BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Margarin 2.1.1. Definisi dan Komposisi Margarin Margarin pertama kali ditemukan dan dikembangkan oleh Mege Mouries pada tahun 1870 di Perancis dengan menggunakan lemak sapi. Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau, kosistensi rasa dan nilai gizi yang hampir sama dengan mentega. Margarin merupakan emulsi dengan tipe emulsi Water in Oil (W/O) yaitu fase air berada dalam fase minyak atau lemak (Ketaren,1986). Syarat umum suatu margarin antara lain mengandung tidak kurang 80% lemak, air, bahan pengemulsi, garam, bahan pengawet, pewarna, pewangi (dalam batas yang aman) serta vitamin. Margarin berbeda dengan shortening, karena shortening tidak mengandung air, serta tidak memiliki rasa asin. Adapun komposisi kimia margarin dapat dilihat pada Tabel 2.1 dibawah ini
Tabel 2.1 Komposisi Margarin Komposisi
% Berat
Lemak
80,899
Lechitin
0,5
Garam
3
TBHQ
0,005
Vitamin A
0,002
B-Carothen
0,003
Na-Benzoat
0,1
Skim milk
15,491
(Sumber : Pamina Adolina,2008) Lemak yang digunakan dalam pembuatan margarin dapat berasal dari lemak hewani atau lemak nabati. Lemak hewan yang biasa digunakan adalah lemak babi (lard) dan lemak sapi (tallow), sedangkan minyak nabati yang biasanya digunakan
Universitas Sumatera Utara
adalah minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak biji kapas, minyak wijen, minyak kedelai, minyak jagung,dan minyak gandum. Minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan margarin harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1. Bilangan Iod yang rendah 2. Warna minyak kuning muda 3. Flavor minyak yang baik 4. Titik beku dan titik cair disekitar suhu kamar 5. Asam lemak yang stabil 6. Jenis minyak yang digunakan sebagai bahan baku harus banyak terdapat disuatu daerah. (Ketaren, 1986)
2.1.2. Penggunaan Margarin Dalam bidang pangan penggunaan margarin telah dikenal secara luas terutama baking dan cooking yang bertujuan memperbaiki tekstur dan menambah cita rasa pangan. Margarinjuga digunakan sebagai bahan pelapis misalnya pada roti yang bersifat plastis dan segera mencair didalam mulut (Winarno, 1991). Berdasarkan penggunaannya, margarin dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok yaitu margarine table dan margarine bakery. Sifat kemampuan margarin untuk dapat dioleskan dengan mudah pada suhu refrigerator sangat diinginkan pada margarine table, sehingga industri- industri di Amerika Serikat telah mengembangkan produk-pruduk soft stick dan whipped. Selain itu kesadaran nutrisi konsumen yang menghendaki margarin dengan kandungan lemak jenuh ynag rendah dan lebih tinggi kandungan lemak tidak jenuh. Margarine bakery biasanya khusus utuk penggunaan bakery, juga dalam industri biskuit, pound cakes, dan pastry.
2.2. Minyak Kacang Tanah Tanaman kacang tanah memilliki peran strategis dalam pangan nasional sebagai sumber protein dan minyak nabati. Konsumsi kacang tanah sebagai sumber pangan sehat salam pangan nasional terus meningkat oleh karenanya pada
Universitas Sumatera Utara
tahun 2005 pemerintah mengimport kacang tanah sebanyak ± 118.758 ton untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri (Yermi, 2006). Permintaan kacang tanah tersebut digunakan untuk berbagai produk, salah satunya adalah minyak kacang tanah. Minyak kacang tanah seperti juga minyak nabati lainnya merupakan salah satu keburuhan manusia yang digunakan baik sebagai bahan pangan maupun non pangan. Sebagai bahan pangan minyak kacang tanah digunakan untuk minyak goreng, bahan dasar pembuatan margarin, mayonaise, salad dressing dan mentega putih (shortening). Minyak kacang tanah memiliki keunggulan dibandingkan minyak nabati lainnya, karena dapat dipakai berulang-ulang untuk menggoreng bahan pangan. Sebagai bahan non pangan minyak kacang tanah banyak digunakan dalam industri sabun, face cream, shaving cream, pencuci rambut dan bahan kosmetik lainnya. Dalam bidang farmasi minyak kacang tanah dapat digunakan untuk campuran pembuatan adrenalin, dan obat astma.
2.2.1. Komposisi Minyak Kacang Tanah Minyak kacang tanah mengandung 76-82% asam lemak tidak jenuh, yang terdiri dari 40-45% asam oleat dan 30-35% asam linoleat. Kandungan asam lemak jenuh dalam minyak kacang tanah sebagian besar adalah asam palmitat dan 5% asam miristat. Kandungan asam linoleat yang tinggi akan mengganggu kestabilan minyak. Apabila dibandingkan dengan minyak biji bungan matahari mengandung 85% asam lemak tak jenuh san 15% asam lemak jenuh, sedangkan minyak jagung mengandung 86-87% asam lemak tak jenuh dan 10-12% asam lemak jenuh. Kestabilan minyak dapat ditingkatkan dengan cara hidrogenasi atau dengan penambahan
anti-oksidan.
Dalam
minyak kacang tanah telah terdapat
persenyawaan tokoferol yang merupakan anti-oksidan alami dan efektif dalam menghambat oksidasi minyak kacang tanah. Komposisi asam lemak dalam minyak kacang tanah dapat dilihat pada Tabel 2.2 dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Kacang Tanah 1921 USA
1934 Afrika
1945 Argentina
(%)
Utara (%)
(%)
17,1
17,7
21,9
1. Miristat
-
-
0,4
2. Palmitat
6,3
8,2
11,4
3. Stearat
4,9
3,4
2,8
4. Behenat
5,9
6,1
7,3
1. Oleat
61,1
60,4
42,3
2. Linoleat
21,8
21,5
33,3
-
-
2,4
Komposisi Asam Lemak Jenuh
As.Lemak Tidak Jenuh
3. Heksadananoat Sumber : (Bailey,1950)
Dalam kacang tanah terdapat karbohidrat sebanyak 18% dengan kadar pati 0,5-5,0% dan kadar sukrosa 4-7 %. Vitamin yang terdapat adalah riboflavin, thiamin, asam nikotinat, vitamin E dan K. Sebagian besar kandungan mineral terdiri dari kalsium, magnesium, fosfor dan sulfur.
2.2.2. Sifat-Sifat Fisik dan Kimia Minyak Kacang Tanah Minyak kacang tanah merupakan minyak yang jauh lebih baik dari minyak jagung, minyak biji kapas, minyak olive, dan minyak bunga matahari, untuk dijadikan salad dressing dan disimpan dibawa suhu -11oC (Ketaren, 1986). Hal ini disebabkan karena minyak kacang tanah jika berwujud padat berbentuk amorf, dimana lapisan padat tersebut tidak pecah sewaktu proses pembekuan. Minyak kacang tanah yang didinginkan pada suhu -6,6oC, akan menghasilkan sejumlah besar trigliserida padat. Sifat fisik dan kimia kacang tanah dapat dilihat pada Tabel 2.3 dan Tabel 2.4 berikut.
Tabel 2.3 Sifat Fisik dan Kimia Minyak Kacang Tanah Sebelum dan Sesudah Dimurnikan
Universitas Sumatera Utara
Sesudah
Sebelum Dimurnikan
Dimurnikan
Karakteristik
BermacamTipe Virgine
Tipe Spanis
macam Varietas
Bilangan Iod
94,80
90,10
90-94
Bilangan Penyabunan
187,80
188,20
186-192
Biangan Polenske
0,29
0,12
0,2-0,7
Bil. Reichert-Meissl
0,21
0,27
0,1-1,0
Bilangan Asetil
0,5
8,7
9,0-9,1
-
-
28-30
-
-
-5,5-2,2
Titik asap ( C)
-
-
226,6
Indeks bias nD600C
-
-
1,4558
0,9136
0,9148
0,910-0,915
Titer (0C) Titik Cair (0C) 0
Bobot Jenis Sumber : (Bailey, 1950)
Tabel 2.4 Sifat Kimia Minyak Kacang Tanah Macam-macam standart Karakteristik
British -
Species -
N.C
Standart
Spanis
Runner
-
-
1,5
1,5
188-195
188-195
188 min
-
-
Bil. Iod
89-102
100-84
82-99
-
-
Bil. Thianogen
67-73
63
-
-
-
Bil.hidroksil
2,5-9,5
8,9-9,6
-
-
-
Bil.Reichet-meissl
0,2-1,0
0,5
-
-
-
Bil. Polenske
0,2-0,7
0,5
-
-
-
Zat Tak Tersabunkan
0,2-0,8
1
0,8 max
0,64
0,7
Indeks bias nD600C
1,4605-
-
-
1,4683
1,4681
0,917-0,921
0,17-0,92
-
-
Kisaran
ACCS
Derajat Asam
0,08-6,0
Bil. Penyabunan
1,4645 Bobot jenis : 25/150C
-
Universitas Sumatera Utara
Bobot jenis : 25/250C
0,91-0,915
0,910-0,915
-
-
-
26-32
26,32
-
-
-
Titer 0C Sumber : (Bailey, 1950)
2.3. Spesifikasi Bahan Pendukung 2.3.1. Gas Hidrogen − Rumus molekul
: H2
− Bobot molekul
: 2.016
− Bobot jenis
: 0,06948 gr/cm3 (pada suhu 20oC)
− Titik lebur
: - 259oC
− Titk didih
: - 252.61oC
(Perry, 1999)
2.3.2. Katalis Nikel − Rumus kimia
: Ni
− Bobot atom
: 58,69
− Bobot jenis
: 8,90 gr/cm3 (pada suhu 20oC)
− Titik lebur
: 1452oC
(Perry,1999)
2.3.3. Zat pengemulsi Zat pengemulsi yang digunakan dalam pembuatan margarin ini adalah lechitin. Penambahan zat ini berfungsi untuk mendispersikan molekul-molekul air ke dalam minyak sehingga terbentuklah suatu emulsi air dalam minyak yeng berbentuk gel. Jumlah lechitin yang digunakan adalah 0,1% dari berat margarin (0,1%-b).
2.3.4. Zat Pemberi Rasa Zat pemberi rasa yang digunakan pada pembuatan margarin ini adalah garam dapur (NaCl), vitamin A. Jumlah yang digunakan adalah garam dapur 3%-b dan vitamin A 0,001%-b.
Universitas Sumatera Utara
2.3.5. Zat Pengawet Zat pengawet berfungsi untuk menjaga margarin dari proses pembusukan sehingga mutu, rasa, warna, dan bau margarin tetap terjaga meskipun dalam waktu yang cukup lama. Zat pengawat yang digunakan adalah Natrium Benzoat dengan jumlah 0,1%-b.
2.3.6. Anti Oksidan Zat antioksidan yang digunakan pada pembuatan margarin ini adalah THBQ dengan jumlah 0,02 - 0,07%-b -
TBHQ merupakan antioksidan alami yang telah diproduksi secara sintetis untuk tujuan komersial yang berfungsi untuk mencegah teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak menjadi rusak dan berbau tengik.
-
TBHQ dikenal sebagai antioksidan paling efektif untuk lemak dan minyak khususnya minyak tanaman karena memiliki kemampuan antioksidan yang baik pada penggorengan tetapi rendah pada pembakaran
-
TBHQ dikenal berbentuk bubuk putih sampai coklat terang
-
Mempunyai kelarutan cukup pada lemak dan minyak
-
Tidak membentuk kompleks warna dengan Fe dan Cu tetapi dapat berubah pink dengan adanya basa
2.4. Modifikasi Lemak dan Minyak Dalam Pembuatan Margarin Lemak margarin merupakan lemak yang digunakan dalam proses pembuatan margarin dan merupakan bahan baku utama dalam pembuatan margarin (minimal 80%). Lemak margarin dapat berasal dari lemak hewani maupun minyak nabati. Minyak dan lemak yang berasal dari alam mempunyai keterbatasan dalam hal penggunaannya. Minyak nabati misalnya, mempunyai keterbatasan dalam aplikasi disebabkan karena komposisinya yang spesifik. Agar dapat dimaanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan margarin, maka minyak nabati yang akan digunakan harus terlebih dahulu dimodifikasi untuk memperoleh
Universitas Sumatera Utara
sifat-sifat yang diinginkan seperti sifat pencairan, stabilitas terhadap oksidasi, kandungan asam lemak ganda yang tidak jenuh dan sebagainya. Modifikasi minyak dan lemak dapat menyebabkan perubahan komposisi dan distribusi asam lemak dalam molekul gliserida menjadi bentuk minyak dan lemak yang baru sehingga menghasilkan sifat-sifat yang berbeda dengan sifat sebelumnya. Ada beberapa proses atau reaksi kimia yang digunkan untuk tujuan memodifikasi lemak dan minyak yaitu : 1. Hidrogenasi 2. Interesterifikasi 3. Blending
2.4.1. Hidrogenasi Proses hidrogenasi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai asam lemak pada minyak (Ketaren, 1986). Hidrogenasi mampu mereduksi ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga menaikkan titik cair lemak. reaksi hidrogenasi menggunakan katalis kimia seperti Ni, Pt, atau Cu, tetepi yang paling umum digunakan adalah Ni. Proses hidrogenasi dapat dengan mudah dikontrol dan dihentikan pada saat yang diinginkan. Proses ini umumnya digunakan untuk meningkatkan titik cair lemak/minyak. Proses hidrogenasi menghasilkan shortening dan margarin dengan stabilitas yang lebih baik. 2.4.2. Interesterifikasi Interesterifikasi adalah suatu reaksi dimana ester trigliserida atau ester asam lemak diubah menjadi ester lain melalui reaksi dengan alkohol, asam lemak, dan transesterifikasi. Interesterifikasi meliputi penataan ulang atau randomisasi residu asil dalam trigliserol dan selanjutnya menghasilkan lemak/minyak dengan sifatsifat baru. Reaksi interesterifikasi merupakan reaksi pertukaran grup asil diantara esterester pada trigliserol. Interesterifikasi dapat dilakukan dengan dua proses yaitu pertukaran intramolekuler dan intermolekuler. Interesterifikasi dapat terjadi dengan adanya katalis kimia (interesterifikasi kimia) atau dengan adanya
Universitas Sumatera Utara
biokatalis enzim (interesterifikasi enzimatik). Penggunaan metoda ini dalam proses modifikasi lemak dan minyak dapat menghindarkan terbentuknya isomer trans.
2.4.3. Blending Blending (pencampuran) merupakan metoda dalam modifikasi minyak atau lemak dengan mencampurkan secara fisik dua jenis minyak atau lebih. Dengan cara blending tujuan peningkatan titik cair yang diperoleh sesuai dengan yang diinginkan dapat dilakukan dengan cara menambahkan minyak yang mempunyai titik cair tinggi ke dalam campuran minyak. Perubahan nilai akibat pencampuran ini dikarenakan kandungan asam lemak dari minyak yang dicampurkan mempunyai komposisi asam lemak yang titik cairnya tinggi. Kelemahan dari metode blending yaitu adanya perbedaan ukuran molekuler antara dua jenis minyak sehingga ada kemungkinan tidak kompatibael satu sam lainnya dan dapat membentuk campuran eutektik. Berdasarkan uraian diatas maka dalam pembuatan margarin dari minyak kacang tanah ini digunakan proses hidrogenasi untuk memodifikasi minyak kacang tanah agar dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan margarin. Alasan pemilihan proses hidrogenasi adalah sebagai berikut : 1. Proses hidrogenasi dapat mengurangi ketidak jenuhan minyak/lemak dan membuat lemak menjadi bersifat plastis, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan margarin. 2. Margarin yang dihasilkan dari proses hidrogenasi memiliki stabilitas yang baik. 3. Proses hidrogenasi mudah dikontrol dan dapat dihentikan pada saat yang diinginkan. 4. Pada proses hidrogenasi digunakan katalis Ni untuk mempercepat jalannya reaksi.
Universitas Sumatera Utara
2.5. Diskripsi Proses 2.5.1. Tahap Bleaching 1. Minyak kacang tanah dalam tangki penyimpanan pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm dipanaskan dalam heater pada suhu 90oC untuk mempermudah proses bleaching. Tujuan dari proses bleaching adalah untuk menghilangkan zat-zat yang tidak disukai dalam minyak. Dengan cara mencampur sejumlah minyak dengan adsorben (karbon aktif). 2. Selanjutnya minyak dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan menggunakan pengepresan dengan filter press. Minyak yang hilang dari proses tersebut kurang lebih 0,2-0,5 % dari berat yang dihaslkan setelah proses bleaching.
2.5.2. Tahap Hidrogenasi 1. Minyak yang telah melalui filter press dialirkan lagi ke tangki hidrogenasi. Untuk mempercepat proses hidrogenasi, dalam tangki ditambahkan katalis Nikel. Pada proses ini kondisi operasinya 3 atm dengan suhu 180oC. Reaksi yang terjadi adalah :
R-CH=CH- CH2-COOH asam lemak tidak jenuh
H2 , Ni
R-CH2-CH2-COOH Asam lemak jenuh
2. Minyak yang sudah selesai diproses secara hidrogenasi ditampung dalam tangki penampungan pada suhu 180oC dan tekanan 1 atm, kemudian diialirkan menuju ke filter press. Tujuan dari filter press adalah untuk memisahkan kotoran-kotoran yang berupa padatan yang terikut dalam minyak.
2.5.3. Tahap Emulsifiksi Proses emulsifikasi bertujuan umtuk mengemulsikan minyak dengan cara penambahan emulsifier fase cair dan fase minyak pada shu 80 0C dengan tekanan 1 atm. Pada vessel emulsifikasi digunakan vessel emulsi fase minyak yang berisi
Universitas Sumatera Utara
Lechitin, - karoten, serta vitamin A dan D umtuk menambah gizi. Sedangkan pada tangki emulsi fase cair berisi garam untuk memberi rasa asin, TBHQ sebagai anti oksidan yang mencegah teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak mejadi rusak dan berbau tengik, Natrum Benzoat sebagai bahan pengawet.
2.5.4. Tahap Solidifikasi Dalam tahap ini terjadi pembentukan kristal, di mana suhu pencampuran 50-60oC di dalam alat
ini diturunkan menjadi 10oC disebabkan oleh terjadi
pendinginan mendadak sehingga membentuk padatan plastis dan inti kristal halus, dimana inti kristal halus tersebut membentuk lembaran-lembaran. Pada proses ini terjadi proses eksotermis, dimana panas dikeluarkan sehingga terjadi penurunan suhu. Alat Votator menggunakan cairan NH3 sebagai media pendingin. Sambil membentuk kristal, votator ini juga meraut lembaran-lembaran kristal yang melekat pada dinding alat ini, proses tersebut berlangsung secara kontinu, dan terbentuklah lembaran-lembaran kristal. Lembaran-lembaran kristal yang telah terbentuk ini dialirkan menuju alat Votator 2. Di dalam Votator 2 ini suhu dinaikkan menjadi 15oC. Tujuan dari penaikan suhu adalah untuk membentuk lembaran kristal yang masih bersifat rapuh menjadi tekstur yang halus sehingga tekstur margarin menjadi sempurna. Kemudian akan dihasilkan produk margarin pada suhu kamar.
2.5.5. Tahap Packing Dari votator tersebut produk langsung diadakan pengepakan (packing).
Universitas Sumatera Utara
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Alur MKT (kg/jam) B. Earth (kg/jam) H2 (kg/jam) Lechitin (kg/jam) Garam (kg/jam) TBHQ (kg/jam) Vit. A (kg/jam) B-Carotene (kg/jam) Na-Benzoat (kg/jam) Skim Milk (kg/jam) T ( C) P (atm)
1 2 2517.1227 2517.1227 30 90 1 1
3 4 2517.1227 25.1712 25.1712 30 90 1 1
5 6 7.5288 2509.5939 25.1712 90 90 1 1
Kode B-101 BC-101 BC-102 BC-103 BC-104 BC-105 BP C-101 FP-101 H-101 P-101 P-102 P-103 P-104 P-105 P-106 P-107 P-108 P-109 P-110 R-101 T-101 T-102 T-103 T-104 T-105 T-106 T-107 T-108 V-101 V-102 W-101 W-102
Keterangan Blower Belt Conveyor Belt Conveyor Belt Conveyor Belt Conveyor Belt Conveyor Bak Penampung Cooler Filter Press Heater Pompa Minyak Kacang Tanah Pompa Heater Pompa Tangki Bleaching Pompa Filter Pompa Reaktor Hidrogenasi Pompa Tangki Penampungan Pompa Cooler Pompa Tangki Vitamin Pompa Tangki Blending-1 Pompa Tangki Blending-2 Reaktor Hidrogenasi Tangki Minyak Kacang Tanah Tangki Penyimpanan Bleaching Earth Tangki Bleaching Tangki Penyimpanan Hidrogen Tangki Penampungan Minyak Tangki Vitamin Tangki Blending-1 Tangki Blending-2 Voatator-1 Votator-2 Worker-1 Worker-2
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 2528.0938 18.4999 15.625 15.625 15.625 15.625 15.625 15.625 15.625 93.75 93.75 93.75 93.75 93.75 93.75 93.75 0.1563 0.1563 0.1563 0.1563 0.1563 0.1563 0.1563 0.0625 0.0625 0.0625 0.0625 0.0625 0.0625 0.0625 0.0938 0.0938 0.0938 0.0938 0.0938 0.0938 0.0938 3.125 3.125 3.125 3.125 3.125 3.125 3.125 484.0938 484.0938 484.0938 484.0938 484.0938 484.0938 484.0938 30 180 180 50 30 45 45 10 15 10 20 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Universitas Sumatera Utara
