Electronic Theses and Dissertation

Beberapa tahun terakhir Indonesia dikenal sebagai negara penghasil minyak sawit (Palm Oil, PO) terbesar, dengan angka produksi mencapai 42,5 juta metrik ton pada tahun 2020. Berbagai produk turunan minyak sawit mentah (Crude Palm Oil, CPO) dan minyak inti sawit (Palm Kernel Oil, PKO) terus dikembangkan, baik untuk produk pangan maupun non-pangan. Selain minyak, kebetuhan masyarakat terhadap lemak untuk berbagai olahan pangan juga semakin meningkat. Namun, tingkat konsumsi asam lemak jenuh dan lemak trans dalam lemak dapat memicu sindrom metabolisme dan penyakit kardiovaskuler seperti serangan jantung, stroke, kolesterol dan obesitas. Teknologi baru telah dikembangkan untuk menemukan pengganti lemak padat hewani yang lebih sehat yaitu melalui oleogelasi. Oleogelasi bertujuan mengonversi minyak nabati berfasa likuid menjadi substansi yang padat dengan bantuan oleogelator. Berbagai jenis minyak dan oleogelator telah banyak diteliti untuk menghasilkan oleogel yang dapat diaplikasikan pada produk pangan. Namun penelitian mengenai kombinasi beberapa oleogelator masih minim dilakukan. Selain menghasilkan oleogel, penelitian ini juga bertujuan untuk menghasilkan oleogelator berupa MDAG yang disintesis dari reaksi gliserolisis serta dipurifikasi dengan teknik demulsifikasi krim. Metode demulsifikasi ini bertujuan memecah emulsi menjadi komponen penyusunnya yaitu dalam bentuk krim (MAG, DAG, dan TAG) yang akan berada pada fase non polar, sedangkan skim (gliserol dan air) akan berada pada fase polar. Pada proses demulsifikasi krim dalam penelitian ini digunakan empat jenis elektrolit yaitu Kalsium klorida (CaCl2), Amonium bikarbonat (NH4HCO3), Sodium sulfit (Na2(SO3)) dan Magnesium Sulfat (MgSO4) dengan empat (4) jenis konsentrasi (2,5%, 5%, 7,5% dan 10%). Produk oleogel yang diperoleh kemudian digunakan menjadi bahan alternatif menggantikan shortening pada pembuatan cookies cookies. Pada tahap ini dikaji rasio oleogel : shortening terbaik terhadap karakteristik cookies yang dihasilkan. Hasil penelitian ini menunjukkan demulsifikasi krim terbaik ditunjukkan pada variabel SS 5% dengan komposisi gliserol, MAG, DAG dan TAG setelah demulsifikasi berturut- turut adalah 1,80%, 41,68%, 25,75% dan 21,06% dari sebelum demulsifikasi berturut-turut 13.36%, 27.10%, 16.74% dan 13.69%. Pada proses sintesis oleogel monogelator BW, oleogel berbasis minyak goreng sawit (CO) hanya membentuk gel stabil pada minimal konsentrasi 3%, sedangkan pada oleogel berbasis crude palm oil (CPO) dapat terbentuk dari konsentrasi 0,5%. Konsentrasi beeswax (BW) sebagai oleogelator berpengaruh nyata terhadap karakteristik oleogel berbasis minyak sawit. Peningkatan konsentrasi BW menunjukkan pergeseran peak pada area 3321 cm-1 menjadi 3336 cm-1 yang mengindikasikan penurunan intensitas ikatan hidrogen antara sampel CPO dan oleogel. Selain itu, peningkatan konsentrasi BW juga berpengaruh pada warna produk oleogel, waktu gelasi yang lebih singkat, nilai kapasitas minyak terikat (KMT) lebih tinggi dan suhu leleh oleogel yang lebih tinggi. Pada sampel oleogel multigelator (BW-MDAG) menunjukkan perbedaan warna antara MDAG berbasis CPO dan CO. Penggunaan BW-MDAGCPO sebagai oleogelator menghasilkan gel yang lebih stabil dalam vial, waktu gelasi yang lebih singkat dan nilai KMT yang lebih tinggi dibandingkan oleogel BW-MDAGCO. Selain itu oleogel berbasis MDAGCO memiliki titik leleh yang lebih rendah dari sampel oleogel berbasis MDAGCPO dimana Tp kedua sampel yaitu 54.55°C dan 52.75°C untuk sampel oleogel dengan rasio BW:MDAG 7:3 (berbasis CPO) dan 8:2 (berbasis CO). Studi pengaplikasian gelombang ultrasonik untuk upaya intensifikasi proses juga berdampak positif terhadap sifat fisik oleogel yang dihasilkan. Pengaplikasian ultrasonik tidak mempengaruhi warna sampel oleogel, namun berpengaruh nyata pada waktu gelasi, nilai KMT dan morfologi oleogel. Pada studi ini waktu gelasi berhasil dipersingkat menjadi 2,60 menit dari sebelumnya 4,17 menit (metode pengadukan) untuk oleogel dengan rasio BW:MDAG 100:0. Analisis XRD pada oleogel monogelator dan multigelator (pengadukan dan ultrasonik) menunjukkan polimorfisme yang sama, yaitu karakteristik peak pada d= 3,9 hingga 4.6 Å yang mengindikasikan β’ polimorfik. Proses intensifikasi ultrasonik relatif tidak mempengaruhi suhu lebur sampel. Analisis DSC menunjukkan suhu lebur yang sama yaitu kisaran 36-55°C. Hasil tersebut diatas menunjukkan bahwa oleogel berbasis minyak sawit berpotensi menggantikan shortening. Berdasarkan tampilan visual cookies berbasis oleogel, shortening maupun perpaduan keduanya hampir tidak memiliki perbedaan tampilan yang nyata. Secara umum cookies berbasis shortening memiliki tebal dan diameter yang lebih besar dari cookies berbasis oleogel. Berdasarkan analisis tampilan morfologi ditemukan bahwa struktur pori cookies berbasis oleogel mirip dengan struktur pori pada cookies berbasis shortening komersial, hanya saja pada cookies berbasis shortening 100% terlihat pori dan rongga yang lebih besar. Berdasarkan hasil analisis kadar air dalam cookies disimpulkan bahwa semakin tinggi konsentrasi oleogel yang digunakan, maka kadar air pada cookies cenderung lebih tinggi. Berdasarkan SNI 2973-2011 untuk biskuit, maka sampel produk cookies pada variabel oleogel 100% dan rasio O:S 3:1 belum memenuhi SNI untuk kadar air. Dari hasil analisis organoleptik dapat disimpulkan bahwa sampel cookies dengan kombinasi oleogel/shortening 2:2 paling disukai oleh para panelis dari segi warna, aroma, rasa dan tekstur dengan nilai hedonik rata-rata 3.44 (kategori suka). Berdasarkan hasil uji sensori diperoleh bahwa sampel cookies dengan kombinasi oleogel/shortening 2:2 memenuhi seluruh parameter standar mutu SNI 2973:2011 untuk biskuit kecuali parameter karbohidrat. Pada akhirnya hasil penelitian ini sudah dipublikasikan pada konferensi ilmiah bereputasi dan jurnal internasional terideks Q1 yaitu South African Journal of Chemical Engineering.

In recent years, Indonesia has been known as a palm oil producing country. Palm Oil (PO) is the largest, with production reaching 42.5 million metric tons in 2020. Various crude palm oil derivative products (Crude Palm Oil, CPO) and palm kernel oil (Palm Kernel Oil, PKO) continues to be developed, both for food and non-food products. Apart from oil, people's need for fat for various food preparations is also increasing. However, the level of consumption of saturated fatty acids and trans fats in fat can trigger metabolic syndrome and cardiovascular diseases such as heart attacks, stroke, cholesterol and obesity. New technologies have been developed to find healthier substitutes for solid animal fats, namely through oleogelation. Oleogelation aims to convert liquid-phase vegetable oils into solid substances with the help of oleogelators. Various types of oils and oleogelators have been widely studied to produce oleogels that can be applied to food products. However, research on the combination of several oleogelators is still minimal. In addition to producing oleogel, this research also aims to produce oleogelator in the form of MDAG which is synthesized from a glycerolysis reaction and purified by cream demulsification technique. This demulsification method aims to break down the emulsion into its constituent components, namely in the form of cream (MAG, DAG, and TAG) which will be in the non-polar phase, while skim (glycerol and water) will be in the polar phase. In the cream demulsification process in this study, four types of electrolyte were used, namely Calcium chloride (CaCl2), Amonium bikarbonat (NH4HCO3), Sodium sulfite (Na2(SO3)) and Magnesium Sulphate (MgSO4) with four (4) types of concentration (2.5%, 5%, 7.5% and 10%). The oleogel product obtained is then used as an alternative material to replace itshortening on making cookies cookies. At this stage, the ratio of oleogel:shortening best for characteristics cookies resulting from. The results of this study showed that the best cream demulsification was shown in the variable SS 5% with the composition of glycerol, MAG, DAG and TAG after demulsification were 1.80%, 41.68%, 25.75% and 21.06% respectively from before demulsification respectively 13.36%, 27.10%, 16.74% and 13.69%. In the BW monogelator oleogel synthesis process, palm cooking oil (CO) based oleogel only forms a stable gel at a minimum concentration of 3%, whereas the oleogel based crude palm oil (CPO) can be formed from a concentration of 0.5%. The concentration of beeswax (BW) as an oleogelator has a significant effect on the characteristics of palm oil-based oleogel. The increase in BW concentration showed a peak shift in the area of 3321 cm-1 to 3336 cm-1 which indicates a decrease in the intensity of hydrogen bonding between the CPO and oleogel samples. In addition, the increase in BW concentration also affected the color of the oleogel product, the shorter gelation time, the higher bound oil capacity (KMT) value and the higher melting temperature of the oleogel. The multigelator oleogel (BW-MDAG) sample showed a color difference between CPO and CO-based MDAG. Use of BW-MDAGCPO as an oleogelator produces a gel that is more stable in vials, shorter gelation time and higher KMT value than BW-MDAG oleogelCO. Additionally MDAG based oleogelCO has a lower melting point than the MDAG-based oleogel samplesCPO where the Tp of the two samples were 54.55°C and 52.75°C for the oleogel sample with a BW:MDAG ratio of 7:3 (CPO-based) and 8:2 (CO-based). Studies on the application of ultrasonic waves for process intensification efforts also have a positive impact on the physical properties of the resulting oleogel. The application of ultrasonic did not affect the color of the oleogel sample, but significantly affected the gelation time, KMT value and oleogel morphology. In this study the gelation time was shortened to 2.60 minutes from 4.17 minutes (stirring method) for oleogels with a BW:MDAG ratio of 100:0. XRD analysis on monogelator and multigelator (stirring and ultrasonic) oleogels showed the same polymorphism, i.e. the characteristic peak at d= 3.9 to 4.6 Å indicating polymorphic β'. The ultrasonic intensification process relatively does not affect the melting temperature of the sample. DSC analysis showed the same melting temperature in the range of 36-55°C. The above results indicate that palm oil based oleogel has the potential to replace it shortening. Based on visual appearance cookies oleogel based, shortening or a combination of the two has almost no real difference in appearance. In general cookies based shortening has a greater thickness and diameter than cookies oleogel based. Based on the analysis of the morphological appearance it was found that the pore structure cookies oleogel based similar to the pore structure of cookies based shortening commercial, it's just on cookies based shortening 100% visible larger pores and cavities. Based on the results of the analysis of deep water content cookies It can be concluded that the higher the concentration of oleogel used, the lower the water content cookies tends to be higher. Based on SNI 2973-2011 for biscuits, the product samples cookies on 100% oleogel variable and 3:1 O:S ratio did not meet SNI for water content. From the results of the organoleptic analysis it can be concluded that the sample cookies with a combination of oleogel/shortening 2:2 was most liked by the panelists in terms of color, aroma, taste and texture with an average hedonic value of 3.44 (like category). Based on the sensory test results, it was found that the sample cookies with a combination of oleogel/shortening 2:2 meets all parameters of the SNI 2973:2011 quality standard for biscuits except for the carbohydrate parameter. In the end, the results of this research have been published in reputable scientific conferences and Q1 indexed international journals, namely South African Journal of Chemical Engineering.