Mikroenkapsulasi Vitamin E Pfad Dengan Campuran Galaktomanan Kolang-Kaling dan Gum Acasia Menggunakan Metode Spray Drying

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Vitamin E umumnya dikenal sebagai tokoperol dan tokotrienol, merupakan
antioksidan alami larut dalam lemak yang dapat mencegah terjadinya oksidasi asam
lemak tidak jenuh pada produk makanan (Nasaretman et al.,2004). Tokoperol dan
tokotrienol terkandung sebanyak 600-1000 ppm di Crude Palm Oil (CPO). Salah satu
tahap proses pengolahan minyak sawit adalah proses destilasi uap pada tahap
deodorasi dalam pemurnian minyak sawit. Pada proses ini diperoleh hasil samping
yaitu Palm Fatty Acid Distillate (PFAD) yang di dalamnya terdapat vitamin E.
Keunggulan PFAD sebagai sumber Vitamin E adalah sebagian besar vitamin E dalam
bentuk tokotrienol (70%) dan sisanya adalah tokoperol (30%) (Musalmah et al., 2005).
Vitamin E memainkan peranan penting untuk mencegah terjadinya reaksi
radikal bebas yang menyebabkan penyakit seperti jantung koroner dan kanker (Rimm
et al., 1993), namun demikian antioksidan alami sukar larut dalam air dan secara
biologi tidak stabil, karena sensitif terhadap faktor lingkungan ataupun pada saat
pengolahan seperti cahaya, oksigen dan suhu (Evans et al., 2002). Untuk mengurangi
kelemahan tersebut maka vitamin E sebaiknya diinkorporasi atau enkapsulasi kedalam
suatu matriks sehingga vitamin E terserap dalam matrik dan terlindungi dari pengaruh
lingkungan seperti panas, kelembaban, udara dan cahaya (Goud et al., 2005).

Secara luas matrik yang banyak digunakan adalah polisakarida seperti pati dan
turunannya, ekstrak tumbuhan (gum arab, galaktomanan, pektin), ekstrak tumbuhan
laut seperti alginat serta polisakarida dari hewan dan mikrobial seperti kitosan dan
xantan (Wandrey et al., 2010).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa serat galaktomanan dapat menghambat
kenaikkan kadar kolestrol darah dan jugar bersifat sebagai pengemulsi yang dapat

1

Universitas Sumatera Utara

2

digunakan pada teknologi pangan dan industri farmasi. Sifat ini disebabkan karena
galaktomanan mengandung gugus molekul galaktosa yang bersifat hidrofilik dan
polimer manan yang bersifat hidrofobik (Suryani et al., 2002).
Kelebihan utama dari galaktomanan ini dibandingkan polisakarida lainnya
adalah kemampuannya untuk membentuk larutan yang sangat kental dalam konsentrasi
yang rendah, hanya sedikit dipengaruhi oleh pH, kekuatan ionik dan pemanasan serta
viskositas galaktomanan sangat konstan. Galaktomanan telah banyak digunakan

sebagai pengental, stabilizer emulsi dan zat aditif pada berbagai industri makanan dan
obat-obatan (Mikkonen et al., 2009). Galaktomanan juga diketahui memiliki sifat
antioksidan (Sun et al., 2010). Galaktomanan mempunyai struktur dasar yang terdiri
dari rantai utama β-(1-4)-D-manopiranosa yang disubstitusiolehsatu unit α-Dgalaktopiranosa pada O-6, meskipun ada beberapa deviasi dari struktur dasar ini.
Perbandingan manosa dan galaktosa berbeda antara galaktomanan yang satu dengan
lainnya dan variasi distribusi galaktosa pada rantai utama menyebabkan variasi
kelarutan, sifat alir dan sifat-sifat yang lainnya (Srivastava and Kappoor, 2005; Vieira
et al., 2007).
Salah satu sumber galaktomanan yang melimpah di Indonesia adalah kolangkaling. Galaktomanan kolang-kaling memiliki perbandingan galaktosa : manosa = 1 :
1,331. Demikian juga galaktomanan kolang-kaling (GKK) telah diteliti sebagai bahan
pembuatan edible film yang bersifat antimikroba dan antioksidan (Tarigan, 2012).
Tarigan (2014) juga telah meniliti tentang kestabilan vitamin E dari PFAD yang
diinkoporasi dengan galaktomanan kolang-kaling.
Industri pengolahan CPO di Medan telah menggunakan matrik dari gum acasia
sebagai filler pada tokoferol. Penggunaan gum acasia dikarenakan gum acasia ini dapat
membentuk lapisan yang dapat melindungi dari pengaruh oksidasi, absorbsi dan
evaporasi (Bertolini et al., 2001). Demikian juga sifat viskositasnya yang rendah dan
tidak adanya rasa dan warna, maka gum acasia dapat ditambahkan dalam jumlah

Universitas Sumatera Utara


3

tertentu tanpa mengganggu sifat organoleptik produk pangan dimana gum acasia
ditambahkan (Mosilhey, 2003). Penggunaan gum acasia pada konsentrasi tinggi akan
membentuk emulsi yang memiliki viskositas tinggi. Campuran ini kemudian dijadikan
serbuk dengan teknik spray drying agar diperoleh produk yang stabil. Metode spray
drying dipilih karena teknik ini ekonomis dan mudah digunakan (Carolina et al.,
2007).
Hasil penelitian terdahulu (Khrisnan et al., 2005) menunjukkan bahwa
kombinasi bahan penyalut gum acasia lebih efektif melindungi bahan aktif
dibandingkan dengan bahan penyalut lainnya. Akan tetapi penggunaan gum acasia
dinilai mahal dan persediaan terbatas. Oleh karena itu diperlukan adanya bahan
encapsulasi pengganti gum acasia atau bahan pendamping gum acasia yang dapat
digunakan sebagai campuran bahan encapsulasi yang lebih efektif dengan kemampuan
emulsifikasi yang lebih baik daripada penggunaan gum acasia murni. Soares et al.,
(2015), menyatakan dalam penelitiannya bahawa campuran hidrogel yang baik dan
stabil secara fisik akan lebih memungkinkan digunakan pada industri kosmetik dan
obat-obatan.
Dalam hal ini untuk mendapatkan campuran bahan enkapsulasi yang lebih

efektif dengan kemampuan emulsifikasi yang lebih baik sangat sesuai apabila
digunakan galaktomanan kolang-kaling. Dimana gum acasia sebagai bahan penyalut
sedangkan galaktomana kolang-kaling sebagai bahan pengental yang mungkin
terbentuknya emulsifikasi antara gum acasia dan galaktomanan kolang-kaling. Namun
dalam hal ini perlu diperhatikan perbandingan antara gum acasia dan galaktomanan
kolang-kaling. Dimana struktur gum acasia bersifat lebih polar (mengandung gugus
karboksilat) dibandingkan dengan galaktomanan kolang-kaling yang mengandung
gugus hidroksi pada atom C primer (Cerqueira et al., 1977). Hal ini menarik untuk
dikaji lebih lanjut untuk penelitian sehingga diperoleh suatu formulasi untuk
mikroenkapsulan yang dapat menghasilkan produk vitamin E yang stabil dan efisiensi
enkapsulasi yang lebih efektif.

Universitas Sumatera Utara

4

Bubuk kering hasil spray drying yang mengandung sejumlah besar
mikroorganisme hidup merupakan bentuk yang sesuai untuk tujuan penyimpanan dan
aplikasi dalam pengembangan pangan fungsional. Salah satu faktor yang harus
diperhatikan dari karakteristik bubuk kering hasil spray drying adalah kadar air, karena

jika kadar air suatu produk pangan terlalu tinggi akan menyebabkan produk mudah
ditumbuhi kapang dan khamir (Krasaekoopt et al., 2003).
Berdasarkan

uraian

di

atas peneliti

tertarik

untuk

meneliti proses

mikroenkapsulasi vitamin E PFAD dengan campuran galaktomanan kolang-kaling
(GKK) dan gum acasia (GA) menggunakan metode spray drying. Bahan
pengenkapsulasi yang digunakan campuran GA dengan GKK dan GA tanpa GKK.
Mikroenkapsulan vit. E yang diperoleh dilakukan uji morfologi permukaan, efisiensi

enkapsulasi, stabilitas oksidasi, oil content, kadar H2O dan total tocotrienol.

1.2. Perumusan Masalah
1. Bagaimanakah proses mikroenkapsulasi vitamin E PFAD dengan campuran GKK
dan GA menggunakan metode spray drying?
2. Bagaimanakah pengaruh GKK pada sifat karakteristik mikroenkapsulan vit. E
PFAD yang diperoleh dibandingkan dengan menggunakan GA tanpa GKK?

1.3. Pembatasan Masalah
1. Mikroenkapsulasi vitamin E PFAD, sesuai dengan ISO 9001 (2008) dan ISO
22000 (2005).
2. Galaktomanan kolang-kaling (GKK) yang digunakan dalam penambahan preparasi
awal dalam bentuk film adalah 0,2 ; 0,4 ; 0,6 ; 0,8% formula.
3. Mikroenkapsulasi vitamin E dengan campuran GA dan GKK menggunakan
formula preparasi awal yang paling baik.
4. Kadar vitamin E PFAD yang digunakan adalah 50%.

Universitas Sumatera Utara

5


1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk menentukan proses mikroenkapsulasi vitamin E PFAD dengan campuran
GKK dan GA menggunakan metode spray drying.
2. Untuk menetukan pengaruh GKK terhadap karakteristik mikroenkapsulan vit. E
dengan parameter morfologi permukaan, efisiensi enkapsulasi, stabilitas oksidasi,
oil content, kadar H2O dan total tocotrienol.

1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai proses ekstraksi
galaktomanan dari kolang-kaling serta manfaatnya sebagai bahan pada pembuatan
mikroenkapsulasi vitamin E apabila dikombinasi dengan GA sehingga dapat
dikonsumsi oleh masyarakat secara luas. Demikian juga informasi tentang sifat-sifat
mikroenkpasulan vit. E, antara lain : morfologi permukaan, efisiensi enkapsulasi,
stabilitas oksidasi, oil content, kadar H2O dan total tocotrienol.

1.6. Lokasi Penelitian
Telah dilakukan penelitian mikroenkapsulasi vit. E PFAD dengan GKK dan GA
menggunakan metode spray drying dilakukan di Laboratorium Special Fat Division
(SFD) Industri CPO di Medan, untuk analisa efisiensi enkapsulasi, oil content, kadar

H2O, total tocotrienol dilakukan di Laboratorium Quality Control SFD Industri CPO di
Medan. Uji morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) di Pusat
Laboratorium Geologi ITB. Penelitian dilakukan selama 6 bulan, mulai dari Juni –
Desember 2015.

1.7. Metodologi Penelitian
Vitamin E diperoleh dari PFAD hasil samping desitilat CPO dan dimurnikan dengan
cara ekstraksi dan destilasi. Selanjutnya dilakukan analisis kemurnian vitamin E
dengan Gas Chromatografhy (GC) dan High Performance Liquid Chromatography
(HPLC). Ekstraksi galaktomanan kolang-kaling dengan menggunakan pelarut air

Universitas Sumatera Utara

6

suling dengan perbandingan kolang-kaling banding air suling 1:10, lalu disentrifugasi
pada kecepatan 6500 rpm selama 60 menit, kemudian ditambahkan etanol dengan
perbandingan etanol banding larutan galaktomanan 2:1, disaring lalu ditambahkan
etanol p.a. dekeringkan pada desikator.
Untuk mendapatkan perbandingan campuran antara GKK dan GA maka

terlebih dahulu dilakukan pembuatan film campuran dengan perbandingan vitamin E
PFAD 1,3 gram, GA 7,0 gram dan variasi galaktomanan 0,1 gram ; 0,2 gram ; 0,3
gram ; 0,4 gram. Percampuran yang lebih kompatibel digunakan sebagai campuran
untuk proses spray drying.
Kemudian vitamin E PFAD, air, GA dan GKK yang diperoleh dicampur
dengan perbandingan 26% : 60% : 13,6% : 0,4%. Hasil pencampuran perbandingan
tersebut dilakukan proses spray drying dengan suhu pencampuran awal ~700C selama
15 menit. Selanjutnya dilakukan filtering dengan filter bag 1000 micron dan spray
dryer dengan udara panas 170 – 2000C untuk menghasilkan produk mikroenkapsulan
vit. E. Hal yang sama dilakukan tanpa penambahan GKK dengan perbandingan
vitamin E PFAD, air dan gum acasia adalah 26% : 60% : 14%.
Masing-masing mikroenkapsulan vit. E di analisis : efisiensi enkapsulasi, oil
content, stabiltias oksidasi, kadar air (H2O) dengan Moisture Analyzer AND MX-50.
Analisis total tocotrienol dengan HPLC serta analisis morofologi permukaan dengan
SEM di Pusat Laboratorium Geologi ITB.

Universitas Sumatera Utara