji ditambahkan 50 mL n-heksana dan dipanaskan
pada penangas air dengan suhu di bawah 70 oC sambil digoyang-goyangkan
sampai minyak terlarut semua. Contoh uji selanjutnya disaring melalui alat
penyaring yang telah disiapkan sebelumnya. Pencucian dilakukan beberapa kali
dengan menggunakan n-heksana setiap kalinya 10 mL sampai alat penyaringnya
bersih dari minyak. Kertas saring dikeringkan dengan seluruh isinya dalam oven
pada suhu 103 oC ± 2 oC selama 30 menit, dan didinginkan dalam desikator
selama 15 menit serta ditimbang bobotnya. Tahap pengeringan, pendinginan dan
penimbangan diulangi hingga selisih dua kali penimbangan berturut-turut tidak
melebihi 0,01% dari bobot contoh uji. Uji dilakukan secara duplo dan dinyatakan
dalam 3 desimal.
Kadar pengotor (%) = 100
1− 2
1−
Keterangan:
W
adalah bobot kertas saring (g);
W1
adalah bobot kertas saring dengan contoh uji
Sebelum dikeringkan (g);
W2
adalah bobot kertas saring dengan contoh uji
setelah dikeringkan (g).
Kadar Asam Lemak Bebas (SNI 01-2901-2006)
Penentuan kadar asam lemak bebas dilakukan dengan metode titrasi
volumetri. Kadar asam lemak bebas dihitung sebagai presentasi bobot (w/w) dari
asam lemak yang terkandung dalam CPO dimana bobot molekul asam lemak
bebas tersebut dianggap sebesar 256 (sebagai asam palmitat).
Sampel CPO dipanaskan pada suhu 60 oC sampai 70 oC dan diaduk hingga
homogen. Contoh uji ditimbang sebanyak 10 g ke dalam erlenmeyer 250 mL, dan
didalamnya ditambahkan 50 mL pelarut (isopropanol atau etanol 95%) yang
sudah dinetralkan. Contoh uji dipanaskan di atas penangas air atau pemanas dan
diatur suhunya pada 40 oC sampai contoh uji larut semuanya. Ke dalamnya
ditambahkan larutan indikator phenolphtalein sebanyak 1-2 tetes, kemudian
dititrasi dengan larutan titar (NaOH 0,1 N atau 0,25 N atau KOH 0,1 N yang telah
distandardisasi) sambil digoyang-goyangkan hingga mencapai titik akhir yang
ditandai dengan perubahan warna menjadi merah muda (merah jambu) yang stabil
untuk minimal 30 detik. Volume (mL) larutan titar yang digunakan dicatat dan
dilakukan secara triplo, dengan perbedaan antara kedua hasil tidak boleh melebihi
0,05%. Persentase asam lemak dihitung sebagai asam palmitat, dinyatakan dalam
2 desimal.
8
Kadar asam lemak bebas (%) =
25,6 � � �
Keterangan:
V
adalah volume larutan titar yang digunakan
(mL);
N
adalah normalitas larutan titar;
W
adalah berat contoh uji (g)
25,6 adalah konstanta untuk menghitung
kadar asam lemak bebas sebagai
asam palmitat
Bilangan Iod (SNI 01-2901-2006)
Penentuan bilangan iod dilakukan dengan metode titrasi volumetri (BSN
2006). Bilangan iod dinyatakan sebagai gram (g) Iod yang diserap per 100 g
sampel. Sampel dipanaskan pada suhu 60 oC – 70 oC dan diaduk hingga rata.
Contoh uji kemudian ditimbang sebanyak 0,4 g sampai 0,6 g di dalam erlenmeyer
bertutup 250 mL. Ke dalamnya ditambahkan 25 mL larutan Wijs dengan
menggunakan pipet gondok dan erlenmeyer tersebut ditutup dengan penutupnya.
Campuran dikocok kemudian disimpan dalam tempat atau ruang gelap selama 30
menit. Selanjutnya ditambahkan 10 mL larutan KI 10% dengan pipet gondok dan
50 mL air destilata. Erlenmeyer tersebut kemudian ditutup, dikocok dan
selanjutnya dilakukan titrasi dengan larutan Natrium tiosulfat 0,1 N sampai terjadi
perubahan warna dari biru tua menjadi kuning muda. Setelah itu, ditambahkan 1-2
mL indikator kanji dan titrasi dilanjutkan sampai warna birunya hilang setelah
dikocok kuat-kuat.
Pengujian tersebut dilakukan secara duplo dengan perbedaan antara kedua
hasil uji tidak boleh lebih besar dari 0,5%. Selain itu dilakukan pula penetapan
blanko dengan cara yang sama. Bilangan iod dinyatakan dalam 1 desimal.
Bilangan iod diukur dengan formulasi
Bilangan iod (g Iod / 100 g sampel) =
12.69 � � � ( 2− 1)
Keterangan:
N
adalah normalitas larutan Natrium tiosulfat
0.1 N;
V2
adalah volume akhir Natrium tiosulfat yang
digunakan pada penetapan blanko (mL);
V1
adalah volume awal Natrium tiosulfat yang
digunakan pada penetapan blanko (mL)
12,69 adalah konstanta untuk menghitung bilangan
iod.
Slip Melting Point (AOCS Cc 3-25, 1997)
Sampel CPO yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam tabung kapiler
Marienfield (berdiameter 1,1 -1,2 mm). Sampel CPO dimasukkan setinggi tanda
batas yakni berkisar 1 cm dari dasar. Tabung kapiler kemudian disimpan dalam
refrigerator pada suhu 4 oC -10 oC selama 16 jam. Tabung kapiler yang telah
didinginkan diikatkan pada termometer dan dimasukkan ke dalam beaker glass
(600 mL) berisi air destilasi. Suhu air diatur berkisar 8 oC -10 oC di bawah titik
leleh sampel. Kemudian air dipanaskan secara perlahan dengan kenaikan berkisar
9
0,5 oC – 1 oC sambil dilakukan pengadukan dengan magnetic stirer. Pemanasan
dilanjutkan hingga suhu awal didapatkan yakni pada saat sampel mulai meleleh.
Suhu akhir dicatat saat sampel mencapai tanda batas. Uji dilakukan secara triplo.
Penentuan thermogram kristalisasi dan pelelehan dengan analisis kalorimetri
dinamis (Saberi et al. 2011)
Contoh uji dimasukkan sekitar 10 mg ke dalam pan aluminium yang
tertutup hermetis. Differential Scanning Calorimetry (DSC) dikalibrasi dengan
Indium pro analyses (p.a) bertitik leleh 156 oC dan digunakan pembanding berupa
pan aluminium bertutup yang kosong. Pengukuran DSC dimulai pada contoh uji
pada suhu 80 oC selama 10 menit, yang dilanjutkan dengan pendinginan ke suhu 50 oC dengan laju pendinginan 5 oC/menit. Untuk memperoleh kurva endotermik,
contoh uji ditahan pada suhu 50 oC selama 10 menit dan kemudian dipanaskan ke
suhu 80 oC pada laju pemanasan 5 oC/menit. Setelah analisis ini dilakukan maka
akan didapat kurva profil entalpi (thermogram) selama kristalisasi dan pelelehan
sampel CPO seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3, serta dapat ditentukan
parameter sifat termal sampel CPO yang mengalami proses pendinginan dan
pemanasan tersebut. Onset kristalisasi ditentukan pada kurva eksotermik (kurva
kristalisasi) berdasarkan suhu ketika mulai terjadi pelepasan entalpi, sedangkan
offset pelelehan ditentukan pada kurva endotermik (kurva pelelehan) berdasarkan
suhu ketika penyerapan entalpi telah selesai.
Thermogram yang dihasilkan merupakan thermogram yang bersifat
kontinyu. Hal ini disebabkan proses kristalisasi dan pelelehan yang dilakukan
secara berurutan. Menentukan titik-titik dalam thermogram dimulai dengan
membagi hasil uji menjadi dua proses termal utama yaitu kristalisasi dan
pelelehan. Proses kristalisasi ditunjukkan oleh sekumpulan peak yang dihasilkan
di awal proses pada tahap pemanasan, sedangkan proses pelelehan ditunjukkan
oleh sekumpulan peak yang dihasilkan di akhir proses pada tahap pemanasan.
Gambar 3 Grafik kontinyu proses kristalisasi dan pelelehan
10
Umumnya thermogram kristalisasi memiliki bentuk yang sederhana
dibandingkan thermogram pelelehan. Parameter sifat termal yang dimiliki CPO
dari tiap proses dijelaskan menurut Gambar 4 yang merupakan kurva tipikal dari
thermogram kristalisasi dan Gambar 5 yang merupakan kurva tipikal dari
thermogram pelelehan.
Gambar 4 Kurva tipikal thermogram kristalisasi sampel CPO yang diperoleh
dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
Gambar 5 Kurva tipikal thermogram pelelehan sampel CPO yang diperoleh
dengan instrumen Differential Scanning Calorimetry
Titik 1 sampai 2 merupakan peak kristalisasi dan pelelehan olein, sedangkan
titik 2 sampai 3 menunjukkan peak kristalisasi dan pelelehan stearin (Wulandari et
al. 2011). Pada penelitian ini titik-titik tersebut dijabarkan lebih luas. Peak
kristalisasi maupun pelelehan didapat dari nilai tertinggi pada selang antara titik 1
sampai titik 2 maupun selang 2 sampai 3. Titik 1 disebut sebagai titik onset
kristalisasi atau pelelehan.Titik 2 disebut sebagai titik potong kristalisasi atau
pelelehan, sedangkan titik 3 disebut sebagai titik offset kristalisasi atau pelelehan.
Penentuan titik-titik tersebut dimiliki oleh olein atau stearin didapat berdasarkan
fraksi mana yang terlebih dahulu mengalami kristalisasi atau pelelehan.
11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Sifat Fisikokimia Sampel Awal CPO
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui apakah sampel CPO
awal yang diterima memenuhi kriteria uji. Sampel CPO awal diuji warna, kadar
asam bebas, bilangan iod, kadar air dan pengotor berdasarkan SNI 01-2901-2006.
Dalam penelitian ini digunakan sampel CPO A dengan kadar ALB yang lebih
tinggi dari standar SNI (>5%), dan sampel CPO B dengan kadar ALB yang lebih
rendah dari standar SNI (