1. Pendahuluan a. Sejarah Margarin pertama kali ditemukan oleh Mege Mouries di Perancis pada tahun 1870 dalam suatu sayembara yang diadakan Kaesar Napoleon III. Mege Mouries membuat dan mengembangkan margarin dengan menggunakan lemak sapi. Pada tahun 1872 margarin mulai dikenal luas di seluruh Eropa dan di sebagian benua Amerika (http://web.ipb.ac.id/2002). b. Definisi Menurut SNI (1994), margarin adalah produk makanan berbentuk emulsi padat atau semi padat yang dibuat dari lemak nabati dan air, dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang diizinkan. Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau konsistensi rasa dan nilai gizi yang yang hampir sama dengan mentega. Margarin mengandung 80% lemak, 16% air dan beberapa zat lain (Wahyuni & Made, 1998). Minyak nabati yang sering digunakan dalam pembuatan lemak adalah minyak kelapa, minyak inti sawit, minyak biji kapas, minyak wijen, minyak kedelai dan minyak jagung. Minyak nabati umumnya berwujud cair, karena mengandung asam lemak tidak jenuh, seperti asam oleat, linoleat dan linolenat. Margarin dan mentega mempunyai beberapa perbedaan, seperti bahan dasar, warna dan sifat masing-masing. Margarin berbahan dasar dari minyak nabati, sedangkan mentega berbahan dasar dari minyak hewani/ fatty fatty oil . Warna dari margarin lebih kuning dari mentega karena adanya tambahan zat pewarna alami, seperti karotenoid. Aroma margarine tidak seenak mentega, tetapi daya emulsinya bagus, sehingga mampu menghasilkan tekstur kue yang bagus. 2. Jenis-jenis margarine dan fungsinya Ada beberapa jenis margarin yang ada dipasaran, yaitu sebagai berikut (O’Brien, 2009) : a. Margarin meja (table margarines) : biasanya digunakan sebagai bahan untuk pembuatan kue, agar teksturnya lembut, bisa juga digunakan sebagai minyak untuk menggoreng.
Soft tube margarines : berbentuk sangat lembut dan dapat tetap dioles pada suhu o 5-10 C.
Stick margarines : teksturnya lebih kaku dibanding mentega putih, dan bisa dioles o pada suhu 25 C. b. Margarin industri (Industrial margarines) Margarin industri ini dirancang untuk industri roti dan kue. c. Puff pastry margarines Sangat berbeda dengan margarin meja maupun margarin industri. Fungsi puff pastry sebagai pelindung antara lapisan – lapisan – lapisan lapisan dari adonan kue.
3. Proses pembuatan margarine a. Bahan baku
Minyak jagung Kandungan minyak jagung sekitar 3,1 – 5,7 % dari berat biji jagung dan digolongkan ke dalam benih jagung (corn germ).Benih jagung mengadung sekitar 50 % minyak, diperoleh diperoleh dengan proses penggilingan basah. Benih jagung jagung mengandung 10 – 10 – 24 24 % minyak, diperoleh dengan penggilingan kering (O’Brien, 2009). Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDP Stearin) RBDP Olein merupakan minyak yang diperoleh dari fraksinasi CPO dalam fase cair dan komponen asam lemak terbesar dari RBDP Olein adalah asam oleat. Sedangkan RBDP Stearin merupakan minyak yang diperoleh dari fraksinasi CPO dalam fase padat Komponen asam lemak terbesar dari RBDP stearin adalah asam palmitat (http://www.depperin.go.id/2004 http://www.depperin.go.id/2004)).
b. Bahan pendukung
Bahan yang digunakan untuk proses hidrogenasi - Gas Hidrogen - Katalis Nikel Bahan yang digunakan sebagai Pengemulsi - Lecithin Lecithin berfungsi untuk mendispersikan molekul-molekul air ke dalam minyak atau lemak sehingga terbentuklah suatu emulsi air dalam minyak (w/o) yang berbentuk gel(Sikorki & Kolakowska, 2003). Bahan yang digunakan sebagai pemberi rasa (flavour) - Skim Milk - Garam Dapur (NaCl) - β-karoten - Vitamin A Bahanyang digunakan sebagai pengawet - Natrium benzoate - Tertiary Butyl Hidroquinone (TBHQ)
c. Proses Ada beberapa metoda yang digunakan untuk memodifikasi lemak dan minyak menjadi margarin yaitu (O’Brien, 2009) :
Hidrogenasi Hidrogenasi adalah reaksi pemutusan ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh dengan kehadiran gas hidrogen dan katalis nikel.
Adapun reaksinya sebagai berikut : Ni R-CH=CH-CH2-COOH + H2 Asam lemak tidak jenuh
R-CH2-CH2-CH2-COOH
Gas hidrogen
Asam lemak jenuh
Tabel 2.8 Komposisi Lemak Margarin dengan Proses Pencampuran Minyak
Margarin
Minyak Kacang Kedelai : Minyak Biji Kapas
Trigliserida Titik Lebur Linoleat 0 ( F) (%) 96,1 12,3
(50:50) Seluruhnya Minyak Jagung
93,9
12,9
Minyak Kelapa : Minyak Jagung (80:20)
79,7
39,8
Minyak Kelapa : Minyak Jagung (50:50)
96,1
24,8
( Sumber : Melnik, dkk, 1960)
Interesterifikasi Interesterifikasi adalah suatu proses untuk menghasilkan fungsi plastik (kepadatan) lemak oleh pertukaran asam lemak di dalam dan di antara trigliserida. Metoda kimia dan enzim adalah dua jenis dari interesterifikasi yang telah digunakan. Paling umum digunakan adalah interesterifikasi kimia dengan menggunakan katalis natrium metoksilat. Dalam reaksi ini ion logam natrium akan menyebabkan terbentuknya ion enolat yang selanjutnya diikuti dengan pertukaran gugus alkil (http://madja.files.wordpress.com/2006 http://madja.files.wordpress.com/2006)). Reaksinya adalah sebagai berikut :
(Sumber : http://madja.files.wordpress.com/2006 http://madja.files.wordpress.com/2006)) Di Industri, terdapat beberapa tahapan dalam proses pembuatan margarin, yaitu : 1. Refining awal : sama pada proses pembuatan minyak nabati
2. Modifikasi
: - hidrogenasi - interestrifikasi - Fraksionasi : - purification ( netralisasi, bleaching, filtrasi, deodorisasi
3. Refining final 4. Blending 5. Preparasi susu 6. pencampuran berbagai komponen dan texturing
LATAR BELAKANG
Minyak nabati adalah sejenis minyak yang terbuat dari tumbuhan. Digunakan dalam makanan dan memasak. Beberapa jenis minyak nabati yangbiasa digunakan adalah minyak kelapa sawit, jagung, kedelai, bunga matahari, dan lain-lain. Berdasarkan kegunaannya, minyak nabati terbagi menjadi dua golongan. Pertama, minyak nabati yang dapat digunakan dalam industri makanan (edible oils) dan dikenal dengan nama minyak goreng meliputi minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai, dan sebagainya. Kedua, minyak yang digunakan dalam indutri non makanan (non edible oils) misalnya minyak kayu putih, dan minyak jarak. Minyak goreng adalah hasil akhir (refined oils) dari sebuah proses pemurnian minyak nabati (golongan yang bias dimakan) dan terdiri dari beragam jenis senyawa trigliserida. Untuk menganalisa karakteristik dari suatu minyak goreng maka jumlah kandungan asam lemak inilah yang dipakai sebagai tolak ukur.
DASAR TEORI
Lemak dan minyak adalah salah satu kelompok yang termasuk pada golongan lipid, yaitusenyawa organic yang terdapat dialam sertatidak larut dalamair, tetapilarutdalam pelarut organik non polar,misalnya polar,misalnya dietil eter eter (C 2H5OC2H5), Kloroform (CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya, lemak dan minyak dapat larut dalampelarut yang disebutkan di atas karena lemak dan minyak mempunyai polaritas yang sama dengan pelarut tersebut. Lemak dan minyak merupakan senyawaan trigliserida atau trigliserol, yang berarti “triester dari gliserol”. gliserol”. Jadi lemak dan minyak juga merupakan senyawaan ester. Hasil hidrolisis lemak dan minyak adalah asam karboksilat dan gliserol. Asam karboksilat ini juga disebut asam lemak yang mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang. Minyak adalah istilah umum untuk semua cairan organik yang tidak larut/bercampur dalam air (hidrofobik) tetapi larut dalam pelarut organik. Ada sifat tambahan lain yang dikenal awam yaitu terasa licin apabila dipegang. Dalam arti sempit, kata minyak biasanya mengacu ke minyak bumi (petroleum) atau produk olahannya, sepertiminyak tanah (kerosen), padahal kata ini berlaku luas, baik untuk minyak sebagai bagian dari menu makanan (minyak goreng), sebagai bahan bakar (kerosen, solar), sebagai pelumas (minyak rem), sebagai medium pemindahan energi, maupun sebagai wangi-wangian wangi-wangian (minyak nilam). Minyak nabati adalah sejenis minyak yang terbuat dari tetumbuhan yang berbeda. Digunakan dalam makanan dan untuk memasak. Beberapa jenis minyak nabati yang biasa digunakan ialah minyak kelapa sawit, jagung, zaitun, minyak lobak, kedelai, dan bunga matahari. Margarin adalah mentegabuatan yang terbuat dari minyak nabati. Pembentukan Minyak
Lemak dan minyak merupakan senyawaan trigliserida trigliserid a dari gliserol. Dalam pembentukannya, trigliserida merupakan hasil proses kondensasi satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak (umumnya ketiga asam lemak tersebut berbeda-beda), yang membentuk satu molekul trigliserida dan satu molekul air. Berikut gambar reaksi pembentukan trigliserida.
Gambar .Reaksi pembentukan trigliserida
Bila R1=R2=R3, maka trigliserida yang terbentuk disebut trigliserida sederhana (simple triglyceride), sedangkan bila R1, R2, dan R3 berbeda, maka disebut trigliserida campuran (mixed triglyceride).
Sumber Minyak Nabati
Pohon Kelapa Sawit, dengan kandungan minyak berkisar 18%. Buah kelapa, dengan kandungan minyak sebesar 84%. Biji wijen atau dari kacang kedelai dengan kandungan trigliserida mencapai angka 95%. Pohon jarak atau zaitun dan juga dari daun cajuput, untuk membuat cajuput oil atau minyak kayu putih.
Pengolahan Minyak Nabati
Pengolahan minyak dan lemak, pengerjaan yang dilakukan tergantung pada sifat alami minyak atau lemak tersebut dan juga tergantung dari hasil akhir yang dikehendaki. 1. Ekstraksi. Ekstraksi minyak atau lemak adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak.Adapun ekstraksi minyak atau lemak itu bermacam-macam, yaitu rendering (dry rendering dan wet rendering), mechanical expression dan solvent extraction. a.
Rendering Rendering merupakan suatu cara ekstraksi minyak atau lemak dari bahan yang diduga mengandung minyak atau lemak dengan kadar air yang tinggi. b. Pengepresan
Mekanik
(Mechanical
Expression)
Pengepresan mekanis merupakan suatu cara ekstraksi
minyak atau lemak, terutama untuk bahan bahan yang berasal dari biji-bijian.
Gambar Skema cara memperoleh minyak dengan pengepresan c.
Ekstraksi Dengan Pelarut (Solvent extraction) Prinsip dari proses ini adalah ekstraksi dengan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak.
2. Proses Pemurnian Minyak Nabati Tujuan utama dari proses pemurnian minyak adalah untuk menghilangkan rasa serta aroma yang tidak sedap, menghilangkan warna yang tidak menarik dan memperpanjang massa simpan minyak sebelum dikonsumsi atau digunakan sebagai bahan mentah dalam industri. a.
Pemisahan Gum (De-Gumming) Pemisahan gum merupakan proses pemisahan getah atau lendir-lendir yang terdiri dariphospatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Tujuan utama dari degumming degumming adalah untuk membuang gum yang tidak diinginkan yang akan mengganggu pada proses berikutnya.
b. Netralisasi Netralisasi Netralisasi Netralisasi adalah suatu proses untuk memisahkan memisahkan asam lemak bebas dari minyak atau lemak, dengan cara mereaksikan asam lemak bebas dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun (soap stock) dengan tujuan memurnikan minyak. c.
Pemisahan
asam
(de-ecidification)
dengan
cara
penyulingan
Proses pemisahan asam dengan cara penyulingan adalah proses penguapan asam lemak bebas, langsung dari minyak tanpa mereaksikan dengan larutan basa, sehingga asam lemak yang terpisah tetap utuh. Pada umumnya kadar asam lemak bebas dalam minyak setelah penyulingan kira-kira 0.1- 0.2 persen, sedangkan hasil kondensasi masih mengandung kira - kira 5 persen trigliserida. d. Pemisahan
asam
dengan
menggunakan
pelarut
organic.
Perbedaan kelarutan antara asam lemak bebas dan trigliserida dalam pelarut organik digunakan sebagai dasar pemisahan asam lemak bebas dari minyak. e.
Pemucatan (Bleaching) Pemucatan (bleaching) adalah suatu tahap proses pemurnian untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak. Pemucatan ini dilakukan dengan cara fisika yang menggunakan berbagai absorben, seperti tanah serap (fuller earth), lempung aktif (activated clay) dan arang aktifatau dapat juga menggunakan bahan kimia.
f.
Deodorisasi Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak enak dalam minyak. Cara Deodorisasi
Proses deodorisasi dilakukan dengan cara memompakan minyak ke dalam ketel deodorisasi. Kemudian o
minyak tersebut dipanaskan pada suhu 200 - 250 C pada tekanan 1 atmosfer (gauge) dan selanjutnya pada tekanan rendah (lebih kurang 10 mmHg) sambil dialiri dengan uap panas selama 4-6 jam untuk mengangkut senyawa yang dapat menguap. Jika masih ada uap air yang tertinggal dalam minyak setelah pengaliran uap selesai, selesai, maka maka minyak tersebut perlu perlu divakumkan divakumkan pada tekanan yang yang turun lebih lebih rendah. rendah. Pada suhu yang lebih tinggi, komponen yang menimbulkan bau dalam minyak akan lebih mudah menguap, sehingga komponen tersebut diangkut dari minyak bersama-sama uap panas.
Gambar . Penampang alat deodorisasi minyak g. Hidrogenasi Hidrogenasi adalah proses pengolahan minyak atau lemak dengan jalan menambahkan hidrogen pada ikatan rangkap dari asam lemak, sehingga akan mengurangi ketidak jenuhan minyak atau lemak, dan membuat lemak bersifat plastis. Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak. Adanya penambahan hidrogen pada ikatan rangkap minyak dan lemak akan mengakibatkan kenaikan titik cair. h. Mekanisme
proses
Hidrogenasi
adalah
sebagai
berikut:
R – CH CH = CH – CH – CH2 – CH2 – COOHR COOHR H2 R - CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – COOH COOH i.
Inter – Inter – Esterifikasi Esterifikasi Interesterifikasi dapat digambarkan sebagai pertukaran gugusan antara dua buah ester dimana hal ini hanya dapat terjadi apabila terdapat katalis. Katalis yang sering digunakan untuk reaksi ini adalah logam natrium atau kalium dalam bentuk metoksilat atau etoksilat. Dalam reaksi ini ion logam natrium atau kalium akan menyebabkan terbentuknya ion enolat yang selanjutnya diikuti dengan pertukaran gugus alkil. Interesterifikasi banyak digunakan oleh industri untuk menggantikan proses hidrogenasi dalam menurunkan asam lemak trans.
Gambar . Proses Interesterifikasi j.
Winterisasi Winterisasi adalah proses pemisahan bagian gliserida jenuh atau bertitik cair tinggi dari trigliserida bertitik cair cair rendah. Tujuan Proses Winterisasi ini dilakukan dengan tujuan supaya pada saat minyak disimpan pada suhu rendah tidak mengalami pembekuan.Winterisasi merupakan pemisahan thermomechanical proses dimana komponen trigliserida dari lemak dan minyak dikristalkan dari bentuk cairnya.
Sabun adalah surfaktan yang digunakan dengan air न adalah Sabun yang berasal dari bahasa India/Hindi साब ुन untuk mencuci dan membersihkan. Sabun biasanya berbentuk padatan tercetak yang disebut batang karena sejarah dan bentuk umumnya. Penggunaan sabun cair juga telah telah meluas, terutama pada sarana-sarana publik. Jika diterapkan pada suatu permukaan, air bersabun secara efektif mengikat partikel dalam suspensi mudah dibawa oleh air bersih. Di negara berkembang, deterjen sintetik telah menggantikan sabun sebagai alat bantu mencuci atau membersihkan. Banyak sabun merupakan campuran garamnatrium atau kalium dari asam lemak yang dapat diturunkan dari minyak atau lemak dengan direaksikan dengan alkali (seperti natrium atau kalium hidroksida) pada suhu 80 – 100 100 °C melalui suatu proses yang dikenal dengan saponifikasi. Lemak akan terhidrolisis oleh basa, menghasilkan gliserol dan sabun mentah. Secara tradisional, alkali yang digunakan adalah kalium yang dihasilkan dari pembakaran tumbuhan, atau dari arang kayu. Sabun dapat dibuat pula dari minyak tumbuhan, seperti minyak zaitun.
Jenis – jenis jenis sabun 1. Sabun padat Sabun jenis ini merupakan sabun yang sangat populer dan banyak digemari. Sabun batangan pun juga memiliki beberapa jenis seperti sabun batangan yang berfungsi sebagai anti bakteri, sabun batangan untuk anti jerawat, hingga sabun batang dengan scrub sehingga memiliki fungsi tambahan yaitu mengangkat sel kulit mati. Harganya yang murah dan penggunaannya yang mudah membuat sabun ini menjadi pilihan banyak orang. Namun, umumnya sabun jenis ini mengandung sodium hydroxide yang merupakan kandungan yang dapat mengeringkan kulit. Tetapi, untuk mengatasi hal tersebut, banyak produsen sabun batang yang menambahkan kandungan pelembab seperti madu, minyak esensial, atau bahan lainnya
2. Sabun cair Sabun jenis ini dibuat dengan minyak kelapa jernih dengan penggunaan senyawa alkali berbeda yaitu kalium hidroksida. Sabun cair juga banyak digemari karena penggunaan nya yang simpel, bisa dibawa kemana-mana.
3. Sabun Kesehatan Mengandung antibacterial, seperti triclosan, triclocarban / trichlorocarbamide yang bertugas membunuh bakteri atau mikroba jahat yang berkeliaran pada kulit kita khususnya.
4. Sabun bubuk Sabun bubuk sering juga disebut detergen berbeda dengan sabun lainnya karena di buat dengan bahan yang berdeda yaitu alkyl benzene sulfonate (ABS), TSPP, DEA, senyawa fosfat, natrium sitrat, zeolite, dan b ahan
aditif lainnya. Sabun bubuk tidak cocok digunakan untuk kulit karena komposisi bahnnya yang keras dan aka merusak kulit. Sabun bubuk digunakan untuk kepentingan membersihkan barang seberti pakaian, karpet, dan peralatan lainnya.
Sifat – sifat sifat sabun Sabun bersifat basa. Sabun adalah garam alkali dari asam lemak suku tinggi sehingga akan dihidrolisis parsial oleh air. Karena itu larutan sabun dalam air bersifat basa. CH3(CH2)16COONa + H2O → CH3(CH2)16COOH + NaOH 2. Sabun menghasilkan buih atau busa. Jika larutan sabun dalam air diaduk maka akan menghasilkan buih, peristiwa ini tidak akan terjadi pada air sadah. Dalam hal ini sabun dapat menghasilkan buih setelah garam-garam Mg atau Ca dalam air mengendap. CH3(CH2)16COONa + CaSO4 →Na2SO4 + Ca(CH3(CH2)16COO)2 3. Sabun mempunyai sifat membersihkan. Sifat ini disebabkan proses kimia koloid, sabun (garam natrium dari asam lemak) digunakan untuk mencuci kotoran yang bersifat polar maupun non polar, karena sabun mempunyai gugus polar dan non polar. Molekul sabun mempunyai rantai hydrogen CH3(CH2)16 yang bertindak sebagai ekor yang bersifat hidrofobik (tidak suka air) dan larut dalam zat organic sedangkan COONa+ sebagai kepala yang bersifat hidrofilik (suka air) dan larut dalam air. 1.
Molekul-molekul sabun terdiri dari rantai hidrokarbon yang panjang dengan satu gugus ionik yang sangat polar pada salah satu ujungnya. Ujung ini bersifat hidrofilik (tertarik atau larut dalam air) dan ujung rantai hidrokarbon bersifat lipofilik (tertarik atau larut dalam minyak dan lemak). Pengotor umumnya melekat pada pakaian atau badan dalam bentuk lapisan minyak yang sangat tipis. Jika lapisan minyak ini dapat dibuang, partikel partikel pengotor dikatakan telah tercuci. Dalam proses pencucian, lapisan minyak sebagai pengotor akan tertarik oleh ujung lipofilik sabun, kemudian kotoran yang telah terikat dalam air pencuci karena ujung yang lain (hidrofilik) dari sabun larut dalam air.
Bahan Baku Sabun 1. Minyak atau Lemak Bahan untuk pembuatan sabun dapat berasal dari minyak atau lemak karena dalam proses reaksi hanya asam lemak yang dibutuhkan dan asam lemak terkandung pada minyak atau lemak tersebut dan dengan produk samping gliserol atau gliserin. 2. Alkali Bahan terpenting lainnya dalam pembuatan sabun adalah alkali seperti NaOH, KOH, dan lain-lain. NaOH biasanya digunakan untuk membuat sabun cuci, sedangkan KOH digunakan untuk sabun mandi. Alkali yang digunakan harus bebas dari kontaminasi logam berat karena mempengaruhi nama dan struktur sabun serta dapat menurunkan resistansi terhadap oksidasi.
3. Bahan Pendukung Bahan baku pendukung digunakan untuk membantu proses penyempurnaan sabun hasil saponifikasi (pegendapan sabun dan pengambilan gliserin) sampai sabun menjadi produk yang siap dipasarkan. Bahan-bahan tersebut adalah NaCl (garam) dan bahan-bahan aditif.
Reaksi Pembuatan Sabun
Proses Pembuatan Sabun 1. Splitting Tahap pertama dari proses ini adalah memisahkan minyak atau lemak menjadi asam lemak dan gliserin. Dilakukan dalam kolom stainless steel setinggi 24 mete r. Minyak atau o lemak di pompa dari bagian bawah sementara steam dengan suhu 130 C di pompa dari atas, akan terpisah antara asam lemak dan gliserin. Asam lemak lalu di murnikan untuk masuk ke proses selanjutnya.
2. Mixing Asam lemak yang telah dimurnikan kemudian dicampur dengan logam alkali (NaOH atau KOH) untuk membentuk sabun ditambahkan juga bahan pendukung seperti pewarna, pengharum dan NaCl. NaCl berfungsi sebagai pemisah antara sabung degan gliserin yang dihasilkan sebagai produk samping. Sabun akan mengendap sedangkan gliserin tidak.
3. Cooling and Finishing Sabun yang telah dipisahkan kemudian di cetak dalam lempengan besar dan di biarkan mengeras dengan cara dimasukann dalam pendingin, kemudian di potong, di cap, dan dibungkus.
4. Milling Proses Milling merupakan proses tambahan untuk memperoleh sabun dengan bentuk konsisten dan lebih halus. Pada proses ini sabun yang telah dicetak digiling kembali dan di tambahkan bahan aditif lainnya, pada proses ini penambahan parfume akan efektif
karena tidak terjadi panas. Setelah proses peamba han sabun dipress dalam silinder dan dipotong menjadi ukuran yang diinginkan lalu dicap dan dibungkus.
