Pengaruh Lamanya Hidrogenasi RBDPKS Terhadap Bilangan Iodin (IV), Kandungan Lemak Padat (Sfc) Dan Asam Lemak Trans (TFA) Pada Pembuatan Pengganti Mentega Coklat (CBS)

  1 PENGARUH LAMANYA HIDROGENASI RBDPKS TERHADAP BILANGAN IODIN (IV), KANDUNGAN LEMAK PADAT (SFC) DAN ASAM LEMAK TRANS (TFA) PADA PEMBUATAN PENGGANTI MENTEGA COKLAT (CBS) SKRIPSI MUHAMMAD JUFRI 100822032 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  2 PENGARUH LAMANYA HIDROGENASI RBDPKS TERHADAP BILANGAN IODIN (IV), KANDUNGAN LEMAK PADAT (SFC) DAN ASAM LEMAK TRANS (TFA) PADA PEMBUATAN PENGGANTI MENTEGA COKLAT (CBS) SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas dan mememnuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

MUHAMMAD JUFRI 100822032 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  i PERSETUJUAN

  Judul : PENGARUH LAMANYA HIDROGENASI RBDPKS TERHADAP BILANGAN IODIN (IV), KANDUNGAN LEMAK PADAT (SFC) DAN ASAM LEMAK TRANS (TFA) PADA PEMBUATAN PENGGANTI MENTEGA COKLAT (CBS)

  Kategori : SKRIPSI Nama : MUHAMMAD JUFRI Nomor Induk Mahasiswa : 100822032 Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA EKSTENSI Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

  ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  Disetujui di Medan, Mei 2014

  Komisi Pembimbing Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Mimpin Ginting, M.S. Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si NIP.195510131986011001 NIP. 197404051999032001 Diketahui / Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua Dr.Rumondang Bulan Nst, MS NIP.195408301985032001 ii

PERNYATAAN PENGARUH LAMANYA HIDROGENASI RBDPKS TERHADAP BILANGAN

  IODIN (IV), KANDUNGAN LEMAK PADAT (SFC) DAN ASAM LEMAK TRANS (TFA) PADA PEMBUATAN PENGGANTI MENTEGA COKLAT (CBS) SKRIPSI

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

  Medan, Mei 2014 MUHAMMAD JUFRI 100822032 iii PENGHARGAAN

  Puji syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat dari Allah SWT. Shalawat dan salam untuk Rasulullah Muhammad SAW karena jika bukan karena-Nya, penulis tidak akan mampu mengerjakan penelitian serta Skripsi ini dengan baik.

  Selesainya skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Teristimewa kedua orang tua penulis, Bapak Cut Ahmad dan Ibu Sri Dewi Rahayu yang sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan moril dan doa kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaiakan studi dan penelitian ini, serta spesial kepada Fitri Handayani yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

  2. Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, M.S. selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

  3. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, Dekan dan pembantu Dekan FMIPA USU serta semua dosen Departemen Kimia FMIPA USU dan pegawai di FMIPA USU.

  4. Rekan-rekan asisten di Laboratorium Kimia Organik, rekan-rekan kuliah kimia Ekstensi 2010 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna, penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, kritikan dari pembaca yang bersifat membangun demi sempurnanya skripsi ini.

  Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu demi selesainya skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan khususnya buat penulis.

  Medan, Mei 2014 MUHAMMAD JUFRI iv

PENGARUH LAMANYA HIDROGENASI RBDPKS TERHADAP BILANGAN

  IODIN (IV), KANDUNGAN LEMAK PADAT (SFC) DAN ASAM LEMAK TRANS (TFA) PADA PEMBUATAN PENGGANTI MENTEGA COKLAT (CBS) ABSTRAK

  Dilakukan penelitian mengenai variasi lamanya waktu penambahan gas hidrogen terhadap perubahan Bilangan Iodin (IV), Kandungan Lemak Padat (SFC) dan Asam Lemak Trans (TFA) pada hidrogenasi minyak Refined Bleached Deodorized Palm

  Kernel Stearin (RBDPKS) untuk membuat Cocoa Butter Substitute (CBS). Dengan o

  mengunakan reaktor hidrogenasi, proses ini dilakukan pada suhu 180

  C, tekanan 3.5 bar, katalis Nikel dan variasi waktu 15, 30, 45 dan 60 menit. Dari hasil hidrogenasi diperoleh bahwa semakin lama waktu reaksi maka IV semakin rendah dan SFC semakin tinggi sementara TFA cenderung tinggi namun tidak terlalu signifikan dan masih sangat aman untuk dikonsumsi. Kata kunci: Hidrogenasi, RBDPKS, Bilangan Iodin, Kandungan Lemak Padat,

  Kandungan Lemak Trans v EFFECT OF RBDPKS HYDROGENATION TIME TO IODINE VALUE (IV), SOLID FAT CONTENT (SFC) AND TRANS FATTY ACID (TFA)

  IN MAKING COCOA BUTTER SUBSTITUTES (CBS) ABSTRACT Research is conducted regarding variation for the length of time in addition of hydrogen gas to change Iodin Value (IV), Solid Fat Content (SFC) and Trans Fatty Acid (TFA) at hydrogenation of Refined Bleached Deodorized Palm Kernel Stearin (RBDPKS) for making Cocoa Butter Substiutes (CBS). By using hydrogenation reactor, this process is conducted at a temperature of 180 °C, the pressure of 3.5 bar, Nickel catalyst help and time variation of 15, 30, 45 and 60 minutes. From the results obtained that the longer hydrogenation reaction time then IV becomes lower, SFC higher while TFA is tendency higher but not too significant and still very safe for consumption. Keywords: Hidrogenation, RBDPKS, Iodine Value, Solid Fat Content, Trans Fatty Acid vi

DAFTAR ISI PERSETUJUAN

  i PERNYATAAN ii PENGHARGAAN iii ABSTRAK iv ABSTRACT v DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR LAMPIRAN x DAFTAR SINGKATAN xi

BAB 1. PENDAHULUAN

  1

  19

  15

  2.4.1. Pengganti Mentega Coklat dari Laurat (Lauric CBS)

  16

  2.4.2. Pengganti Mentega Coklat Non Laurat (Non Lauric CBS)

  18

  2.4.3. Mentega Coklat Ekuivalen atau Extenders (CBE)

  2.5. Stearin Kelapa Sawit

  11

  20

  2.5.1. Penghilangan Getah (Degumming)

  20

  2.5.2. Pemucatan (Bleaching)

  21

  1.1. Latar Belakang

  2.4. Pengganti Mentega Coklat (Cocoa Butter Substitutes)

  2.3. Mentega Coklat

  1.2. Perumusan Masalah

  3

  2

  1.3. Pembatasan Masalah

  3

  1.4. Tujuan Penelitian

  3

  1.5. Manfaat Penelitian

  1.6. Lokasi Penelitian

  8

  4

  1.7. Metodologi Penelitian

  4 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

  5

  2.1. Lemak dan Minyak

  5

  1

  2.2. Proses Hidrogenasi vii

  2.5.3. Penghilangan Bau (Deodorization)

  3.3.Bagan Penelitian

  35

  3.2.Prosedur

  35

  3.2.1. Prosedur Hidrogenasi

  36

  3.2.2. Uji Bilangan Iodin (IV)

  36

  3.2.3. Uji Kandungan Lemak Padat (SFC)

  36

  3.2.4. Uji Komposisi Asam Lemak (FAC)

  37

  38

  34

  3.3.1. Hidrogenasi RBDPKS

  39

  3.3.2. Uji Bilangan Iodin (IV)

  39

  3.3.3. Uji Kandungan Lemak Padat (SFC)

  40

  3.3.4. Uji Komposisi Asam Lemak (FAC)

  41 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

  42

  4.1. Hasil Penelitian

  42

  4.1.1. Pengaruh Lamanya Hidrogenasi Terhadap Nilai Bilangan Iodin (IV) RBDPKS

  3.1.2. Bahan – Bahan

  3.1.1. Alat – alat

  21

  2.8.1. Fase Mobil (Gas Pembawa)

  2.5.4. Pendinginan (Winterization)

  21

  2.6. Kandungan Lemak Padat

  24

  2.6.1. Dilatometri

  24

  2.6.2. Spektrometer NMR

  25

  2.6.3. Pulsed NMR

  26 2.7 . Titik Lebur pada Lemak

  29 2.8 . Kromatografi Gas

  30

  32

  34

  2.8.2. Injeksi Sampel

  32

  2.8.3. Kolom

  33

  2.8.4. Detektor

  35

  2.8.5. Pencatat (Recorder)

  37

  2.8.6. Waktu Retensi

  38 BAB 3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN

  34

  3.1. Alat-Alat dan Bahan – Bahan Penelitian

  42 viii

  4.1.2. Kandungan Lemak Padat (SFC) RBDPKS Hasil Hidrogenasi

  44

  4.1.3. Komposisi Kandungan Asam Lemak RBDPKS dan RBDPKS Hasil Hidrogenasi. 43

  4.2. Pembahasan

  45

  4.2.1. Hidrogenasi RBDPKS

  45

  4.2.2. Perubahan Bilangan Iodin (IV)

  49

  4.2.3. Perubahan Nilai SFC

  50

  4.2.4. Perubahan Komposisi Asam Lemak

  51 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

  52

  5.1 Kesimpulan

  52

  5.2 Saran

  52 DAFTAR PUSTAKA

  53 LAMPIRAN

  63 ix DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Halaman

  2.6 Titik Lebur dan Kandungna Lemak padat Interesterifikasi Hidrogenasi Minyak Kelapa Sawit

  4.3 Komposisi Kandungan Asam Lemak RBDPKS dan RBDPKS Hasil Hidrogenasi

  43

  4.2 Nilai Kandungan Lemak Padat dari RBDPKS Hasil Hidrogenasi

  42

  4.1 Pengaruh Lama Hidrogenasi terhadap Bilangan Iodin (IV) RBDPKS

  29

  2.7 Titik Lebur dan Kandungan Lemak Padat (%) antara Lemak Susu dan Lemak Lainnya yang Dianalisa dengan NMR

  28

  23

  2.1 Persentase Konstituen Gliserida dalam Lemak Coklat

  2.5 Beberapa Nilai Sifat Fisiko Kimia Minyak Kelapa Sawit dan Minyak Inti Sawit

  23

  2.4 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit dan Minyak Inti Sawit

  15

  2.3 Komposisi Asam Lemak Mentega Coklat

  13

  2.2 Komposisi Asam Lemak Berbagai Variasi Mentega Coklat dengan Analisa GLC 11

  12

  44 x DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Halaman

  4.8 Struktur Cis Dan Trans Asam Hasil Hidrogenasi

  4.4 Mekanisme Reaksi Hidrogensi

  46

  4.5 Formasi Migrasi dan Transisomer pada Raksi Hidrogenasi I

  47

  4.6 Formasi Migrasi dan Transisomer pada Raksi Hidrogenasi II

  47

  4.7 Pembentukan Cis / Trans Asam Oleat

  48

  48

  4.3 Transfer Atom Hidrogen dari Permukaan Katalis

  4.9 Perbedaan Kesetabilan Susunan Rantai Hidro Karbon Asam Lemak Jenuh dengan Tidak Jenuh

  49

  4.10 Grafik Perbandingan antara Lama Hidrogenasi dengan IV

  49

  4.11 Grafik Perbandingan antara SFC dengan Temperatur yang Dipengaruhi oleh Lama Hidrogenasi

  50

  4.12 Reaksi Asam Lemak dengan Metanol

  51

  4.13 Grafik Perbandingan antara Komposisi Asam Lemak (FAC) dengan Lama Hidrogenasi

  46

  46

  2.1 Struktur Lemak / Minyak secara Umum (R1, R2 dan R3 adalah Gugus Alkil Jenuh atau Tidak Jenuh , Dapat Sama atau Berbeda

  26

  5

  2.2 Reaksi Hidrogenasi

  10

  2.3 Skema Pemurnian Minyak Sawit

  22

  2.4 Kurva Dilatometri dari Lemak

  24

  2.5 Signal Wide Line dari Campuran Fase Padat dan Fase Cair dari Lemak

  2.6 Signal Pulsed NMR dari Lemak

  4.2 Adsorpsi Hidrogen ke Permukaan Katalis

  27

  2.7 Diagram Alir Kromatografi Gas-Cair

  31

  2.8 Detektor Ionisasi Nyala

  35

  2.9 Peak Area Kromatogram

  37

  4.1 Reaksi Hidrogenasi Trigliserida secara Total dan Parsial (Acak)

  45

  52 xi

DAFTAR LAMPIRAN

  Nomor Judul Halaman Lampiran 1 Uji Bilangan Iodin (IV)

  55 Lampiran 2 Kandungan Lemak Padat (SFC) untuk RBDPKS

  56 Lampiran 3 Kandungan Lemak Padat (SFC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 15 Menit

  57 Lampiran 4 Kandungan Lemak Padat (SFC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 30 Menit

  58 Lampiran 5 Kandungan Lemak Padat (SFC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 45 Menit

  59 Lampiran 6 Kandungan Lemak Padat (SFC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 60 Menit

  60 Lampiran 7 Komposisi Asam Lemak (FAC) untuk RBDPKS

  61 Lampiran 8 Komposisi Asam Lemak (FAC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 15 Menit

  62 Lampiran 9 Komposisi Asam Lemak (FAC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 30 Menit

  63 Lampiran 10 Komposisi Asam Lemak (FAC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 45 Menit

  64 Lampiran 11 Komposisi Asam Lemak (FAC) untuk RBDPKS setelah Dihidrogenasi selama 60 Menit

  65 Lampiran 12 Spesifikasi Standart CBS

  66 Lampiran 13 Gambar Alat

  67 xii

DAFTAR SINGKATAN

  RBDPKS = Refined Bleached Deodorized Palm Kernel Stearin

  IV = Iodine Value SFC = Solid Fat Content FAC = Fatty Acid Composition TFA = Trans Fatty Acid CBS = Cocoa Butter Substiitutes CBE = Cocoa Butter Equivalent NMR = Nuclear Magnetic Resonance CPO = Crude Palm Oil CB = Cocoa Butter TAG = Tri Asil Gliserol TG = Tri Gliserol POP = Palmitic Oleic Palmitic POS = Palmitic Oleic Stearic SOS = Stearic Oleic Stearic HPKO = Hydrogenated Palm Kernel Oil AMF = Anhydrat Mid Fraction HMF = Hard Mid Fraction PMF = Palm Mid Fraction CPKO = Crude Palm Kernel Oil PKO = Palm Kernel Oil SFI = Solid Fat Index GLC = Gas Liquid Cromatograph GSC = Gas Solid Cromatograph GC = Gas Cromatograph