Pengaruh Temperatur Dan Perbandingan Gliserol dengan Minyak Kelapa Terhadap Produk Gliserolisis Menggunakan Katalis NaOH

PENGARUH TEMPERATUR DAN PERBANDINGAN GLISEROL DENGAN MINYAK KELAPA TERHADAP PRODUK GLISEROLISIS

MENGGUNAKAN KATALIS NaOH

SKRIPSI

DESI HN MANIK NIM. 040802025

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008

PENGARUH TEMPERATUR DAN PERBANDINGAN GLISEROL DENGAN MINYAK KELAPA TERHADAP PRODUK GLISEROLISIS

MENGGUNAKAN KATALIS NaOH

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

DESI HN MANIK NIM. 040802025

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH TEMPERATUR DAN

PERBANDINGAN GLISEROL DENGAN MINYAK KELAPA TERHADAP PRODUK GLISEROLISIS MENGGUNAKAN KATALIS NaOH

Kategori : SKRIPSI

Nama : DESI HN MANIK

Nomor Induk Mahasiswa : 040802025

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, November 2008

Komisi Pembimbing

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Juliati Br Tarigan,S.Si,M.Si Cut Fatimah Zuhra,S.Si,M.Si

NIP.132 240 153 NIP. 132 240 151

Diketahui/Disetujui oleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst,M.S NIP. 131 459 466

PENGARUH TEMPERATUR DAN PERBANDINGAN GLISEROL DENGAN MINYAK KELAPA TERHADAP PRODUK GLISEROLISIS

MENGGUNAKAN KATALIS NaOH

PERNYATAAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, November 2008

Desi HN Manik 040802025

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia –Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini pada waktunya.

Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Ibu Cut Fatimah Zuhra,S.Si,M.Si selaku pembimbing I dan Ibu Juliati br Tarigan,S.Si,M.Si, selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengarahan dan saran kepada penulis selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua Departemen Kimia, Dr.Rumondang Bulan Nst,MS dan Sekretaris Departemen Kimia, Drs.Firman Sebayang,MS., kepada Dra. Emma Zaidar Nasution, M.Sc sebagai dosen wali, kepada Ibu dan Bapak dosen Kimia Organik atas waktu dan bimbingannya. Penulis sangat berterima kasih kepada seluruh keluarga yang senantiasa memberikan dorongan dan semangat, terutama kepada orangtua yang sangat saya cintai, S.Manik dan U.Situmorang” terima kasih buat perjuangan yang diberikan selama ini”. Buat abang dan adik yang saya sayangi B’Mawan, B’Ulak, Ronal dan Pernando. Penulis juga berterima kasih kepada seluruh asisten Laboratorium Kimia Organik: B’William,S.Si, K’Siti,S.Si, K’Sani,S.Si, B’Heri, Firdaus, Raskita, Marisi, Dewi, Ocha, Aspriadi, Robi, Maria, Yemima, Meri, seluruh asisten Laboratorium Anorganik, Eklesia(Mangisi, Melfa, Julia, Hisar, Dinan, K’Mala),”terimakasih buat segalanya yang kalian beri”, K’Devi, B’Riki, Atun dan rekan-rekan mahasiswa Kimia’04 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, serta seluruh pihak yang terkait dalam penyusunan skripsi ini yang tidak disebutkan namanya.

Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Semoga Tuhan senantiasa memberkati kita.

ABSTRAK

Gliserolisis kimia minyak kelapa dilakukan menggunakan katalis NaOH dengan beberapa perbandingan mol gliserol dengan minyak kelapa untuk menghasilkan monogliserida, digliserida dan trigliserida. Gliserolisis kimia ini berlangsung dalam suasana nitrogen pada temperatur 2100C dan 2300C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar mol gliserol maka kadar monogliseridanya semakin besar tetapi kadar digliserida dan trigliseridanya semakin sedikit. Kadar monogliserida paling besar diperoleh pada temperatur 2300C dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1:0,4 yaitu 42,05%. Kadar digliserida paling besar diperoleh pada temperatur 2100C dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1:0,3 yaitu 86,78%. Kadar monogliserida, digliserida dan trigliserida dianalisa dengan kromatografi gas.

ABSTRACT

Chemical glycerolysis of coconut oil was conducted using NaOH as catalyst to produced a mixtured of monoglycerides, diglycerides and triglycerides. This chemical glycerolysis was conducted in nitrogen condition at 2100C and 2300C.

This study show that there was an increase in monoglycerides formation with an increase in mol of glycerol, but diglycerides and triglycerides formation was decreased. The greatest monoglycerides content of 42.05% was produced at 2300C with glycerol/oil ratio of 0.1;0.4. The greatest diglycerides content of 86.78% was produced at 2100C with glycerol/oil ratio of 0.1:0.3. Contents of monoglycerides, diglycerides and triglycerides was analyzed by Gas Chromatography.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan iii

Pernyataan iv

Penghargaan v

Abstrak vi

Abstrac vii

Daftar Isi viii

Daftar Gambar x

Daftar Tabel xi

Daftar Grafik xii

Daftar Lampiran xiii

Bab 1 : Pendahuluan

1.1Latar Belakang 1

1.2Permasalahan 2

1.3Tujuan Penelitian 2

1.4Manfaat Penelitian 3

1.5Lokasi Penelitian 3

1.6Metodologi Penelitian 3

3 Bab 2 : Tinjauan Pustaka

2.1 Oleokimia 4

2.2 Asam Lemak 5

2.3 Gliserida 6

2.3.1 Trigliserida 7

2.3.2 Monogliserida 8

2.3.3. Digliserida 9

2.3.4 Fospogliserida 10

2.4 Minyak Kelapa 10

2.5 Gliserol 12

2.6 Pembentukan Ester 13

2.7 Gliserolisis 14

2.8 Emulsifier 18

Bab 3 : Bahan Dan Metodologi Penelitian

3.1 Alat-Alat 21

3.2 Bahan-Bahan 22

3.3 Prosedur penelitian

3.3.1 Pembuatan Reagen 22

3.3.2.Pembuatan Metil ester Minyak Kelapa 23

3.4 Bagan Penelitian

3.4.1.Pembuatan Metil Ester Minyak kelapa 24

3.4.2.Gliserolisis Minyak Kelapa 25

Bab 4 : Hasil Dan Pembahasan 4.1 Hasil

4.1.1.Analisis Komposisi Asam Lemak Pada Minyak Kelapa 27 4.1.2. Produk Hasil Reaksi Gliserolisis Minyak Kelapa 28 4.2 Pembahasan

4.2.1. Pembuatan Metil Ester Minyak Kelapa 29 4.2.2. Gliserolisis Minyak Kelapa Menggunakan Katalis NaOH 30

Bab 5 : Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan 36

5.2 Saran 36

Daftar Pustaka

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Stereoisomer monogliserida sn-1, sn-2 dan sn-3 8

Gambar 2.2.. Isomer digliserida sn-1,2, sn-2,3 dan sn-1,3. 9

Gambar 2.3. Rumus Kimia Gliserol 12

Gambar 2.4 Reaksi Transeresterifikasi Antara Trigliserida 15

Dengan Gliserol Gambar 2.5. Reaksi Gliserolisis Lemak 16

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Diagram alur oleokimia 5

Tabel 2.2 Sifat Fisika Dari Minyak Kelapa 10 Tabel 2.3 Komposisi asam lemak minyak kelapa 11 Tabel 4.1 Kadar Monogliserida, Digliserida dan Trigliserida 28 Dalam Reaksi Gliserolisis Antara Minyak Kelapa

dan Berbagai Variasi mol Gliserol Pada Temperatur 210oC Tabel 4.2 Kadar Monogliserida, Digliserida dan Trigliserida 28

Dalam Reaksi Gliserolisis Antara Minyak Kelapa

DAFTAR GRAFIK

Halaman Grafik 4.1 Pengaruh Perbandingan Mol Gliserol/Minyak Terhadap 32

Produk Gliserolisis Pada Suhu 2100C

Grafik 4.2 Pengaruh Perbandingan Mol Gliserol/Minyak Terhadap 33 Produk Gliserolisis Pada Suhu 2300C

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Kromatogram GC Dari Minyak Kelapa 37 Lampiran 2. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 38 Pada Suhu 2100C dengan perbandingan 0.1:0.1

Lampiran 3. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 39 Pada Suhu 2100C dengan perbandingan 0.1:0.2

Lampiran 4. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 40 Pada Suhu 2100C dengan perbandingan 0.1:0.3

Lampiran 5. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 41 Pada Suhu 2100C dengan perbandingan 0.1:0.4

Lampiran 6. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 42 Pada Suhu 2100C dengan perbandingan 0.1:0.5

Lampiran 7. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 43 Pada Suhu 2300C dengan perbandingan 0.1:0.1

Lampiran 8. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 44 Pada Suhu 2300C dengan perbandingan 0.1:0.2

Lampiran 9. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 45 Pada Suhu 2300C dengan perbandingan 0.1:0.3

Lampiran 10. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 46 Pada Suhu 2300C dengan perbandingan 0.1:0.4

Lampiran 11. Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis 47 Pada Suhu 2300C dengan perbandingan 0.1:0.5

Lampiran 12. Analisis KLT Gliserol Dan Minyak Kelapa 48 Lampiran 13. Spesifikasi Alat Kromatografi Gas 49

ABSTRAK

Gliserolisis kimia minyak kelapa dilakukan menggunakan katalis NaOH dengan beberapa perbandingan mol gliserol dengan minyak kelapa untuk menghasilkan monogliserida, digliserida dan trigliserida. Gliserolisis kimia ini berlangsung dalam suasana nitrogen pada temperatur 2100C dan 2300C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar mol gliserol maka kadar monogliseridanya semakin besar tetapi kadar digliserida dan trigliseridanya semakin sedikit. Kadar monogliserida paling besar diperoleh pada temperatur 2300C dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1:0,4 yaitu 42,05%. Kadar digliserida paling besar diperoleh pada temperatur 2100C dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1:0,3 yaitu 86,78%. Kadar monogliserida, digliserida dan trigliserida dianalisa dengan kromatografi gas.

ABSTRACT

Chemical glycerolysis of coconut oil was conducted using NaOH as catalyst to produced a mixtured of monoglycerides, diglycerides and triglycerides. This chemical glycerolysis was conducted in nitrogen condition at 2100C and 2300C.

This study show that there was an increase in monoglycerides formation with an increase in mol of glycerol, but diglycerides and triglycerides formation was decreased. The greatest monoglycerides content of 42.05% was produced at 2300C with glycerol/oil ratio of 0.1;0.4. The greatest diglycerides content of 86.78% was produced at 2100C with glycerol/oil ratio of 0.1:0.3. Contents of monoglycerides, diglycerides and triglycerides was analyzed by Gas Chromatography.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Kelapa hampir ditemukan di seluruh wilayah Indonesia melintas dari daerah sepanjang pantai hingga ke daerah-daerah pegunungan. Minyak Kelapa diperoleh dari buah kelapa (Cocos nucifera)

Monogliserida dan digliserida banyak digunakan dalam bidang industri formulasi obat-obatan, industri kosmetik maupun dalam bidang industri pangan. Didalam industri farmasi, monogliserida digunakan sebagai zat emollient untuk transdermal. Didalam industri pangan, monogliserida dan digliserida biasanya digunakan sebagai emulsifier dalam pembuatan produk-produk pangan berlemak seperti margarin, kacang mentega, shortening, roti, biscuit, es krim dan lain-lain. Sedangkan dalam industri kosmetik, monogliserida digunakan sebagai zat pembentuk

(texturing agents) dan berfungsi untuk meningkatkan konsistensi cream dan lotion, misalnya monopentadekanoilgliserol digunakan sebagai zat aditif untuk perawatan rambut. Selain itu, karena monogliserida bersifat lubrisitas dan plastis, maka monogliserida juga dapat digunakan di dalam proses pembuatan tekstil, pembuatan plastik dan juga digunakan di dalam formulasi minyak untuk berbagai jenis mesin (Kaewthong,2005). Monogliserida dan digliserida dapat diperoleh dari reaksi antara yang merupakan grup asam laurat. Minyak kelapa mengandung asam lemak tidak jenuh yang rendah sehingga memiliki kestabilan oksidasi yang tinggi (O’Brien,1998).

Monogliserida dan digliserida termasuk produk diversifikasi minyak/lemak yang bernilai ekonomi relatif tinggi dan mempunyai prospek pasar yang cukup cerah pada era pasar global. Krog (1990) memprediksikan kebutuhan monogliserida dan digliserida sebagai emulsifier pangan pada era pasar global sekitar 132.000 ton/tahun (Hasanuddin,2001).

gliserol dengan triasilgliserol (minyak atau lemak). Reaksi tersebut dikenal dengan reaksi gliserolisis (Hasanuddin,2001).

Reaksi gliserolisis dapat berlangsung dengan adanya katalis alkali (gliserolisis kimia) maupun dengan menggunakan biokatalis lipase (gliserolisis enzimatik). Peneliti sebelumnya telah melakukan reaksi gliserolisis lemak mentega dengan menggunakan katalis NaOH dimana dihasilkan 80% digliserida dan kurang dari 5% monogliserida (Tiankui,2004). ,Suppes,(2001) telah melakukan reaksi gliserolisis antara minyak kacang kedelai (soybean oil) menggunakan katalis CaO dan CaCO3

pada temperatur 2100C dimana diperoleh konversi produk sebesar 95%. Yumin, (2003) juga telah melakukan reaksi gliserolisis minyak kelapa dengan gliserol dengan metode pengadukan menggunakan berbagai katalis seperti NaOH, KOH dan NaOCH3

dengan menggunakan titrasi untuk menentukan kadar monogliserida yang diperoleh.

Berdasarkan hal tersebut, peneliti tertarik untuk melakukan reaksi gliserolisis minyak kelapa dengan menggunakan katalis NaOH pada temperatur 210 0C dan 2300C. Penentuan kadar monogliserida dan digliserida yang diperoleh ditentukan kadarnya dengan analisa GC.

1.2.Permasalahan

Dalam proses gliserolisis ada beberapa kondisi reaksi yang dapat dilakukan untuk menghasilkan monogliserida dan digliserida, yaitu antara lain jumlah mol gliserol, suhu, waktu reaksi, dan jenis katalis yang digunakan. Untuk itu bagaimanakah pengaruh perbandingan mol gliserol dengan minyak kelapa terhadap produk gliserolisis menggunakan katalis NaOH pada temperatur 2100C dan 2300C.

1.3.Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui pengaruh perbandingan mol gliserol dengan minyak kelapa terhadap produk gliserolisis menggunakan katalis NaOH pada temperatur 210 0C dan 2300C

1.4.Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai sumber infomasi yang berguna untuk pengembangan produk dari industri oleokimia.

1.5.Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan dan analisa GC dilakukan di salah satu perusahaan swasta di Medan

1.6. Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen laboratorium, dimana bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan produk-produk dari E’Merck seperti: dietil eter, asam sitrat. Gliserol yang digunakan diperoleh dari PT SOCCI, pabrik pengolahan minyak nabati. Minyak kelapa yang digunakan diperoleh dari swalayan Hypermart yang ada di kota Medan. Hasil gliserolisis yang diperoleh ditentukan kadar monogliserida digliserida dan trigliseridanya dengan menggunakan analisa GC.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Oleokimia

Oleokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang proses pengolahan asam lemak dan gliserol serta derivatnya, baik yang dihasilkan dari minyak atau lemak maupun hasil sintesis dari produksi etilena dan propilena secara industri petrokimia.

Oleokimia mencakup pengertian sebagai proses pembuatan asam lemak dan turunannya serta proses pengolahannya dari berbagai reaksi sintesis kimia, sehingga menghasilkan produk yang dapat digunakan untuk kebutuhan manusia (Riechter dan Knaut, 1984).

Oleokimia alami merupakan senyawa kimia yang berasal dari minyak dan lemak tumbuh-tumbuhan yang diperoleh dengan cara saponifikasi diikuti hidrolisis sehingga menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. Dari asam lemak ini dapat dibuat turunan asam lemak seperti alkohol asam lemak, amina asam lemak dan lain-lain. Sedangkan oleokimia sintesis berasal dari petrokimia misalnya pembuatan alkohol asam lemak dari etilena serta gliserol dari propilena (Austin, 1985).

.

Bahan oleokimia yang dihasilkan dari produk petrokimia yang diolah dari hasil minyak bumi dan gas alam merupakan bahan yang tidak dapat diperbaharui, sehingga diperkirakan tidak dapat bersaing dengan bahan yang berasal dari hasil pertanian yang dapat diperbaharui. Hingga saat ini umumnya sebagian produk oleokimia digunakan sebagai surfaktan pada produk-produk kosmetika, obat-obatan, makanan serta produk pencuci dan pembersih (Riechter dan Knaut, 1984).

Tabel 2.1 Diagram alur oleokimia

2.2. Asam Lemak

Asam lemak adalah asam organik yang terdapat sebagai ester trigliserida atau lemak, baik berasal dari hewan atau tumbuhan. Asam ini adalah asam karboksilat yang mempunyai rantai karbon yang panjang, dimana R adalah rantai karbon yang jenuh atau yang tidak jenuh. Rantai karbon yang jenuh ialah rantai karbon yang tidak mengandung ikatan rangkap, sedangkan yang mengandung ikatan rangkap disebut rantai karbon tidak jenuh. Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik leburnya. Asam palmitat dan asam stearat berupa zat padat pada suhu kamar. Disamping itu, makin banyak jumlah ikatan rangkap makin rendah titik leburnya ( Poedjiadi, 1994).

Asam lemak yang terdapat pada hewan dan tumbuhan umumnya ialah asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, yaitu antara 14-22. Asam lemak yang banyak dijumpai mempunyai jumlah atom karbon sebanyak 16 dan 18. Sifat asam lemak ditentukan oleh rantai hidrokarbonnya. Asam lemak jenuh yang mengandung 1 sampai 8 atom karbon berupa cairan, sedangkan yang mengandung lebih dari 8 atom karbon berupa padatan. Asam lemak tak jenuh mempunyai titik cair yang lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak jenuh (Aisjah, 1990).

2.3. Gliserida

Gliserida disebut juga asilgliserol merupakan senyawa ester antara gliserol dan asam lemak. Gliserida yang bersifat padat pada suhu kamar disebut lemak sedangkan yang bersifat cair disebut minyak. Gliserida dengan 1,2, dan 3 rantai asam lemak, maka masing-masing disebut mono, di atau triasilgliserol (trigliserida), seperti yang tertera di bawah ini:

H₂C O C R₁

O

OH

H₂C OH

Monogliserida

H2C O C R1

O

CH O C

O

R₂

H2C OH

Digliserida

H₂C O C R₁

O

O C

O

R₂

H₂C O C R₃

O

Trigliserida

Penamaan gliserida ditentukan oleh komponen asam lemak yang membentuknya, misalnya tripalmitoilgliserol atau dengan nama umumnya tripalmitin merupakan suatu trigliserida yang dibentuk oleh gliserol dan tiga asam palmitat (Wirahadikusumah, 1985).

Gliserida secara alami dapat ditemukan dalam semua lemak hewan, maupun minyak nabati dan minyak ikan. Sehingga gliserida merupakan suatu sumber penghasil gliserol, yang memiliki banyak kegunaan pada industri oleokimia (Austin, 1985). Gliserida terdiri dari trigliserida, monogliserida, digliserida dan posfogliserida.

2.3.1. Trigliserida

Trigliserida yaitu hasil esterifikasi dimana ketiga gugus OH pada gliserol diesterkan. Bila ketiga asam yang diikat asam disebut trigliserida berasam satu, bila asamnya ada dua macam disebut trigliserida berasam dua dan bila ketiga asamnya berbeda disebut trigliserida berasam tiga.

Trigliserida yang tersusun dari asam lemak tidak jenuh akan berwujud cair dan mempunyai titik cair yang rendah, umumnya trigliserida ini terdapat pada minyak nabati. Trigliserida yang tersusun dari asam lemak jenuh akan berwujud padat dan mempunyai titik cair yang lebih tinggi, umumnya trigliserida ini terdapat pada minyak hewan (Christie, 1982).

Trigliserida secara alami terdapat pada hewan dan minyak nabati. Minyak nabati seperti minyak jarak merupakan minyak yang tidak dapat dimakan, sedangkan minyak nabati yang dapat dimakan, seperti minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kacang kedelai dan sebagainya. Trigliserida yang dapat dimakan biasanya digunakan dalam bentuk margarine, minyak goreng dan dalam bentuk olesan selai roti dan juga pada mentega (Austin,1998).

2.3.2. Monogliserida

Monogliserida pertama sekali disintesis pada tahun 1853, dan baru pada tahun 1960 dibuat dalam skala industri melalui reaksi gliserolisis trigliserida. Monogliserida dapat dihasilkan melalui reaksi antara berbagai substrat dengan gliserol. Berdasarkan jenis substratnya, monogliserida dapat dibuat melalui reaksi esterifikasi langsung antara asam lemak dengan gliserol, reaksi transesterifikasi trigliserida dengan gliserol, reaksi transesterifikasi metil ester asam lemak dengan gliserol, reaksi hidrolisis trigliserida atau lemak dan reaksi kondensasi asam lemak dengan glisidol atau dengan senyawa-senyawa turunannya (Awang,R. ,2004).

Monogliserida (sering disebut monoasilgliserol) terdapat dalam dua bentuk α dan β. Hal ini tergantung pada posisi primer (α) maupun sekunder (β) . Molekul yang tidak simetris disebut kiral dan terdapat dua enansiomer yang simetris dengan gugus asilnya pada posisi sn-1 dan sn-3. Isomer α dan β dan dapat mengalami perubahan yang cepat menjadi campuran 90:10 ( α:β ) dari dua senyawa tersebut. 2-monogliserida dibentuk dalam usus selama pencernaan lemak dan selanjutnya diserap dan diangkut sebelum diubah kembali menjadi trigliserida untuk proses pengangkutan melalui darah. OH OH sn-2 O R O O R O OH OH sn-1 OH OH O R O sn-3

2.3.3. Digliserida

Digliserida (sering disebut diasilgliserol) terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk simetris (sn-1,3) dan bentuk tidak simetris (sn-1,2 dan 2,3) dimana isomer 1,3 merupakan isomer yang paling stabil. 1,2 diasilgliserol merupakan bentuk intermediet yang penting dalam biosintesis dan metabolisme trigliserida dan posfolipida.

O _R O O R O OH Isomer 1,2 O R O OH O R O OH O R O O R O

Isomer 2,3 _{Isomer 1,3}

Gambar 2.2.. Isomer digliserida sn-1,2, sn-2,3 dan sn-1,3.

Studi yang dilakukan pada hewan maupun manusia, menunjukkan bahwa digliserida memiliki sejumlah efek yang menguntungkan pada metabolisme lemak. Jika dibandingkan dengan minyak tradisional (yang kaya akan trigliserida), digliserida dapat menurunkan berat badan dan mengurangi penimbunan lemak pada manusia (Tiankui, 2004).

Monogliserida dan digliserida, keduanya mempunyai sifat hidrofilik karena gugus hidroksil bebas yang dimilikinya dan juga bersifat hidrofobik karena adanya residu asam lemak. Monogliserida dan digliserida larut parsial dalam air dan dalam lemak, sehingga monogliserida dan digliserida merupakan zat pengemulsi yang baik. Monogliserida dan digliserida biasanya ditambahkan sebagai shortening dan sebagai pengelmusi dalam beberapa produk makanan (Potter,N., 1986).

Monogliserida dan digliserida sangat penting sebagai bahan pencampuran dalam pembuatan kue dan juga penting sebagai shortening (termasuk cairan dalam susu dan telur). Monogliserida dan digliserida yang ditambahkan sebagai shortening sangat penting untuk memberikan sifat emulsifikasi dalam pembuatan kue yang berkualitas tinggi, juga dalam pembuatan es dan ragi. Emulsifier ini juga bertindak sebagai pelembut dalam roti (Lawson,H., 1985).

2.3.3. Fospogliserida

Fospogliserida merupakan gliserida yang mengandung ester asam lemak pada kedua posisi gliserol dengan suatu ester posfat pada posisi ketiga. Posfogliserida bersifat sebagai surfaktan netral karena molekul-molekulnya terdiri dari dua gugus hidrofobik dan satu gugus hidrofilik yang bersifat sangat polar. Oleh karena itu fospogliserida merupakan pengemulsi yang sangat baik. Fospogliserida terdapat dalam kuning telur (Fessenden and Fessenden, 1986)

Lesitin merupakan fospogliserida yang terdapat dalam kuning telur dan kacang kedelai. Lesitin digunakan sebagai pengemulsi dalam es krim. Proses emulsifikasi terjadi karena kepala dari lesitin yang bersifat hidrofilik larut dalam air dan ekor yang bersifat hidrofobik yang larut dalam trigliserida ( Denniston,K.,1997).

2.4. Minyak Kelapa

Minyak kelapa berasal dari buah kelapa (cocos nucifera) dan merupakan salah satu sumber yang penting dari minyak laurat setelah minyak inti sawit. Minyak kelapa digunakan dalam industri makanan dan industri oleokimia. Selanjutnya minyak ini digunakan sebagai turunan alkohol seperti dodekanol atau cocoalkohol (Gunstone,2004 )

Tabel 2.2. Sifat Fisika Dari Minyak Kelapa

Karakteristik Ukuran Kisaran Gravitasi spesifik pada 99/5,5oC - 0,869-0,874

Pada 25/15,5oC - 0,917-0,919 Indeks Refraktif pada 40oC - 1,448-1,450

Bilangan Iodin - 7,5-10,5

Bilangan Penyabunan - 250-264

Bahan yang tidak tersabunkan (%) - maksimum 0,5%

Titik lebur (oC) - 23,0-26

Indeks lemak padat pada suhu, (%)

10.0oC 54,5 48,5-60,5

21,1oC 26,6 19,0-34,0

26,7oC 0,3 0,0-1,3

(O’Brien, 1998)

Minyak Kelapa berdasarkan kandungan asam lemak digolongkan ke dalam minyak asam laurat, karena kandungan asam lauratnya paling besar jika dibandingkan dengan asam lemak lainnya.

Tabel 2.3 Komposisi asam lemak minyak kelapa

Asam lemak Rumus kimia Jumlah(%)

Asam lemak jenuh:

Asam kaproat C5H11COOH 0,0-0,8

Asam kaprilat C7H17COOH 5,5-9,5

Asam kaprat C9H19COOH 4,5-9,5

Asam laurat C11H23COOH 44,0-52,0

Asam miristat C13H27COOH 13,0-19,0

Asam palmitat C15H31COOH 7,5-10,5

Asam arachidat C19H39COOH 0,0-0,4

Asam lemak tidak jenuh:

Asam palmitoleat C15H29COOH 0,0-1,3

Asam oleat C17H33COOH 5,0-8,0

Asam linoleat C17H31COOH 1,5-2,5

(Ketaren,S., 1986)

2.5. Gliserol

Gliserol memiliki rumus kimia C3H5(OH)3. Gliserol merupakan trihidrat

alkohol, dimana mempunyai dua gugus hidroksil primer dan satu gugus hidroksil sekunder.

Gambar 2.3. Rumus Kimia Gliserol

Gliserol merupakan anhidrous, memiliki titik lebur 18,2oC dan titik didihnya 290oC yang diikuti dengan adanya dekomposisi (Bonnardeaux,J., 2006)

Gliserol alami merupakan hasil samping proses konversi lemak dan minyak Dari proses splitting lemak dapat diperoleh 15-20% larutan gliserol dalam air. Proses transesterifikasi menghasilkan 75-90% larutan gliserol dalam alkohol. Proses ini bergantung pada perbandingan jumlah alkohol dan lemak ataupun minyak dan konsentrasi katalis (Nouredini H., and Medikonduru, 1997).

Fungsi utama gliserol adalah sebagai humectant (suatu zat yang berfungsi untuk menjaga kelembutan dan kelembaban). Gliserol juga dapat digunakan sebagai pelarut, pemanis, pengawet dalam makanan serta sebagai zat emollient dalam kosmetik. Berdasarkan sifatnya, gliserol banyak digunakan sebagai zat pemlastis (plasticizer) dan minyak pelumas dalam mesin pengolahan makanan dan minuman. Hal ini disebabkan karena gliserol tidak beracun. Gliserol juga digunakan dalam industri resin alkid untuk menjaga sifat kelenturan. Resin alkil merupakan suatu bahan pengikat dalam cat dan tinta.

Dalam penggunaannya secara keseluruhan, baik sebagai zat aditif, sifat gliserol yang tidak beracun dan aman, selalu menjadi suatu hal yang menguntungkan. (Bonnardeaux,J., 2006)

2.6. Pembentukan Ester

Pembentukan ester merupakan salah satu reaksi yang paling penting dalam pemberian nilai tambah dari lemak hewan dan minyak tumbuhan. Reaksi pembentukan ester mencakup reaksi (i) suatu alkohol dengan suatu asam (esterifikasi), (ii) suatu ester dengan suatu alkohol (alkoholisis), (iii) dua ester yang berbeda (transesterifikasi), (iv) suatu ester dengan asam (asidolisis). Dari semua reaksi tersebut, esterifikasi dan alkoholisis merupakan reaksi yang sangat penting dan banyak digunakan dalam industri minyak dan lemak.

Pengubahan minyak dan lemak menjadi monogliserida dan ester glikol telah banyak dilakukan melalui reaksi hidrolisis yang selanjutnya diikuti dengan esterifikasi. Alkoholisis memberikan keuntungan yang besar karena hanya membutuhkan satu langkah reaksi. Basa Brownsted sederhana seperti NaOH dan KOH secara luas digunakan dalam alkoholisis trigliserida dengan alkohol sederhana seperti metanol. Alkoholisis merupakan metode yang paling sederhana untuk mengubah trigliserida menjadi monoester. (Suppes, 2001)

2.7. Gliserolisis

Gliserolisis dilakukan di industri untuk menghasilkan monogliserida dari gliserol dan trigliserida. Reaksi antara trigliserida dengan gliserol untuk menghasilkan gliserida parsial umumnya dilakukan pada temperatur yang tinggi sehingga dapat meningkatkan kelarutan gliserol pada fasa minyak dimana kelarutan gliserol dalam minyak hanya sekitar 4 % pada temperatur kamar. Katalis basa seperti NaOH, KOH dan Ca(OH)2 digunakan untuk mempercepat proses tersebut. Pada akhir reaksi, katalis

dinetralisasi dan campuran reaksi didinginkan dengan cepat. Langkah ini sangat penting untuk meminimalkan kesetimbangan reaksi. Produk yang dihasilkan dari proses tersebut adalah campuran monogliserida, digliserida, trigliserida juga asam lemak bebas dan sabun logamnya. Umumnya monogliserida yang dihasilkan sekitar 30%-40% dan untuk mendapatkan monogliserida sekitar 90%, maka dapat digunakan destilasi molekuler.

Gliserolisis juga merupakan langkah awal untuk menghasilkan resin alkil dalam beberapa deterjen dan reaksi ini telah digunakan dalam skala industri. Suhu yang tinggi dalam reaksi ini biasanya menghasilkan produk yang berwarna merah tua ( Feral,T., 1996)

Dalam gliserolisis untuk mengurangi terbentuknya kembali trigliserida maka dapat ditambahkan gliserol berlebih ke dalam campuran reaksi. Dengan penambahan gliserol ini maka trigliserida akan mengalami gliserolisis untuk membentuk monogliserida. Hanya saja terbentuknya digliserida dari campuran monogliserida tidak dapat dihindarkan karena adanya reaksi interesterifikasi antara trigliserida dan monogliserida. (Noureddini,H., and Medikonduru, 1997)

H₂C OH

C OH

H₂C OH

Gliserol

H₂C O C R₁ O

O C

O

R₂

H₂C O C R₃ O

Trigliserida

+

H₂C O C R₁

O

OH

H₂C OH

Monogliserida

H₂C O C R

1 O

CH O C

O

R₂

H₂C OH

Digliserida +

Gambar 2.4 Reaksi Transeresterifikasi Antara Trigliserida Dengan Gliserol (Lawson,H., 1985)

Reaksi gliserolisis ini memerlukan suhu tinggi (2300C-2600C) dan biasanya menggunakan katalisator homogen anorganik seperti natrium, kalium dan kalsium hidroksida. Reaksi gliserolisis memerlukan energi yang sangat tinggi. Sisi positif dari reaksi ini adalah konversi produk yang tinggi dan waktu reaksi yang rendah. (Noureddini and Harmeier, 1998)

Selama tahun 1962-1978, berdasarkan laporan abstrak kimia bahwa sekitar 80% alkoholisis dilakukan dengan gliserolisis lemak. Dari reaksi ini dapat diperoleh campuran monogliserida dan digliserida. Reaksi ini berlangsung dengan penambahan lemak sekitar 25-40% dari berat gliserol dan 0,05 -0,4 % katalis basa. Katalis basa yang umumnya digunakan adalah NaOH. Reaksi berlangsung dengan melakukan pemanasan serta pengurangan tekanan dan menggunakan gas inert seperti N2.

Temperatur maksimum yang dapat digunakan adalah 400-475F dan biasanya reaksi berlangsung selama 1-4 jam. (Allen,R., 1982)

Gliserolisis lemak adalah suatu reaksi transesterifikasi antara gliserol dengan trigliserida untuk membentuk monogliserida dan digliserida dengan adanya katalis. (Noureddini dan Medikonduru, 1997).

Dalam gliserolis lemak/minyak ada tiga langkah reaksi kesetimbangan yang dapat terjadi yaitu sebagai berikut :

O C O R O O OH OH OH Gliserol Trigliserida C O R C O R O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida + OH OH OH Gliserol O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida 2 O C O R O O Trigliserida C O R C O R O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida 2

Gambar 2.5. Reaksi Gliserolisis Lemak

Monogliserida merupakan produk utama tetapi digliserida dan trigliserida juga dapat ditemukan dalam kesetimbangan akhir. (Noureddini,H., and Medikonduru, 1997).

Gliserolisis metil ester menggunakan katalis alkali, gliserol dan metil ester asam lemak akan membentuk metanol serta campuran monogliserida dan digliserida. Secara teoritis, trigliserida dapat juga terbentuk dalam reaksi ini, akan tetapi hal ini tidak ditemukan dalam hasil reaksi. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi reversibel dan pemisahan metanol dari reaksi dilakukan secara bertahap yang akan mengubah kesetimbangan ke arah gliserida.

Langkah reaksinya adalah sebagai berikut:

OH OH OH Gliserol + O C O R OH OH Monogliserida + R C O O _CH 3OH Metil ester CH₃ O C O R OH OH Monogliserida + R C O

O CH3OH

Metil ester CH₃ + O C O R O OH C O R Digliserida + R C O O _CH 3OH Metil ester CH₃ + O C O R O OH C O R Digliserida O C O R O O Trigliserida C O R C O R

Gliserolisis metil ester untuk menghasilkan monogliserida dapat dicapai dengan mengatur perbandingan reaktan dan kondisi reaksi. Matsumaya telah berhasil mengubah asam palmitat menjadi 1-monogliserida sekitar 50,6 - 54,9%. Reaksi ini menggunakan 1 mol metil ester dan 1,5 – 4 mol gliserol dengan katalis KOH sebanyak 0,1% pada suhu 215 – 220oC selama 25-30 menit, metanol yang dihasilkan dihilangkan dengan cara destilasi. Hasil konversi dari metil ester rantai pendek seperti metil laurat dan miristat, serta metil ester dari asam lemak tidak jenuh seperti asam oleat, biasanya lebih tinggi dibandingkan dengan hasil konversi dari metil ester dengan asam lemak rantai panjang seperti plamitat dan stearat (Allen,R., 1982)

Gliserolisis secara bioteknologi juga dapat dilakukan dengan pemanfaatan lipase terjebak (fase immobile) pada pembentukan monogliserida dari minyak zaitun. Pada reaksi enzimatis ini, pembentukan monogliserida dilakukan dengan menggunakan fasa padat penjebak mikroba agar dapat dipisahkan kembali dari campurannya dengan hasil reaksi untuk digunakan kembali sehingga menurunkan biaya produksi. Bahan penopang padat yang berfungsi sebagai adsorben berpori adalah CaCO3, CaSO4.2H2O, Ca2P2O7 dan celite. Mikroba yang digunakan adalah

Pseudomonas sp. KWI-56 lipase (PSL), Chromobacterium viscosum lipase (CPL) dan

Pseudomonas pseudoalkali lipase (PPL). Reaksi gliserolisis minyak zaitun secara enzimatis di atas dapat menghasilkan 90% monogliserida dengan lama reaksi 72 jam. (Rosu , 1997)

2.8. Emulsifier

Emulsi didefinisikan sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua fasa cairan yang tidak saling melarut, dimana salah satu cairan terdispersi dalam bentuk globula-globula di dalam cairan lainnya. Cairan yang terpecah menjadi globula-globula-globula-globula dinamakan fase terdispersi sedangkan cairan yang mengelilingi globula-globula dinamakan fase kontiniu atau medium dispersi.

Fungsi – fungsi pengemulsi pangan dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan utama, yaitu:

1. Untuk mengurangi tegangan permukaan, pada permukaan minyak dan air yang mendorong pembentukan emulsi dan pembentukan kesetimbangan fase antara minyak, air dan pengemulsi pada permukaan yang memantapkan antara emulsi

2. Untuk sedikit merubah sifat-sifat tekstur, awetan dan sifat-sifat reologi produk pangan, dengan pembentukan senyawa kompleks dengan komponen-komponen pati dan protein.

3. Untuk memperbaiki tekstur produk pangan yang bahan utamanya lemak dengan mengendalikan keadaan polimorf lemak.

Pada dasarnya emulsifier merupakan surfaktan yang mempunyai dua gugus yaitu gugus hidrofilik dan gugus lipofilik. Gugus hidrofilik bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air, sedangkan gugus lipofilik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Di dalam molekul emulsifier salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul emulsifier tersebut akan diadsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Banyak cara-cara yang telah dikembangkan untuk mendapatkan pengemulsi atau campuran emulsi untuk mendapatkan sifat khusus suatu produk pangan yang tepat atau campuran emulsi yang tepat untuk mendapatkan sifat-sifat khusus produk pangan.

Berikut ini adalah contoh-contoh emulsifier yang umum digunakan dalam bahan pangan:

− monogliserida dan digliserida, merupakan zat pengemulsi yang umum digunakan. Yang tergolong monogliserida dan digliserida diantaranya adalah : gliserol monolaurat, polietilen monogliserida, gliseril laktil palmitat

− stearoil lactylat, yang sering digunakan dalam produk-produk bakery

− sorbitan ester, pada umumnya digunakan dalam pembuatan kue, pelindung buah, dan sayuran segar

− poligliserol ester, yang digunakan dalam pangan yang diaerasi mengandung lemak

− ester-ester sukrosa, penggunaannya dalam pangan umumnya pada pembuatan roti, produk olahan susu

− lesitin, paling banyak diperoleh dari kacang kedelai dan kuning telur. Biasanya digunakan untuk emulsifier pada margarine, roti, kue dan lain-lain.

BAB III

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1. Alat-alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : - Labu leher tiga Pyrex

- Neraca Analitis Mettler PM 200 - Termometer 3600C Fisher Scientific - Gelas Erlenmeyer Pyrex

- Gelas Beaker Pyrex - Gelas Ukur Pyrex - Corong Pisah Pyrex - Magnetik bar

- Botol Akuades

- Pendingin Bola Pyrex - Hot Plate Stirer Fisons

- Rotarievaporator Heidolph VV2000 - Statif dan klem

- Alat vakum Fisons - Pipet tetes

- Labu leher dua Pyrex - Tabung CaCl2

3.2. Bahan-bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : - Gliserol p.a.E’Merck - Minyak kelapa Barco - Dietil eter p.a.E’Merck - Asam sitrat Fisons - Natrium Hidroksida p.a.E’Merck

- Akuades - Nitrogen

- Metanol p.a.E’Merck

- CaCl2 anhidrous p.a.E’Merck

- H2SO4(p) p.a.E’Merck

- n-heksan p.a.E’Merck

- Na2SO4 anhidrous p.a.E’Merck

- Benzene p.a.E’Merck

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Pembuatan asam sitrat 10%

Ditimbang 10 gram kristal asam sitrat dilarutkan dengan akuades dalam labu takar 100 mL sampai garis tanda.

3.3.2. Pembuatan Metil Ester Minyak Kelapa

Sebanyak 0,05 mol (31,9 gram) minyak kelapa (diperoleh dari berat molekul trigliserida dari asam laurat) dimasukkan ke dalam labu leher dua, kemudian ditambahkan 100 mL benzen dan 50 mL metanol. Selanjutnya labu dihubungkan dengan pendingin bola yang dilengkapi dengan tabung CaCl2. Lalu diteteskan 2 mL

H2SO4(p) dalam keadaan dingin, kemudian campuran direfluks selama 5 jam.

Pelarutnya diuapkan melalui rotarievaporator. Residu yang diperoleh diekstraksi dengan n-heksana kemudian dicuci dengan akuades. Lapisan atas ditambahkan dengan natrium sulfat anhidrous dan didiamkan selama 24 jam, kemudian disaring. Filtrat yang diperoleh diuapkan melalui rotarievaporator. Residu yang diperoleh dianalisis GC.

3.3.3.Gliserolisis Minyak Kelapa

Sebanyak 0,1 mol (63,8 gram) minyak kelapa (diperoleh dari berat molekul trigliserida dari asam laurat) dimasukkan kedalam labu leher tiga kemudian ditambahkan 0,1 mol (9,2 gram) gliserol dan 0,25% katalis NaOH sebanyak 0,1825 gram. Lalu dihubungkan dengan pendingin bola yang dialiri dengan gas nitrogen.

Selanjutnya dipanaskan pada suhu 210-2150C sambil diaduk dengan magnetik stirer selama 2 jam. Hasil reaksi didinginkan pada suhu kamar, kemudian dimasukkan ke dalam corong pisah dan diekstraksi dengan dietil eter. Fase dietil eter ditambahkan dengan larutan asam sitrat 10% sebanyak 20 mL. Selanjutnya dicuci dengan akuades. Kemudian diuapkan pelarutnya dengan menggunakan rotarievaporator. Hasil yang diperoleh dianalisis kadar monogliserida dan digliseridanya menggunakan GC.

Prosedur yang sama seperti di atas dilakukan untuk perbandingan mol minyak kelapa:gliserol 0,1:0,2, 0,1:0,3, 0,1:0,4 dan 0,1:0,5 pada temperatur 2300C

3.4. Bagan Penelitian

3.4.1. Pembuatan Metil Ester Minyak Kelapa

s

dimasukkan 0,05 mol minyak kelapa ditambahkan 100 mL benzene ditambahkan 50 mL metanol

diaduk dan diteteskan 2 mL H2SO4(p)

direfluks selama +

dirotarievaporator pada suhu 80oC 5 jam

dieskstraksi dengan n-heksan dicuci dengan akuades

Residu

ditambahkan Na2SO4 anhidrous

didiamkan selama + 24 jam disaring

dirotarievaporator pada suhu 68oC Campuran

Labu Leher Dua

Residu Destilat

Lapisan bawah Lapisan atas

filtrat Residu

Residu Destilat

3.4.2. Gliserolisis Minyak Kelapa

dimasukkan 0,1 mol minyak kelapa ditambahkan 0,1 mo1 gliserol

ditambahkan katalis NaOH sebanyak 0,25% (w/w) sejumlah 0,1825 gram

dirangkai alat refluks dengan pendingin bola dialirkan gas N2 secara perlahan pada rangkaian

reaksi

dipanaskan pada suhu 210-215oC sambil diaduk selama 2 jam

didinginkan pada suhu kamar dimasukkan ke dalam corong pisah diekstraksi dengan dietil eter

ditambahkan asam sitrat 10% sebanyak 20 mL

dicuci dengan aquadest sebanyak 3 kali masing-masing 25 mL diuapkan dengan rotarievaporator

analisa GC

Prosedur yang sama seperti di atas dilakukan untuk perbandingan mol minyak kelapa:gliserol 0,1:0,2, 0,1:0,3, 0,1:0,4 dan 0,1:0,5 pada suhu 2300C

Campuran reaksi Labu Leher tiga

Lapisan atas Lapisan bawah

Destilat(eter) Gliserolat

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. HASIL

4.1.1. Analisis Komposisi Asam Lemak Pada Minyak Kelapa

Minyak kelapa yang digunakan dalam penelitian ini merupakan minyak kelapa merk Barco yang dijual dipasaran. Selanjutnya minyak kelapa ditransesterifikasi dengan metanol menggunakan katalis asam H2SO4 sehingga diperoleh metil ester

minyak kelapa.

Berdasarkan hasil analisis kromatografi gas (GC) yang dilakukan terhadap metil ester minyak kelapa , maka komposisi asam lemak yang diperoleh dari minyak kelapa terdapat pada tabel berikut ini:

Tabel 4.1. Komponen Asam Lemak Pada Minyak Kelapa

No Asam Lemak Kadar(%)

1 Asam Kaproat (C6:0) 0.54

2 Asam Kaprilat (C8:0) 7.60

3 Asam Kaprat (C10:0) 6.36

4 Asam Laurat (C12:0) 47.88

5 Asam Miristat (C14:0) 18.32

6 Asam Palmitat (C16:0) 9.03

7 Asam Stearat (C18:0) 2.74

8 Asam Oleat (C18:1) 6.09

4.1.2. Produk Hasil Reaksi Gliserolisis Minyak Kelapa

Gliserolisis minyak kelapa menggunakan katalis NaOH menghasilkan senyawa campuran yang terdiri dari monogliserida, digliserida dan trigliserida. Gliserolisis terhadap minyak kelapa menggunakan katalis NaOH dengan waktu reaksi selama 2 jam dalam variasi temperatur diperoleh sebagai berikut:

Tabel.4.2. Kadar Monogliserida, Digliserida dan Trigliserida Dalam Reaksi Gliserolisis Antara Minyak Kelapa dan Berbagai Variasi mol Gliserol Pada Temperatur 2100C

Minyak kelapa : Gliserol (mol)

% Monogliserida % Digliserida % Trigliserida

0,1 : 0,1 - 86,64 14,05

0,1 : 0,2 3,31 86,65 9,65

0,1 : 0,3 10,74 86,78 2,44

0,1 : 0,4 10,22 86,35 4,68

0,1 : 0,5 41,53 58,07 1

Tabel.4.3. Kadar Monogliserida, Digliserida dan Trigliserida Dalam Reaksi Gliserolisis Antara Minyak Kelapa dan Berbagai Variasi mol Gliserol Pada Temperatur 2300C

Minyak kelapa : Gliserol (mol)

% Monogliserida % Digliserida % Trigliserida

0,1 : 0,1 13,13 84,50 2.37

0,1 : 0,2 26,92 71,59 1,48

0,1 : 0,3 35,78 63,51 0,7

0,1 : 0,4 42,05 57,35 0,6

4.2. PEMBAHASAN

4.2.1. Pembuatan Metil Ester Minyak Kelapa

Minyak kelapa ditransesterifikasi dengan metanol menggunakan katalis asam H2SO4 sehingga menghasilkan metil ester asam lemak campuran dari minyak kelapa

dengan mekanisme reaksi sebagai berikut:

O C O R O O C O R C O

R ₊ CH3OH

H+SO₄

-O C +OH R O O C +OH R C +OH

R _{+ CH}

3OH O C OH R H-O-CH₃ O C OH H-O-CH₃ R O C OH H-O-CH₃ R + + + O C OH R OCH₃

O C R

O C OH R H + H + H + OCH₃ OCH₃

HSO₄

HSO₄

HSO₄

-- H2SO4

OH

OH

OH

OH Gliserol

+ 3 R C

O

OCH₃

4.2.2. Gliserolisis Minyak Kelapa Menggunakan Katalis NaOH

Gliserolisis terhadap minyak kelapa menggunakan katalis NaOH akan menghasilkan campuran monogliserida, digliserida dan trigliserida.

Mekanisme reaksi yang terjadi diperkirakan adalah sebagai berikut:

OH OH OH + ONa OH OH

Na+OH + H2O

O OH OH + O C O R O O C O R C O R O OH OH O O O C O R C O

R ₊ NaOH

Na C O -R O + Na O C O R OH OH + OH O O C O R C O R Na H- OH Monogliserida Digliserida O C O R O C O R

Pada reaksi gliserolisis di atas, katalis basa NaOH bereaksi dengan gliserol yaitu pada oksigen dari hidroksil primer. Oksigen dari hidroksil primer merupakan nukleofil yang lebih baik daripada hidroksil sekunder (Tiankui,Y., 2001)

Reaksi ini menghasilkan anion gliserat atau anion mono dan diasil gliserat. Selanjutnya anion gliserat bereaksi dengan molekul gliserida dengan penyerangan atom C karbonil dari rantai asam lemak. Proses pertukaran asil akan terus berlangsung sampai diperoleh kesetimbangan distribusi monogliserida, digliserida dan trigliserida. Kesetimbangan distribusi ini ditentukan oleh jumlah rantai asam lemak dan gugus hidroksil dalam reaksi campuran reaksi, yang berhubungan dengan perbandingan mol antara gliserol dan lemak (Volpenhein, 1978)

Reaksi transesterifikasi dapat berlangsung dengan adanya katalis basa maupun katalis asam. Penggunaan katalis basa didasarkan kecepatan reaksi dimana reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa memiliki sifat yang kurang korosif daripada katalis asam (Schurchardt,U.,1997). Katalis basa yang biasa yang digunakan adalah logam alkoksida, karbonat dan hidroksida.

Dalam penelitian ini digunakan berbagai perbandingan mol antara minyak kelapa dan gliserol. Mol minyak kelapa diperoleh dari berat molekul trigliserida dari asam laurat yang merupakan komposisi terbesar pada minyak kelapa. Penggunaan mol gliserol yang berlebih bertujuan untuk mengurangi terbentuknya kembali trigliserida sehingga diharapkan trigliserida akan mengalami gliserolisis untuk membentuk monogliserida (Noureddini dan Medikonduru,1997). Hal ini dapat dilihat pada hasil penelitian, dimana semakin banyak mol gliserol yang digunakan maka monogliserida yang diperoleh semakin besar sedangkan trigliserida yang dihasilkan semakin sedikit.

Hubungan perbandingan mol antara minyak kelapa dengan gliserol terhadap gliserolisis pada temperatur 210oC dan 230oC dapat dililihat dalam grafik berikut ini:

Grafik 4.1. Pengaruh Perbandingan Mol Gliserol/Minyak Terhadap Produk Gliserolisis Pada Suhu 210oC

0 20 40 60 80 100

1 2 3 4 5

Perbandingan mol Gliserol : Minyak Kelapa

P

ro

d

u

k

G

lis

er

o

lis

is

(%

)

Monogliserida Digliserida T rigliserida

Keterangan:

Perbandingan mol Gliserol: Minyak Kelapa 1 = 0,1 : 0,1

2 = 0,2 : 0,1 3 = 0,3 : 0,1 4 = 0,4 : 0,1 5 = 0,5 : 0,1

Grafik 4.2. Pengaruh Perbandingan Mol Gliserol/Minyak Terhadap Produk Gliserolisis Pada Suhu 230oC

0 20 40 60 80 100

1 2 3 4 5

P erbandingan mol Gliserol : Minyak Kelapa P ro d u k G lis er o lis is (% ) Monogliserida Digliserida T rigliserida Keterangan:

Perbandingan mol Gliserol: Minyak Kelapa 1 = 0,1 : 0,1

2 = 0,2 : 0,1 3 = 0,3 : 0,1 4 = 0,4 : 0,1 5 = 0,5 : 0,1

Dari grafik dapat dilihat bahwa pada umumnya semakin banyak mol gliserol yang digunakan maka semakin banyak monogliserida yang terbentuk sedangkan digliserida dan trigliseridanya semakin sedikit. Semakin meningkatnya kadar monogliserida yang terbentuk pada temperatur 210oC dan 230oC disebabkan karena dengan semakin bertambahnya gliserol maka transformasi trigliserida akan berlangsung semakin banyak melalui reaksi antara gliserol dengan trigliserida menjadi

monogliserida dan digliserida, demikian juga digliserida yang terbentuk akan bereaksi dengan gliserol menghasilkan 2 mol monogliserida. Monogliserida yang paling banyak terbentuk pada perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1 : 0,4 pada temperatur 230oC yakni sebesar 42,05%.

Pada reaksi kesetimbangan tetap juga diperoleh digliserida melalui reaksi interesterifikasi antara monogliserida dengan trigliserida menghasilkan 2 mol digliserida.

Reaksi secara keseluruhan berlangsung melalui 3 tahap kesetimbangan yaitu sebagai berikut: O C O R O O OH OH OH Gliserol Trigliserida C O R C O R O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida + OH OH OH Gliserol O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida 2 O C O R O O Trigliserida C O R C O R O C O R O OH + C O R O C O R OH OH Monogliserida Digliserida 2

Reaksi yang berlangsung pada temperatur 210oC dan 230oC menunjukkan bahwa semakin banyak mol gliserol maka semakin sedikit digliserida yang terbentuk. Hal ini disebabkan karena pada kesetimbangan reaksi, digliserida yang terbentuk bereaksi kembali dengan gliserol. Namun demikian dalam setiap variasi perbandingan mol gliserol dengan minyak kelapa pada kedua temperatur tersebut tetap diperoleh digliserida sebagai produk terbesar dibandingkan dengan monogliserida dan trigliserida. Ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Norris (1940) dimana gliserolisis minyak/lemak yang berlangsung pada temperatur 180oC-250oC sesuai untuk pembentukan digliserida, sedangkan untuk pembentukan monogliserida berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur pembentukan digliserida. Dan untuk pembentukan trigliserida berlangsung pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur digliserida. Kadar digliserida yang paling banyak diperoleh pada perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1 : 0,3 pada temperatur 210oC yakni sebesar 86,78%.

Produk trigliserida yang terbentuk pada temperatur 210oC dan 230oC diperoleh semakin sedikit dengan semakin bertambahnya mol gliserol. Ini berhubungan dengan tahapan reaksi kesetimbangan, dimana trigliserida bereaksi dengan gliserol menghasilkan monogliserida dan digliserida. Digliserida yang terbentuk bereaksi kembali dengan gliserol sehingga dalam kesetimbangan reaksi digliserida yang terbentuk kecil kemungkinannya untuk dapat diubah kembali ke trigliserida. Trigliserida juga dapat bereaksi dengan monogliserida untuk menghasilkan digliserida. Produk trigliserida yang diperoleh kemungkinan merupakan sisa trigliserida dari minyak kelapa atau dari trigliserida yang mengalami penataan ulang pada gugus asil melalui reaksi interesterifikasi dan ini masih membutuhkan penelitian lebih lanjut.

Untuk mengetahui terdapatnya gliserol pada sampel minyak kelapa dapat diuji dengan kromatografi lapis tipis (KLT) menggunakan developer campuran pelarut n-heksan : dietil eter : asam formiat = 80 : 20 : 2 (v/v). Hasil KLT menunjukkan bahwa gliserol tidak terdapat pada minyak kelapa, dimana pada plat minyak kelapa spot pada penotolan tidak muncul jika dibandingkan dengan sampel gliserol (lampiran 12). Sehingga gliserol yang bereaksi hanya berasal dari gliserol yang ditambahkan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

1. Gliserolisis minyak kelapa menggunakan katalis NaOH pada temperatur 210oC dan 230oC diperoleh bahwa semakin besar gliserol yang digunakan maka monogliserida yang dihasilkan semakin besar, sedangkan digliserida dan trigliserida yang dihasilkan semakin sedikit.

2. Kadar monogliserida yang paling besar yaitu 42,05% diperoleh dalam gliserolisis pada temperatur 230oC dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1 : 0,4. Dan kadar digliserida yang paling besar yaitu 86,78% diperoleh pada temperatur 210oC dengan perbandingan mol gliserol/minyak kelapa 0,1:0,3

5.2. SARAN

Diharapkan kepada peneliti selanjutnya supaya dilakukan reaksi gliserolisis dengan variasi mol pada berbagai temperatur sehingga diperoleh kondisi yang optimum

DAFTAR PUSTAKA

Allen, R., Marvin,W., Krishnamurthy.,R.,1982. Bailey’s Industrial Oil And Fat.

Fourth Edition. New York : John Wiley and Sons

Austin,G.,1985. Shreve’s Chemical Process Industries. New York : Mc Graw-Hill,Co

Awang,R., Ahmad,S., Ibrahim,M., Yunus,W.,2004. Synthesis Of Monoglycerides From Dihidroxystearic Acid:Effect Of ReactionParameters. Malaysia : Journal Of Chemistry.Vol 6.No.1. 13-19

Bonnardeaux,J.,2006. Glycerin Overview. Department Of Agriculture and Food.Australia

Christie,W.,1982. Lipid Analysis. New York : Permangor Press Oxford

Denniston,K,J.,1997. General, Organic And Biochemistry. Third Edition.New York: Mc Graw Hill

Fessenden,R.J.,dan Fessenden.J.,1999. Kimia Organik.Edisi Ketiga.Jilid 2. Jakarta : Erlangga

Girindra,A.,1990. Biokimia. Jilid 1.Jakarta : PT Gramedia

Gunstone,F.,2004. The Chemistry Of Oils And Fats.Sources,Composition, Properties And Uses.Australia : Blackwell Publishing Ltd

Hassanuddin.A.,2001. Kajian Teknologi Pengolahan Minyak Kelapa Sawit Mentah untuk Produksi Emulsifier Mono-Diasilgliserol Dan Konsentrat Karotenoid.Makalah Falsafah Sains (PPs 702).Institut Pertanian Bogor

Kaewthong,W., Saneeyakul,S., Prasertsan,P., Kittikun,A.,2005.Continuous Production Of MonoAcyglycerol By Glycerolisis Of Palm Olein With Immibilized Lipase.Journal Process Biochemistry.Vol 40.1525-1530

Ketaren.S.,1998. Pengantar Teknologi Minyak Dan Lemak Pangan.Jakarta : UI-Press

Lawson.H.,1985. Standards For Fat And Oil.Wesport : The Avi Publishing Company.Inc

Norris,F,1940. The Chemical Synthesis Of Glycerides. Minneapolis

Noureddini.H., and Medikonduru.1997. Glycerolisis Of Fat And Methyl

Ester.Mebraska : J.Am.Oil.Chem.Soc.Vol.74.419-421

Noureddini.H., and Harmeier.1998. Enzymatic Glycerolisis Of Soybean Oil.

O’Brien.R.,1998. Fat And Oils.Lancaster : Technomic Publishing Company.Inc

Poedjadi,A.,1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press

Potter,N.,1986. Food Science. Fourth Edition.New york : Van Nonstrand Reinhold

Riechter.M.J., Knaut,J.,1984. Challenges To A Nature Industry : Marketing And Economics Of Oleochemicals In Western Europe.Germany : J.Am.Oil.Soc.Vol.61.60

Suppes,G., Bonckwinkel,K., Lucas,S., Botts,J.,2001.Calcium Carbonate Catalyzed Alcoholysis Of Fats And Oils.Kansas : J.Am.Oil.Chem.Soc.Vol.78.139

Temelli,F., King,J., List,G.,1996.Conversion Of Oils To Monoglycerides By Glycerolysis In Supercritical Carbon Dioxide Media.Canada : J.Am.Oil.chem.Soc.vol.73.699

Tiankui.Y., Hong,Z., Huiling,M., Andrew,J.,2004. Diacylglycerols From ButterFat : Production By Glycerolisis And Short-Path Distillation And Analysis Of Physical Properties. Denmark : J.Am.Oil.Chem.Soc.Vol.81.979

Volpenhein,R.,1987. Diglyceride Manufacture. United States Patent

Wirahadikusumah.M.,1985. Biokimia.Metabolime Energi. Karbohidrat Dan Lipid

.Bandung : ITB

Yumin.2003., Pengaruh Katalis Natrium Hidroksida, Kalium Hidroksida Dan Natrium Metoksida Terhadap Gliserolisis Minyak Kelapa Dalam Pembuatan Monogliserida.Skripsi Jurusan Kimia.FMIPA.USU.Medan

Lampiran 2 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2100C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.1

Lampiran 3 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2100C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.2

Lampiran 4 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2100C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.3

Lampiran 5 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2100C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.4

Lampiran 6: Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2100C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.5

Lampiran 7 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.1

Lampiran 7: Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.1

Lampiran 8 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.2

Lampiran 8: Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.2

Lampiran 9 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.3

Lampiran 10 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.4

Lampiran 11 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.5

Lampiran 13. Spesifikasi Alat Kromatografi Gas.

1. Kolom

- Model : Agilent 123-1831.DB-17 HT - Capilarry : 30,0 m x 320 µm x 0,15 µm

2. Gas Pembawa (carier) : N2

- Tekanan : 12,44 psi - Aliran : 2,4 mL/min - Kecepatan : 43 cm/sec

3. Oven

- Set poin : 100oC - Maximum : 450oC

4. Detektor

- Tipe : FID (Flame Ionization Detector) - Aliran udara : 450 mL/min

- Aliran H2 : 45 mL/min

Lampiran 9 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.3

Lampiran 10 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300C dengan perbandingan mol 0.1 : 0.4

Lampiran 11 : Kromatogram Hasil Analisa GC Reaksi Gliserolisis pada suhu 2300Cdengan perbandingan mol 0.1 : 0.5

Lampiran 13. Spesifikasi Alat Kromatografi Gas.

1. Kolom

- Model : Agilent 123-1831.DB-17 HT - Capilarry : 30,0 m x 320 µm x 0,15 µm

2. Gas Pembawa (carier) : N2

- Tekanan : 12,44 psi - Aliran : 2,4 mL/min - Kecepatan : 43 cm/sec

3. Oven

- Set poin : 100oC - Maximum : 450oC

4. Detektor

- Tipe : FID (Flame Ionization Detector) - Aliran udara : 450 mL/min

- Aliran H2 : 45 mL/min