5

TINJAUAN PUSTAKA

Kelapa Sawit

Kelapa sawit (Elaeis guineesis, Jacq) termasuk famili Palmae, subklas

Monocotyledoneae, Klas Angiospermae, Subdivisi Tracheophyta. Nama Genus

Elaeis berasal dari bahasa Yunani Elaion atau minyak, sedangkan nama

guineensis berasal dari kata Guines, yaitu nama tempat dimana seseorang bernama

Jacquin menemukan tanaman sawit pertama kali di pantai Guines Afrika Selatan

(Hartley 1977; Ketaren 2005).

Kelapa sawit merupakan tanaman asli Afrika dan tumbuh secara alami di

Afrika Selatan dan Afrika Barat. Tanaman ini dapat tumbuh baik pada daerah

beriklim tropis dengan curah hujan 2000 mm/tahun dan kisaran suhu 22-32oC

(Ketaren 2005). Dewasa ini tanaman kelapa sawit telah menyebar di Kongo,

Indonesia, Malaysia dan Amerika Selatan. Di Indonesia sendiri, tanaman kelapa

sawit pertama kali masuk pada tahun 1848 di masa pemerintahan kolonial

Belanda dan ditanam pertama kali di Kebun Raya Bogor, serta mulai diusahakan

dan dibudidayakan secara komersial pada tahun 1911 (Fauzi et al. 2006).

Kelapa sawit terdiri atas empat varietas, yaitu : 1) Varietas Macrocarya,

tebal tempurung 5 mm, 2) Varietas Dura, tebal tempurung 3-5 mm, 3) varietas

Tenera, tebal tempurung 2-3 mm, 4)Varietas Pisifera, bagian tempurung tipis

(Ketaren 2005). Tenera merupakan hasil persilangan antara Dura dengan Pisifera

serta ektraksi minyaknya sekitar 22-25 persen (Pahan 2006). Menurut Baryeh

(2001), Tenera mempunyai yield yang paling baik yaitu 30 ton per hektar per

tahun pada puncak produktivitasnya. Tenera secara luas dikembangkan karena

komersial dan viabilitas pengolahan yang lebih mudah dipanen karena pohonnya

relatif pendek, menghasilkan tandan buah yang baik dan kadar minyak yang lebih

tinggi (Noor Azian, 1995 diacu dalam Morad et al. 2006).

Buah sawit umumnya berukuran 2-5 cm dan berat antara 3-30 gram,

berwarna ungu hitam pada saat muda, kemudian menjadi berwarna kuning merah

pada saat tua dan matang (Muchtadi 1992). Warna daging buah putih kuning

ketika masih muda dan berwarna jingga setelah buah matang (Ketaren 2005).

6

Penampang melintang dan membujur buah kelapa sawit dapat dilihat pada

Gambar 1. Secara anatomi, bagian-bagian buah kelapa sawit adalah:

1. Perikarp

Kelapa sawit mengandung kurang lebih 80 persen perikarp dan 20 persen

buah yang dilapisi kulit yang tipis. Kelapa sawit menghasilkan 2 jenis minyak

yang sifatnya sangat berbeda, yaitu minyak dari sabut (minyak sawit kasar)

dan minyak dari biji (minyak inti sawit) (Somaatmadja 1981). Perikarp terdiri

dari :

a. Epikarp, yaitu kulit buah yang keras dan licin

b. Mesokarp, yaitu bagian buah berserabut dan mengandung minyak dengan

rendemen paling tinggi, menghasilkan minyak sawit mentah (CPO)

melalui ekstraksi. Menurut Morad et al. (2006), mesokarp jumlahnya

sekitar 60% dari total komposisi buah kelapa sawit dan CPO dihasilkan

dari bagian ini. Mesokarp mengandung 39 persen minyak, 41 persen air

dan serat 20 persen dari keseluruhan komposisi.

2. Biji, terdiri dari :

a. Endokarp (kulit biji = tempurung), berwarna hitam dan keras

b. Endosperm (kernel = daging biji) berwarna putih yang menghasilkan

minyak inti sawit (PKO)

c. Lembaga/embrio

Gambar 1 Struktur buah kelapa sawit

Endosperm

Mesokarpium

Epikarpium

Endokarpium

7

Pengolahan Kelapa Sawit Menjadi Minyak Sawit Kasar

Pengolahan kelapa sawit untuk menghasilkan minyak sawit kasar dimulai

dari penanganan bahan baku atau tandan buah segar (TBS) pada saat pemanenan

hingga sampai di pabrik. Setelah tiba di pabrik, TBS selanjutnya melalui

serangkaian tahapan pengolahan TBS hingga menjadi CPO melalui perebusan,

perontokan (pemipilan), pelumatan (pencacahan), ekstraksi minyak, dan

klarifikasi (Siregar 1999).

Perebusan

TBS yang ada di lori perebusan dimasukkan ke dalam sterilizer yang dapat

ditutup dengan rapat untuk menghindari terjadinya pengeluaran steam sebagai

media perebus. Proses perebusan berlangsung pada suhu 135-160oC selama 90-

110 menit dengan tekanan 2.8-3.0 kg/cm2. Perebusan ini bertujuan untuk

mempermudah pelepasan buah dari tandan, melunakan buah sehingga

mempermudah dalam proses penghancuran, menonaktifkan enzim lipase dan

oksidase yang dapat merangsang pembentukan asam lemak bebas, menurunkan

kadar air di dalam jaringan buah, memudahkan pemisahan tempurung dengan inti,

menguraikan pektin dan polisakarida sehingga buah menjadi lunak.

Perontokan

Perontokan bertujuan untuk memisahkan tandan dengan buah. Proses

perontokan buah terjadi akibat perputaran mesin perontok. Mesin perontok buah

memiliki batang-batang penghubung yang diatur dengan interval yang sama.

Diameter dan panjang mesin perontok buah adalah 2.1 m dan 4 m, sementara

jarak antara dua batang penghubung 40 mm.

Pelumatan (pencacahan)

Pelumatan dilakukan untuk memisahkan buah dengan biji serta untuk

memudahkan proses ekstraksi minyak. Pelumatan dilakukan dengan cara

pengadukan buah oleh alat yang dilengkapi lima pasang pisau berputar. Pada

proses pelumatan ini perlu ditambahkan air bersuhu 90-95oC untuk

8

mempermudah pemisahan buah dengan biji serta untuk membuka kantong-

kantong minyak sehingga mengurangi kehilangan minyak. Suhu yang rendah

mengakibatkan minyak semakin kental sehingga menyulitkan ekstraksi minyak.

Ekstraksi minyak

Ekstraksi merupakan proses untuk memperoleh minyak dari buah yang

telah mengalami pencacahan. Proses ekstraksi dilakukan secara mekanis untuk

mengeluarkan kandungan minyak. Buah yang telah dicacah dimasukkan ke dalam

mesin pengepres ulir yang terdiri atas dua ulir yang berputar berlawanan dan

dilengkapi dengan saringan pengepres. Buah yang telah lumat mengeluarkan

minyak melalui lubang-lubang kecil.

Selama proses ekstraksi ditambahkan air bersuhu 90-95oC sebanyak 600-

800 liter/jam untuk memudahkan ekstraksi minyak. Tekanan hidrolik pada mesin

pengepres berkisar antara 40-50 kg/cm2. Tekanan yang rendah menyebabkan

proses ekstraksi minyak tidak maksimal.

Klarifikasi

Klarifikasi adalah proses pembersihan minyak yang bertujuan untuk

mengeluarkan air dan kotoran dari minyak, memperkecil kerusakan minyak akibat

oksidasi, memperkecil kehilangan minyak dan menekan biaya produksi, serta

mempermudah pengolahan limbah.

Klarifikasi terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu pemisahan kotoran

berupa serabut dan lumpur, pemisahan minyak dengan air, pengambilan minyak

yang terdapat pada lumpur serta pembersihan. Pemisahan kotoran yang berupa

serabut dilakukan dengan saringan getar, pemisahan kotoran yang berupa lumpur

dilakukan pada decanter, pemisahan minyak dengan air terjadi pada tangki

pengendapan, sedangkan pembersihan minyak dilakukan pada alat pembersih

minyak (oil purifier).

Minyak hasil ekstraksi ditampung pada tangki perangkap pasir, tangki

tersebut digunakan untuk memisahkan pasir dari minyak. Pemisahan pasir terjadi

akibat perbedaan berat jenis antara pasir, minyak dan air dengan pemberian uap

panas ke dalam tangki perangkap pasir. Minyak selanjutnya dialirkan ke dalam

9

saringan getar yang bertujuan untuk memisahkan benda-benda padat dalam

minyak, saringan getar menggunakan kawat saringan berukuran 20 mesh.

Minyak yang telah disaring dialirkan ke dalam decanter, pada alat ini

terjadi proses pemisahan kotoran berupa lumpur dengan cara sentrifugasi 6000

rpm, pada proses tersebut digunakan air panas sebagai pengencer. Lumpur yang

mungkin masih terdapat pada minyak selanjutnya dipisahkan berdasarkan bobot

jenis. Air yang terkandung pada minyak dihilangkan dengan alat pengering hampa

agar minyak tidak mudah terhidrolisis. Minyak yang diperoleh berupa minyak

sawit kasar (CPO) yang selanjutnya ditimbang dan disimpan dalam tangki

penampungan. Persyaratan kualitas CPO dapat dilihat pada Tabel 1.

Lumpur yang masih mengandung minyak dari tangki pengendap dialirkan

ke dalam tangki lumpur. Cairan lumpur hasil klarifikasi yang masih mengandung

minyak tersebut ditampung sementara pada bak penampungan untuk di daur

ulang.

Tabel 1 Persyaratan kualitas CPO*)

Karakteristik Kualitas

spesial

Standar

kualitas

I

Standar

kualitas

II

Asam lemak bebas (sebagai asam palmitat)

(% maks) 2.5 3.5 5.0

Kadar air dan kotoran (% maks) 0.25 0.25 0.25

Bilangan peroksida (meq O2/kg maks) 2.0 - -

Bilangan anisidin (maks) 4.0 - - *

) Gibon et al. (2007)

Pemurnian Minyak Sawit Kasar

Pemurnian minyak bertujuan untuk menghilangkan rasa serta bau yang

tidak enak, warna yang tidak menarik serta memperpanjang masa simpan minyak

sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan baku dalam industri. Kotoran-

kotoran yang ada dalam minyak dapat berupa komponen yang tidak larut dalam

minyak. Komponen yang tidak larut dalam minyak adalah lendir atau getah, abu

atau mineral. Komponen yang berupa suspensi koloid adalah fosfolipid,

karbohidrat dan senyawa yang mengandung nitrogen, sedangkan komponen yang

larut dalam minyak berupa asam lemak bebas, sterol, hidrokarbon, mono dan

10

digliserida serta zat warna yang terdiri dari karotenoid dan klorofil (Ketaren

2005).

Tahapan proses pemurnian minyak sawit secara kimia meliputi tiga tahap

yaitu (1) degumming dan netralisasi atau deasidifikasi, (2) bleaching dan filtrasi,

serta (3) deodorisasi (Basiron 2005).

Degumming

Pengolahan minyak sawit merah dari minyak sawit mentah diawali dengan

degumming. Degumming diartikan sebagai suatu proses pemisahan getah atau

lendir yang terdapat dalam minyak tanpa mereduksi asam lemak bebas yang ada.

Getah atau lendir pada umumnya terdiri atas fosfatida, protein, dan karbohidrat.

Kotoran-kotoran yang tersuspensi tersebut sukar dipisahkan bila berada dalam

kondisi anhydrous, sehingga dapat diendapkan dengan cara hidrasi. Hidrasi dapat

dilakukan dengan menggunakan uap, penambahan air, atau dengan penambahan

larutan asam lemah (Dijkstra dan Van Opstal 1990).

Asam fosfat, cairan yang tidak berwarna dan tidak berbau. Termasuk dalam

food grade dengan konsentrasi 85 persen umumnya digunakan dalam proses

pemurnian minyak sawit. Asam fosfat lebih disukai penggunaannya oleh refiner

minyak sawit di Malaysia karena biayanya yang lebih murah dan penanganannya

lebih mudah (Morad et al. 2006). Penambahan asam fosfat sebelum netralisasi ke

dalam minyak yang mengandung fosfatida yang nonhydratable umum

dipraktekan untuk menjamin bahwa semua gum telah hilang selama deasidifikasi.

Hidrasi dilakukan untuk membuat fosfatida menjadi tidak larut dalam minyak

(Basiron 2005).

Menurut Dijkstra dan Van Opstal (1990) asam yang biasa digunakan adalah

asam fosfat. Proses degumming dilakukan dengan memanaskan minyak pada suhu

70-80oC setelah ditambahkan asam fosfat (H3PO4) 0.3-0.4 persen (b/b) dengan

konsentrasi 20-60 persen (b/b). Sementara menurut Akoh dan Min (2002)

sebelum netralisasi minyak diberi perlakuan dengan 0.02-0.5 persen asam fosfat

pada suhu 60-90oC selama 15-30 menit, membuat fosfatida yang kurang larut

dalam minyak menjadi lebih mudah dihilangkan.

11

Menurut Basiron (2005) perlakuan pendahuluan diawali dengan

degumming CPO dengan asam fosfat. Konsentrasi asam fosfat yang digunakan

adalah 80-85 persen dengan jumlah 0.05 – 0.2 persen, dipanaskan sampai 90-

110oC dalam waktu 15-30 menit. Tujuan penambahan asam fosfat adalah untuk

mengendapkan fosfatida yang nonhydratable. Sedangkan menurut O`Brien (2004)

asam yang biasanya digunakan adalah asam fosfat 85 persen, didespersikan dalam

minyak pada suhu 80-100oC sebanyak 0.05-1.2 persen berat minyak.

Ooi et al. (1996) melakukan proses refining minyak sawit merah melalui 2

tahapan yaitu tahap pertama melalui proses degumming dan bleaching serta tahap

kedua adalah proses deasidifikasi dan deodorisasi. Proses degumming

menggunakan asam fosfat (0.5%) pada suhu 90oC selama 10 menit dilanjutkan

dengan proses bleaching yang menggunakan bleaching earth (0.2%) selama 30

menit pada suhu 110oC.

Deasidifikasi

Deasidifikasi adalah proses pemisahan asam lemak bebas dalam minyak

sawit kasar. Deasidifikasi dapat dilakukan dengan metode kimia, fisik, micella,

biologis, reesterifikasi, ekstraksi pelarut, supercritical fluid extraction, dan

teknologi membran. Deasidifikasi secara kimia dilakukan dengan cara netralisasi

dengan mereaksikan asam lemak bebas dengan basa sehingga membentuk sabun

(soapstock). Alkali yang biasa digunakan adalah NaOH, proses ini dikenal dengan

istilah ”caustic deacidification” (Bhosle dan Subramanian 2005).

Netralisasi melalui proses kimia dengan alkali, saat ini yang paling umum

digunakan adalah dengan melarutkan soda kaustik. Reaksinya adalah reaksi

penyabunan yang terbentuk dari asam lemak bebas dapat dilihat pada Gambar 2.

Sabun yang terbentuk dapat membantu pemisahan kotoran seperti fosfatida dan

protein dengan cara membentuk emulsi. Sabun atau emulsi yang terbentuk dapat

dipisahkan dari minyak dengan cara sentrifugasi (Anderson 2005).

12

asam lemak bebas sabun air

Gambar 2 Reaksi penyabunan asam lemak bebas dengan NaOH

(Bockisch 1993).

Proses deasidifikasi dilakukan dengan menggunakan larutan sodium

hidroksida, dimana minyak dimasukkan ke dalam tangki kemudian dicampur

dengan larutan sodium hidroksida (konsentrasinya tergantung kadar asam lemak

bebas dalam minyak mentah) pada suhu 70-80oC selama 1-15 menit. Selanjutnya

disentrifus untuk memisahkan sabun kemudian dicuci dengan air untuk

menghilangkan sisa-sisa sabun (Ayorinde et al. 1995).

Konsentrasi larutan alkali untuk netralisasi biasa dinyatakan dengan

“derajat Baume (oBe)”. Konsentrasi bahan kimia yang digunakan dalam

netralisasi tergantung pada jumlah asam lemak bebas, makin besar jumlah asam

lemak bebas, makin besar pula konsentrasi bahan kimia yang digunakan. Total

penambahan alkali didasarkan pada jumlah alkali secara teori untuk menetralkan

asam lemak bebas ditambah alkali berlebih (excess) untuk menghilangkan

kotoran-kotoran lainnya. Jumlah excess alkali minimum harus digunakan sehingga

penyabunan minyak netral dapat diminimalkan (Anderson 2005). Untuk minyak

dengan kandungan asam lemak bebas yang rendah lebih baik dinetralkan dengan

alkali encer (konsentrasi lebih kecil dari 0.15 N atau 5oBe), sedangkan asam

lemak bebas dengan kadar tinggi, lebih baik dinetralkan dengan larutan alkali 10-

24oBe (Basiron 2005).

Menurut Bockisch (1993), minyak yang telah dimurnikan dengan baik

memiliki kandungan asam lemak bebas sebesar 0.1 persen dan tergantung pada

penggunaanya lebih lanjut. Kualitas yang diharapkan pada produk intermediet dan

produk akhir proses pemurnian minyak sawit dengan alkali dapat dilihat pada

Tabel 2.

13

Tabel 2 Kualitas yang diharapkan pada produk intermediet dan produk akhir

proses pemurnian minyak sawit dengan alkali*)

Spesifikasi Neutralized

Palm Oil

Neutralized

Bleached

Palm Oil

Neutralized

Bleached

Deodorized

Palm Oil

Asam lemak bebas (sebagai

palmitat) (% maks) 0.15 0.1 0.1

Bilangan peroksida meq/kg) - 0 0

Kadar air dan kotoran (% maks) 0.1 0.1 0.1

Besi (mg/kg) - 0.15 0.12

Posfor (mg/kg) - 4 4

Tembaga (mg/kg) - 0.06 0.05

Sabun (mg/kg) 20 - - *)

Basiron (2005)

Menurut Akoh dan Min (2002), netralisasi harus dilakukan dengan benar

atau beberapa gliserida akan tersabunkan yang mengakibatkan peningkatan

refining loss. Minyak dengan bilangan asam yang rendah disebut minyak netral.

Netralisasi yang baik itu bergantung pada penggunaan sejumlah natrium

hidroksida yang tepat, pengadukan yang tepat, temperatur yang tepat, waktu

kontak yang cukup dan pemisahan yang efisien.

Suhu dan waktu yang digunakan dalam proses netralisasi minyak harus

dipertimbangkan dengan baik dan dipilih sedemikian rupa sehingga sabun yang

terbentuk dalam minyak mengendap dengan kompak dan cepat. Proses

pengendapan yang lambat akan memperbesar kehilangan minyak, sebab sebagian

minyak akan diserap oleh sabun. Suhu proses yang tinggi serta waktu proses yang

lama dapat merusak karotenoid yang merupakan pigmen alami minyak sawit

(Ketaren 2005).

Pengadukan dilakukan dengan menggunakan agitator. Agitator dilengkapi

dengan lengan penyapu yang masing-masing terdiri dari paddle yang berfungsi

untuk mendorong cairan ke arah atas selama pengadukan. Agitator biasanya

bekerja pada laju maksimum 30-35 rpm dan minimum 8-10 rpm. Pemecahan

emulsi dapat terjadi pada suhu sekitar 60oC dimana sabun terpisah dari minyak

jernih membentuk suatu flokulan kecil (O`Brien 2004).

14

Beberapa penelitian tentang deasidifikasi minyak sawit secara kimia dapat

dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3 Hasil-hasil penelitian deasidifikasi minyak sawit

Peneliti/th Skala

Jenis dan

Konsentrasi

Alkali

Suhu

(oC)

Waktu

(menit)

Asam Lemak

Bebas (%)

Total Karoten

(ppm)

Awal Akhir Awal Akhir

Setyadjit

(1982)

Jatmika et

al. (1996)

Wulandari

(2000)

Mas`ud

(2007)

Lab

(100 g)

Lab

(50 ml)

Lab

Lab

(500 ml)

NaOH=16°Be

Excess 0.1%

Na2CO3 =

14% & Vol. 12

ml

NaOH =

10°Be/20°Be

tergantung

ALB

NaOH=16°Be

Excess 0.2%

60-65

-

30-40

59

20

15

30

25

4.585

-

4.90

3.765

0.07

0.04

0.23

0.155

-

-

840.78

514.55

-

440

391.86

389.84

Ooi et al. (1996) melakukan proses deasidifikasi dan deodorisasi minyak

sawit merah menggunakan distilasi molukuler pada suhu antara 130oC dan 170

oC

serta tekanan antara 20.10-3

dan 60.10-3

mmHg. Hasil penelitian menunjukkan

kondisi yang sesuai untuk refining minyak sawit merah tanpa merusak karoten

adalah 150oC -170

oC dan tekanan vakum 20-25.10

-3 mmHg. Karoten yang dapat

dipertahankan sedikitnya 80 persen dengan asam lemak bebas yang berkurang

dari 2.4 persen menjadi 0.04 persen. Adapun karakteristik CPO yang digunakan

dan minyak sawit merah yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Karakteristik CPO dan minyak sawit merah menggunakan distilasi

molekuler*)

CPO Minyak sawit merah

Asam lemak bebas (%)

Bilangan peroksida (meq/kg)

Karoten (ppm)

Vitamin E (ppm)

Besi (ppm)

Fosfor (ppm)

2.40

0.80

660

923

3.3

7.8

0.04

0.20

531

642

0.3

2.7 *)

Ooi et al. (1996)

15

Unsur primer dalam lemak dan minyak kasar adalah trigliserida, tetapi

lemak dan minyak kasar juga mengandung berbagai komponen minor, yang

secara signifikan juga mempengaruhi sifat fisik dan kimia lemak dan minyak,

khususnya adalah asam lemak bebas (O`Brien 2004).

Asam lemak bebas tidak hanya dapat melarutkan ion-ion logam yang

mengkatalis oksidasi sehingga menurunkan stabilitas minyak, tetapi juga

mengubah komposisi gliserida minyak sehingga mempengaruhi sifat fisik dan

kimia minyak (Pathak 2005). Air dalam minyak akan mempercepat kerusakan

minyak karena terjadi hidrolisis, minyak akan diubah menjadi asam lemak bebas

dan gliserol, yang dapat menyebabkan ketengikan (Ketaren 2005). Mekanisme

reaksi hidrolisis dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Mekanisme reaksi hidrolisis (Ketaren 2005).

Hidrolisis terjadi pada ikatan ester dari molekul gliserida membentuk asam

lemak bebas dan gliserol. Hidrolisis disebabkan oleh enzim lipolitik (lipase) yang

terdapat secara alami dalam buah sawit dan oleh mikroba lipolitik. Lipase mulai

aktif pada saat struktur seluler buah menjadi pecah atau rusak, utamanya selama

pascapanen sawit, sedangkan hidrolisis oleh mikroba disebabkan oleh fungi yang

menghasilkan enzim lipase (Ketaren 2005).

Kenaikan asam lemak bebas mempermudah proses oksidasi berantai dan

pembentukan senyawa peroksida, aldehida, keton dan polimer. Oksidasi berantai

menyebabkan penguraian konstituen aroma, flavor dan vitamin. Pembentukan

senyawa seperti peroksida, aldehida, dan keton menyebabkan bau tengik,

pencoklatan minyak dan kemungkinan menimbulkan keracunan (Ketaren 2005).

Mekanisme reaksi oksidasi dapat dilihat pada Gambar 4.

16

Gambar 4 Mekanisme reaksi oksidasi (Ketaren 2005).

Bleaching

Bleaching merupakan salah satu tahapan proses pemurnian minyak yang

bertujuan untuk menghilangkan zat warna minyak khususnya peopitin/klorofil dan

karotenoid dalam minyak dengan menggunakan bleaching earth atau bleaching

clay (Taylor 2005). Bleaching clay dapat berinteraksi dengan konstituen non

colored seperti sabun, asam lemak bebas, fosfolipid dan peroksida. Bleaching clay

diperlukan untuk menghilangkan color bodies, peroksida dan aldehid serta sisa-

sisa logam, sabun, dan fosfolipid pada tahap bleaching (Akoh dan Min 2002; Wei

et al. 2004; Taylor 2005).

Bleaching dengan proses batch dilakukan pada tekanan atmosfer. Pada

proses ini, minyak sawit yang dimurnikan ditambahkan bleaching clay (0.8-2%)

dan dipanaskan sampai suhu 100-120oC dengan periode waktu 30-45 menit.

Apabila proses telah selesai, minyak panas dan clay dipisahkan dengan filtrasi

(Taylor 2005).

Deodorisasi

Deodorisasi merupakan proses untuk memisahkan rasa dan bau dari

minyak. Prinsip dari proses deodorisasi yaitu destilasi minyak oleh uap dalam

keadaan hampa udara. Pada suhu tinggi, komponen-komponen yang menimbulkan

bau mudah diuapkan, kemudian melalui aliran uap komponen-komponen tersebut

dipisahkan dari minyak. Komponen-komponen yang dapat menimbulkan rasa dan

bau dari minyak antara lain asam lemak bebas, aldehida, keton dan hidrokarbon

(Djatmiko dan Widjaja 1985). Deodorisasi dilakukan dengan cara menguapkan

17

komponen-komponen volatil. Proses ini dilakukan secara kontinyu pada suhu

245-265oC dalam keadaan vakum 1-2 mmHg (Siswanto 2000).

Sifat Fisiko-Kimia Minyak Sawit

Minyak sawit bentuknya semi padat pada suhu ruang (28oC) dengan titik

leleh sekitar 32-40oC (Lin 2002), berwarna kuning jingga karena mengandung

pigmen karotenoid, sebaliknya minyak inti sawit bersifat cair pada suhu kamar.

Perbedaan sifat ini disebabkan oleh perbedaan jenis dan jumlah rantai asam lemak

yang membentuk trigliserida dalam kedua minyak tersebut (Budiman 1987; Goh

et al. 1987).

Minyak sawit seperti minyak dan lemak lainnya terbentuk oleh sebagian

besar trigliserida dan beberapa nongliserida dalam jumlah yang kecil. Komposisi

kimia ini menggambarkan karakteristik fisiko kimia minyak sawit (Basiron 2005).

Beberapa karakteristik komponen lemak dalam minyak sawit dapat dilihat

pada Tabel 5. Tabel ini menunjukkan stearin sawit mempunyai titik cair yang

tertinggi, berat jenis dan indeks refraksi tidak banyak berbeda, bilangan iod yang

tertinggi ditemukan pada olein dan bilangan penyabunan tertinggi pada minyak

inti sawit. Asam lemak dengan C6 dan C8 hanya terdapat minyak inti sawit

(PORIM 1988).

Tabel 5 Sifat fisiko kimia komponen minyak sawit*)

Sifat

Jenis

Minyak

sawit (CPO) Olein Stearin

Minyak inti

sawit (PKO)

Titik cair, oC 34.2 21.6 44.5 27.3

Berat jenis (50oC/air 25

oC) 0.892 0.902 0.882 0.902

Indek refraksi (nD, 50oC) 1.455 1.459 1.477 1.451

Bilangan iod (Wijs) 53.3 58.0 21.6 17.8

Bilangan penyabunan

(mg KOH/g minyak) 195.7 198.0 193.0 245.0

Bahan tak tersabunkan, (%) 0.5 0.5 0.2 0.3 *)

PORIM (1988)

Warna minyak ditentukan oleh adanya pigmen karoten yang larut dalam

minyak, sebab asam-asam lemak dan gliserida tidak berwarna. Bau dan flavor

terdapat secara alami, bau khas minyak sawit ditimbulkan oleh persenyawaan β-

18

ionone. Bau juga terjadi akibat adanya asam-asam lemak berantai pendek akibat

kerusakan minyak (Ketaren 2005).

Komposisi Minyak Sawit

Unsur utama dalam minyak sawit adalah trigliserida, yaitu molekul gliserol

yang teresterifikasi dengan tiga asam lemak. Selama ekstraksi minyak dari

mesokarp, trigliserida menarik komponen seluler larut minyak atau lemak lainnya

(Sundram 2007).

Unsur-unsur minor yang terdapat dalam minyak sawit dapat dikelompokan

menjadi dua kelompok. Kelompok pertama terdiri dari derivat asam lemak, seperti

monogliserol (MG), digliserol (DG), asam lemak bebas, fosfatida, ester dan sterol.

Kelompok kedua meliputi kelas yang secara kimia tidak berhubungan dengan

asam lemak seperti hidrokarbon, alkohol alifatik, tokoferol, tokotrienol, pigmen

dan sedikit logam-logam. Sebagian besar komponen minor ditemukan dalam

fraksi yang tidak tersabunkan (unsaponifiable) pada minyak sawit adalah sterol,

alkohol alifatik yang lebih tinggi, pigmen dan hidrokarbon (Sundram 2007).

Menurut Morad et al. (2006) fosfolipid nonhidrat dapat dihidrasi, biasanya

dilakukan dengan asidulasi diikuti dengan netralisasi. Komponen utama dari

fosfolipid adalah fosfatida yang dapat membentuk komplek dengan logam-logam

yang dapat mengkatalis reaksi oksidasi. Fosfolipid berada dalam jumlah yang

relatif kecil sekitar 5 – 130 ppm dalam minyak sawit dibandingkan minyak sayur

lainnya.

Fraksinasi minyak sawit akan menghasilkan dua fraksi yang unik, yakni

fraksi olein yang mempunyai bilangan iod tinggi dan titik leleh rendah dan fraksi

stearin yang mempunyai bilangan iod lebih rendah dan titik leleh yang tinggi (Lin

2002). Menurut Gunstone (2005) minyak sawit dapat difraksinasi menghasilkan

fraksi padat (palm stearin, 30-35%, titik leleh 48-50oC dan fraksi cair (palm olein,

65–70%, titik leleh 18–20oC).

Trigliserida minyak sawit

Basiron (2005) mengatakan bahwa trigliserida merupakan komponen utama

dalam minyak sawit. Menurut Morad et al. (2006) komponen trigliserida dalam

19

minyak sawit kasar mencapai 95 persen. Rantai asam lemak yang terdapat pada

trigliserida minyak sawit dapat bervariasi jumlah atom karbon dan strukturnya

(adanya ikatan rangkap seperti ketidakjenuhan). Variasi struktur dan jumlah

karbon pada rantai asam lemak menggambarkan sifat fisik dan kimia minyak

sawit (Basiron 2005).

Terdapat 7 sampai 10 persen trigliserida jenuh, sebagian besar adalah

tripalmitin. Trigliserida tidak jenuh terdiri dari 6 sampai 12 persen. Posisi Sn-2

mempunyai spesifisitas untuk asam lemak tidak jenuh. Untuk itu, lebih dari 85

persen asam lemak tidak jenuh berada dalam posisi Sn-2 pada molekul gliserol

(Sundram 2007). Menurut Winarno (1999) trigliserida minyak sawit seperti

trigliserida alami pada umumnya, mengandung asam lemak jenuh pada posisi 1

dan/atau 3 serta asam lemak tidak jenuh pada posisi 2, namun ada juga beberapa

trigliserida yang ketiga asam lemak penyusunnya asam lemak jenuh. Perbedaan

penempatan asam lemak dan jenis asam lemak pada molekul gliserol

menghasilkan sejumlah perbedaan trigliserida. Trigliserida dalam minyak sawit

mendefinisikan secara parsial sebagian besar karakteristik fisik minyak sawit

seperti titik cair (melting point) dan sifat kristalisasi (Sundram 2007).

Basiron (2005) melaporkan terdapat empat jenis gliserida utama dalam

minyak sawit, yaitu gliserida dengan tiga asam lemak jenuh (trisaturated, 10.2%),

gliserida dengan dua asam lemak jenuh (disaturated, 48.0%), gliserida dengan

satu asam lemak jenuh (monosaturated, 34.6%) dan gliserida dengan tiga asam

lemak tidak jenuh (triunsaturated, 6.8%).

Komposisi minyak sawit di Indonesia rata-rata mengandung PPP : 10.5%,

PPO: 8.6%, POP: 40.0%, POO : 34.0%, dan OOO : 6.6 % (Hamilton dan Han

1980). Asam palmitat bentuk bebas dan bentuk terikat sebagai monopalmitin,

dipalmitin dan tripalmitin memiliki titik leleh yang relatif tinggi (diatas 60oC),

sehingga pada suhu ruang senyawa tersebut berbentuk padat (Belitz dan Grosh

1999).

Asam lemak minyak sawit

Minyak sawit tersusun dari unsur-unsur C, H, dan O. Minyak sawit

mengandung asam lemak dalam jumlah cukup banyak dan asam lemak tersebut

20

berikatan dengan gliserol membentuk trigliserida. Asam-asam lemak yang

terdapat pada trigliserida, fosfolipid, dan glikolipid minyak sawit dapat berupa

asam lemak jenuh atau asam lemak tidak jenuh atau keduanya (Winarno 1999).

Sifat minyak sawit sangat dipengaruhi oleh panjang rantai karbon dan jumlah

ikatan rangkapnya. Asam lemak tanpa ikatan rangkap disebut asam lemak jenuh,

dengan satu ikatan rangkap disebut asam lemak tidak jenuh tunggal dan bila dua

atau lebih ikatan rangkap disebut asam lemak tak jenuh majemuk (Mayes 2003).

Adapun kandungan minyak sawit dibandingkan minyak nabati lainnya serta

komposisi asam-asam lemak yang terdapat dalam minyak sawit dapat dilihat pada

Tabel 6 dan Tabel 7.

Tabel 6 Kandungan minyak sawit dibandingkan minyak nabati lainnya*)

No. Komponen

minyak

Minyak

sawit

Minyak

kelapa

Minyak

jagung

Minyak

kedelai

1. Karotenoid (ppm) 800 - - -

2. Vitamin E (ppm)

- Tokoferol

- Tokotrienol

642

530

11

25

782

-

-

-

3. Lemak (%)

- Jenuh

- Tidak jenuh

50

49

94

5.9

16

83

14

85

4. Fitosterol (ppm) 18 14 50 28 *)

De Witt dan Chong (1988)

Karotenoid

Karotenoid merupakan kelompok pigmen yang berwarna kuning, orange,

merah orange, serta larut dalam minyak (lipida). Karotenoid terdapat dalam

kloroplas (0.5%) bersama-sama dengan klorofil (9.3%), terutama pada bagian

permukaan atas daun, dekat dengan dinding sel-sel palisade. Karena itu pada

dedaunan hijau selain klorofil terdapat juga karotenoid (Winarno 1992).

Karotenoid adalah bentuk linier hidrokarbon C40 tetraterpenoid yang terdiri

dari delapan unit C5 isopren dengan rantai poliene terkonjugasi sebagai

chromophore yang menangkap cahaya yang menyebabkan sifat warna terang

(Bonnie dan Choo 1999).

21

Tabel 7 Komposisi asam-asam lemak (%) yang terdapat dalam minyak sawit*)

No. Asam lemak Jumlah

atom C

Jumlah

ikatan tak

jenuh

Minyak

sawit

Minyak sawit

merah **)

Minyak

inti

sawit

1. Asam lemak jenuh

Butirat 4 0 Td Td 0.3

Kaproat 6 0 Td Td 2-4

Kaprilat 8 0 Td Td 3-7

Kaprat 10 0 Td Td 3-7

Laurat 12 0 1 0.27 41-55

Miristat 14 0 1-2 0.96 14-19

Palmitat 16 0 32-47 33.68 6-10

Stearat 18 0 4-10 3.30 1-4

2. Asam lemak tak jenuh

Oleat 18 1 38-50 47.05 10-20

Linoleat 18 2 5-14 13.55 1-5

Linolenat 18 3 1 0.56 1-5 *)

Palm Oil Research Institute Malaysia (PORIM) (1988)

- : tidak terdeteksi **)

Kritchevsky et al. (2001)

Karotenoid merupakan senyawa yang tersebar luas di dalam tanaman dan

buah-buahan. Karotenoid tidak selalu berdampingan dengan klorofil, tetapi

sebaliknya klorofil selalu disertai dengan karotenoid. Disamping pada daun dan

batang tanaman, karotenoid juga terdapat pada bagian-bagian lain tanaman

misalnya pada umbi dan buah. Pada umumnya umbi-umbian mengandung sedikit

karotenoid, kecuali ubi jalar atau wortel (Kumalaningsih 2006). Kandungan

karotenoid beberapa jenis bahan pangan dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8 Kandungan karotenoid berbagai jenis bahan pangan*)

Bahan Pangan μg RE/g

Jeruk

Pisang

Tomat

Wortel

Minyak Merah

Minyak Sawit Kasar

21

50

130

400

5000

6700 *)

Hariyadi (2006)

β-karoten merupakan molekul simetri, yaitu separuh bagian kiri merupakan

bayangan cermin dari kanannya. β-karoten mempunyai 40 atom karbon, yang

22

terdiri dari 8 unit isopren dan 11 ikatan rangkap, serta mempunyai 2 cincin β-

ionon yang terletak masing-masing satu cincin pada ujung molekulnya. β-karoten

mempunyai aktivitas provitamin A paling tinggi. Struktur isoprena dan β-karoten

dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar 6.

Gambar 5 Struktur isoprena (Winarno 1992).

Gambar 6 Struktur β-karoten (Gross 1991).

β-karoten mempunyai sifat dapat membentuk isomer geometri. Isomer cis-

β-karoten mempunyai aktivitas provitamin A yang lebih rendah bila dibandingkan

bentuk all trans-nya. Perubahan geometri β-karoten dapat disebabkan oleh

cahaya, proses oksidasi, atau autooksidasi. Oksidasi akan membuka cincin β-

ionon β-karoten dan menyebabkan kerusakan aktifitas β-karoten (Bauernfeind dan

Klaul 1981).

Karotenoid minyak sawit. CPO adalah salah satu sumber alami yang

paling kaya akan karotenoid. Konsentrasi karotenoid bervariasi dari 400-3.500

ppm tergantung spesies dari kelapa sawit. CPO dari jenis Tenera mengandung

500-700 ppm (Ping dan Lian 2005).

Dibandingkan dengan sumber karoten lainnya, minyak sawit mempunyai

retinol ekivalen 15 kali lebih besar daripada wortel dan 300 kali lebih besar

daripada tomat (Tan 1987; Sundram 2007). Menurut Winarno (1999) karotenoid

dalam minyak sawit terutama mencakup α-karoten dan β- karoten dan sejumlah

kecil γ-karoten, likopen dan xantofil. Ooi et al. (1996) mengatakan α-karoten dan

β- karoten jumlahnya mencapai 90 persen dari total karotenoid yang ada dalam

minyak sawit. Komposisi karotenoid minyak sawit dapat dilihat pada Tabel 9.

CH2 = C – C = CH2

CH3

23

Tabel 9 Komposisi karotenoid minyak sawit*)

No. Komponen Jumlah (%)

1 α-karoten 35.16

2 β- karoten 56.02

3 γ-karoten 0.33

4 δ-karoten 0.83

5 δ-karoten 0.69

6 cis- α-karoten 2.49

7 cis- β- karoten 0.68

8 Phytoene 1.27

9 Lycopen 1.30 *)

Basiron (2005)

Manfaat karotenoid. Karotenoid mengandung ikatan rangkap dua yang

menyebabkan karotenoid peka terhadap oksidasi. Kepekaannya terhadap oksidasi

membuat karotenoid digunakan sebagai antioksidan yang kekuatannya menyamai

vitamin C dan tokoferol (Muchtadi 1992). Oleh karena itu, karotenoid mempunyai

peran essensial dalam melindungi sel dan organisme terhadap peroksidasi lipida.

Sistem poliene yang terkonjugasi sangat efisien bagi molekul oksida tunggal dan

jenis radikal bebas pada fase lipida dan telah dikaitkan dengan penurunan resiko

kanker, atherosklerosis dan katarak (Bonnie dan Choo 1999; Kritchevsky et al.

2001).

β-karoten mempunyai potensi biologis paling besar. β-karoten berperan

sebagai antioksidan dan anti-karsinogen karena kemampuannya untuk menangkap

singlet oxygen (Manorama et al. 1999). Ziegler et al. (1996) melaporkan hasil

studi epidemologis yang menunjukkan kecendrungan rendahnya resiko penyakit

kanker dengan tingginya konsumsi makanan yang mengandung vitamin A dan β-

karoten. Lebih lanjut dikatakan bahwa konsentrasi β-karoten plasma yang tinggi

dapat menurunkan resiko penyakit kanker paru-paru dan penyakit jantung.

Menurut Kumalaningsih (2006), tubuh akan mengonversi β-karoten

menjadi vitamin A dalam jumlah secukupnya saja. Selebihnya akan tetap

tersimpan sebagai β-karoten. Sifat inilah yang menyebabkan β-karoten berperan

sebagai sumber vitamin A yang aman. Jadi, tidak seperti suplemen vitamin A

yang bisa menyebabkan keracunan, jika diberikan secara berlebihan. Aktivitas

provitamin A berbagai jenis kelompok karoten terdapat pada Tabel 10.

24

Tabel 10 Beberapa jenis karotenoid dengan aktivitas provitamin A-nya*)

No. Jenis Karotenoid Aktivitas provitamin A (%)

1

2

3

4

5

6

7

All-trans-β-karoten

All-trans-α- karoten

All-trans-kriptoxantin

γ-karoten

β-Zeakaroten

β-karoten-5,6-epoksi

β-karoten-5,8-epoksi (mutakrom)

100

53

57

42-50

20-40

21

50 *)

Gross (1991)

Minyak sawit merah dapat diaplikasikan pada beberapa area seperti

pewarna alami, sebagai komponen atau ingridien dalam industri pangan sebagai

pangan fungsional atau sebagai sumber provitamin A, substrat untuk neutrasetikal,

pengganti lemak hewani, dan salad oil (Unnithan dan Foo 2001).

Manorama et al. (1993) diacu dalam Ping dan May (2007) mengatakan

bahwa minyak sawit merah (red palm oil) lebih efektif sebagai pencegahan

karsinogenesis dalam tikus dibandingkan dengan refined bleached deodorized

palm olein (RBDPOo).

Minyak sawit merah kaya β-karoten yang digunakan dalam studi intervensi

dietary untuk meningkatkan kemungkinan peranannya dalam pencegahan

defisiensi vitamin A. Di India, anak-anak 5-10 tahun dengan keratomalacia

diberikan 2 kali sehari emulsi yang mengandung minyak sawit merah. Setiap

dosis mengandung 0.6 ml minyak sawit merah dan terapi dilanjutkan selama 15

hari. Perlakuan minyak sawit merah menunjukkan hasil yang baik dibandingkan

hasil yang diperoleh dari perlakuan kelompok pasien lain dengan menggunakan

minyak hati ikan yang mengandung dosis vitamin A yang serupa. Berdasarkan

hasil yang diperoleh telah direkomendasikan bahwa negara berkembang

seharusnya tidak ada keraguan dalam membuat strategi untuk meningkatkan

penggunaan minyak sawit merah dalam menghadapi defisiensi vitamin A

(Sundram 2007).

Jacques et al. (1991) melaporkan hasil penelitiannya tentang orang yang

mempunyai konsentrasi karoten plasma yang tinggi yaitu lebih dari 3.3 μmol/L

mempunyai prevalensi katarak lebih rendah 20 persen dibandingkan dengan orang

yang memiliki persentase karoten plasma kurang dari 1.7 μmol/L.

25

Salah satu masalah gizi utama yang diderita oleh anak balita Indonesia

adalah kekurangan Vitamin A (KVA). Untuk penanggulangan KVA tersebut,

setiap tahunnya, dua kali setahun kepada anak balita diberikan kapsul vitamin A

dosis tinggi (200.000 IU). Bila jumlah anak balita diperkirakan sekitar 7 persen

dari jumlah penduduk, maka berarti setiap tahunnya dibutuhkan vitamin A sebesar

kurang lebih 7% x 220 juta x 200.000 IU = 6.2 x 1012

IU (6,2 triliun IU) = 3700

kg β-karoten (1 IU vitamin A = 0.6 μg β-karoten). Pada awal penerapan program,

kapsul tersebut disuplai dari UNICEF, namun sejak tahun 1997 bantuan tersebut

dihentikan (Direktorat Jendral Pengawasan Obat dan Makanan 1998). Oleh karena

itu untuk memenuhi kebutuhan vitamin A, dirasa perlu dilakukan upaya

diversifikasi produk olahan yang diharapkan dapat membantu memenuhi

kebutuhan ini.

Stabilitas β-karoten. Secara umum karotenoid mempunyai sifat fisik dan

kimia sebagai berikut : larut dalam lemak, larut dalam kloroform, karbon

disulfida, petroleum eter, tidak larut dalam etanol dan metanol dingin, sensitif

terhadap oksidasi, autooksidasi, cahaya, dan mempunyai spektrum serapan yang

spesifik (Meyer 1982). Menurut Gross (1991) saponifikasi pada proses pemurnian

minyak tidak mempengaruhi karotenoid yang umumnya stabil terhadap alkali.

β-karoten sebagaimana karotenoid di alam, sebagian besar berupa

hidrokarbon yang larut dalam lemak, serta berikatan dengan senyawa yang

strukturnya menyerupai lemak. Adanya struktur ikatan rangkap pada molekul β-

karoten (11 ikatan rangkap pada 1 molekul β-karoten) menyebabkan bahan ini

mudah teroksidasi ketika terkena udara. Menurut Sundram (2007) karoten sensitif

terhadap oksigen dan cahaya. Oksidasi karoten dipicu oleh hidroperoksida yang

dihasilkan dari oksidasi lipid, mengakibatkan diskolorisasi dan bleaching.

Oksidasi karotenoid akan lebih cepat dengan adanya sinar dan katalis

logam, khususnya tembaga, besi dan mangaan. Oksidasi dapat terjadi secara acak

pada rantai karbon yang mengandung ikatan ganda (Bonnie dan Choo 1999).

Pengaruh suhu terhadap oksidasi pada karotenoid dikemukakan oleh Worker

(1957) diacu dalam Muchtadi (1992) yaitu bahwa karotenoid belum mengalami

kerusakan karena pemanasan pada suhu 60oC, sedangkan Gross (1991)

mengatakan bahwa laju oksidasi β-karoten meningkat dengan peningkatan suhu.

26

Menurut Alyas et al. (2006), peningkatan waktu pemanasan dari 30 menit

sampai 120 menit mengakibatkan reduksi β-karoten sebesar 3 persen pada suhu

50oC dan 6 persen pada suhu 100

oC dalam red palm olein (RPOo). Pemanasan

RPOo pada suhu yang sangat tinggi 200oC selama 30 menit mengakibatkan

kehilangan β-karoten hanya 15 persen. Namun, peningkatan waktu pada suhu

200oC menyebabkan reduksi sebesar 59 persen kandungan β-karoten. Penurunan

yang signifikan dari β-karoten terjadi pada suhu yang lebih tinggi untuk waktu

pemanasan yang lebih lama. Hal ini sesuai dengan penemuan Lin dan Chen

(2005) yang mengatakan bahwa kecendrungan penurunan β-karoten seiring

dengan peningkatan suhu penyimpanan pada jus tomat yang di simpan pada suhu

yang berbeda. Menurut Rianto (1995) penurunan karoten total minyak sawit

merah mencapai 97.94 persen pada suhu 180oC selama 120 menit.

Mac Dougall (2002) menyebutkan bahwa warna kuning, orange, merah

karotenoid adalah terkait dengan sistem konjugasi ikatan rangkap karbon-karbon.

Semua struktur trans dapat diubah menjadi isomer cis. Isomerisasi cis-trans

menghasilkan perubahan warna produk yang ditunjukkan oleh sifat spektral

karotenoid cis yang berbeda dengan karotenoid trans.

Rantai poliene yang berperan dalam penyerapan cahaya dan ikatan rangkap

terkonjugasinya yang berperan sebagai antioksidan, disisi lain justru membuat

karotenoid menjadi tidak stabil. Strukturnya mudah rusak dengan adanya serangan

radikal bebas seperti molekul oksigen tunggal dan senyawa lain yang reaktif.

Panas, sinar dan asam memacu isomerisasi bentuk trans karotenoid ke bentuk cis.

Cahaya, enzim, dan prooksidan logam disisi lain memacu oksidasi (Bonnie dan

Choo 1999).

Perubahan struktur β-karoten khususnya maupun karotenoid pada umumnya

selama pengolahan dan penyimpanan dapat terjadi melalui beragam jalur,

tergantung pada kondisi proses reaksinya. Jalur degradasi yang umum adalah

isomerisasi, oksidasi, dan fragmentasi karotenoid (Bonnie dan Choo 1999).

Menurut Bonnie dan Choo (1999), isomerisasi, oksidasi dan kerusakan

molekul karotenoid terjadi sebagai akibat degradasi termal. Dua jenis produk

degradasi thermal yang terbentuk adalah volatil dan non-volatil. Fraksi volatil

27

terdiri dari molekul dengan berat molekul yang rendah yang mudah menguap.

Fraksi non-volatil adalah fraksi residual setelah penguapan fraksi volatil.

Eskin (1979) menyebutkan pula bahwa oksidasi juga dapat menyebabkan

kerusakan karotenoid. Oksidasi dapat dikelompokan menjadi 2 yaitu oksidasi

enzimatis dan oksidasi non enzimatis. Oksidasi enzimatis dikatalis oleh enzim

lipoksigenase. Hasil proses oksidasi ini menyebabkan penyimpangan rasa.

Provitamin A (β-karoten) lebih stabil terhadap cahaya dan oksidasi

dibandingkan vitamin A. Hal ini disebabkan oleh lokasi karotenoid dalam

jaringan tanaman. Namun, perlakuan panas yang merusak jaringan jika

dipaparkan dengan oksigen, cahaya, dan asam dapat mengakibatkan kerusakan

provitamin A (β-karoten). Lebih lanjut, panas dan cahaya dilaporkan

menyebabkan isomerisasi vitamin A dan karotenoid. Faktor yang tidak

menguntungkan ini dapat menyebabkan isomerisasi bentuk all trans ke bentuk cis

yang secara biologis kurang baik (Gayathri et al. 2003).

Vitamin E minyak sawit. Vitamin E terjadi secara alami dan dengan luas

didistribusikan di alam. Minyak sawit mengandung 600-1000 ppm vitamin E.

Komposisi vitamin E pada minyak sawit dikarakterisasi oleh adanya α−tokoferol

(20%), α−tokotrienol (22%), γ−tokotrienol (46%) and δ−tokotrienol (12%).

Keunikan minyak sawit dibandingkan vegetable oil lainnya adalah kandungan

tokotrienol yang tinggi (Puah et al. 2007).

Puah et al. (2007) mengatakan bahwa hanya pada suhu tinggi yaitu diatas

260°C, vitamin E mengalami dekomposisi termal. Komposisi vitamin E (%)

selama pemurnian minyak sawit secara fisik dapat dilihat pada Tabel 11.

Tabel 11 Komposisi vitamin E (%) selama pemurnian minyak sawit secara fisik*)

Sampel Komposisi (%)

α-T α-T3 γ-T3 δ-T3 α−tokomonoenol

Crude palm oil 17 24 49 7 3

Degummed palm oil 15 23 52 7 3

Bleached palm oil 14 22 53 7 3

Deodorized palm oil 15 24 52 6 3 *)

Puah et al. (2007)

α-T, α−tokoferol; α-T3, α−tokotrienol; γ-T3, γ−tokotrienol; δ-T3, δ−tokotrienol

28

Winarno (1999) mengatakan bahwa karotenoid dan tokoferol dapat

berfungsi sebagai antioksidan, maka keduanya berperan penting dalam menjaga

stabilitas minyak sawit dari proses oksidasi yang mengakibatkan ketengikan.

Peningkatan Skala

Peningkatan skala adalah suatu studi yang mengolah dan menggunakan data

hasil percobaan laboratorium atau percobaan skala pilot plant untuk merancang

proses alat/mesin yang akan digunakan dengan skala pabrik (Aiba 1973).

Menurut Smith (1990) percobaan pada peningkatan skala merupakan

percobaan pada laboratorium ukuran besar yang dirancang untuk bersifat luwes

bagi penggunaan peralatan dan penyesuaian operasi proses.

Peningkatan skala (scale up) merupakan salah satu target penelitian yang

mempunyai arah industri, selain itu juga merupakan kunci penghubung antar lab

dengan industri. Peningkatan skala pada proses deasidifikasi minyak sawit merah

adalah suatu tindakan untuk membuat hasil proses yang identik pada laju tingkat

produksi yang lebih besar dari perencanaan yang sebelumnya telah teruji baik.

Dalam hal ini tersirat peningkatan produksi akan dilakukan dengan peralatan yang

secara fisik lebih besar dari pada yang digunakan sebelumnya (Valentas et al.

1991).

Penentuan faktor fisik untuk skala yang lebih besar ditentukan berdasarkan

metode kesamaan geometri. Menurut Valentas et al. (1991), dua benda dinyatakan

mirip secara geometri jika setiap titik pada benda yang satu terwakili

keberadaanya pada benda yang lain dan sebaliknya. Kemiripan atau kesamaan

geometri ini juga ditunjukkan bahwa jika benda tersebut mempunyai kemiripan

geometri maka rasio dua garis (atau kedudukan) dalam benda pertama akan sama

dengan rasio garis (kedudukan) yang terwakili pada benda kedua dan sebaliknya,

prinsip kemiripan ini pada umumnya merupakan landasan peningkatan skala yang

paling banyak digunakan (Wirakartakusumah et al. 1991).

Kriteria peningkatan skala yang utama adalah parameter atau sekumpulan

parameter proses yang bersifat bebas, tidak terpengaruh oleh ukuran (skala)

proses, yang pada umumnya melibatkan lebih dari satu skala proses. Kriteria

utama melibatkan parameter proses dan hasil proses secara kuantitas, sedangkan

29

kriteria tambahan adalah adanya perubahan secara fisik dan mekanik yang

berkaitan dengan perubahan skala, misalnya pengaruh skala terhadap transfer

panas atau terhadap tenaga. Sistem secara fisik dan obyek material pada dasarnya

dicirikan oleh 3 kualitas, yaitu ukuran, bentuk dan komposisi. Kemiripan yang

penting dalam peningkatan skala proses dan peralatan pangan adalah : kemiripan

geometri, mekanika, termal dan kimiawi (Valentas et al. 1991).

Peningkatan skala dilalui dengan 3 tahap yaitu : (1) skala laboratorium, (2)

skala pilot plant, (3) skala industri. Skala pilot plant merupakan skala untuk

mendapatkan operasi optimal dan kontrol yang tepat sebelum menuju ke produksi

secara komersial atau industrialisasi (Valentas et al. 1991). Menurut Lowenstein

(1985), peningkatan skala dijalankan melalui 4 tahapan yaitu : (1) skala

laboratorium, (2) skala jumbo, (3) skala pilot plant, (4) skala produksi penuh.

Tahapan peningkatan skala dapat dilihat pada Gambar 7.

Pada dasarnya apapun yang terdapat dalam proses dapat dijadikan

parameter ataupun hasil proses, tergantung jenis dan tujuan proses. Dalam proses

peningkatan skala ini memang diusahakan untuk menghindari parameter-

parameter dan hasil proses yang tidak terukur secara efektif, namun sebenarnya

tidak ada alasan untuk menyingkirkan parameter hasil/hasil subyektif, kecuali jika

penilaiannya tidak dijamin ketepatannya (Valentas et al. 1991).

Gambar 7 Tahapan peningkatan skala (Lowenstein 1985).

2.000-5.000 L

Laboratorium Jumbo

Pilot

Plant

Produksi

skala penuh

Gelas Stainless steel, gelas,

glass-lined steel Peralatan

proses standar

5 L

20-50 L

≤ 5 L

Informasi tambahan

(biasanya data reaksi) Masukan data

masalah desain

reaksi)