Sintesis Sukrosa Ester Dari Asam Lemak Stearat dan Oleat Menggunakan Katalis K2CO3 dan Na2CO3

Abstract

Sukrosa ester merupakan senyawa organik yang diperoleh dari reaksi berbagai macam jenis ester asam lemak dengan penambahan sukrosa. Produk sukrosa ester banyak digunakan pada industri pangan dan non pangan sebagai emulsifier atau stabilizer pada produk makann, industri kosmetik dan personal care, hingga produk farmasi. Dewasa ini produk sukrosa ester yang ada di Indonesia masih terbatas dan impor dari luar negeri. Oleh karena itu penelitian terkait sintesis sukrosa ester dari metil ester yang bertujuan untuk menganalisis pengaruh jenis metil ester dari asam lemak dan jenis katalis terhadap sintesis sukrosa ester serta menentukan sukrosa ester terbaik. Hasil terbaik dari sukrosa ester kemudian dilakukan kinetika reaksi yang bertujuan untuk melihat laju reaksi serta energi aktivasi. Penelitian tahap satu yaitu sintesis metil ester dari asam lemak berbanding metanol (stearat 1:8 mol; oleat 1:5 mol) menggunakan katalis H2SO4 sebanyak 3%. Penelitian tahap dua yaitu sintesis sukrosa ester (1:3 mol) menggunakan katalis (K2CO3 dan Na2CO3) sebanyak 6%. Rancangan percobaan yang digunakan yaitu rancangan acak tersarang dengan dua faktor, pertama adalah perbedaan jenis metil ester (asam lemak stearat dan oleat) dan kedua yaitu perbedaan jenis katalis (K2CO3 dan Na2CO3). Sintesis metil ester menggunakan suhu 70oC selama 2 jam kemudian dipisahkan pada corong pemisah. Hasil metil ester yang sudah dipisahkan lalu dicuci hingga pH sesuai dengan air pencucian dan di oven pada suhu 105oC selama 60 menit. Sintesis sukrosa ester yang dilakukan pada penelitian menggunakan bahan baku metil ester dengan sukrosa yang kemudian ditambahkan katalis. Proses transesterifkasi sukrosa ester menggunakan perbandingan 1:3 mol antara sukrosa dan metil ester pada suhu awal 60oC selama 30 menit. Campuran lalu ditambahkan katalis dan dilakukan penaikan suhu hingga 110oC selama 90 menit. Sampel dipisahkan dengan corong buchner hingga diperoleh produk sukrosa ester. Pengamatan sifat fisiko kimia yang dilakukan pada sampel metil ester berdasarkan SNI 7182:2015 meliputi densitas, kadar air, viskositas, angka asam, angka penyabunan, angka iod, gliserol total dan gliserol bebas. Sampel sukrosa ester kemudian di analisis rendemen, pH, stabilitas emulsi, stabilitas busa, tegangan permukaan, tegangan antar muka, ukuran droplet dan gugus fungsi (FTIR). Percobaan dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Data hasil penelitian dilakukan pengujian secara statistik parametrik menggunakan analisis sidik ragam ANOVA dengan software IBM SPSS Statistics 27 dan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) jika terdapat perbedaan yang signifikan antar perlakuan. Pemodelan kinetika berdasarkan model Arrhenius yang dilakukan dengan rentang waktu 0-120 menit (dengan interval 15 menit) pada suhu 90oC, 100oC, 110oC. Parameter yang dianalisis pada kinetika reaksi sukrosa ester berupa rendemen. Nilai yang diperoleh kemudian dilakukan plot terhadap suhu dan waktu untuk memperoleh persamaan matematik serta nilai koefisien korelasi (R²). Hasil menunjukkan bahwa perlakuan jenis metil ester dari asam lemak dan jenis katalis pada proses sintesis berpengaruh terhadap sifat fisikokimia produk sukrosa ester yang dihasilkan. Penggunaan katalis K2CO3 dan metil ester stearat memiliki sifat fisikokimia sukrosa ester yang lebih baik dibandingkan menggunakan katalis Na2CO3 dan metil ester oleat. Karakteristik yang dihasilkan dari perlakuan terbaik memiliki rendemen sebesar 33,76%; nilai pH sebesar 10,4; penurunan tegangan permukaan sebesar 27,6 dyne/cm, penurunan tegangan antarmuka sebesar 10,91 dyne/cm, stabilitas emulsi sebesar 78,4%, dan stabilitas busa sebesar 88,08%. Nilai ukuran droplet pada sukrosa ester stearat K2CO3 terbesar 25,07 μm dan terkecil 1,82 μm. Analisis FTIR produk sukrosa ester terbaik menunjukkan adanya gugus C-H pada panjang gelombang 2856,58 cm-1 dan gugus C=O pada panjang gelombang 1732,08 cm-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model kinetika terbaik pada parameter rendemen yaitu ordo nol dengan persamaan Y=-0,0004x+0,0014 (R²=0,8327) dan nilai energi aktivasi sebesar 15,772 KJ/mol. Pemilihan ordo terbaik dari setiap parameter berdasarkan nilai koefisien korelasi yang semakin mendekati satu. Kata Kunci : emulsifier, oleat, stearat, sukrosa ester