II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Dasar Teori

II.1.1. Bahan Tambahan Makanan

Lemak dapat digolongkan dalam 3 jenis yakni lemak jenuh, lemak tidak jenuh, dan

lemak trans. Masing-masing memiliki struktur kimia dan bentuk yang berbeda. Pada suhu

kamar, lemak jenuh dan lemak trans berbentuk padat seperti butter sedangkan lemak tidak

jenuh biasanya berbentuk cair, contohnya minyak sayur. Ketiga jenis lemak tersebut juga

memiliki pengaruh yang berbeda pula pada kadar kolesterol pada tubuh. Sifat lemak jenuh

dan lemak trans banyak membawa kolesterol LDL dalam darah yang mengakibatkan plak

menempel pada saluran pembuluh darah yang akhirnya akan mengganggu sistem peredaran

darah dan suplai oksigen dalam tubuh. Karena itu, kedua jenis lemak tersebut sering disebut

lemak jahat. Berbeda pada lemak tidak jenuh yang membawa lebih sedikit kolesterol dan

lemak di dalam darah.

Lemak Jenuh

Lemak jenuh biasanya berbentuk lebih padat saat berada di suhu ruangan, dan meleleh

bila dipanaskan. Lemak ini menjadi jenuh karena penuh dengan hidrogen. Lemak jenuh

mudah dikenali dari bentuknya yang padat seperti lilin dan banyak ditemukan pada produk

yang berasal dari hewan seperti daging ayam, sapi, daging merah, telur, susu murni dan

produknya seperti keju, margarine, roomboter, dan krim. Pada bahan nabati, lemak jenuh

dapat ditemukan pada minyak kelapa dan minyak sawit. Lemak jenuh memiliki sifat yang

dapat menganggu tubuh yaitu dapat mengentalkan darah sehingga mudah lengket pada

dinding pembuluh darah karena menggumpal yang tentu saja dapat mengganggu peredaran

darah dalam tubuh. Lemak jenuh juga mudah menempel pada dinding pembuluh darah dan

dapat mengakibatkan pengerasan dinding pembuluh darah. Karena peredaran darah dan

oksigen terganggu, penyakit lain seperti penyakit jantung, darah tinggi, dan stroke seringkali

menyerang orang yang senang mengonsumsi makanan berlemak jenuh tinggi.

Lemak Tidak Jenuh

Jenis lemak ini umumnya berwujud cair pada suhu ruangan, namun dapat berubah

menjadi padat jika disimpan pada lemari pendingin. Banyak ditemukan pada bahan nabati

seperti minyak sayur (minyak Zaitun, minyak bunga Matahari, minyak Wijen, minyak

Kedelai, kacang-kacangan) dan Alpukat. Juga banyak ditemukan pada ikan-ikanan. Lemak

tak jenuh sering disebut lemak baik karena jenis lemak ini dapat memperbaiki kadar

kolesterol darah, meringankan inflamasi, menstabilkan ritme jantung, meningkatkan antibodi

pada tubuh, menurunkan resiko serangan jantung, menurunkan kolesterol LDL sehingga

dapat memperbaiki sirkulasi darah dan dapat membentuk zat mirip hormon yang mempunyai

efek anti radang, dan sejumlah manfaat yang baik untuk kesehatan. Meskipun lemak jenis ini

bersifat baik, tetap saja tidak dianjurkan diasup secara berlebihan karena kandungan kalorinya

cukup banyak.

Lemak tidak jenuh dapat dikategorikan dalam 2 jenis yakni lemak tidak jenuh

tunggal (mono-unsaturated fatty acids atau disingkat MUFA) dan lemak tidak jenuh

ganda (poly-unsaturated fatty acids atau disingkat PUFA). Asam lemak tidak jenuh tunggal

dapat ditemukan pada minyak Zaitun, minyak kacang, dan minyak Canola, Alpukat, dan

sebagian besar kacang-kacangan. Sedangkan asam lemak tidak jenuh ganda dapat ditemukan

pada minyak jagung, minyak biji bunga matahari, dan minyak kedelai. Asam lemak tak jenuh

memiliki ikatan atom karbon rangkap yang mudah terurai dan bereaksi dengan senyawa lain,

sampai mendapatkan komposisi yang stabil berupa asam lemak jenuh. Semakin banyak

II-2

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

jumlah ikatan rangkap itu (poly-unsaturated), semakin mudah bereaksi atau berubah minyak

tersebut. Minyak dengan asam lemak tak jenuh lebih baik langsung dikonsumsi tanpa diolah

atau dipanaskan dulu. Apabila digunakan untuk memasak, bisa digunakan untuk masakan

tumis karena pemanasan tidak berlangsung lama. Jika dipakai untuk menggoreng, asam lemak

tak jenuh justru lebih mudah membentuk lemak trans yang berbahaya karena sifatnya yang

mudah bereaksi. Selain itu, penggunaannya tidak boleh melebihi 4 gram sehari.

Asam lemak omega 3 dan omega 6 merupakan lemak tak jenuh. Asam lemak omega 3

banyak terkandung dalam lemak ikan seperti ikan tenggiri, kerapu, giranda, sarden, salmon,

hiu, tuna, dan masih banyak lagi. Asam omega 6 banyak terkandung dalam minyak jagung,

wijen, kedelai, dan minyak bunga matahari. Para ahli menganjurkan kita untuk mengasup ikan

minimal 2 kali dakam seminggu untuk kesehatan. Asal tak dikonsumsi berlebihan, lemak

banyak manfaatnya bagi kesehatan kita. Hanya dengan bantuan lemak, vitamin A, D, E dan K

dapat larut untuk kemudian dikirim ke seluruh tubuh sebagai sumber nutrisi.

Lemak Trans

Lemak trans berasal dari lemak tidak jenuh yang mengalami proses pemadatan dengan

teknik hidrogenisasi parsial yang menyebabkan perubahan konfigurasi ikatan kimia lemak itu.

Akibatnya, lemak tidak jenuh yang umumnya berbentuk cair, menjadi berbentuk padat dan

lebih awet. Tujuan sebenarnya adalah untuk membantu minyak nabati yang bersifat tidak

jenuh menjadi lebih stabil sehingga lebih tahan terhadap reaksi ketengikan dan tetap padat

pada suhu ruangan. Walaupun berasal dari lemak tidak jenuh yang bersifat baik, lemak trans

ini berubah sifatnya karena proses hidrogenisasi tadi. Lemak jenis ini menjadi tidak berbeda

dengan lemak jenuh karena sifatnya yang meningkatkan kolesterol LDL dan menurunkan

kadar kolesterol LDL. Produk dari lemak trans salah satunya berupa margarine yang banyak

digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Memilih lemak yang baik dan mengasupnya secara proporsional merupakan tindakan

bijak bagi kesehatan tubuh kita. Menurut para ahli gizi, kebutuhan lemak kita adalah 20 –

25% dari total kebutuhan kalori per hari. Kebutuhan lemak seorang perempuan dewasa sehat

kira-kira 40 – 60 gram/hari. Dan untuk pria sehat adalah sekitar 50 – 80 gram/hari. Dari

kebutuhan tadi, asupan lemak jahat hendaknya cukup 7% saja.

Lemak tak jenuh memiliki ikatan rangkap. Namun, proses pemanasan bisa membuat

rantai ganda itu pecah dan berubah jadi satu rantai. Proses pemanasan bisa membuat lemak

tak jenuh jadi lemak jenuh atau bersifat radikal bebas karena tidak mempunyai ikatan atom

lain. Minyak yang rusak seperti itulah yang akan menaikkan kadar kolesterol jahat dalam

tubuh dan menimbulkan serangan jantung. Itulah sebabnya mengapa minyak zaitun tidak

disarankan untuk deep fried karena pemanasan dengan suhu tinggi bisa merusak manfaat baik

minyak zaitun.

Kerusakan minyak goreng sehingga merugikan kesehatan terjadi ketika minyak

dipanaskan melewati titik asap. Itu terjadi ketika menggoreng menggunakan minyak bekas

berulang-ulang. Tanda-tanda minyak sudah melewati titik asap adalah minyak tampak berasap

ketika sedang menggoreng. Menggoreng pada suhu di atas titik asap akan mengubah asam

lemak tak jenuh yang terkandung dalam minyak menjadi asam lemak jenuh yang berbahaya

karena meningkatkan kolesterol.

Asam Lemak Bebas

Asam lemak bebas (ALB) atau free fatty acid (FFA) adalah asam lemak yang berada

sebagai asam bebas tidak terikat sebagai trigliserida. Asam lemak bebas dihasilkan oleh

proses hidrolisis dan oksidasi biasanya bergabung dengan lemak netral. FFA di dalam minyak

sawit, sebagian besar palmitat, stearat dan oleat. Kandungan palmitat lebih banyak didalam

minyak sawit sehingga berat molekulnya digunakan dalam perhitungan. FFA terbentuk akibat

adanya air dan katalis melalui reaksi hidrolisa.

Minyak (Trigliserida) + Air ——> FFA + Gliserol

II-3

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

Reaksi ini akan dipercepat dengan adanya faktor-faktor panas, air, keasaman, dan

katalis (enzim). Semakin lama reaksi ini berlangsung, maka semakin banyak kadar ALB yang

terbentuk (Anonim, 2001). Ada 2 dasar hidrolisis katalis didalam minyak sawit. Pertama

adalah hidrolisis enzimatik. Lemak aktif memecahkan enzim, sebagian besar lipid yang ada

didalam buah sawit. Aktifitasnya menghasilkan formasi FFA dipercepat bila mesocarp buah

sawit pecah atau memar. Kedua adalah hidrolisis katalis secara spontan. Reaksi ini

dipengaruhi oleh kandungan FFA yang ada didalam buah sawit dan telah berkembang yang

berhubungan dengan suhu dan waktu. Daging kelapa sawit mengandung enzim lipase yang

dapat menyebabkan kerusakan pada mutu minyak ketika struktur seluler terganggu.

Enzim yang berada didalam jaringan daging buah tidak aktif karena terselubung oleh

lapisan vakuola, sehingga tidak dapat berinteraksi dengan minyak yang banyak terkandung

pada daging buah. Masih aktif di bawah 15 derajat C dan non aktif dengan temp diatas 50

derajat C.

Apabila trigliserida bereaksi dengan air maka menghasilkan gliserol dan asam lemak

bebas.

CH2RCOO CH2OH

CHRCOO + 3H2O CHOH + 3RCOOH

CH2RCOO CH2OH

TAG + H2O DAG + ALB

DAG + H2O MAG + ALB

MAG + H2O Gliserol + ALB

Reaksi hidrolisis lemak bersifat reversible merupakan reaksi kesetimbangan, kondisi

tercapai bila kecepatan reaksi pemecahan lemak sama dengan reaksi pembentukan lemak.

Reaksi hidrolisis lemak berlangsung secara bertahap yaitu pembentukan isomer diasilgliserol,

proses pembentukan alpha dan betha monoasil gliserol dan proses pembentukan gliserol.

Sebelum proses ektraksi minyak dilakukan, pertama-tama buah direbus di dalam

stelizer. Salah satu tujuannya yaitu menonaktifkan aktifitas enzim. Didalam buah kelapa sawit

ada enzim lipase dan oksidase yang tetap bekerja sebelum enzim itu dihentikan dengan cara

fisika dan kimia.

Cara fisika yaitu dengan cara pemanasan pada suhu yang dapat mendegradasi protein.

Enzim lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan trigliserida dan kemudian

memecahnya kembali menjadi asam lemak bebas (ALB). Enzim Oksidase berperan dalam

proses pembentukan peroksida yang kemudian dioksidasi lagi dan pecah menjadi gugusan

aldehide dan kation. Senyawa yang terakhir bila dioksidasi lagi akan menjadi asam. Jadi ALB

yang terdapat dalam minyak sawit merupakan hasil kerja enzim lipase dan oksidase.

Aktifitas enzim semakin tinggi apabila buah mengalami luka. Untuk mengurangi

aktifitas enzim sampai di pabrik kelapa sawit diusahakan agar buah tidak rusak dan buah tidak

busuk. Enzim tersebut tidak aktif lagi pada temperatur 50ºC. Karena itu perebusan di dalam

sterilizer pada temperatur 120ºC akan menghentikan enzim.

Variabel Yang Sangat Berpengaruh Terhadap Asam Lemak Bebas

Beberapa variabel proses yang sangat berpengaruh terhadap perolehan asam lemak

seperti pengaruh suhu, kematangan buah, kadar pelukaan buah, pengadukan, penambahan air,

penambahan CPO dan lama penyimpanan.

1. Pengaruh Temperatur

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa kadar asam lemak yang

paling tinggi didapat pada suhu kamar (25ºC – 27ºC). Enzim lipase pada buah kelapa sawit

sudah tidak aktif pada suhu pendinginan 8ºC dan pada pemanasan pada suhu 50ºC. Secara

umum temperatur sangat berpengaruh pada reaksi kimia, dimana kenaikan temperatur akan

II-4

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

menaikkan kecepatan reaksi. Sifat enzim yang inaktif pada suhu tinggi, maka pada proses

enzimatis ada batasan suhu supaya enzim dapat bekerja secara optimal. Penurunan aktifitas

enzim pada suhu tinggi diduga diakibatkan oleh denaturasi protein. juga pada suhu rendah,

aktifitas enzim juga menurun yang diakibatkan oleh denaturasi enzim.

2. Pengaruh Penambahan Air

Air mempunyai pengaruh pada reaksi yang terjadi, dan pengaruh ini pada dasarnya

adalah membantu terjadinya kontak antara substrat dengan enzim. Enzim lipase aktif pada

permukaan (interface) antara lapisan minyak dan air, sehingga dengan melakukan

pengadukan, maka kandungan air pada buah akan mampu untuk membantu terjadinya kontak

ini. Pada proses hidrolisa ini, secara stokiometri air pada buah sudah berlebih untuk

menghasilkan asam lemak (kadar air pada buah adalah sekitar 28%), tetapi karena air ini

berada pada padatan maka perlu dilakukan pelumatan buah dan selanjutnya dilakukan

pengadukan. Disamping itu, untuk mengatasi/mencegah kekurangan air. Pengaruh kadar air

pada produk yang dicapai sangat besar, dimana kandungan air yang sangat besar ini

mengakibatkan reaksi antara asam lemak dan gliserol tidak dapat terjadi dengan baik.

3. Pengaruh Pelukaan dan Pengadukan Buah

Enzim lipase tidak berada dalam minyak, tetapi berada dalam serat. Tingkat pelukaan

buah dan pengadukan sangat berpengaruh terhadap proses hidrolisa karena akan membantu

terjadinya kontak antara enzim dan minyak (substrat). Hal ini karena posisi enzim lipase pada

buah sawit belum diketahui secara pasti, sehingga untuk mengatasi hal ini maka buah harus

dilumat sampai halus, kemudian minyak dan seratnya dicampur kembali. Dengan proses

seperti ini terbukti bahwa kadar asam lemak yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan jika

buah tidak dilumat sampai halus (hanya dimemarkan/dilukai).

Pengaturan kecepatan pengadukan pada reaksi ini perlu dilakukan, karena pada proses ini

pengadukan berpengaruh kepada waktu kontak antara air, substrat dan enzim. Disamping itu,

karena yang diaduk adalah campuran serat dan minyak, maka pemilihan rancangan pengaduk

sangat perlu untuk diperhatikan.

4. Pengaruh Kematangan Buah

Buah yang terdapat pada satu tandan buah kelapa sawit tidak akan matang secara

serempak. Buah yang berada pada lapisan luar biasanya lebih matang jika dibandingkan

dengan buah yang berada pada bagian yang lebih dalam. Hal ini mengakibatkan adanya

perbedaan persentase minyak yang terdapat pada setiap buah yang berada dalam satu tandan.

Pada buah kelapa sawit, semakin matang buah maka kadar minyaknya akan semakin tinggi.

Dengan semakin tingginya kadar minyak pada buah maka proses hidrolisa secara enzimatis

akan semakin cepat terjadi, sehingga perolehan asam lemak akan lebih tinggi.

5. Pengaruh Lama Penyimpanan

Secara alami asam lemak bebas akan terbentuk seiring dengan berjalannya waktu, baik

karena aktifitas mikroba maupun karena hidrolisa dengan bantuan katalis enzim lipase.

Namun demikian asam lemak bebas yang terbentuk dianggap sebagai hasil hidrolisa dengan

menggunakan enzim lipase yang terdapat pada buah sawit.

6. Pengaruh Penambahan CPO

Pada proses ini, kecepatan reaksi lebih rendah jika penambahan kadar CPO terhadap

campuran antara serat dan minyak semakin meningkat. Hal ini dapat terjadi karena enzim

lipase yang berada pada buah sudah jenuh atau jumlahnya terbatas, sementara jumlah substrat

sudah sangat berlebih. Kecepatan reaksi bergantung kepada konsentrasi enzim lipase, bukan

pada konsentrasi substrat. Sifat-sifat enzim lipase adalah sebagai berikut :

• Temperatur optimum: 35ºC, pada suhu 50ºC enzim sebagian besar sudah rusak.

• pH optimum : 4,7 – 5,0

• Berat molekul : 45000-50000

• Dapat bekerja secara aerob maupun anaerob

II-5

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

• ko-faktor : Ca2+

, Sr2+

, Mg2+

. Dari ketiga ko-faktor ini yang paling efektif adalah Ca2+

• Inhibitor : Zn2+

, Cu2+

, Hg2+

, iodine, versene

Kadar Asam Lemak Bebas

Kadar asam lemak bebas dalam minyak kelapa sawit, biasanya hanya dibawah 1%.

Lemak dengan kadar asam lemak bebas lebih besar dari 1%, jika dicicipi akan terasa pada

permukaan lidah dan tidak berbau tengik, namun intensitasnya tidak bertambah dengan

bertambahnya jumlah asam lemak bebas. Asam lemak bebas walaupun berada dalam jumlah

kecil mengakibatkan rasa tidak lezat. Hal ini berlaku pada lemak yang mengandung asam

lemak tidak dapat menguap, dengan jumlah atom C lebih besar dari 14 (Ketaren, 1986).

Akibat Meningkatnya Asam Lemak Bebas

Asam lemak bebas dalam konsentrasi tinggi yang terikut dalam minyak sawit sangat

merugikan. Tingginya asam lemak bebas ini mengakibatkan rendemen minyak turun. Untuk

itulah perlu dilakukan usaha pencegahan terbentuknya asam lemak bebas dalam minyak

sawit. Kenaikan asam lemak bebas ditentukan mulai dari tandan dipanen sampai tandan

diolah di pabrik. Kenaikan ALB ini disebabkan adanya reaksi hidrolisa pada minyak.

Beberapa faktor yang dapat menyebabkan peningkatan kadar ALB yang relatif tinggi

dalam minyak sawit antara lain:

1. Pemanenan buah sawit yang tidak tepat waktu

2. Keterlambatan dalam pengumpulan dan pengangkutan buah

3. Penumpukan buah yang terlalu lama

4. Proses hidrolisa selama di pabrik (Anonim, 2001)

Bahaya Asam Lemak Bebas

Jaringan lemak melepaskan asam lemak bebas dan gliserol ke dalam darah, di mana

asam lemak tersebut diangkut dengan albumian ke hampir semua organ. Dilain pihak, gliserol

berjalan terutama ke dalam hati dan sedikit ke dalam ginjal; hanya jaringan-jaringan ini

tempatnya dapat digunakan. Proporsi asam lemak bebas yang lebih besar dalam sirkulasi

dikonversi menjadi badan-badan keton, yang merupakan prinsip dalam hati. Badan-badan

keton adalah bentuk energi yang lebih larut dalam air dari pada asam lemak (Linder, 1992).

Asam lemak bebas terbentuk karena proses oksidasi, dan hidrolisa enzim selama

pengolahan dan penyimpanan. Dalam bahan pangan, asam lemak dengan kadar lebih besar

dari berat lemak akan mengakibatkan rasa yang tidak diinginkan dan kadang-kadang dapat

meracuni tubuh. Timbulnya racun dalam minyak yang dipanaskan telah banyak dipelajari.

Bila lemak tersebut diberikan pada ternak atau diinjeksikan ke dalam darah, akan timbul

gejala diare, kelambatan pertumbuhan, pembesaran organ, kanker, kontrol tak sempurna pada

pusat saraf dan memperrsingkat umur.

Kadar kolesterol darah yang meningkat berpengaruh tidak baik untuk jantung dan

pembuluh darah telah diketahui luas oleh masyarakat. Namun ada salah pengertian, seolah-

olah yang paling berpengaruh terhadap kenaikan kolesterol darah ini adalah kadar kolesterol

makanan. Sehingga banyak produk makanan, bahkan minyak goreng diiklankan sebagai

nonkolesterol.. Konsumsi lemak akhir-akhir ini dikaitkan dengan penyakit kanker. Hal ini

berpengaruh adalah jumlah lemak dan mungkin asam lemak tidak jenuh ganda tertentu yang

terdapat dalam minyak sayuran (Almatsier, 2002).

Penetapan Kadar Asam Lemak Bebas

Alkalimetri adalah penetapan kadar senyawa-senyawa yang bersifat asam dengan

menggunakan baku basa. Alkalimetri termasuk reaksi netralisasi yakni reaksi antara ion

hidrogen yang berasal dari asam dengan ion hidroksida yang berasal dari basa untuk

menghasilkan air yang bersifat netral. Suatu indikator merupakan asam atau basa lemah yang

berubah warna diantara bentuk terionisasinya dan bentuk tidak terionisasinya. Sebagai contoh

fenolftalein (pp), mempunyai pka 9,4 (perubahan warna antara pH 8,4-10,4). Struktur

fenolftalein akan mengalami perataan ulang pada kisaran pH ini karena proton dipindahkan

II-6

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

dari struktur fenol dari pp sehingga pH meningkat akibatnya akan terjadi perubahan warna

(Rohman, 2007).

Prosedur analisa penentuan asam lemak bebas Prosedur analisa penentuan asam lemak bebas pada dasarnya hampir sama dengan

analisa penentuan bilanggan asam atau angka asam. Seperti diketahui, analisa bilangan asam

betujuan untuk mengukur kadar asam lemak bebas dalam suatu bahan pangan dengan melihat

jumlah KOH yang digunakan.

Sample bahan yang akan dianalisa harus dalam keadaan cair lalu timbang sebanyak

kurang lebih 28,2 g dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 50 ml alkohol netral yang panas dan

2 ml indikator Phenolphthalein (PP) titrasilah dengan larutan 0,1 N NaOH yang telah

distandardisir sampai warna merah jambu tercapai dan tidak hilang selama 30 detik. Persen

asam lemak bebas disesuaikan dengan sample yang digunakan. Untuk kebanyakan lemak dan

minyak iasanya di nyatakan sebagai oleat, untuk minyak kelapa dan minyak inti kelapa sawit

dinyatakan sebagai laurat dan minyak kelapa sawit dinyatakan sebagai palmitat. Berikut ini

adalah berat molekul dari beberapa jenis asal lemak bebas tersebut diatas.

Jenis asam lemak Berat molekul

Palmitat 256

Laurat 200

Oleat 282

Linoleat 278

Rumus perhitungan penentuan asam lemak bebas (FFA)

ml a h a H B asam lemak

berat sampel 000 00

Pengecualian untuk analisa asam lemak bebas dan analisa penentuan angka asam dapat

dilakukan dengan mengkonversi hasil dari salah satu analisa. Caranya adalah:

1. Cara merubah Angka Asam menjadi %FFA (Free fatty Acid) adalah dengan

mengalikan berat molekul asam lemak denga berat molekul KOH

2. Cara merubah %FFA menjadi Bilangan asam adalah

Bilan an asam

II-7

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

II.2 Aplikasi Industri

PENDAHULUAN

Minyak goreng bekas atau minyak jelantah dapat digunakan sebagai bahan baku dalam

proses pembuatan biodiesel. Pemanfaatan minyak goreng bekas untuk pembuatan biodiesel

akan memberikan beberapa keuntungan, diantaranya : dapat mereduksi limbah rumah tangga

atau industri makanan dan mereduksi biaya produksi biodiesel sehingga harganya lebih murah

dibanding dengan menggunakan minyak nabati murni.

Minyak goreng bekas mengandung asam lemak bebas (Free Fatty Acid, FFA) yang

dihasilkan dari reaksi oksidasi dan hidrolisis pada saat penggorengan. Adanya FFA dalam

minyak goreng bekas dapat menyebabkan reaksi samping yaitu reaksi penyabunan, jika dalam

proses pembuatan biodiesel langsung menggunakan reaksi transesterifikasi. Sabun yang

dihasilkan dapat mengganggu reaksi dan proses pemurnian biodiesel (Aziz, 2007). Baidawi

(2008) mengatakan bahwa reaksi transesterifikasi memerlukan minyak dengan kemurnian

tinggi (kandungan FFA <2%). Jika FFA tinggi akan mengakibatkan reaksi transesterifikasi

terganggu akibat terjadinya reaksi penyabunan antara katalis dengan FFA. Rahayu (2008)

malah mensyaratkan kadar asam lemak bebas minyak nabati harus kecil dari 1%.

Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menghilangkan asam lemak bebas adalah

mereaksikan asam lemak bebas dengan alcohol dengan bantuan katalis asam sulfat. Reaksi ini

dikenal dengan esterifikasi. Esterifikasi merupakan reaksi antara asam karboksilat dengan

alkohol menghasilkan ester dan air. Reaksinya adalah sebagai berkut :

Reaksi esterifikasi merupakan reaksi bolak-balik yang relative lambat. Untuk

mempercepat jalannya reaksi dan meningkatkan hasil, proses dilakukan dengan pengadukan

yang baik, penambahan katalis dan pemberian reaktan berlebih agar reaksi bergeser ke kanan.

Secara umum factor-faktor yang mempengaruhi reaksi transterifikasi adalah pengadukan,

suhu, katalis, perbandingan pereaksi dan waktu reaksi (Damoko and Cheriyan, 2000). Reksi

esterifikasi berlangsung dengan bantuan katalis seperti H2SO4, HCl, HF dan H2PO4 (Susanto,

2008).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Reaksi esterifikasi dilakukan pada berbagai variasi yaitu : waktu reaksi, konsentrasi

katalis (H2SO4) dan suhu. Waktu reaksi memberikan pengaruh terhadap penurunan asam

lemak bebas (FFA) yang terdapat dalam minyak goreng bekas. Semakin lama waktu

reaksi, kadar FFA yang dihasilkan semakin berkurang. Ini menandakan terjadinya reaksi

antara FFA dengan metanol menghasilkan ester. Lamanya waktu reaksi memberikan

kesempatan kepada molekul-molekul senyawa untuk bereaksi semakin besar, sehingga FFA

yang tersisa semakin berkurang (Aziz, 2007). Penurunan kadar FFA terjadi cukup tajam pada

30 menit yaitu sekitar 48%. Asam lemak bebas turun dari 2,5% menjadi 1,3%. Hal ini

disebabkan karena pada awal reaksi konsentrasi reaktan maksimal sehingga reaksi dapat

berlangsung dengan cepat. Setelah 30 menit penurunan asam lemak bebas tidak terlalu besar.

Sampai waktu 2,5 jam konversi maksimal hanya 55% dengan kandungan asam lemak bebas

1,1%. Ini menandakan bahwa reaksi sudah mendekati kesetimbangan.

Pengaruh suhu reaksi dipelajari pada rentang suhu 30 – 70ºC. Pada suhu 30ºC konversi

FFA sekitar 39%. FFA turun dari 2,5% menjadi 1,5%. Dengan meningkatnya suhu maka

konversi FFA juga semakin meningkat. Konversi tertinggi dicapai pada suhu 60ºC sebesar

II-8

Laboratorium Kimia Organik DIII Teknik Kimia FTI-ITS

2013

Bab II Tinjauan Pustaka

55% dengan kadar FFA sekitar 1,1%. Suhu yang tinggi menyebabkan gerakan molekul-

molekul senyawa semakin cepat atau energi kinetik yang dimiliki molekul-molekul pereaksi

semakin besar sehingga tumbukan antara molekul pereaksi juga meningkat (Aziz, 2007). Hal

ini sesuai dengan persamaan Arrhenius yang menyatakan bahwa dengan naiknya suhu maka

konstanta kecepatan reaksi (k) juga meningkat. Dengan naiknya nilai konstanta kecepatan

reaksi akan menyebabkan laju reaksi akan semakin besar karena laju reaksi berbanding lurus

dengan konstanta kecepatan reaksi.

Dengan adanya katalis akan menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga konstanta

kecepatan reaksi akan meningkat (Sibarani, 2007). Implikasinya akan meningkatkan pula laju

reaksi esterifikasi asam lemak bebas (FFA). Katalis yang digunakan adalah asam sulfat.

Pengaruh konsentrasi katalis dipelajari pada rentang 0,1 % - 1% berat. konsentrasi asam sulfat

0,1%, 0,2% dan 0,25% terjadi kenaikan konversi asam lemak bebas. Konversi yang dicapai

maksimal 55% pada konsentrasi 0,25% berat dengan kadar FFA 1,1%.

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan pada Juli 2010. Tempat penelitiaan ini dilakukaan di Pusat

Laboratorium Terpadu (PLT) UIN Syyarif Hidayatullah Jakarta.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah minyak goreng bekas yang diambil dari pedagang kaki

lima di sekitar UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, metanol, dan asam sulfat. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah labu leher tiga, pengaduk, termometer dan kondensor. Esterifikasi Asam Lemak Bebas (FFA)

Minyak goreng bekas dimasukkan ke dalam labu leher tiga. Katalis asam sulfat

(0,25% ; 0,55%; 0,75%; 1%; 1,5%) berat minyak dimasukkkan ke dalam minyak dan dipanaskan sampai suhu yang dinginkan (30ºC, 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC). Metanol di

tempat tespisah juga dipanaskan sampai suhu yang diinginkan. Setelah suhu tercapai, metanol

dimasukkan ke dalam minyak, pengaduk dihidupkan dan waktu dicatat. Selang waktu 30 menit

sampel diambil dan dianalisa kadar asam lemak bebasnya (FFA).

Minyak goreng bekas sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian

ditambahkan 50 ml alkohol. Campuran dipanaskan selama 10 menit sampai asam lemak larut.

Setelah itu didinginkan dan dititrasi dengan KOH 0,1 N dengan indikator pp.

Dari penelitian yang sudah dilakukan dapat disimpulkan bahwa reaksi esterifikasi minyak goreng bekas dapat menurunkan kadar asam lemak bebas dari 2,5% menjadi 1,1%.

Kondisi optimum yang dicapai pada waktu reaksi 2,5 jam, suhu 60ºC dan konsentrasi

katalis H2SO4.