Sabun #2: Saponifikasi dan Agennya

Sejarah Sabun pada artikel pertama menunjukkan pembuatan sabun pertama hingga sekarang menggunakan minyak (hewan atau tanaman) dan garam/abu alkali. Reaksi dari keduanya disebut dengan saponifikasi. Tanpa adanya saponifikasi, sabun tidak akan terbentuk. Apa itu saponifikasi?

Lihat lagi artikel mengenai bioteknologi (klik judul)

Definisi Saponifikasi 

Penggunaan lemak dan abu untuk menghasilkan sabun dikenal secara resmi sebagai reaksi saponifikasi. Reaksi saponifikasi adalah reaksi pemanasan ester (lemak) dengan alkali (natrium hidroksida atau kalium hidroksida) yang menghasilkan alkohol bebas (gliserin) dan garam alkali (garam sabun). 

Satu molekul lemak terdiri dari tiga gugus ester, maka disebut juga trigliserida. Satu gugus ester akan bereaksi dengan ion Na membentuk garam sabun, sisanya (OH dari NaOH dan rantai karbon dari trigliserida) akan berikatan membentuk alkohol (gliserol)
sumber: https://byjus.com 

Satu gugus ester akan bereaksi dengan ion K membentuk garam sabun, sisanya (OH dari KOH dan rantai karbon dari trigliserida) akan berikatan membentuk alkohol (gliserol)
sumber: https://byjus.com

Sifat sabun dipengaruhi oleh sifat asam lemak yang digunakan dan panjang dari ikatan karbon gugus ester. Lemak jenuh (panjang karbon 18) menghasilkan sabun yang keras, berbusa, dan tidak mudah larut. Lemak rantai pendek akan menghasilkan sabun yang lembut, dan lebih mudah larut. 

Bagaimana Garam Sabun Dapat Membersihkan?

Sabun adalah surfaktan (yang akan dijelaskan lebih lengkap pada artikel selanjutnya) yang berarti tersusun dari struktur nonpolar dan polar. Struktur nonpolar sabun adalah rantai hidrokarbon panjang yang bersifat hidrofobik (tidak larut air), sementara struktur polarnya adalah garam (Na atau K) yang bersifat ionik dan hidrofilik (larut air). 

sumber: http://www.essentialchemicalindustry.org

Pada saat kita menggunakan sabun, rantai hidrokarbon panjang ini akan berikatan dengan kotoran di tangan kita. Ketika kita membilas tangan dengan air, kepala ionik akan berikatan dengan air. Terjadi tarik-menarik antar struktur ekor dan kepala sehingga kotoran di tangan kita terangkat oleh air (tidak larut air). 

sumber: http://www.essentialchemicalindustry.org

Apa yang Harus Ada Dalam Sabun? 

1. Lemak 

Semua lemak adalah ester dari trihidroksi alkohol, gliserin, dan asam lemak. Satu molekul lemak memiliki tiga gugus ester maka sering disebut juga trigliserida.

Asam lemak jenuh memiliki rantai karbon dengan banyak gugus hidroksil dengan melting point yang tinggi, sehingga sabun bersifat keras dan sulit larut. Umumnya lemak ini didapat dari hewan. Contoh lemak jenuh adalah asam laurat, asam myristic, asam palmitat, asam stearat. 

Asam lemak tak jenuh memiliki ikatan rangkap sehingga gugus hidroksilnya lebih sedikit. Sifat ini membuat asam lemak memiliki melting point yang rendah sehingga sabun yang dihasilkan lebih lembut, cair, dan mudah larut. Umumnya lemak ini didapat dari tanaman. Contoh lemak tidak jenuh adalah asam linoleat dan asam oleat. 

Minyak yang umumnya digunakan dalam pembuatan sabun adalah minyak kelapa (coconut), minyak bunga matahari, minyak kelapa sawit (palm), minyak zaitun, dan lemak hewan. Namun yang harus diperhatikan adalah kemurnian lemaknya. Jika rendah, sabun akan kehilangan warna (jadi kuning atau coklat) dan bau tengik. Umumnya lower grade soap seperti ini digunakan untuk sabun cuci pakaian, cleanser, sabun industri.   

2. Lye

Lye adalah alkali yang berperan sebagai penyedia kation dalam garam sabun. Ada dua alkali yang digunakan dalam saponifikasi, NaOH (caustic soda) dan KOH (caustic potash). KOH akan menghasilkan sabun lembut atau sabun cair, sementara NaOH akan menghasilkan sabun yang keras atau sabun padat.

sumber: singaporesoap.com

Tanpa adanya alkali, sabun tidak akan terbentuk. Namun, penggunaan alkali harus disesuaikan dengan kebutuhan reaksi saponifikasi agar alkali tidak tersisa dalam hasil akhir dan menyebabkan iritasi. Kebalikannya, kurangnya jumlah alkali yang digunakan menyebabkan minyak masih tersisa pada hasil akhir (disebut dengan superfatted) yang dapat digunakan sebagai pelembap.

Penghitungan lye dan minyak dalam proses saponifikasi dapat dilakukan menggunakan lye calculator yang dapat dicari di google. Contoh dari brambleberry.com (tidak hanya menghitung lye yang digunakan, juga menghitung superfatted dan fragrance yang dimasukkan).

3. Moisturize Agent/ Additive 

Penambahan bahan lain dilakukan dengan tujuan meningkatkan kualitas sabun seperti warna dengan pewarna organik atau sintetis, wangi dengan parfum, dan SLS untuk menambahkan busa.

Penambahan SLS (sodium lauryl sulphate) ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan sabun dalam membersihkan dan menghasilkan busa. Banyak konsumen yang merasa bersih jika sabun yang mereka gunakan menghasilkan busa yang banyak. Namun penambahan SLS harus hati-hati. Jika berlebih, dapat menyebabkan iritasi pada jenis kulit tertentu (terutama yang kering) dan juga dapat menyebabkan pencemaran lingkungan (menurunkan konsentrasi oksigen terlarut suatu perairan).   

Contoh bahan lain adalah gliserin (moisturize agent). Walaupun gliserin juga dihasilkan dalam reaksi saponifikasi, penambahan gliserin dapat dilakukan dengan tujuan meningkatkan kemampuan sabun melembapkan kulit. Penambahan gliserin juga dilakukan untuk membentuk sabun transparan 

Senyawa aktif juga bisa ditambahkan, misalkan untuk anti-acne, anti-inflammatory, antibakteri, antifungi, dan antioksidan. 

Pada artikel selanjutnya saya akan membahas mengenai jenis sabun dan perbedaannya.

Semoga artikel ini membantumu :) 

Lihat lagi artikel mengenai bioteknologi (klik judul)

Burns-Moguel, A. 2019. Soap: Clean for The Environment or Just Us? Retrieved from Yale National Initiative: https://teachers.yale.edu/curriculum/viewer/initiative_11.05.01_u (26 Oktober 2019). 

Scharf, W. & Malerich, C. 2001. Preparation of Soap. Retrieved from Baruch College: https://www.baruch.cuny.edu/wsas/academics/natural_science/chm_1000/9_soap.pdf (26 Oktober 2019).