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, bahan pengemulsi, garam, bahan pengawet, pewarna, pewangi (dalam batas yang aman) serta vitamin. Adapun komposisi kimia margarin dapat dilihat pada Tabel 2.1 dibawah ini Tabel 2.1 Komposisi Margarin Komposisi
%Berat
Lemak
80 - 81
Lechitin
0,5
Garam
3
TBHQ
0,005
Vitamin A
0,02
B-Karoten
0,003
Na-Benzoat
0,1
Skim Milk
15,49
(Sumber : Pamina Adolina, 2007) 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 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 :
Universitas Sumatera Utara
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 sebgai bahan baku harus banyak terdapat disuatu daerah.
2.1.2 Penggunaan Margarin M argarin
Dalam bidang pangan penggunaan margarin telah dikenal secara luas terutama baking dan cooking yang bertujuan bertu juan memperbaiki tekstur dan menambah cita rasa pangan. Margarin juga 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 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 tahun 2005 pemerintah mengimpor 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.
Universitas Sumatera Utara
Minyak kacang tanah seperti juga minyak nabati lainnya merupakan salah satu kebutuhan 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. 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. Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Kacang Tanah Komposisi
1921 USA
1934 Afrika
1945 Argentina
(%)
Utara (%)
(%)
17,1
17,7
21,9
1. Miristat
-
-
0,4
2. Palmitat Palmitat
6,3
8,2
11,4
3. Stearat
4,9
3,4
2,8
4. Behenat
5,9
6,1
7,3
Asam Lemak Jenuh
As.Lemak Tidak Jenuh
Universitas Sumatera Utara
1. Oleat Oleat
61,1
60,4
42,3
2. Linoleat
21,8
21,5
33,3
-
-
2,4
3. Heksadananoat Heksadananoat Sumber : Bailey, A.E (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, magnesium, fosfor dan d an sulfur.
2.2.2 Sifat – Sifat Fisik dan Kimia K imia 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 disimpa n dibawa suhu – 11 0C (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 -6,6 0C, 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 Ki mia Minyak Kacang Tanah Sebelum dan Sesudah Dimurnikan Karakteristik
Sebelum Dimurnikan
Sesudah Dimurnikan
Tipe Virgine
Tipe Spanis
Bermacam – 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
Titik Cair ( C)
-
-
-5,5 – 2,2
Titik asap (0C)
-
-
226,6
-
-
1,4558
0,9136
0,9148
0,910 – 0,915
0
Titer ( C) 0
0
Indeks bias nD60 C Bobot Jenis Sumber : Bailey,A.E (1950)
Tabel 2.4 Sifat Kimia Minyak Kacang Tanah
Universitas Sumatera Utara
Karakteristik
Macam – macam standart Kisaran
ACCS
British -
Species -
N.C
Standart
Spanis
Runner
Derajat Asam
0,08-6,0
-
-
1,5
1,5
Bil. Penyabunan Penyabunan
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
0,2-0,8 0,2-0, 8
1
0,8 max
0,64
0,7
Indeks bias
1,4605-
-
-
1,4683
1,4681
nD60 C
0
1,4645
Bobot jenis :
-
0,917-
0,17-0,92
-
-
-
-
-
-
-
-
Tersabunkan
0
25/15 C
0,921
Bobot jenis :
0,91-0,915
0,910-
25/250C
0,915
Titer 0C
26-32
26,32
Sumber : Bailey,A.E (1950)
2.3. Spesifikasi Bahan Pendukung 2.3.1. Gas Hidrogen −
Rumus molekul : H2
− Bobot molekul : 2,016 3
0
− Bobot jenis
: 0,06948 gr/cm (pada suhu 20 C)
− Titik lebur
: - 259 C
− Titk didih
: - 252.61 0C
0
2.3.2. Katalis Nikel
1. Rumus kimia : Ni 2. Bobot atom
: 58,69
Universitas Sumatera Utara
3. Bobot jenis
: 8,90 gr/cm3 (pada suhu 20 0C) : 1452 0C
4. Titik lebur
5. Kenampakan : butir–butir butir–but ir dengan diameter diamet er rata-rata rata-rat a 70 mesh. 2.3.3. Bleaching Earth
Komposisi bleaching earth yang digunakan adalah sebagai berikut ; 1. SiO3
: 53,49 %
2. Al2O3
: 17,09 %
3. Fe2O3
:3%
4. TiO2
: 0,25 %
5. CaO
: 1,53%
6. K2O
: 0,87 %
7. Na2O
: 0,58%
Sumber : Perry (1999) 2.3.4. 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 – 0,5% dari berat margarin (0,1 – 0,5 %-b). 2.3.5. Zat Pemberi Rasa
Zat pemberi rasa yang digunakan pada pembuatan margarin ini adalah garam dapur (NaCl), vitamin A dan D. Jumlah yang digunakan adalah garam dapur 3%-b dan vitamin A dan D 0,002%-b. 2.3.6. 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 pengawet yang digunakan adalah Natrium Benzoat dengan jumlah 0,1%-b.
2.3.7. Anti Oksidan
Zat antioksidan yang digunakan pada pembuatan margarin ini adalah THBQ (Tetra butil Hidroquinon) dengan jumlah 0,002 - 0,007%-b
Universitas Sumatera Utara
- 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 antiok sidan paling efektif untuk lemak lemak dan minyak khususnya minyak tanaman karena memiliki kemampuan antioksidan yang baik pada penggorengan tetapi rendah pada pembakaran - TBHQ dikenal berbentuk bubuk putih put ih sampai coklat terang - Mempunyai kelarutan kelarut an cukup pada lemak dan minyak - Tidak membentuk kompleks warna dengan Fe dan Cu tetapi dapat berubah pink dengan adanya basa
2.4. Proses 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 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. Proses memodifikasi lemak dan minyak yang biasa digunakan untuk menghasilkan lemak atau minyak yang memenuhi syarat sebagai bahan baku margarin ada 3 yaitu yaitu :
2.4.1 Proses Hidrogenasi
Proses hidrogenasi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai asam lemak pada minyak (Ketaren,
Universitas Sumatera Utara
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 Proses 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 u lang atau randomisasi residu asil dalam trigliserol dan selanjutnya menghasilkan lemak/minyak dengan sifat-sifat baru. Reaksi interesterifikasi merupakan reaksi pertukaran grup asil diantara ester-ester 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 biokatalis enzim (interesterifikasi enzimatik). Penggunaan Penggunaan metoda ini dalam proses modifikasi lemak dan minyak dapat menghindarkan terbentuknya isomer trans.
2.4.3 Proses Blending Proses 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.
Universitas Sumatera Utara
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.
2.5 Pemilihan Proses
Berdasarkan ketiga proses tersebut, maka dalam pembuatan margarin dari minyak kacang tanah ini dipilih 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. 5. 2.6. Diskripsi Proses 2.5.1. Tahap Bleaching Tahap Bleaching
1. Minyak kacang tanah dalam tangki penyimpanan pada suhu 30 0 C dan 0 tekanan 1 atm dipanaskan dalam heater pada suhu 90 C 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 Bleaching earth ) ( Bleaching 2. Selanjutnya minyak dipisahkan dari adsorben dengan cara penyaringan
menggunakan pengepresan dengan Filter Press. Minyak yang hilang dari proses tersebut kurang lebih 0,02 – 0,05 % dari berat yang dihasilkan setelah proses bleaching.
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Tahap Hidrogenasi
1. Minyak yang telah melalui Filter Press dialirkan dialirkan lagi ke ke tang t angki ki hidrogenasi. hidrogenasi. Untuk mempercepat mempercepat proses hidrogenasi, dalam tang t angki ki ditambahkan katalis Nikel dengan suhu 180 0C. Reaksi yang terjadi adalah : H2 , Ni R – CH=CH- CH2-COOH asam lemak tidak jenuh
R-CH2-CH2-COOH Asam lemak jenuh
2. Minyak yang sudah selesai diproses secara hidrogenasi ditampung dalam tangki penampungan pada suhu 180 0C dan tekanan 1 atm. 3. Kemudian dialirkan menuju cooler yang berfungsi untuk mendinginkan kembali sebelum masuk ke tangki Blending.
2.5.3.Tahap Pencampuran Pencampuran
1. Minyak yang berada di tangki Blending dicampur dengan leshitin, Garam, β karothen, Vitamin A, TBHQ, Na-Benzoat, Skim milk yang berada di tangki 0
vitamin pada suhu 45 C dengan tekanan 1 atm, dengan menggunakan pengaduk. Dimana Lechitin, β - karoten, skim milk serta vitamin vitamin A berfungsi untuk menambah nilai gizi, dan memberi rasa, TBHQ sebagai anti oksidan yang mencegah teroksidasinya minyak yang mengakibatkan minyak mejadi rusak dan berbau tengik, serta Natrium Benzoat sebagai bahan pengawet. 2. Produk yang sudah selesai di tangki Blending kemudian dialirkan ke Tangki penampungan sementara sebelum masuk ke votator.
2.5.4 Tahap Solidifikasi
1.
Dalam tahap ini terjadi terjad i pembentukan pembentu kan kristal, krist al, di dalam alat ini suhu 0
diturunkan menjadi 10 C disebabkan oleh terjadi pendinginan mendadak sehingga membentuk padatan dan kristal yang masih bersifat kasar dan menggumpal, dimana kristal tersebut membentuk lembaran – lembaran. Pada proses ini terjadi proses eksotermis, dimana panas dikeluarkan sehingga terjadi penurunan suhu. Alat
Universitas Sumatera Utara
Votator menggunakan cairan 1,1,1,2-tetraflouetana 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. 2.
Lembaran – lembaran kristal krista l yang telah terbentuk ter bentuk ini dialirkan dialir kan menuju 0
alat Worker 1. Di dalam Worker 1 ini suhu dinaikkan menjadi 20 C. Tujuan dari penaikan suhu adalah untuk membentu membentuk k lembaran lembaran kristal yang masih bersifat gumpalan menjadi hasil yang bersifat cacah. 3.
0
Lalu dilanjutkan dilanjut kan ke Votator Votato r 2, kembali suhu diturunkan ditur unkan menjadi 15 C supaya hasil yang diperoleh bersifat lembaran kristal yang halus.
4.
Kemudian dilanjutkan dengan Worker 2 yang bersifat untuk mencacahkan margarin menjadi margarin yang memiliki lembaran kristal yang halus dan lebih cacah.
2.5.5. Tahap Packing
Dari votator tersebut produk langsung diadakan pengepakan ( packing).
Universitas Sumatera Utara
