Sintesis dan karakterisasi hydroxypropylcellulose dari tandan kosong kelapa sawit serta aplikasinya sebagai pengental saos tomat

HARYANTI, Pepita, Dr. Ir. Djagal W. Marseno

2008 | Tesis | S2 Ilmu dan Teknologi Pangan

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan sumber selulosa potensial yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan industri pangan dalam bentuk derivat selulosa misalnya hydroxypropylcellulose (HPC). Produk pangan cair misalnya saos tomat memanfaatkan HPC sebagai thickeners (pengental) untuk memperbaiki viskositas karena kemampuannya dalam mengikat air (water binding capasity). Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan metode ekstraksi selulosa dan pembuatan HPC dari TKKS, menentukan sifat-sifat fisik HPC serta mengevaluasi stabilitas saos tomat yang menggunakan HPC sebagai pengental. Tahapan penelitian diawali dengan optimasi ekstraksi selulosa, kemudian dilanjutkan dengan sintesis HPC dari ekstrak selulosa dan karakterisasi HPC meliputi molar substitusi (MS), kemurnian, viskositas, rendemen, identifikasi gugus fungsional dengan FT-IR spektroskopi dan kristalinitas serta pembuatan dan evaluasi stabilitas saos tomat. Pada optimasi ekstraksi selulosa TKKS digunakan NaOH dengan 5 variasi konsentrasi (3, 4, 5, 6, 7 % w/v) selama 3,5 jam pada suhu 100 ºC kemudian dilakukan proses pemutihan dengan NaOCl 5 % selama 3 jam pada suhu 30 ºC. Selanjutnya dilakukan alkalisasi dengan 5 variasi konsentrasi NaOH (5, 10, 15, 20 dan 25%) pada suhu 25 ºC selama 1 jam dan dikombinasikan dengan hidroksipropilasi pada suhu 55 ºC selama 3 jam dengan perlakuan 5 variasi jumlah PO (0,6; 0,8; 1,0; 1,2 dan 1,4 ml/g selulosa). Saos tomat dibuat dari konsentrat tomat dengan kadar padatan terlarut (TSS) 12,35% yang ditambah dengan gula, garam, asam, pengawet dan HPC sebagai pengental. Campuran bahan-bahan tersebut dipanaskan hingga TSS saos tomat 34,69%, kemudian dimasukkan dalam botol gelas, ditutup dan disimpan pada suhu 29 ºC. Metode ekstraksi selulosa TKKS menggunakan NaOH optimum 4% tanpa menggunakan pelarut organik dapat menghasilkan selulosa TKKS dengan kadar a-selulosa yang diperoleh sebesar 79,83% (db) dan rendemen 42,04% (db). Metode sintesis HPC TKKS dengan kombinasi perlakuan NaOH 10% dan jumlah propylene oxide 1,4 ml/g selulosa menghasilkan nilai MS maksimum, namun masih memiliki tingkat kemurnian yang rendah. HPC TKKS dengan nilai MS 0,1049; kemurnian 76,91% (db), viskositas 1% (29 ºC) 76,88 cps dan rendemen 92,04% (db) digunakan sebagai pengental dalam saos tomat melalui pendekatan nilai viskositasnya yang paling tinggi. Pada spektra FTIR HPC, terlihat tambahan puncak pada bilangan gelombang 2924,09 cm-1 dan 1334,74 cm-1 yang menunjukkan ikatan CH dan gugus CH3. Penggunaan HPC TKKS 0,6% dapat meningkatkan viskositas saos tomat yang setara dengan penambahan HPC komersial sebanyak 0,4%. Penggunaan HPC TKKS sebagai pengental dilakukan karena dapat mengurangi % sineresis selama penyimpanan saos tomat meskipun masih memiliki laju yang lebih cepat jika dibandingkan dengan HPC komersial.

Oil palm empty fruit bunches (EFB) is a potential source of cellulose which is useful for food industry in cellulose derivative form, such as hydroxypropylcellulose (HPC). Liquid food product such as tomato ketchup use HPC as a thickener to improve viscosity because of its water binding capasity. The objectives of this research were to develop the cellulose extraction from EFB and HPC synthesis, to characterize the obtained HPC and then to evaluate the stability of tomato ketchup added with HPC as a thickener. The first stage of the research was to investigate the optimum condition of cellulose extraction. The second stage was synthesize and characterize HPC for molar substitution (MS), purity, viscosity and yield, functional groups using FT-IR spectroscopy and crystallinity. Then the third stage was to evaluate the stability of tomato ketchup. EFB cellulose extraction was optimized using 5 various concentration of NaOH (3, 4, 5, 6 and 7 % w/v) for 3,5 h at 100 ºC then followed by bleaching using 5% NaOCl for 3 h at 30 ºC. The cellulose was alkalized using 5 various concentration of NaOH (5, 10, 15, 20 and 25%) at 25 ºC for 1 h and hydroxypropylated at 55 ºC for 3 h with and 5 various amount of propylene oxide (PO) (0.6, 0.8, 1.0, 1.2 dan 1.4 ml/g). The tomato ketchup was prepared from tomato concentrate containing total soluble solid (TSS) of 12.35% added with sugar, salt, vinegar, preservatif and HPC as thickener. The mixture was then heated at 75-80 ºC until a TSS of 34.69% was obtained then filled into the glass jar, sealed then stored at ambient temperature 29 ºC before analysis. Result showed that the optimal EFB extraction was achieved by using NaOH 4% (w/v) which gave a-cellulose 79,83% (db) and yield 42,04 % (db). The use of the HPC made from NaOH 10% and 1,4 ml/g PO as athickener in tomato ketchup because of the highest viscosity. The characteristics were MS 0.1049, purity 76.91% (db), viscosity (1% at 29 ºC) 76.88 cps and yield 92.04% (db/db). The FTIR spectra elucidated that the HPC showed peak at wave number around 2924,09 cm-1 and 1334,74 cm-1 representing presence of CH and CH3. The use of 0.6% (w/w) of the HPC increased tomato ketchup viscosity, while that of commercial HPC only use 0.4% to get similar viscosity. The HPC was used as thickener because it could reduce serum separation of tomato ketchup during storage although it syneresize faster than the commercial.

Kata Kunci : Selulosa,Pengental,Sineresis, cellulose, thickener, serum separation