BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Pada umumnya hasil proses hidrogenasi parsial akan terbentuk trans fatty

acid (TFA) yang tidak diinginkan. Asam lemak trans cenderung meningkatkan

kadar kolesterol total dalam darah yang dapat menyebabkan timbulnya penyakit

kardiovaskuler (jantung koroner), sehingga asam lemak trans perlu dihilangkan

atau di minimalkan.

Asam lemak tidak jenuh (memiliki ikatan rangkap) yang terdapat di

minyak dapat berada dalam dua bentuk yakni cis dan trans. Asam lemak tak jenuh

yang terdapat di alam biasanya berada sebagai asam lemak cis, hanya sedikit

bentuk trans. Jumlah asam lemak trans dapat meningkat akibat pengolahan seperti

hidrogenasi , pemanasan pada suhu tinggi. (Sebedio and Chardigny, 1996, Martin

et al, 1998, Silalahi, 2002).

Proses hidrogenasi ditemukan pada tahun 1903 oleh Norman. Penemuan

reaksi hidrogenasi katalitik minyak nabati memungkinkan minyak cair

dikonversikan menjadi solid dan semi solid dengan konsistensi tertentu yang

sesuai untuk aplikasi margarin dan shortening. Proses ini terdiri dari pemanasan

dengan adanya hidrogen elementer yang dibantu oleh suatu katalisator logam ,

biasanya menggunakan Nikel. Keuntungan menggunakan Nikel katalis antara lain

adalah ketersediaan (availability) dan lebih murah bila dibandingkan katalis lain.

Hasil hidrogenasi parsial ialah terjadinya penjenuhan sebagian dari ikatan

tak jenuh asam lemak, isomerisasi ikatan rangkap bentuk cis (alami) menjadi

bentuk trans dan perubahan posisis ikatan rangkap. Perubahan ini akan menaikkan

titik leleh, berarti mengubah minyak cair menjadi lemak setengah padat yang

sesuai kebutuhan. (O’Brien, 1998, Silalahi , 2002). Proses Hidrogenasi luas

digunakan secara komersial untuk meningkatkan titik-lebur dan untuk

meningkatkan konsistensi minyak dan lemak. Hidrogenasi juga mengurangi

1

Universitas Sumatera Utara

warna dan bau, meningkatkan stabilitas dan tahan terhadap oksidasi. Asam

lemak trans dari hidrogenasi tradisional terbentuk pada saat proses dan mendapat

pengawasan ketat berkaitan dengan kesehatan manusia.

Hubungan antara kondisi proses dan efek terhadap Selectivity Ratio,

kandungan Trans, dan kecepatan reaksi yaitu : Temperatur yang tinggi akan

menghasilkan lebih banyak TFA (Trans Fatty Acid). Tekanan yang tinggi dan Ni

katalis yang lebih akan mengurangi TFA (Trans Fatty Acid). Klasifikasi

kandungan asam lemak trans (TFA) :

High trans product : > 20% TFA

Low trans product : < 5% TFA (minimal trans fat).

Zero trans product : < 0.5% TFA

(Perryman Shirley, et al , 2006).

Hidrogenasi parsial adalah mereaksikan minyak dengan gas H2 dan katalis

untuk membuat ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal membentuk ikatan jenuh.

Hasil reaksi akan membentuk ikatan jenuh ,migrasi dari ikatan rangkap dan

terbentuk Trans-fatty acid. Ciri khas kondisi proses partial hidrogenasi sbb :

Temperatur : 150 – 180 oC

Tekanan H2 : 2 – 20 bar

Katalis : Ni katalis (100 ppm Ni)

% trans : f (T,P,Ni)

Sejak tahun 1990 penelitian tentang efek negative dari TFA meningkat

karena ternyata TFA dapat meningkatkan resiko penyakit jantung koroner.

(Mensink , et al., 1992 ; Judd,et al., 1994 ; Ascherio , et al., 1994 ; Subbaiah, et al

., 1998 ; Oomen, et al., 2001, Silalahi , 2002).

Untuk menghindari terjadinya trans fatty acid atau membuat minimal

trans fat pada saat proses parsial hidrogenasi , dapat menggunakan katalis Pt dan

dengan membrane polimer reaktor. (Singh Devinder, M.E et al.,JAOCS, 2009).

2

Universitas Sumatera Utara

Zero trans fat juga dapat diperoleh dari blending minyak nabati seperti

minyak kelapa ,Palm Stearin, dan soybean oil parsial hidrogenasi (PH-SBO).

(Reyes-Hernandedz,J.et al. JAOCS , Nov 2007).

Zero trans fat shortening diperoleh dari blending Palm Stearin dengan Rice

Bran Oil, dengan mengatur kecepatan agitasi dan mempertahankan temperatur

kristalisasi supaya hasil produk akhir bebas trans fat. (Mayamol, P.N., JAOCS,

April 2004).

Dari hasil penelitian selama dekade terakhir menunjukkan dampak negatif

TFA terhadap kesehatan yaitu memicu penyakit jantung koroner. (Silalahi, J.

2002). Pada reaksi hidrogenasi terjadi pengikatan atom H , sehingga molekul cis

akan berubah menjadi molekul trans. Bentuk trans sulit mengalami efek polarisasi

meski dipengaruhi oleh medan. Hal ini karena molekul trans selain mempunyai

gaya tarik van der Waals yang sangat kuat, juga mempunyai rantai zig –zag.

Atom H pada asam lemak trans yang letaknya berseberangan menyebabkan

molekul tersebut tidak mengalami efek polarisasi yang kuat sehingga rantainya

tetap relatif lurus. (Silalahi ,2000 ; K Sofjan dkk, 2008).

Dari penelitian sebelumnya ,dengan parsial hidrogenasi belum dapat

menghasilkan zero trans fat , hal ini merupakan suatu tantangan untuk melakukan

penelitian mengenai reaksi parsial hidrogenasi terhadap Palm Kernel Oil untuk

menghasilkan coating fat , minimal atau zero trans fat (TFA) yang berkualitas

baik dan aman untuk dikonsumsi. Dalam penelitian ini dicoba melakukan reaksi

partial hidrogenasi dari minyak inti sawit (Palm Kernel Oil ) , menggunakan Ni

sebagai katalis dan memberikan gas hidrogen secara langsung atau di permukaan

katalis. Dengan menggunakan logam Ni dan untuk memungkinkan pasokan

hidrogen terlarut di dekat lokasi dimana kontak fasa cair minyak dengan fasa

padat katalis Ni. Dengan memodifikasi beberapa faktor dalam reaksi hidrogenasi

parsial seperti :

• Konsentrasi dari katalis

• Tekanan (reaksi) – konsentrasi dari gas H2

• Temperatur reaksi

3

Universitas Sumatera Utara

• Tingkat kecepatan dari agitasi

Diharapkan dapat menghasilkan coating fat minimal trans fat (TFA) yang baik

untuk kesehatan dan berkualitas baik untuk dikonsumsi. Beberapa aplikasi produk

yang sejalan dengan perkembangan ini adalah pembuatan cocoa butter. Salah satu

lingkup aplikasi dari produk cocoa butter adalah dalam bidang confectionery,

dimana produk tersebut dapat digunakan sebagai coating fat. Ada dua alasan

untuk menghidrogenasi minyak. Yang pertama adalah untuk mengubah lemak dan

minyak menjadi suatu bentuk fisik dengan karakteristik konsistensi dan handling

yang sesuai dengan fungsionalitasnya. Alasan lain dari proses hidrogenasi adalah

untuk meningkatkan stabilitas produk (misalnya, untuk frying fat) terhadap

oksidasi serta menambah keberagaman aplikasi yang dapat diterapkan. Biasanya

hidrogenasi minyak digambarkan sesederhana sebagai penjenuhan dari ikatan

rangkap dalam minyak tidak jenuh dengan hidrogen, menggunakan nikel sebagai

katalisnya. Padahal terdapat beberapa reaksi yang sangat kompleks selama proses

hidrogenasi. Produk dari hidrogenasi merupakan campuran yang sangat kompleks

karena beberapa reaksi simultan terjadi , penjenuhan ikatan rangkap, isomer cis /

trans dan pemindahan ikatan rangkap.

Keistimewaan dari cocoa butter adalah berbentuk padat pada temperatur

kamar memiliki titik leleh 32 – 35 oC , mulai meleleh pada 30 – 32 oC dan cepat

meleleh pada suhu tubuh. Produksi cocoa butter sangat dipengaruhi oleh produksi

buah coklat, biaya produksi yang besar sehingga harganya mahal, oleh karena itu

perlu dilakukan modifikasi lemak untuk mendapatkan alternatif lain sebagai

pengganti cocoa butter. Dalam industri berbasis minyak sawit , proses pengolahan

terus berkembang untuk memenuhi keinginan para konsumennya, pengolahan kini

tidak terbatas pada proses refining dari minyak mentah menjadi minyak goreng.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah membantu industri untuk

mengubah ikatan–ikatan dalam molekul trigliserida minyak yang berupa ikatan

rangkap menjadi ikatan tunggal yang lebih stabil. Dengan proses hidrogenasi

ditujukan agar diperoleh karakteristik produk yang berbeda dari sebelumnya,

seperti stabilitas yang lebih baik terhadap oksidasi baik selama penyimpanan

maupun saat digunakan dan berwujud padat pada suhu ruang serta mencair pada

suhu tubuh.

4

Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan uraian diatas timbul keinginan untuk melakukan penelitian

hidrogenasi parsial untuk menghasilkan minimal trans fat dan menentukan jenis

dan persentasi lemak terbaik untuk menghasilkan zero trans fat melalui metode

blending.

1.2. PERMASALAHAN

Apakah dengan reaksi hidrogenasi parsial yang umumnya menghasilkan

trans isomer pada saat proses dapat di ubah menjadi minimal trans fat

dengan memodifikasi kondisi proses ?

Berapakah ratio perbandingan persentasi yang optimal untuk blending

lemak hidrogenasi (RBDHPKO) dengan RBDPKO supaya menghasilkan

cocoa butter substitute / coating fat dengan zero trans fat yang aman untuk

dikonsumsi?

Apakah reaksi Interesterifikasi dapat menghasilkan minimal trans fat

sesuai kondisi proses yang dilakukan ?

1.3. HIPOTESA

Hidrogenasi parsial minyak inti sawit RBDPKO dan RBDPKOlein dapat

membentuk lemak kakao (cocoa butter substitute) yang kaya akan asam

laurat (C12) sebagai sumber asam lemak kalori rendah dan dengan

kondisi reaksi suhu rendah menghasilkan minimal asam lemak trans yang

aman untuk dikonsumsi.

Hasil blending antara RBDHPKO dengan RBDPKO akan menghasilkan

zero asam lemak trans yang berkualitas baik dan aman untuk dikonsumsi.

Sebelum dan sesudah reaksi Interesterifikasi tidak ada terjadi perubahan

komposisi asam lemak trans.

1.4. TUJUAN

Dari hasil penelitian ini diharapkan melalui reaksi hidrogenasi parsial

dapat menghasilkan cocoa butter substitute / premium coating fat minimal

5

Universitas Sumatera Utara

asam lemak trans yang berkualitas baik dan dapat memenuhi berbagai

spesifikasi standard yang diinginkan pasar.

Menghasilkan cocoa butter substitute / premium coating fat dengan

metode blending antara RBDHPKO dengan RBDPKO yang berkualitas

baik.

Menghasilkan produk yang berbeda dari sebelumnya, seperti stabilitas

yang lebih baik terhadap oksidasi baik selama penyimpanan maupun saat

digunakan dan berwujud padat pada suhu ruang dan mencair pada suhu

tubuh , konsistensi produk yang lebih baik, memiliki tekstur dan citarasa

yang baik sesuai dengan permintaan konsumen.

1.5. MANFAAT

Dapat memberikan kontribusi dalam mengatasi terbentuknya trans fat pada

reaksi hidrogenasi parsial, sehingga menghasilkan minimal trans fat yang

aman dan berkualitas baik untuk dikonsumsi.

Sebagai kontribusi memberi informasi kepada produsen minyak inti sawit

(CPKO) di Indonesia bahwa melalui reaksi hidrogenasi parsial dapat

dihasilkan lemak pengganti coklat (Cocoa Butter Substitute) / coating fat

type baru dengan minimal trans fat yang memenuhi berbagai spesifikasi

standard dan zero TFA.

Dapat diperoleh produk dengan konsistensi yang lebih baik dengan

kandungan lemak trans yang sesuai dengan permintaan konsumen,

perubahan karakteristik dari minyak sawit ini memberikan aplikasi produk

yang lebih beragam , seperti bidang confectionery dan coating fat.

1.6. LOKASI PENELITIAN

Penelitian dilakukan di laboratorium Belawan dan Technical Product

Development , Reseach and Development , Surabaya.

6

Universitas Sumatera Utara