Sintesis Poliester Asam Lemak Gula dari Minyak Nabati sebagai Ingredien dalam Rangka Memproduksi Makanan Rendah Kalori

Sakidja, Deddy Muchtadi, dan Tien R Muchtadi
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor


Untuk menjaga kesehatan dan menghindari penyakit kardiovaskular tanpa mengorbankan keinginan konsumen akan rasa dan tekstur lemak, perlu dirancang bahan makana yang dapat menggantikan sebagian lemak dalam makanan. Penelitian ini bertujuan mendapatkan kondisi optimum dalam sintesis poliester asam lemak gula (sugar fatty acid polyester) nonkalori dari minyak kelapa baik dengan sukrosa maupun dengan sukrosa oktaasetat. Hasil yang terbaik kemudian dicoba untuk digunakan sebagai ramuan untuk memroduksi makanan rendah kalori sebagai upaya menambah nilai minyak kelapa dan turut membantu menanggulangi masalah yang berkaitan dengan penyakit yang disebabkan oleh gizi lebih.

Percobaan diawali dengan pemurnian minyak kelapa kasar melalui netralisasi asam lemak bebas dan penghilangan gum dengan larutan NaOH 20°Be, pemutihan dengan menggunakan bleaching earth sebanyak 4% pada suhu 80-85°C, dan deodorisasi dengan memanaskan minyak pada suhu 150°C selama 15 menit di bawah atmosfer gas nitrogen. Hasilnya menunjukkan bahwa minyak kelapa kasar mempunyai bobot jenis 0.8976 g/cm3 pada 25°C, asam lemak bebas (sebagai laurat) 3.25%, bilangan asam 9.13, derajat asam 16.26, indeks bias 1.4528 pada 25°C, bilangan iodin 7.08, dan bilangan penyabunan 261.26. Setelah pemurnian diperoleh minyak kelapa dengan bobot jenis 0.9129 g/cm3, asam lemak bebas 0.43%, bilangan asam 0.03, derajat asam 0.05, indeks bias 1.4524, bilangan iodin 6.92, dan bilangan penyabunan 250.24. Kadar asam lemak bebas menurun secara mencolok.
Transmetilasi-basa minyak kelapa dilakukan dengan 2 cara: berdasarkan prosedur transesterifikasi dan yang berdasarkan metode metanolisis yang dikatalisis oleh natrium metoksida, CH3ONa. Ester metil asam lemak (FAME) yang dihasilkan dianalisis komposisinya dan kemudian dibandingkan dengan komposisi ester metil. Hasil analisis menunjukkan bahwa FAME yang diperoleh melalui kedua cara tersebut mempunyai komposisi yang hampir sama, namun rendemen (97.81% mol) dan kemurnian metil ester (100%) yang diperoleh melalui transesterifikasi lebih tinggi daripada yang disintesis dengan menggunakan katalis CH3ONa, yaitu rendemen 86.03% mol dengan kemurnian 92.2%. Metode transesterifikasi menghasilkan FAME dengan bobot molekul rata-rata 228 dan bobot molekul trigliserida 680, sedangkan metanolisis menghasilkan bobot molekul rata-rata 221 dan bobot molekul trigliserida 675. Jadi, sintesis ester metil yang didasarkan pada transesterifikasi lebih efisien dan selanjutnya digunakan untuk mensintesis ester metil sebagai bahan dasar sintesis poliester sukrosa.
Poliester sukrosa (SPE) disintesis melalui transesterifikasi sukrosa maupun interesterifikasi sukrosa oktaasetat. Kondisi optimum sintesis SPE dengan transesterfikasi ialah nisbah mol 1:16, katalis 4% dari bobot sukrosa, suhu reaksi 120°C, tekanan 5-10 mm Hg, waktu reaksi 7 jam, dan rendemen 83%. Produk memiliki bobot jenis 0.9635, indeks bias 1.456 pada 40°C. Kondisi optimum yang diperoleh melalui interesterifikasi ialah nisbah mol sukrosa oktaasetat terhadap FAME antara 1:10 dan 1:12, konsentrasi katalis NaOCH3 sebanyak 2% dari bobot total sukrosa oktaasetat plus FAME, suhu reaksi 105-110 °C, tekanan 0-5 mm Hg, waktu reaksi 2.5 jam. Rendemen yang diperoleh pada kondisi optimum ini ialah 46.74-47.10% mol atau 131-132% bobot. Sifat fisiko-kimia dan fungsional poliester sukrosa hasil sintesis: indeks bias 1.456 pada 25°C, bobot jenis 0.9533 pada 25°C, viskositas 486 cp, bilangan penyabunan 233, derajat substitusi (DS) 7.8, imbangan hidrofil-lipofil (HLB) 2.0. Viskositas polister sukrosa hasil sintesis (486 cp) jauh lebih tinggi daripada viskositas minyak kelapa (170 cp) yang digunakan sebagai bahan dasar.
Perilaku melebur sukrosa poliester lebih rendah daripada perilaku melebur minyak kelapa. Perilaku melebur sukrosa poliester adalah suhu onset 2.590°C, suhu puncak 10.540°C, dan suhu akhir 18.406°C, dengan kalor lebur 30.572 J/g. Perilaku melebur minyak kelapa ialah suhu onset 13.722°C, suhu puncak 24.250°C, dan suhu akhir 30.016°C dengan kalor lebur 106.241 J/g. Poliester sukrosa mempunyai 2 puncak sehingga diduga mempunyai 2 bentuk kristal. Analisis dengan kromatografi lapis tipis menunjukkan bahwa poliester sukrosa hasil sintesis, yang mempunyai DS antara 7 dan 8, terdiri atas 4 fraksi, yaitu poliester sukrosa dengan DS 5 sampai 8. Fraksi yang dominan (sekitar 86%) adalah poliester sukrosa dengan DS 8. Gugus fungsional fraksi poliester sukrosa DS 8 atau oktaester sukrosa yang dianalisis dengan spektroskopi inframerah menunjukkan adanya gugus asetat.
Uji daya cerna in vitro menunjukkan bahwa poliester sukrosa tidak dapat dihidrolisis atau dicerna sedangkan minyak kelapa dapat dihidrolisis oleh enzim lipase dari Candida cylindracea. Pengujian menunjukkan bahwa poliester sukrosa ini dapat diaplikasikan sebagai pengemulsi dalam formula es krim dan sebagai pengganti minyak dalam formula mayones. Overrun es krim standar, dengan menggunakan mentega sebagai sumber lemak 24.90% lebih tinggi daripada overrun es krim yang menggunakan sukrosa poliester sebagai pengganti lemak (13.60%). Akan tetapi overrun es krim standar yang menggunakan karboksimetil selulosa sebagai pengemulsi (24.90%) lebih rendah daripada overrun es krim yang menggunakan poliester sukrosa (31.26%). Sementara itu, mayones yang diformulasi dengan poliester sukrosa hasil sintesis mempunyai kestabilan sama dengan yang diformulasi dengan minyak jagung, baik pada suhu lemari pendingin maupun pada suhu kamar. Viskositas mayones dengan poliester sukrosa sebagai sumber lemak (75700 cp), lebih rendah daripada dengan mentega sebagai sumber lemak (96400 cp). Poliester sukrosa hasil sintesis tidak dapat digunakan sebagai penstabil untuk menggantikan fungsi kuning telur di dalam formulasi mayones; viskositasnya (213 cp) jauh lebih rendah daripada viskositas yang menggunakan kuning telur (96400 cp).


Adopted from : Hibah Bersaing VI

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s