Teknologi Kompleksasi Urea sebagai Sarana Pemungutan Asam Linoleat dari Minyak Nabati

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014
ISSN : 1411-4216

TEKNOLOGI KOMPLEKSASI UREA
SEBAGAI SARANA PEMUNGUTAN ASAM LINOLEAT
DARI MINYAK NABATI
Dwi Ardiana Setyawardhani*), Arini Hidayat Assalimah dan Putria Ari Susanti
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Jl. Ir. Sutami No.36 A Surakarta, Telp./Fax (0271)632112
*)
Penulis korespondensi: [email protected]

Abstrak
Asam linoleat merupakan salah satu asam lemak tak jenuh ganda (Poly-Unsaturated Fatty Acids-PUFA)
yang tergolong dalam asam lemak omega 6. Asam lemak ini merupakan komponen terbesar dalam
minyak nabati, yang sangat bermanfaat bagi kesehatan. Sebagai asam lemak esensial, asam linoleat
harus diperoleh lewat asupan makanan. Konsumsi asam lemak omega dalam bentuk konsentrat lebih
disarankan dibandingkan dalam bentuk minyak. Oleh karena itu perlu adanya upaya peningkatan
konsentrasi/pemungutan asam lemak tersebut dari minyak nabati. Salah satu proses yang terus dipelajari
dan dikembangkan hingga saat ini adalah kompleksasi urea.Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
pengaruh suhu, waktu dan jumlah urea yang ditambahkan terhadap perubahan konsentrasi asam linoleat

dalam minyak nabati. Pada kompleksasi urea, minyak nabati terlebih dahulu disabunkan untuk
memperoleh campuran asam lemak. Selanjutnya asam lemak dicampurkan dengan urea etanolik untuk
memisahkan asam linoleat dari asam-asam lain yang lebih jenuh. Konsentrat asam linoleat diperoleh
sebagai fraksi cairan, sedangkan asam-asam yang lebih jenuh terikat sebagai padatan dengan kristal
urea. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi asam linoleat semakin meningkat bila urea yang
ditambahkan semakin banyak dan suhu kristalisasi semakin rendah.
Kata kunci: asam linoleat; fraksinasi kompleksasi urea; minyak jagung

PENDAHULUAN
Asam linoleat merupakan salah satu jenis asam lemak esensial yang tidak dapat disintesis dalam
tubuh manusia, sehingga perlu ditambahkan melalui asupan dari makanan. Asam linoleat merupakan
asam lemak tak jenuh ganda, yang memiliki manfaat besar dalam bidangkesehatan, misalnya untuk
mencegah penyakit jantung dan penyakit degeneratif lainnya, serta berperan penting dalam
pengembangan otak bayi dan balita (Harris, et al, 2009). Sumber asam linoleat yang utama berasal dari
tumbuhan, yaitu minyak nabati (Ketaren, 1986).
Salah satu cara untuk mengkonsentrasikan asam linoleat dalam minyak nabati adalah dengan
fraksinasi kompleksasi urea. Metode fraksinasi kompleksasi urea dipilih karena mampu menghasilkan
konsentrat asam lemak tak jenuh yang maksimal dibandingkan proses pemisahan yang lain. Dalam
metode ini, bahan dan peralatan yang digunakan relatif sederhana dan pelarut mudah diperoleh serta
ramah lingkungan. Selain itu, metode ini mampu dibuat dalam skala besar untuk industry

(Mayurid,2009).
Fraksinasi kompleksasi urea adalah metode untuk memisahkan asam lemak jenuh dan asam lemak
tak jenuh dengan penambahan urea.Prinsipnya adalah perbedaan ukuran diameter molekul antara asam
lemak jenuh dan tak jenuh.Asam linoleat merupakan asam lemak tak jenuh ganda yang memiliki struktur
melengkung pada ikatan rangkapnya sehingga berdiameter lebih besar, dibandingkan asam lemak jenuh
yang tak memiliki ikatan rangkap sehingga berantai karbon lurus. Rantai karbon yang lurus mudah
terinklusi ke dalam kristal urea, sedangkan rantai yang melengkung tidak. Hal inilah yang mendasari
pemisahan asam linoleat dari asam-asam lemak lain yang terdapat pada minyak nabati.
Menurut Hasan (1984), proses terjadinya kompleksasi urea dapat didekati sebagai proses adsorpsi,
dengan anggapan bahwa asam lemak jenuh terjerap ke dalam kristal urea. Oleh karena itu, dalam
penelitian ini, kompleksasi urea dipelajari sebagai suatu model adsorpsi. Tujuan khusus penelitian ini
adalah menentukan pengaruh jumlah urea terhadap peningkatan konsentrasi asam linoleat.

JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANG

E-7-1

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014
ISSN : 1411-4216


METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak jagung yang dijual di pasaran. Selain itu
bahan lain yang digunakan adalah etanol 96%, urea, n-heksana, aquadest, KOH, HCl, dan Na 2SO4.
Penelitian ini meliputi tiga tahap, yaitu tahap penyiapan asam lemak bebas dari minyak jagung, tahap
kristalisasi (fraksinasikompleksasi urea), dan tahap pemungutan asam lemak tak jenuh yang mengacu
pada Wanasundara & Shahidi (1999).
Tahap Persiapan Asam Lemak Bebas dari Minyak Jagung
Minyak jagung disaponifikasi menggunakan bahan etanol, KOH, dan aquadest untuk
memperoleh campuran asam lemak. Hasil saponifikasi tersebut selanjutnya dicampur dengan aquadest.
Kemudian campuran tersebut diekstraksi menggunakan n-hexana. Setelah diekstraksi, campuran tersebut
dimasukkan dalam corong pemisahdan terbentuk lapisan n-hexana dan lapisan air.Lapisan air yang
terbentuk kemudian diasamkan dengan menggunakan larutan HCl 3N hingga mencapai pH = 1 kemudian
terbentuk lapisan asam lemak dari lapisan air. Lapisan asam lemak yang telah dipisahkan diekstrak
kembali dengan menggunakan n-hexana. Setelah diekstraksi, campuran tersebut akan terbentuk lapisan nhexana dan lapisan air. Lapisan air yang terbentuk dibuang. Selanjutnya, kandungan air dalam lapisan nhexana dihilangkan dengan menggunakan Na2SO4 dan diuapkan dengan rotary evaporator hingga
menyisakan asam lemak bebas.
Tahap Kristalisasi (Kompleksasi Urea)
Tahap kristalisasi berlangsung dengan mencampurkan larutan urea etanolik dengan asam lemak
bebas (FFA). Pencampuran tersebut dilakukan pada suhu 333 K dengan mengaduk campuran hingga

homogen. Campuran tersebut selanjutnyadidinginkan hingga terbentuk kristal dan tercapai suhu yang
semakin rendah sebagai fungsi waktu.
Tahap Pemungutan Asam Lemak Tak Jenuh
Pada tahap pemungutan asam lemak tak jenuh, kristal urea yang terbentuk (urea complexed
fraction,UCF) dipisahkan dari larutan (non-urea complexed fraction, NUCF). NUCF (filtrat) dan UCF
(kristal) masing-masing ditambah dengan aquadest sebanyak volume UCF dan NUCF
yang
terbentuk,kemudiandiasamkan dengan menggunakan HCl 6N hingga pH 4-5. Setelahdiasamkan, NUCF
(filtrat) dan UCF (kristal) masing-masing diekstraksi menggunakan n-hexana sebanyak filtrat awal yang
terbentuk selama satu jam. Hasil ekstraksi membentuk lapisan n-hexana dan lapisan air kemudian
dipisahkan dengan menggunakan corong pemisah.Kandungan air yang tersisadalamlapisan nheksanadihilangkan dengan Na2SO4. Lapisan n-hexana kemudian dievaporasi menggunakan rotary
evaporator hingga didapatkan konsentrat asam lemak.
Tahap Analisa Data Percobaan
Penelitian ini mempelajari pengaruh penambahan urea terhadap perubahan konsentrasi asam
linoleat di dalam campuran FFA. Secara umum terbagi menjadi dua bagian, yaitu analisis persentase
adsorpsi dan analisis kadar asam linoleat pasca kristalisasi. Pada percobaan pertama dilakukan analisa
menggunakan perhitungan persentase adsorpsi untuk mengetahui banyaknya asam lemak jenuh yang
terjerap dalam urea.Persentase adsorpsi merupakan perbandingan konsentrasi asam lemak yang terjerap
dalam urea (UCF) dengan konsentrasi asam lemak bebas mula-mula (sebelum kristalisasi). Dalam hal ini,
asam lemak yang terjerap adalah asam lemak jenuh.Sedangkan percobaan kedua dilakukan dengan

analisis menggunakan Gas Chromatography (GC) terhadap NUCF untuk mengetahui kandungan asam
linoleat pasca kristalisasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil analisis minyak jagung, dengan menggunakan Gas Chromatography (GC) diperoleh
komposisi asam linoleat mula-muladalam minyak jagung sebesar 76%.
Pada percobaan yang pertama,dilakukan variasi penambahan jumlah urea pada asam lemak hasil
saponifikasi. Sampel dikristalisasi pada selang waktu yang sama, jumlah asam lemak yang sama
namun jumlah urea yang berbeda (Tabel 1). Urea dilarutkan pada etanol dalam kondisi yang belum
mencapai saturasi.

JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANG

E-7-2

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014
ISSN : 1411-4216

Tabel 1.Tabel Rasio Kristalisasi Percobaan 1
Variabel

FFA (gram)
1
5
2
5

Urea (gram)
20
35

Etanol (mL)
100
400

Dari Gambar 1 terlihat bahwa penambahan urea yang lebih banyak meningkatkan jumlah asam lemak
jenuh yang terjerap ke dalam kristal urea. Ini menunjukkan bahwa untuk mencapai kondisi pemisahan
asam lemak yang maksimum diperlukan jumlah urea ( selaku ‘adsorben’) yang tertentu sehingga
diharapkan semaksimal mungkin asam lemak jenuh dapat terjerap ke dalam urea. Semakin lama waktu
kristalisasi juga menunjukkan semakin banyak asam lemak jenuh yang terjerap.


Persentase Adsorpsi (%)

90

Variabel 2

80

Variabel 1

70
60
50
40
30
20

10
0
0


1000

2000

3000

4000

5000

Waktu (menit)
Gambar 1. Kurva Peningkatan Persen Adsorpsi Terhadap Waktu
Pada percobaan kedua dipelajari pengaruh penambahan urea terhadap perubahan kadar asam
linoleat di fraksi cairan (NUCF). Percobaan ini dilakukan dengan variasi jumlah penambahan urea pada
asam lemak hasil saponifikasi (Tabel 2) pada selang waktu yang sama. Setelah mengalami kristalisasi,
selanjutnya sampel dimurnikan dan dianalisis kadar
asam linoleatnya menggunakan Gas
Chromatography (GC).
Tabel 2.TabelRasioKristalisasiPercobaan 2

Variabel
FFA (gram)
1
5
2
5

Urea (gram)
35
45

Etanol (mL)
400
500

Dari Gambar 2terlihat bahwa jumlah urea yang semakin banyak dapat meningkatkan kandungan
asam linoleat pada canpuran asam lemak. Dengan kata lain asam linoleat dapat dikonsentrasikan lebih
optimal dengan penambahan jumlah urea yang memadai. Kadar asam linoleat juga meningkat seiring
dengan berjalannya waktu kristalisasi.


JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANG

E-7-3

Kandungan Asam Linoleat (%)

SEMINAR REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2014
ISSN : 1411-4216

100
Variabel 2

98
96

Variabel 1

94
92

90
88
86
84

0

50

100

150

200

Waktu (menit)
Gambar 2. Kurva Peningkatan Kandungan Asam Linoleat Terhadap Waktu
Pada waktu terjadi proses kompleksasi urea, suhu kristalisasi menurun dengan berjalannya
waktu kristalisasi. Suhu yang turun mampu menurunkan kelarutan urea di dalam etanol, sehingga suhu
yang makin rendah mendorong pembentukan kristal yang semakin banyak. Dengan meningkatnya jumlah
kristal yang terbentuk, semakin banyak asam lemak jenuh yang terjerap, sehingga kadar asam linoleat di
dalam cairan akan meningkat. Hal ini terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3.Tabel Kandungan Asam Linoleat dalam Minyak Jagung
Waktu
(menit)

Asamlinoleat 1
(%)

Asamlinoleat 2
(%)

Suhu 1
(K)

Suhu 2
(K)

0
60
120
180

86.542
91.861
95.957
94.064

86.5424
94.2458
96.1724
97.51

308
281
269
267

308
282
270
268

KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa konsentrasi asam linoleat pada minyak
jagung dapat ditingkatkan dengan teknologi kompleksasi urea. Penambahan jumlah urea pada proses
kristalisasi meningkatkan jumlah asam linoleat pada minyak jagung seiring dengan penurunan suhu
selama waktu kristalisasi.
DAFTAR PUSTAKA
Mayurid, 2009, Pemisahan PUFA yang Dihasilkan dari Beberapa Minyak Nabati dengan
Kompleksasi Urea, Thesis, Universitas Sumatra Utara.
Harris, W.S., Mozaffarian, D., Rimm, E., Etherton, P.K., Rudel, L.L., Appel L.J., Engler, M.M.,
Engler, M.B., and Sacks, F. (2009).Omega-6 Fatty Acids and Risk for Cardiovascular
Disease.American Heart Association.119, 902-907.
Hassan, N.M.,(1994), The adsorption of Long-chain n-Paraffin from Isooctane Solution on
Crystalline urea, Short Communication Sep. Technol,vol.4,January,p.62-64
Ketaren, S., (1986), MinyakdanLemakPangan, UI-Press, Jakarta
Wanasundara, Udaya N., and FereidoonSahidi, 1999, Concentration of Omega 3-Polyunsaturated
Fatty Acids of Sealblubber Oil by Urea Complexation: Optimization of Reactionconditions,
ELSEVIER Food Chemistry, vol. 65, p.41-45

JURUSAN TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO, SEMARANG

E-7-4